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刘冰岩：超稠油油藏CO2辅助蒸汽驱实验与数值模拟研究
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刘冰岩：超稠油油藏CO2辅助蒸汽驱实验与数值模拟研究【SPE Journal，2024】 2024-09-06 阅读：15次 蒸汽驱是稠油油藏蒸汽吞吐后一项重要的接替技术，部分中深层超稠油油藏井距较大，蒸汽吞吐后井间会有部分剩余油饱和度较高的冷油带，在后续转蒸汽驱过程中容易出现蒸汽注入困难的问题。在注入蒸汽的同时向地层内注入CO2可以起到优化地层压力，提高蒸汽利用效率等作用。在大多数室内实验研究中CO2辅助蒸汽驱也都取得了比较好的效果。但是在一些CO2辅助蒸汽驱现场试验中，出现了严重的汽窜问题，导致采收率和油汽比未达到预期。 针对这一关键问题，我校能源学院博士研究生刘冰岩在导师刘鹏程教授的指导下，通过超稠油油藏CO2辅助蒸汽驱实验，并将物理模拟实验和数值模拟结合，进行了超稠油油藏CO2辅助蒸汽驱提高采收率效果研究。主要取得了如下主要创新性认识： 1. 超稠油油藏一维物理模拟实验中只注蒸汽的条件下注入压力和模型内压力下降缓慢。CO2辅助蒸汽驱可以有效降低注入压力（图1），提高蒸汽利用效率，提高相同蒸汽注入量下的波及体积（图2），间歇伴注CO2气体可以减少26.9%的蒸汽注入量（图3）。 2. 超稠油油藏CO2辅助蒸汽驱会在注采两端形成气体的连续相通道，使得油相中溶解有CO2的区域粘度降低，帮助蒸汽更早的形成热联通。但是在降低原油粘度和改善注入压力的同时，可能会形成汽窜通道，对蒸汽的波及系数产生影响。结合数值模拟，在厚度较小的模型中CO2的积极效果会发挥主要作用，进而提高原油的产油速度和采收率。但是随着模型厚度的增加，CO2的消极作用会越来越明显，采收率反而减小，达到最大采收率的时间也更长（图4，图5）。 3. 实际油藏厚度都比较大，CO2辅助蒸汽驱可能出现气窜问题，导致采收率和油汽比低于预期，可以考虑在注入压力出现改善后就停止伴注CO2，在不影响最终采收率的同时加快前期的采油速度(图5）。 图1 蒸汽驱(a)和CO2辅助蒸汽驱(b)压力曲线 图2 蒸汽驱(a)和CO2辅助蒸汽驱(b)不同阶段温度分布曲线 图3 蒸汽驱(Experiment 1)和CO2辅助蒸汽驱(Experiment 2)生产动态曲线 图4 不同厚度模型数值模拟生产动态曲线 图5 不同厚度模型数值模拟温度分布和剩余油饱和度分布 该研究受到国家自然科学基金（51774256）的资助。成果发表于国际石油工程领域国际权威期刊《SPE Journal》上：Bingyan Liu(第一作者）, Pengcheng Liu*（通讯作者）, 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] 全文链接：https://doi.org/10.2118/223080-PA |
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