【摘 要】
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裂缝大量分布于压裂后的致密油藏中,其对致密油藏的生产具有重要影响。注CO2是被人们广泛看好的致密油藏提高采收率的有效方法,同时还可以实现CO2的资源化利用和地质埋存。由于裂缝性致密油储层特殊的油藏物性,注入CO2与储层岩石、流体(主要是原油)的相互作用及其对驱油效果的影响机理尚不清楚。因此,亟需开展裂缝性致密油藏注CO2提高采收率机理研究,为裂缝性致密油藏注CO2高效驱油机制的建立提供理论支持。本
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裂缝大量分布于压裂后的致密油藏中,其对致密油藏的生产具有重要影响。注CO2是被人们广泛看好的致密油藏提高采收率的有效方法,同时还可以实现CO2的资源化利用和地质埋存。由于裂缝性致密油储层特殊的油藏物性,注入CO2与储层岩石、流体(主要是原油)的相互作用及其对驱油效果的影响机理尚不清楚。因此,亟需开展裂缝性致密油藏注CO2提高采收率机理研究,为裂缝性致密油藏注CO2高效驱油机制的建立提供理论支持。本论文通过测定不同温度压力下CO2-原油界面张力和原油-岩石基质接触角,并开展CO2-原油溶胀实验,得到了CO2-原油-岩石基质界面特征演变规律;通过开展CO2在致密原油和裂缝-基质双重介质中的扩散实验,并结合数学模型计算其扩散系数,探究了温度、压力、裂缝和渗透率等因素对CO2在裂缝-基质系统中扩散传质规律的影响;最后通过开展裂缝性致密岩心注CO2开采实验,并结合核磁共振测试,获得了裂缝性致密岩心注CO2开采特征,揭示了裂缝性致密岩心注CO2提高采收率机理。结果表明,在CO2饱和溶解状态下,CO2-原油界面张力随温度升高而升高,随压力升高而降低,原油-岩石基质接触角均随着温度、压力升高而减小。当CO2变为超临界态,最小混相压力和第一次接触混相压力受温度影响更加显著。溶解CO2后,原油膨胀系数随压力增加呈现先增大后减小的趋势。实验条件下,CO2在致密原油中扩散系数值的数量级为10-7 m~2·s-1,CO2在裂缝性致密岩心中扩散系数值的数量级仅为10-9 m~2·s-1。裂缝存在和渗透率增大均能增强CO2在岩心中的扩散作用。注CO2驱替时,孔径范围为0.1-6μm孔隙内的原油优先被采出,远离岩心注入端处剩余油饱和度更高;裂缝会缩短CO2在岩心中滞留的时间,减小CO2波及体积,导致采收率降低。与实验原油相比,采出原油中的C10-C19组分明显增多,且增加幅度与裂缝数量呈负相关。渗透率的增大能够抑制裂缝带来的不利影响。注CO2吞吐时,对于无裂缝岩心,孔径范围为0.03-6μm孔隙内的原油优先被采出,存在裂缝后,该孔径范围扩大至0.01-6μm;岩心注入端处剩余油饱和度较低且分布更加均匀;孔径为0.1μm左右的孔隙是主要产油孔隙。周期数的增加使得注入CO2波及到的孔径范围变大;裂缝的存在可以增大注入CO2的波及体积并减小流动阻力,有利于提高采收率;渗透率增大可使注入CO2进入到更小的孔隙中。
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