页岩油储层中二氧化碳提高采收率的可行性研究:数值模拟研究和先导性试验

• 作者: Baojun Bai Dheiaa Alfarge Mingzhen Wei 北京太科石油信息咨询服务公司
• 来源期刊: 石油科技动态
• 年，卷（期）: 2019,（4）
• 页码范围: 73-92
• 页数: 20页
• 语种: 中文

摘要

随着常规储层开始枯竭并且数量逐步减少,诸如Bakken、Niobrara和Eagle Ford这样的页岩油储层已成为石油和天然气投资者的主要目标.这些非常规油田具有巨大的石油开采潜力;但预计的一次采油采收率仍然较低,平均为7.5％.在条件较差的地层注入二氧化碳(CO2)以提高采收率,仍是在研究人员中存在争议的问题.在这项研究中,将三个步骤进行了整合,对控制页岩油储层中油田尺度的二氧化碳吞吐过程成功与否的参数进行研究.首先,为了使所报告的实验研究结果符合油田现场条件,进行了数值模拟研究.第二步是使用在北达科他州和蒙大拿州的巴肯地层中进行的一些二氧化碳提高采收率先导试验的现场数据来验证这些数值模型.最后,使用实验设计的统计方法,对影响这些非常规储层中二氧化碳提高采收率效果最明显的参数进行排序.实验设计的目的是验证天然裂缝强度(每个方向-Ⅰ方向、J方向和K方向上每长度单位的天然裂缝数)和原油运移通路的导流能力(整个油滴通路的平均导流能力——从储层(基质)到井筒)是控制页岩油储层二氧化碳提高采收率成功与否的两个主要因素.然而,裂缝强度对二氧化碳提高采收率具有积极影响,而后者具有负面影响.此外,本研究发现,页岩储层中天然裂缝的孔隙度和渗透率随着生产时间的变化而明显变化,这导致实验室条件下二氧化碳提高采收率效果与现场先导试验中得到的二氧化碳提高采收率的效果之间存在明显差距.本研究报告表明,分子扩散机制是二氧化碳提高页岩油储层采收率的关键机制.但是,试验区情况及生产井条件会在油田尺度上增强或减弱该机制.因此,应根据试验储层和生产井条件,调整用于控制二氧化碳提高采收率吞吐过程的操作参数.此外,本研究提供了通用指南,以便在这些复杂的工作中成功完成二氧化碳项目.最后,本文给出了一个深入全面的的概念,即二氧化碳提高采收率效果在油田尺度条件下页岩油储层中与实验室尺度条件下的差异性.