气体混相驱与最小混相压力测定研究进展

气体混相驱具有对地下环境影响小、采收系数高、可同时实现温室气体封存等优点。在优选注气工艺时,岩芯驱替实验、气体与原油的最小混相压力测定（MMP）是油藏实现混相驱的基础。针对上述问题,首先讨论了混相驱岩芯驱替实验的影响因素,其次分析了地层温度、气体组成、原油组成等条件对MMP的影响,再次,对比分析了不同测定MMP的实验方法,最后,对近年来新研发的MMP测试手段进行了归纳总结。当用天然岩芯进行混相驱研究时,为达到混相建议选择尽可能长的岩芯。MMP的测试手段种类繁多,但目前仍未形成公认的实验方法。     

大庆榆树林油田最小混相压力的确定

为了确定了CO₂与榆树林油田原油的最小混相压力,在传统的测试方法的基础之上,提出并且完善了新的原油与CO2最小混相压力的确定方法;应用了高温高压的微观模型实验寻找原油与CO₂的最小混相压力,对比进行了细管实验和长岩心注入工艺实验的研究,证明综合应用结果要比以往的更直观和准确;确定了CO₂与榆树林油田原油的最小混相压力。证明了微观实验确定最小混相压力的可靠性。     

欢26块地层油与CO2最小混相压力研究

在模拟欢26块油藏地层条件下,利用细管实验研究了CO2驱油效果,并测定地层油与CO2的最小混相压力。结果表明,在同样CO2注入量下,注入压力越大,累积采收率越大;注气量达到0.62~0.8PV后,CO2突破,生产气油比急剧上升,注入压力越大,CO2突破时注气量越多,但CO2突破后生产气油比上升越快。欢26块地层油与CO2的最小混相压力为23.6MPa,在地层压力可以达到CO2混相驱,在进行CO2非混相驱时,注入压力尽可能高,这样可取得更好的驱油效果。     

基于遗传算法的CO2驱最小混相压力预测

最小混相压力是CO2驱替过程中判断混相与否的关键参数;该值的准确预测对CO2驱替区块的筛选具有重要意义。以7组细管实验数据为研究样本,结合国外对最小混相压力影响因素的研究进展,通过分析各因素对最小混相压力的影响规律,筛选了影响CO2驱最小混相压力的主要参数;并在确定了经验公式形式的基础上,采用遗传算法优化了公式参数。通过结果比较,证明新公式具有理想的预测精度,其对最小混相压力的预测值可以作为相应CO2驱区块筛选过程中的参考依据。     

利用交替条件变换确定二氧化碳与地层原油体系最小混相压力

在对国内外29个典型油田的油藏温度、原油组分(C1-N2、C2-C6、M(C7+))进行数理统计的基础上,通过编制交替条件期望变换(ACE)程序,建立了新的MMP(最小混相压力)预测模型。结果表明:基于ACE方法建立的MMP预测关联式与实验测试值吻合程度较高,且能够高效处理大批量数据。与现有经验公式对比表明:改进模型比其他模型具有更高的计算精度和稳定性,平均相对误差(ARE)为5.22%,标准差(SD)为7.87%。另外,基于斯皮尔曼等级相关系数对各影响因素进行敏感性分析,表明C1-N2的摩尔分数和温度是影响MMP的主要因素。     

混相压力调节剂提高CO2驱采收率室内研究

中原油田部分区块属于高压低渗透油藏,油层温度高、矿化度高、注入压力过高、注水开发困难。为改善CO_2气驱开发效果,达到混相驱替,选取混相压力调节剂降低最小混相压力。实验测试不同浓度调节剂降低最小混相压力的效果,优选出混相压力调节剂浓度为0.3%(质量浓度),最佳调节剂注入段塞为0.1孔隙体积,最佳注入方式为(当总注入量)大段塞注入。结果表明,混相压力调节剂能明显改善气驱开发效果,为提高类似油藏气驱采收率提供依据。     

求解最小混相压力方法的改进

通过对以细管实验结果为依据，结合新近提出的“混相函数”的概念，对利用状态方程求解最小混相压力的方法进行了研究与改进，克服了原方法中重组分临界值难以确定的缺点，同时提高了温度对计算结果的敏感性。通过对CO2／原油体系最小混相压力的计算，充分证明了此方法的有效性。     

大港油田二氧化碳驱最小混相压力测定

混相压力是确定油藏能否采用混相驱的重要依据,测定混相压力的方法最好的是细管试验法,文中首先选用了一些最小混相压力经验关联式对此进行了预测,然后对大港油田五个区块的原油进行了混相压力测定,并分析了在不同驱替体积下的气油比、采收率、出口气组成变化。结合目前区块的油藏条件分析了采用混相驱替的可能性,筛选了适合于注二氧化碳混相驱的井,还介绍了测试装置及结果。     

求解最小混相压力方法的改进

通过对以细管实验结果为依据 ,结合新近提出的“混相函数”的概念 ,对利用状态方程求解最小混相压力的方法进行了研究与改进 ,克服了原方法中重组分临界值难以确定的缺点 ,同时提高了温度对计算结果的敏感性 .通过对 CO2 /原油体系最小混相压力的计算 ,充分证明了此方法的有效性     

基于PSO-GBDT的CO2-原油最小混相压力预测模型

随着“2060年碳中和目标”的提出,中国油田开发领域CO2气驱采油技术又一次得到了广泛关注。CO2气驱采油既可以实现对碳资源的地下封存,又能够对油田三次采油起到主要作用。但是其驱油效果会受到CO2和原油混相与否的制约,所以需要对CO2-原油体系最小混相压力（Minimum miscibility pressure,MMP）进行精准预测。而传统预测方法时间成本及误差过大,人工智能算法因其计算效率及准确率高便脱颖而出。本文使用随机森林算法对MMP主控因素进行分析,筛选出CO2, H2S, Cj, C2-C5, N2的摩尔分数及油藏温度、平均临界温度等特征变量,采用MLP、GA-RBF、RF、PSO-GBDT、AdaBoost SVR五种智能算法建立MMP预测模型。为此,本文使用了160行的数据库进行预测分析,采用五种不同评估指标及可视化图像对不同模型结果进行对比分析,并验证模型的准确性。最终测试效果证明,在数据有限的情况下,PSO-GBDT模型具有最佳的MMP预测效果,PSO-GBDT平均绝对百分比误差（Mean absolute percentage error,MAPE）为4.89%,均方根误差（ Root mean square error,RMSE）为0.83,测试集R2为0.96。此模型精度最高,灵活性、鲁棒性最强。     

储层条件下超临界二氧化碳与原油体系最小混相压力研究

注二氧化碳开采原油已经成为目前世界范围内特低或超低渗透油田重点采用的提高原油采收率技术,驱油过程中较为理想的驱替形态就是能够形成二氧化碳混相驱,而最小混相压力是形成混相驱关键因素之一,因此快速准确预测最小混相压力是实现混相驱的重要环节.通过长细管驱替实验法和多种经验公式法对储层条件下超临界二氧化碳与试验区原油体系最小混相压力的预测进行了研究,并用长细管驱替实验法对各经验公式法测定的结果进行了误差分析.研究结果表明:长细管驱替实验法预测的最小混相压力为29.15 MPa;各经验公式法计算得到的最小混相压力相差较大,预测最大值为42.60 MPa,最小值为10.34 MPa,平均值为26.83 MPa;对比长细管驱替实验法测得的结果,各经验公式法预测的最小混相压力平均值的相对误差为7.96%,其中相对误差最小的是石油采收率研究所提出的PRIⅠ方法,相对误差为1.26%.     

添加轻质组分法调控CO2近混相压力区间

与混相驱相比,CO_2近混相驱在驱油效率方面有所下降,但由于压力降低后流度改善、波及效率提高,最终采收率并未明显下降。考虑到近混相驱在气源和操作成本方面的优势,CO_2近混相驱受到越来越多的关注。中国渤海油田秦皇岛区块勘探开发过程中发现了大量富含CO_2(24mol%~90mol%)的产出气,为实施非纯CO_2近混相驱提供了条件。采用加密细管实验和模拟点的方法,确定了不同CO_2含量(100%、85%、80%、70%、55%、40%、24%和0)下近混相压力的区间,获得了目标油藏典型井实现近混相驱的CO_2含量下限为64.13%。在此基础上,为扩大近混相驱的范围和潜力,针对含量下限之下的CO_2(55%、40%和24%),探索了添加轻质组分C_2~C_6对近混相压力区间的影响程度,获得了不同CO_2含量下实现近混相驱所需的轻质组分C_2~C_6含量以实现对目标油藏CO_2近混相驱优化和调控的目的。     

特低渗油藏CO2混相驱注采压力系统保压设计方法

为实现特低渗油藏注CO_2后形成混相驱,通过渗流力学和油藏工程方法研究特低渗油藏CO_2混相驱注采压力系统保压设计方法。首先,利用等值渗流阻力法,考虑特低渗油藏压裂后储层渗透率分布的"四台阶"特性,建立特低渗油藏CO_2混相驱渗流阻力数学模型;其次,考虑CO_2注入地层后溶解于原油所引起的驱替滞后效应,引入CO_2驱迟滞因子,对传统前缘推进方程进行修正。在此基础上,建立特低渗油藏CO_2混相驱注采压力系统保压设计方法,并从注采压差、注采井距、水井近井渗透率、油井近井渗透率四个方面进行单因素影响程度分析;最后,绘制M油藏在不同注采压差条件下注入速度与CO_2混相驱驱替前缘位置的关系图版。结果表明:注采压差对各项保压设计参数影响最大;纯油相区渗流阻力与混相区渗流阻力的比值仅与注采压差有关,与其他因素和驱替前缘位置无关;注入速度是CO_2混相驱保压设计的关键,在合理施工参数范围内,注CO_2无法实现全程混相驱,驱替前缘极限位置约在油水井距的3/4位置处。研究结果为特低渗油藏CO_2混相驱注采压力系统保压设计提供了理论依据和技术指导。     

注CO2混相驱油藏筛选新方法

注CO2混相驱是一种提高原油采收率的重要手段,实施该方法的关键是筛选出具有开发潜力的油藏.目前,在注CO2混相驱油藏的筛选上,缺乏统一的筛选指标和筛选方法.通过对国内外注CO2混相驱油藏开采情况的分析和对比研究,选取了影响注CO2开采效果的12个筛选指标,利用概率与数理统计方法提出了筛选指标的评价标准,并应用模糊优选理论和模糊层次分析法,建立了区间数注CO2混相驱油藏筛选模型.应用该筛选方法对6个典型的候选油藏进行了筛选排序和综合评价.结果表明,该方法能够客观地评估油藏注CO2开发潜力的大小.     

带节能器的CO2跨临界循环制冷系统

为避免CO2跨临界循环运行因高低压差增大而导致压缩过程偏离等熵过程太远，减小CO2跨临界循环系统损失，提高系统性能并降低系统成本，采用带节能器的CO2跨临界制冷循环，对其热力学模型进行计算分析，并与基本带膨胀机循环进行对比．结果表明，不同于传统工质带节能器制冷循环的补气压力介于系统高压和低压之间，带节能器CO2跨临界制冷循环的补气压力应介于临界压力和低压之间；其制冷系数与膨胀机效率为0．6的系统性能相当；制冷性能随蒸发温度的升高而提升，随气体冷却器出口温度的升高而降低；相对补气压力对系统性能的影响较大，当相对补气压力为0．9～1．1时制冷性能较高，在较低蒸发温度下降低压缩机排气温度的优势明显．     

稠油CO2混相体系性质研究

针对CO2在稠油开采过程中所起的作用,在室内对稠油CO2混相体系性质进行了研究。结果表明,在相同的温度下,随着压力的增高,原油对CO2的溶解度增大;同样压力的情况下,温度越高CO2的溶解度减小;CO2在油水系统油中所溶解的比例,随温度、压力的升高而减小,随含水量增加而下降;在温度一定的条件下,原油的黏度降低幅度随着压力增加、CO2溶解度增大而增大。     

注烟道气提高煤层气采收率(CO2-ECBM)的可行性分析

CO2-ECBM技术是随着煤层气资源的大量开采和对温室效应的逐渐关注提出和发展起来的.应用CO2-ECBM技术可以提高煤层甲烷的采收率,为人类提供更多的清洁能源,同时又可以埋藏大量烟道气CO2,减少温室效应,具有环境效益.此外,本文给出案例分析了CO2-ECBM技术的发展前景.     

CO2分压对N80钢腐蚀产物膜保护性能的影响

利用高温高压釜对N80钢进行了两种温度、不同CO2分压下的腐蚀实验.测量了腐蚀速率,观察了腐蚀产物膜的宏观形貌及去除腐蚀产物膜后金属基体的表面状态,用扫描电镜(SEM)观察了腐蚀产物膜的微观形貌并测量了膜的厚度,对在不同条件下成膜的N80钢进行了电化学极化曲线与交流阻抗谱(EIS)分析.结果表明:CO2分压升高,腐蚀产物膜保护性能提高,但由于介质的腐蚀性增强,腐蚀速率上升;膜局部缺陷是导致金属基体表面点蚀的主要诱因,CO2分压升高有利于减少65℃时膜表面的局部缺陷;在90℃下腐蚀产物膜的保护性能比65℃下对CO2分压的变化更为敏感.