CO_2吞吐开采页岩油的增产机理研究

【摘要】：页岩油作为一种重要的非常规油气资源,储量占全世界可采原油储量的10%,开采潜力巨大。现有页岩开发技术多为水平井水力压裂等,压裂后存在初始产量高但是递减快,采收率低等问题,实际开采难度大、成本高。因此亟待寻求提高页岩油采收率的新方式。近年来随着全球对温室气体埋存措施的响应和对页岩开发的进一步探究,利用CO_2吞吐技术已成为一种提高压裂后页岩储层采收率的新方法。注入的CO_2能够与页岩油相互作用,有效增加原油的流动能力,起到较好的开采效果。但CO_2吞吐提高页岩油采收率的影响因素和具体作用机理还有待进一步研究。本文在充分调研页岩油现有开发技术和注CO_2技术应用情况的基础上,对CO_2性质进行测试分析,并根据Eagle Ford地层原油情况在实验室内进行模拟油复配,对目标页岩油藏流体的PVT参数、流体组分进行划分,有效减小了组分模型模拟运算时间。通过相互作用实验(原油膨胀实验、扩散实验、最小混相压力试验)探究了页岩油注CO_2时的膨胀现象和作用机理。提出室内页岩油注CO_2吞吐的一整套实验流程,对各个吞吐轮次下不同操作条件对页岩油采出程度的影响情况进行探究,并通过核磁共振微观实验对不同吞吐轮次下,不同岩心孔隙的可动油采出情况进行了分析。提出了CO_2在吞吐页岩油不同阶段的增产机理。在实际实验的基础上,采用实验和油藏数值模拟相结合的方式对实际CO_2吞吐提高页岩油采收率过程中的相关影响参数进行论证分析。论文取得的主要研究成果和认识如下:研究表明:在相同的操作时间内,较短的焖井时间能使岩心保持较高的压力梯度,从而实现较高的采收率,但焖井时间过长时,驱油能力会逐渐失去优势,造成经济和材料的浪费,因此在实际生产中,存在一个最优的焖井时间;提高采收率的机理包括:当二氧化碳与原油的混相压力(MMP)低于最小值时,主要作用机理为油相膨胀、粘度降低和气油置换,在高于最小混相压力时,二氧化碳和石油发生混相,导致二氧化碳进入充油孔隙空间的障碍毛细管压力为零,从而提高了局部驱替效率,混相条件是进行CO_2吞吐提高页岩油采收率的最佳条件。如何提高CO_2与原油的混相能力,增强CO_2吞吐过程中对孔道中原油的携带能力,对于扩大CO_2吞吐在提高页岩油采收率中的应用,加快页岩油高效开发具有重要意义。