低渗油藏注CO2相态模拟研究

■乔长发

（中油辽河油田公司辽宁盘锦124114）

低渗油藏注CO2相态模拟研究

■乔长发

（中油辽河油田公司辽宁盘锦124114）

辽河油田杜家台油层为低渗透储层，非均质性严重，开发时间长，含水率高，注水困难，为了改善杜家台油层开发效果，拟进行CO2驱开发。本文通过原油相态模拟实验获得原油的基本性质，评价原油膨胀能力；模拟注CO2膨胀实验获得原油溶解CO2后性质的变化，评价原油溶解CO2的能力；模拟注CO2向前接触实验得到平衡气组成的变化，以及对MMP的影响；为CO2驱油藏方案编制提供指导。本项目研究结果能有效改善杜家台油藏开发效果，对同类油藏的开发调整具有较强的指导意义。

相态模拟膨胀溶解

0 前言

油田经过一次开发后，还有近2/3的的原油残余在地层中。国外CO2驱油技术日趋成熟，已得到工业化推广应用。国内90%以上油田采用注水开发，长期大量注水，主要老油田已处于高含水开发阶段，二氧化碳驱油具有较大的应用潜力。另外，对于我国63.2亿吨的低渗储量，特别是对于接近低渗油藏总储量50%以上未投入开发的低渗储量，CO2驱比注水开发更具有技术优势。CO2驱油不仅能满足油田开发的需要，还可以保护环境，抑制温室效应，解决二氧化碳的储存问题[2]。

大量的现场试验确定了适合CO2驱油油藏的基本条件，杜家台油层储存条件适合开展二氧化碳-水段塞驱油。

1 区块概况

区块注水开发30年，面临以下主要开发难题：（1）2006年以来注入井数增加，油藏注水量增加，但开井率依然较低，水驱效果不能得到有效发挥；（2）生产井日产油水平低（图4-1），尽管注水有效缓解产量递减，但从注水效果看，进入注水开发后期，亟待调整；（3）区块采出程度仅为25.11%，可以进一步提高采收率。

2 原油相态模拟研究

通过相态软件，根据拟合后的特征化流体参数模拟闪蒸实验[3]，从实验数据可以看出，地层原油经过单次脱气，气油比是77.8m3/m3，地层原油粘度为 2.28mPa.s，地层原油密度为0.7589g/cm3，体积系数为1.004m3/m3。表明杜家台油层地层原油粘度比较低，密度处于中等水平，比较容易流动。地层原油C1含量为40.203%，C2-C6含量分别为21.598%，C7+含量分别为36.984%，原油主要由中质流体组成，非烃类成分比较少。

多级脱气实验中原油粘度从泡点开始随压力下降而增大，0.1MPa时最高，为17.511mPa.s，为地层压力下的7.68倍；溶解气油比随压力的降低而降低；原油的密度从 0.7589g/cm3增大到0.8426g/cm3。溶解气油比82.9 m3/m3，这比闪蒸实验数据中的气油比高，是因为脱气方式不同，符合实验规律；表明如果采取衰竭式开采，地层膨胀能力一般，溶解气驱能量中等；粘度低、原油较易流动。

根据原油井流物等数据模拟计算的PT相图表明，该油藏属典型的黑油油藏。

3 注CO2膨胀模拟研究

注CO2膨胀实验是指将不同比例CO2溶入原油中，按照一定的实验方法模拟注CO2混相驱过程中注入CO2后原油性质（原油泡点变化、气油比变化、注气体积膨胀能力等）的变化，从而评价注入CO2对原油采收率的影响。

实验结果表明：

（1）注入49%CO2时泡点为16.48MPa，增加到初值的1.18倍；溶解气油比为151m3/m3，增加到初值的1.94倍，二氧化碳在原油中的溶解性一般。

（2）注入49%CO2时，液相体积增加到初值的1.16倍，表明原油溶解CO2能力一般，注CO2后原油膨胀能力增大，具备注CO2能力。

根据注CO2膨胀模拟实验所得数据，做注不同比例CO2后的相图变化。由相图可知：注不同比例CO2，原油相图发生变化。随着注CO2比例增加，原油体积膨胀，相图向左上方偏移，包络线变宽，临界点也向左上方偏移。表明注CO2后原油粘度降低，密度降低，气油比增大，原油性质向好的方向转变，对提高油藏采收率有利。

4 注CO2向前接触模拟研究

向前多次接触实验是为了模拟注CO2混相驱过程中，注入CO2前缘与原油进行多次接触发生的相间传质过程，主要监测气体组分变化，分析前缘平衡气对最小混相压力的影响。原油与二氧化碳多次接触后MMP的变化与地层原油性质有关。模拟结果表明，第一次接触后平衡气的拟临界温度增大，后减小，但是变化不大，表明该油藏注CO2向前接触后，CO2的富化度轻微变贫，MMP稍微增大。

结果表明，随着注入CO2与新鲜原油接触次数的增加，平衡气组分中C1～C3的含量呈现增加的趋势；C4以上组分含量随着接触次数的增加逐步上升。表明二氧化碳在不断抽提地层原油中的轻质成分。

5 结论

（1）相态研究对CO2驱提高油藏采收率意义重大。当有新的气体注入油气体系时，油气体系的物理化学性质（如气液相组分和组成、界面张力、密度、体积系数、粘度等）都会发生一定的变化。

（2）通过原油相态模拟研究，获得原油溶解CO2后性质的变化、得到平衡气组成的变化以及对MMP的影响等。对混相驱替机理研究、驱替可行性评价、驱替方式研究有着举足轻重的作用。

[1]吴忠宝等.低渗透油藏二氧化碳混相驱油机理数值模拟 [J].油气地质与采收率，2012，19（3）：67.

[2]舟丹.二氧化碳驱油技术 [J].中外能源，2012，（12）：47.

[3]廉黎明等.二氧化碳驱数学模型研究进展及发展方向 [J].油气地质与采收率，2013，20(2)：77~78.

P62[文献码]B

1000-405X（2016）-6-347-1

乔长发，男，2005年长江大学毕业，学士，工程师，研究方向为油田开发地质。