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yexuqing木蟲(chóng)之王 (文學(xué)泰斗)
太陽(yáng)系系主任
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劉冰巖：超稠油油藏CO2輔助蒸汽驅(qū)實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬研究
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劉冰巖：超稠油油藏CO2輔助蒸汽驅(qū)實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬研究【SPE Journal，2024】 2024-09-06 閱讀：15次 蒸汽驅(qū)是稠油油藏蒸汽吞吐后一項(xiàng)重要的接替技術(shù)，部分中深層超稠油油藏井距較大，蒸汽吞吐后井間會(huì)有部分剩余油飽和度較高的冷油帶，在后續(xù)轉(zhuǎn)蒸汽驅(qū)過(guò)程中容易出現(xiàn)蒸汽注入困難的問(wèn)題。在注入蒸汽的同時(shí)向地層內(nèi)注入CO2可以起到優(yōu)化地層壓力，提高蒸汽利用效率等作用。在大多數(shù)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究中CO2輔助蒸汽驅(qū)也都取得了比較好的效果。但是在一些CO2輔助蒸汽驅(qū)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，出現(xiàn)了嚴(yán)重的汽竄問(wèn)題，導(dǎo)致采收率和油汽比未達(dá)到預(yù)期。 針對(duì)這一關(guān)鍵問(wèn)題，我校能源學(xué)院博士研究生劉冰巖在導(dǎo)師劉鵬程教授的指導(dǎo)下，通過(guò)超稠油油藏CO2輔助蒸汽驅(qū)實(shí)驗(yàn)，并將物理模擬實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬結(jié)合，進(jìn)行了超稠油油藏CO2輔助蒸汽驅(qū)提高采收率效果研究。主要取得了如下主要?jiǎng)?chuàng)新性認(rèn)識(shí)： 1. 超稠油油藏一維物理模擬實(shí)驗(yàn)中只注蒸汽的條件下注入壓力和模型內(nèi)壓力下降緩慢。CO2輔助蒸汽驅(qū)可以有效降低注入壓力（圖1），提高蒸汽利用效率，提高相同蒸汽注入量下的波及體積（圖2），間歇伴注CO2氣體可以減少26.9%的蒸汽注入量（圖3）。 2. 超稠油油藏CO2輔助蒸汽驅(qū)會(huì)在注采兩端形成氣體的連續(xù)相通道，使得油相中溶解有CO2的區(qū)域粘度降低，幫助蒸汽更早的形成熱聯(lián)通。但是在降低原油粘度和改善注入壓力的同時(shí)，可能會(huì)形成汽竄通道，對(duì)蒸汽的波及系數(shù)產(chǎn)生影響。結(jié)合數(shù)值模擬，在厚度較小的模型中CO2的積極效果會(huì)發(fā)揮主要作用，進(jìn)而提高原油的產(chǎn)油速度和采收率。但是隨著模型厚度的增加，CO2的消極作用會(huì)越來(lái)越明顯，采收率反而減小，達(dá)到最大采收率的時(shí)間也更長(zhǎng)（圖4，圖5）。 3. 實(shí)際油藏厚度都比較大，CO2輔助蒸汽驅(qū)可能出現(xiàn)氣竄問(wèn)題，導(dǎo)致采收率和油汽比低于預(yù)期，可以考慮在注入壓力出現(xiàn)改善后就停止伴注CO2，在不影響最終采收率的同時(shí)加快前期的采油速度(圖5）。 圖1 蒸汽驅(qū)(a)和CO2輔助蒸汽驅(qū)(b)壓力曲線 圖2 蒸汽驅(qū)(a)和CO2輔助蒸汽驅(qū)(b)不同階段溫度分布曲線 圖3 蒸汽驅(qū)(Experiment 1)和CO2輔助蒸汽驅(qū)(Experiment 2)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)曲線 圖4 不同厚度模型數(shù)值模擬生產(chǎn)動(dòng)態(tài)曲線 圖5 不同厚度模型數(shù)值模擬溫度分布和剩余油飽和度分布 該研究受到國(guó)家自然科學(xué)基金（51774256）的資助。成果發(fā)表于國(guó)際石油工程領(lǐng)域國(guó)際權(quán)威期刊《SPE Journal》上：Bingyan Liu(第一作者）, Pengcheng Liu*（通訊作者）, Jinzhong Liang , Fengchao Liu. Experimental and Numerical Simulation Study on CO2-Assisted Steamflooding in Ultraheavy Oil Reservoirs. SPE Journal, 2024,29(July):1-12, [IF2023=3.2] 全文鏈接：https://doi.org/10.2118/223080-PA |
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