超低渗透油藏气驱提高采收率理论与技术研究

This project is going to focuse on theory and technology of enhanced oil recovery by gas(N2, flue gas and CO2) injection in reservoirs with ultra-low permeability. By slim tube experiments minimum miscible pressure (MMP) between gas and crude oil is tested. Compared with the one observed in slim tube experiments, minimum miscible pressure (MMP) between gas and crude oil is calculated according newly-developed mathematical model, as well as the updating of characterization methods on miscible condition. Based on long core displacing experiments, interaction mechanism is investigated among formation, fracture and fluid during gas flooding in such reservoir. After analysis on solid precipitation effect, multiphase and multicomponent model is developed considering factors including interphase mass transfer and miscible/immiscible condition. Via numerical simulation method, parameters as injection scenarios, injection/production rate and fracture distribution are evaluated for gas flooding reservoirs after water flooding, volume fracturing for horizontal wells or plane fracturing for vertical wells. And finally, technical solutions are proposed to boost displacing efficiency and sweeping volume in ultra-low permeability reservoirs.

针对超低渗透油藏气（N2、烟道气、CO2）驱提高采收率的理论与技术问题，通过实验方法测定原油与注入气混相的最小混相压力，通过数学方法建立气驱原油的最小混相压力计算模型，确定气驱油过程中混相特征的表征方法。在超低渗透油藏长岩心气驱实验基础上揭示超低渗透油藏在多种作用机制下气驱油过程中储层、裂缝与流体相互作用机理，研究固相沉积在超低渗透油藏多孔介质中作用机理，建立考虑气体-原油体系的相间传质、混相和非混相、固相沉积等因素影响的超低渗透油藏气驱油多相多组分渗流模型，并建立相应的数值模拟方法，在不同注入方式、不同注入量、不同采油速度、不同裂缝分布条件下分析影响超低渗透油藏直井水驱后气驱、水平井体积压裂后气驱、直井平面压裂后气驱以及重力稳定气驱提高采收率的关键因素，提出超低渗透油藏气驱提高驱油效率和波及体积的技术方法。

超低渗透油藏通过CO2气驱可以有效地提高采收率，然而相关机理和技术还需要进一步揭示与开发，例如CO2与地层流体相互作用产生沉淀的机理及其影响目前还未清楚。项目通过实验方法测试了10种原油样品与注入气混相的最小混相压力并分析了其主要影响因素，通过数学方法建立了气驱原油的最小混相压力计算模型，该模型进行最小混相压力预测精度可达90%以上；在此基础上确定了气驱油过程中混相特征的表征方法；设计了耐高温高压的CO2与地层水作用的可视反应容器和CO2与原油作用沥青质沉淀高压可视釜两套装置，进而在超低渗透油藏长岩心气驱实验基础上揭示了超低渗透油藏气驱油过程中二氧化碳与储层及流体相互作用机理，确定了固相沉淀产生条件及成分，获得无机盐沉淀发生在压降过程的认识，分析了固相沉淀对超低渗透油藏多孔介质特性影响程度，获得了沉淀量与压力、温度、地层水矿化度、沥青质含量的定量关系；建立了考虑气体-原油体系的相间传质、混相和非混相、固相沉淀等因素影响的超低渗透油藏气驱油多相多组分渗流模型，并实现了相应的数值模拟方法，初步分析了不同储层条件下固相沉淀分布状况；通过在不同注入方式、不同注入量、不同采油速度、不同裂缝分布条件下进行数值模拟计算，得到了影响超低渗透油藏气驱提高采收率的关键因素，提出了超低渗透油藏气驱提高混相驱油区域和波及体积的技术方法。