不同渗透率对超临界二氧化碳驱油效果的影响研究
2016-11-18 21:43刘颜南
中小企业管理与科技·下旬刊 2016年10期
刘颜南
摘 要：当气体处于超临界状态时，成为性质介于液体和气体之间的单一相态，对物料有较好的渗透性和较强的溶解能力。利用温度和压力的变化，把超临界二氧化碳作为一种溶剂溶解入原油，降低原油黏度，可提高采收率。本次研究在不同渗透率情况下，稠油黏度、温度、压力和注入量对超临界二氧化碳驱油效果的影响。
关键词：超临界;二氧化碳;渗透率;黏度
中图分类号： TE34 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）30-183-2
0 引言
稠油开采难度大，目前广泛采用的技术是热力开采技术，如蒸汽吞吐和蒸汽驱。CO2具有临界温度和临界压力低的特点，处于超临界状态时性质随之发生巨大变化。密度接近液体，但黏度却与气体相类似，扩散系数是液体的100倍，因而具有极强的溶解能力，可提高蒸汽的吞吐效果。[1]
本次研究通过实验数据，找到地层渗透率同温度、压力、原油黏度等因素交互作用对超临界二氧化碳驱油效果的影响趋势。
1 超临界二氧化碳驱替实验研究
1.1 实验方案设计
1.1.1 实验方法选取
实验采用正交设计法。正交设计法是一种高效率、快速、经济的实验设计方法，通过从全面实验中挑选出部分有代表性的点进行实验，这些有代表性的点具备了“均匀分散，齐整可比”的特点。[2]
1.1.2 实验稠油选取
选取稠油油样，并进行黏度测定，见表1。
1.1.3 实验岩心选取
选取稠油4种不同渗透率的岩心16块，按照标准方法，对其特性进行了分析，其结果见表2。[3]
表1 实验用稠油性质
[序号＼&油样＼&黏度＼&实验取值＼&1
2
3
4＼&1#
2#
3#
4#＼&5080
10100
24500
49200＼&5000
10000
25000
50000＼&]
表2 实验用岩心性质
[序号＼&长度（cm）＼&直径（cm）＼&孔隙度＼&渗透率（mD）＼&实验取值（mD）＼&1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16＼&3.50
3.50
3.51
3.50
3.50
3.50
3.50
3.50
3.50
3.50
3.50
3.50
3.50
3.50
3.50
3.50＼&2.54
2.53
2.54
2.52
2.54
2.53
2.54
2.52
2.54
2.53
2.54
2.52
2.54
2.53
2.54
2.52＼&23.6
23.4
23.5
26.4
26.6
26.4
26.5
23.4
28.6
28.4
28.5
28.4
29.6
26.4
28.5
27.4＼&50.3
49.6
49.8
49.6
250.3
245.6
243.8
516.6
1250.3
1209.6
1204.8
1235.4
2550.
2504.6
2499.2
2469.6＼&50
50
50
50
250
250
250
250
1200
1200
1200
1200
2500
2500
2500
2500＼&]
1.1.4 实验方案的制定
采用正交设计方法，进行超临界CO2 驱油实验。选择5因素，4水平进行实验。[4]
表3 正交设计表
[因素水平＼&渗透率
（md）＼&黏度
（mPa.s）＼&温度
（℃）＼&压力
（MPa）＼&注入量
（PV）＼&水平1
水平2
水平3
水平4＼&50
250
1200
2500＼&5000
10000
25000
50000＼&40
60
80
100＼&8
10
12
15＼&0.5
1.0
1.5
2.0＼&]
1.2 驱替实验步骤
<E：＼123＼中小企业管理与科技·下旬刊201610＼97-197＼21-1.jpg>
2 驱替实验结果
2.1 实验结果
按照设计方案，通过岩心流动实验，在不同条件下，以二氧化碳驱替稠油，根据采出的稠油量，计算出原油采收率，实验结果见表4。
表4 实验结果表
[因素＼&渗透率
（mD）＼&黏度（mPa.s）＼&温度＼&压力 注入量（PV）＼&注入量（PV）＼&采收率（%）＼&实验1
实验2
实验3
实验4
实验5
实验6
实验7
实验8
实验9
实验10
实验11
实验12
实验13
实验14
实验15
实验16
极差＼&50
50
50
50
250
250
250
250
1200
1200
1200
1200
2500
2500
2500
2500
9.075＼&5000
10000
25000
50000
5000
10000
25000
50000
5000
10000
25000
50000
5000
10000
25000
50000
8.175＼&40
60
80
100
60
40
100
80
80
100
40
60
100
80
60
40
3.925＼&8
10
12
15
12
15
8
10
15
12
10
8
10
8
15
12
3.25＼&0.5
1
1.5
2
2
1.5
1
0.5
1
0.5
2
1.5
15
2
0.5
1
7.9＼&3.8
7.5
6.2
7.3
17.4
15.2
9.8
6.3
18.5
13.2
15.8
13.6
26.4
21.2
6.8
6.2
＼&]
2.2 影响因素分析
研究结果表明，所研究的影响因素中，以渗透率对采收率的影响最大，其次依次是黏度、注入量、温度和压力。
3 结论
通过实验数据，取得如下结论：
①超临界二氧化碳可以提高稠油的采收率。
②通过正交实验，考察了渗透率、黏度、温度、压力和注入量对采收率的影响。结果表明：在研究因素中，渗透率对采收率的影响最大，黏度次之。
③在研究水平范围内，渗透率以水平3为最好，黏度为水平1最好，温度为水平4最好，压力位水平2最好，而注入量以水平4最好。即最佳的实验条件为渗透率1200mD，黏度5000mPa.s，温度100℃，压力10MPa，注入量为2.0PV，对应的采收率为26.4%。
参 考 文 献
[1] 赵博，赵焕省.超临界二氧化碳流体钻井技术研究现状[J].中国石油和化工标准与质量，2011（11）.
[2] 王存新，孟英峰，邓虎，李皋，陈勇.气体钻井注气量计算方法研究进展[J].天然气工业，2006（12）.
[3] 李孟涛，单文文，刘先贵，尚根华.超临界二氧化碳混相驱油机理实验研究[J].石油学报，2006（03）.
[4] 郭万奎，等编著.注气提高采收率技术[M].石油工业出版社，2003.
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