CN107402290A - 研究co2驱过程中原油中沥青质沉淀对储层物性及开发效果影响的实验方法 - Google Patents

研究co2驱过程中原油中沥青质沉淀对储层物性及开发效果影响的实验方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种研究CO2驱过程中原油中沥青质沉淀对储层物性及开发效果影响的实验方法，包括以下步骤：(1)设定实验组A和B；(2)不同压力条件下，分别对实验组A和B做第一岩心驱替实验；(3)不同温度条件下，分别对实验组A和B做第二岩心驱替实验；(4)设定实验组C，不同沥青质含量条件下，对实验组C做第三岩心驱替实验；(5)分别测定第一、二、三岩心驱替实验前后的储层物性参数和采收率，处理数据，获得CO2驱过程中原油中沥青质对储层物性及开发效果的影响规律。本发明的研究体系接近于油田矿场实际情况，结果真实、可靠；采用大对比的实验方法，有效排除CO2‑地层水‑岩石相互作用的干扰因素。

Description

研究CO2驱过程中原油中沥青质沉淀对储层物性及开发效果影 响的实验方法
技术领域
本发明涉及油气开发实验技术领域，尤其涉及一种便于操作、准确度高的研究CO2驱过程中原油中沥青质沉淀对储层物性及开发效果影响的实验方法。
背景技术
CO2驱油技术是一种非常有效的提高原油采收率的方法，它不但能有效提高原油采收率，还能显著降低温室气体排放量。目前CO2驱提高采收率的潜力评价和参数优化研究中普遍认为水气交替注入方式(WAG)效果好于连续注气方式。在换油率上明显好于连续注气。由于WAG和连续注入在压力变化、注入水和气分分布有很多的不同，因此开展WAG条件下CO2-水-岩石相互作用的实验研究很有必要。CO2驱油体系中，有许多因素对储层物性及开发效果产生影响。CO2溶入原油使油藏流体的组成及体系的热力学条件发生很多变化，打破了原油原来的动态平衡状态，原油中的胶质、沥青质等固相组分变的不稳定，非常容易发生絮凝，形成沥青质沉淀，沉淀的沥青质也会堵塞岩石孔喉，降低孔隙度和渗透率，改变岩石的润湿性，对CO2驱提高采收率造成影响。
目前，在研究注CO2体系对储层物性及开发效果影响的实验方法中存在着一些干扰因素：如在CO2驱替过程中存在CO2-地层水-岩石相互作用溶蚀和成垢的干扰因素。部分研究为了避免CO2-地层水-岩石相互作用这方面的干扰，采用烧结岩心，不饱和水只饱和原油，这样岩心的孔喉结构和孔隙中的油水分布和实际情况存在很多差别，得出的规律和实验情况相差较大。此外，目前研究过程中采用的是地面脱气油，众所周知原油组分对CO2驱过程中的最小混相压力以及采收率影响很大，因此，现有采用地面脱气油的研究不能真实反映CO2的驱替过程，其所得到的储层物性及开发效果影响的结果并不真实可靠。
发明内容
本发明为了克服传统对储层物性及开发效果影响的研究干扰因素多、测定结果不真实的问题，提供了一种便于操作、准确度高的研究CO2驱过程中原油中沥青质沉淀对储层物性及开发效果影响的实验方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
研究CO2驱过程中原油中沥青质沉淀对储层物性及开发效果影响的实验方法，包括以下步骤：(1)设定实验组A和B，所述实验组A模拟CO2-地层水-岩石作用体系，所述实验组B模拟CO2-地层水-原油-岩石作用体系；
(2)不同压力条件下，分别对实验组A和B做第一岩心驱替实验；
(3)不同温度条件下，分别对实验组A和B做第二岩心驱替实验；
(4)设定实验组C，不同沥青质含量条件下，对实验组C做第三岩心驱替实验；
(5)分别测定第一、二、三岩心驱替实验前后的储层物性参数和采收率，处理数据，获得CO2驱过程中原油中沥青质沉淀对储层物性及开发效果的影响规律。
本发明研究CO2驱过程中原油中沥青质沉淀对储层物性及开发效果影响的实验方法主要采用的大对比的方法，分别研究了压力(温度、矿化度、沥青质含量相同)；温度(压力、矿化度、沥青质含量相同)；沥青质含量(压力、温度、矿化度相同)对储层物性及开发效果的影响，可以有效地排除在CO2驱替过程中存在CO2-地层水-岩石相互作用溶蚀和成垢的干扰因素，使得研究结果更为真实、准确。
作为优选，所述实验组A中选用去沥青质原油驱替地层水饱和原油，所述实验组B选用含沥青质原油驱替地层水饱和原油。
本发明实验组A和B为对照实验，两者的主要区别在于所用原油是否含有沥青质，在压力、温度变化相同的条件下，通过对比实验组A和B的测定结果，排除CO2-地层水-岩石相互作用的影响，增加测量的准确度。
作为优选，所述地层水饱和原油为饱和配置的地层活油。
传统的研究中采用的是地面脱气油，众所周知原油组分对CO2驱过程中的最小混相压力以及采收率影响很大，地面脱气油与实际采油过程所用原油差别过大，不能真实反映CO2的驱替过程。本发明采用饱和配置的地层活油，可以更接近油田矿场实际情况，测定结果更为准确。
作为优选，所述岩心为天然岩心。
作为优选，所述地层水的矿化度为92455mg/L。
本发明选用天然岩心做岩心驱替实验，每一个岩心驱替实验设有不同编号，对比分明，结果更为准确。地层水矿化度控制在92455mg/L，更接近油田矿场实际情况，测定结果更为准确。
作为优选，步骤(5)中所述储层物性参数为岩心渗透率、孔隙度、孔隙结构、岩心矿物含量、岩石表面形貌和岩心质量中的一种或几种。
作为优选，步骤(2)中所述第一岩心驱替实验的温度为50℃，压力为10～20MPa。
本发明第一岩心驱替实验研究了不同压力条件下，原油中有无沥青质对储层物性及开发效果影响，用来排除在CO2驱替过程中不同压力条件下存在CO2-地层水-岩石相互作用溶蚀和成垢的干扰因素，选用50℃是因为此温度更接近于油田矿场实际情况，压力范围控制在 10～20MPa，更为合理、真实。
作为优选，步骤(3)中所述第二岩心驱替实验的温度为30～90℃，压力为15MPa。
本发明第二岩心驱替实验研究了不同温度条件下，原油中有无沥青质对储层物性及开发效果影响，用来排除在CO2驱替过程中不同温度条件下存在CO2-地层水-岩石相互作用溶蚀和成垢的干扰因素，选用30～90℃是因为此温度更接近于油田矿场实际情况，压力为 15MPa，更为合理、真实。
作为优选，步骤(3)中所述第二岩心驱替实验的温度为50℃，压力为15MPa。
本发明第三岩心驱替实验在第一、二岩心驱替实验的基础上，更为深入地研究了相同温度(50℃)、压力(15MPa)条件下，原油中不同沥青质含量对储层物性及开发效果的影响。
因此，本发明具有如下有益效果：
(1)实验体系采用地层活油，更接近于油田矿场实际情况，结果真实、可靠；
(2)采用大对比的实验方法，有效排除CO2-地层水-岩石相互作用的干扰因素；
(3)研究思路清晰、循序渐进，具有说服力，为本领域的后期研究奠定了基础。
附图说明
图1、不同压力条件下CO2驱前后天然岩心的水测渗透率变化率。
图2、不同压力条件下CO2驱前后天然岩心的孔隙度变化率。
图3、压力与采收率变化量的曲线关系。
图4、不同温度条件下CO2驱前后天然岩心的水测渗透率变化率。
图5、不同温度条件下CO2驱前后天然岩心的孔隙度变化率。
图6、温度与采收率变化量的曲线关系。
图7、不同沥青质含量地层油CO2驱前后天然岩心的水测渗透率变化率。
图8、不同沥青质含量地层油CO2驱前后天然岩心的孔隙度变化率。
图9、沥青质含量与采收率变化量的曲线关系。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
在本发明中，若非特指，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。
本发明采用岩心驱替装置进行实验操作，其主要组成部分是岩心夹持器：岩心夹持器是动态驱替实验中模拟油层的主体部分，实验中的夹持器选用由江苏海安石油设备有限公司生产的TY-2C型，采用316型不锈钢，岩心直径25mm，岩心长度范围为25～35mm，最高承压70MPa，岩心夹持器的内腔设有密封橡胶套，在密封橡胶套的外面注入密封液体，使对岩心施加一个均匀的围压(环压)，确保测试流体通过岩心时不会发生渗漏。围压通过驱替泵动态跟踪，一般围压比驱替压力高2MPa左右。本发明所用岩心为天然岩心，地层水的矿化度控制在92455mg/L。
研究CO2驱过程中原油中沥青质沉淀对储层物性及开发效果影响的实验方法，包括以下步骤：
(1)设定实验组A和B，实验组A模拟CO2-地层水-岩石作用体系，实验组B模拟CO2-地层水-原油-岩石作用体系；
(2)不同压力条件下，分别对实验组A和B做第一岩心驱替实验，表1为第一岩心驱替实验方案参数表：
表1.第一岩心驱替实验方案参数表
分别测定实验组A和B的第一岩心驱替实验前后天然岩心的水测渗透率、孔隙度和采收率，得到驱替前后参数差值，并计算同一条件下实验组A和B的参数差值的变化率，结果如图1、图2、图3所示。
由图1、图2可以看出随驱替压力的升高，天然岩心的水测渗透率变化率和孔隙度变化率越来越大，说明驱替压力越大，原油中沥青质的有无对储层物性的影响越明显，即原油中的沥青质随驱替压力的增大，导致储层物性降低的幅度越大。由图3可以看出，不含沥青质的实验组A(wt％＝0)的CO2驱的驱油效率大于含沥青质原油饱和实验组B(wt％＝0.93) 的天然岩心。二者的差值表示的是沥青质对采收率的影响，可见随着驱替压力增大，差值增大，即原油中的沥青质随驱替压力的增大，导致采油率的降低幅度越大。
(3)不同温度条件下，分别对实验组A和B做第二岩心驱替实验，表2为第二岩心驱替实验方案参数表：
表2.第一岩心驱替实验方案参数表
分别测定实验组A和B的第一岩心驱替实验前后天然岩心的水测渗透率、孔隙度和采收率，得到驱替前后参数差值，并计算同一条件下实验组A和B的参数差值的变化率，结果如图4、图5、图6所示。
由图4、图5可以看出随驱替压力的升高，天然岩心的水测渗透率变化率和孔隙度变化率越来越大，说明驱替温度越高，原油中沥青质的有无对储层物性的影响越明显，即原油中的沥青质随驱替温度的升高，导致储层物性降低的幅度越大。由图6可以看出，相同温度下，不含沥青质的实验组A(wt％＝0)的CO2驱的驱油效率大于含沥青质原油饱和实验组B(wt％＝0.93)的岩心。二者的差值表示的是沥青质对采收率的影响。可见随着驱替温度升高，差值增大，即原油中的沥青质随驱替温度的升高，导致采油率的降低幅度越大。
(4)设定实验组C，不同沥青质含量条件下，对实验组C做第三岩心驱替实验，表3为第二岩心驱替实验方案参数表：
表3.第三岩心驱替实验方案参数表
分别测定第三岩心驱替实验前后1号、15号、7号、16号天然岩心的水测渗透率、孔隙度和采收率，得到驱替前后参数差值，计算变化率，结果如图7、图8、图9所示。
从图7和图8可以看出随原油中沥青质含量的升高CO2驱前后岩石的水测渗透率变化率和孔隙度变化率增大。由图9可以看出，相同的温度和压力下，驱油效率随原油中沥青质含量的增大而减小。
综上所述，CO2驱过程中原油中沥青质随驱替温度、驱替压力的增加，对储层物性及开发效果的影响越来越显著，表现为储层物性和开发效果降低；相同驱替温度、驱替压力条件下，原油中沥青质含量越高，对储层物性及开发效果的影响越来越显著，储层物性和开发效果降低。
本发明研究CO2驱过程中原油中沥青质沉淀对储层物性及开发效果影响的实验方法采用地层活油，更接近于油田矿场实际情况，结果真实、可靠；采用大对比的实验方法，有效排除CO2-地层水-岩石相互作用的干扰因素；研究思路清晰、循序渐进，具有说服力，为本领域的后期研究奠定了基础。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (9)

1.研究CO2驱过程中原油中沥青质沉淀对储层物性及开发效果影响的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)设定实验组A和B，所述实验组A模拟CO2-地层水-岩石作用体系，所述实验组B模拟CO2-地层水-原油-岩石作用体系；
(2)不同压力条件下，分别对实验组A和B做第一岩心驱替实验；
(3)不同温度条件下，分别对实验组A和B做第二岩心驱替实验；
(4)设定实验组C，不同沥青质含量条件下，对实验组C做第三岩心驱替实验；
(5)分别测定第一、二、三岩心驱替实验前后的储层物性参数和采收率，处理数据，获得CO2驱过程中原油中沥青质沉淀对储层物性及开发效果的影响规律。
2.根据权利要求1所述的研究CO2驱过程中原油中沥青质沉淀对储层物性及开发效果影响的实验方法，其特征在于，所述实验组A中选用去沥青质原油驱替地层水饱和原油，所述实验组B选用含沥青质原油驱替地层水饱和原油。
3.根据权利要求2所述的研究CO2驱过程中原油中沥青质沉淀对储层物性及开发效果影响的实验方法，其特征在于，所述地层水饱和原油为饱和配置的地层活油。
4.根据权利要求1所述的研究CO2驱过程中原油中沥青质沉淀对储层物性及开发效果影响的实验方法，其特征在于，所述岩心为天然岩心。
5.根据权利要求1所述的研究CO2驱过程中原油中沥青质沉淀对储层物性及开发效果影响的实验方法，其特征在于，所述地层水的矿化度为92455mg/L。
6.根据权利要求1所述的研究CO2驱过程中原油中沥青质沉淀对储层物性及开发效果影响的实验方法，其特征在于，步骤(5)中所述储层物性参数为岩心渗透率、孔隙度、孔隙结构、岩心矿物含量、岩石表面形貌和岩心质量中的一种或几种。
7.根据权利要求1或2或3所述的研究CO2驱过程中原油中沥青质沉淀对储层物性及开发效果影响的实验方法，其特征在于，步骤(2)中所述第一岩心驱替实验的温度为50℃，压力为10～20MPa。
8.根据权利要求1或3或4所述的研究CO2驱过程中原油中沥青质沉淀对储层物性及开发效果影响的实验方法，其特征在于，步骤(3)中所述第二岩心驱替实验的温度为30～90℃，压力为15MPa。
9.根据权利要求1～6任一所述的研究CO2驱过程中原油中沥青质沉淀对储层物性及开发效果影响的实验方法，其特征在于，步骤(3)中所述第二岩心驱替实验的温度为50℃，压力为15MPa。
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