摘要 国内近年发现和未投入开发油田主要以低渗透油田为主,约占发现储量的50%一60%,其中特低 渗透油藏在低渗油藏中占60%一70%低渗透油藏储层物性差,注水压力高,难以实现注水开发,高 效地开发这类油藏是一个世界性的难题报告通过对文南低渗!高温高压挥发性油藏注气提高原油采收 率的可行性研究,为文南油田的开发提供一条新的途径 国内外对低渗透油藏注气提高原油采收率开展了一系列的室内研究和现场先导试验,并取得了一 些成功的经验但是,对于低渗!高温高压挥发性油藏注气提高原油采收率还没有见到相关的室内研究 和现场试验报道报告在对注气驱机理详细论述的基础上,开展了注气混相驱和非混相驱理论研究!室 内实验评价和现场注气试验等工作,形成了低渗!高温高压挥发性油藏注气提高原油采收率研究方法和 配套的高压注气工艺技术,为文南油田实施注气提高原油采收率提供了技术保证可行性研究工作包括: 1.对目前石油工业界广泛采用的立方型状态方程的结构体系!适应性和精度进行了全面地分析,并 选择出适用于气一液二相相平衡计算的状态方程建立适合注气混相和非混相驱的相态模拟计算模型, 对混相驱和非混相驱的机理进行了深入的分析; 2.进行了水驱!非混相气驱和非混相驱水气交替长岩心驱替实验,评价了不同的注入介质和水气交 替对提高原油采收率的影响同时,评价了注水!注气和水气交替注入的最大注入压差,从实验上证明 了低渗透油藏不能实施水气交替注入的原因; 3 . 用细管实验确定气驱最小混相压力设计了富化天然气驱细管实验,确定了天然气与地下原油混 相所需的中间烃含量;开展了混相驱长岩心驱替实验,评价了混相条件下长岩心驱替原油采收率; 4,完成了流体相态拟合分析,建立了三维地质模型,并完成了选定先导试验区生产历史拟合在此 基础上,用三维三相多组分模型对文南油田注天然气和注入不同富化度天然气驱的开发效果进行了模拟 研究; 5.分析了气驱过程中有机固相沉积机理,结合实验研究结果,对文南油田可能出现的固溶物沉积 进行了研究分析; 6.根据氮气试注情况和对国内外天然气增压设备的调研,对现有天然气压缩机!注气井口!井下 管柱及封隔器等能否满足文南油田注天然气的需要进行了分析; 7.用现金流量和换油率法对先导试验区进行了经济评价 通过以上研究表明,文南油田低渗!高温高压透挥发性油藏注气可以大幅度地提高原油采收率;经 济评价和对国内外天然气增压设备的调研也表明,文南油田注天然气具有良好的经济效益,现有天然气 压缩机!注气井口!井下管柱及封隔器等均能满足文南油田高压注天然气的需要本文所研究的内容己 经被中石化总公司立为重大研究课题其中,对文南低渗!高温高压油藏进行注入天然气提高原油采收 率的研究成果己经在SPE上发表(见SPE77799) 主题词:近混相驱低渗透挥发油数值模拟提高采收率AbsrtaCt ABSTRACT ReeentlytheoilfieldsdiseoverednadnotborughtintodeveloPmentinournationaremainly low一Pemrebailiytoilfields,wlllehaeeountofrbaout50%一60%ofthediseoveredresevresnadof whichhteexertmelow一PemrebailiytresevroirsoeeuPy60%一70%.Thelow#Pemrebailiyt resevroirsarediffieulttobedeveloPedbywaterinjeetionduetohtePoorPhysiealPorPertiesnad hihginjeetionPressuer:thereofer,howtodeveloPhtiskindofersevroirsPersentsaworidWlde Problem.ThisPpaer,thloughhetefasibleresaerehofEORbygasinjectioninw七nnna lo-wPemrebailiyt!high.temPeruaternadhigh一Pressurevolatileersevroi,rProvidesanew PaPoraehofrhtedeveloPmentof认!ennnaoilfield. Bohtinhomenadbaorda,aseriesoflbaoratoyrstudiesnadsPotPreeursorrtialsbaoutEOR inlow一Pemrebailiytresevroirsbygasinjeetionhvaebeenperofmred,nadachievedsome suecessuflexPerienee.ButtheerwerenoerPortoflbaoratorysUtdynadsPotPereursorrtialbaout EORinlow一Pemreability!high一temPeraturenadhigh一Pressuervolatileresevroirofund.Basedon thedeatileddissertationofmeehanlsmofgasinjeetionflooding,weearriedoutthewokrsof hteorysutdyofgasinjeetionmiseiblefloodingnadimmiseiblefloodingaswellaslaboartory eXPerimentevaluationnadsPotgasinjeetionrtial.Consequentlyofmredtheersearehmehtodof EORbygasinjeetioninlow一P咖ebailiyt!hihg一mePeraturenadhigh一Pressuervolatileersevroir nadeorresPondinggasinjectionProeessnadteehnies.TherebyProvidetheteehnologyugnaarteeofrEORbygasinjeetioninWennnaoilfield.Theefasibleresearehworksareasofllows: 1.Roundlynaalyzedhtesrtueturesystem!PaPliebailitynadPereisionofhteeubieEOSwhlch 15nowwtdelyusedbyPertolemuindustry,choosedhteEOSWhieh15PaPliebaleotPhase equilibrimueaieulationofgas一liquidtwoPhase.EstablishedhtePhasebhevaior simulationnadealeulationmodelofrgasinjectionmiseiblenadirn们niseiblefiooding,nad embeddednaalyzedhtemeehnaismofmiseiblenadimmiseiblefiooding: 2.Carriedoutwaterflooding!immiseiblegasfloodingnadimmiseible从愧Glongeoer disPlacementtest,evaluatedtheinfiuenceofdieffrentinjeetionmediumnad认伙GonEOR. Athtetime,evaluatedhtemxaimmuinjectionPressuerdieffrentialofwaterinjeetion!gas injectionnad认叭qtestifiedthatlow一PemrebailiytresevroirsenanotbeProeessedby场人G injection; 3.Obtainedhtemini们nu们nmiseiblePerssureaeeordingtoslim一utbetest.Desingedthee而ehed gasdriveslim一tubetest,fixedhteeonteniofiniennediatehydroearbonhtatcouldmkae naturalgasnadofmrationeurde011miseible,PerofmredthelongeoredisPlaeementtestof miseibleflooding,evaluatedtheeurde011reeoveyroflongeoredisPlacemeniunderhte 一eonditionofmiseible; 4PletedtheliquidPhasebehvaiormacthingnadnaalysis,esbatlishedhte three一dimensionalgeologiealmodel,nadalsocomPletedthePorduetionhistoyrmatehingofAbstarct theehoosedPreeursorrtialarea.Onhtisbasis,simulatedandstudiedthedeveloPmneteeffct ofnuatralgasinjectionordieffrentenriemhentnaturalgasdriveusinghrtee一dimensional nadhrtee一PhasePolyeomPonnetmodelinw亡nnnaoilfield: 5 . AnalyzedhtemeehnaismofogrnaiesoliddePositionduringgasflooding,andassistingwiht hteresultsofeXPerimenisutd,ysUtdiednadnaalyzedhtesoliddePositionmightexistinhet Processofgasinjeetionin认乞nnnaoilfield. 6 . BasedonnitorgeninjectiontestnadhteersearehingofgasboosterequiPmenihomenad abroad,analyzedwhehterhtePresentnaturalgaseomPressors!gasinjeetionwellheda! down一holesrtingsnadPackersete,eouldallsatisyfhterequirementsofgasinjectionin W匕nnnaoilfield; 7 . PeorfmredeeonomyevaluationofrthePreeursortrialaerausingacshfluxmhetod. Thestudieshaeadindieatedthathte011reeoveyrofw七mrnalow一Penneabilyti! hihg一temPeraturenadhigh一PressurevolatileresevroirenaberemarkbalyimPorvedbynatural gasinjeetion.Theeeonomyevaluationnadtheresearehofgasboostere妙iPmenthomenad baroadalsoindieatedthathterewillbeagoodeeonomybenefitonnaturalg朋injeetionin WennnaoilfieldnadallhtePresentnaturalgaseomPerssors!gasinjectionwellhead!down#hole stringsnadPaekersect,eouldsatisyfhterequirementsofgasinjeetionniw七nnanoilfield.The researehinhtisPpaerhasbeenestbalishedsignifieantitembySinoPee.EsPeeiall又hteustdyof ehnnaeed011reeoverybynuatralgasinjeetioninw七nnnaoilfield丽htlow一Pemrebailiyt! high一Pressurenadhigh一temPer咖rehasbeenPublishedinSPE.(SPE77799) Keywords:Near一miseiblefiooding Numeriealsimulation LowPemreabiliyt Ehnnaeed011ereoveyr Violate011摘要 AbstraCt 引言二,............................ 1.1研究的目的和意义,................ 1.2国内外技术现状及发展趋势......... 1.2.1国外注气技术现状及发展趋势... 1.2.2国内注气技术现状及发展趋势.,. 1.3本文研究思路...,........... 1.4本文研究目标,内容及技术路线.,.,. 1 . 5研究成果和技术创新........... 注气驱的油气两相平衡理论基础........ 2.1注气过程油气体系相平衡计算原理... 2.1.1油气体系相平衡计算物料平衡方程组, 2.1.2油气体系相态计算热力学平衡方程组, 2.1.3常用的两类相平衡计算数学模型- 2.2常用状态方程的选择及分析......... 2.2.1范德华(VanderWaals)方程!- 2.2.2RK(Redlieh,Kwong)方程...... 2.2.3SRK(Soave一Redlish一Kwong)方程 2.2.4PR(Peng一Robinson)方程....... 2.2.5LHSS〔李士伦等人改进的)方程 1 1 2 2 3 4 4 5 二7 7 7 8 9 12 l2 13 13 15 16 八UCUn曰qnU喻.人n乙勺dA人二口冉卜U八b八O月匕Q乙O-0自Q自O-O-9曰白今自认q9曰今kQ白.. , -. ....... ... , , ....... 3注气混相驱机理........................... 3.1注气过程的相态变化机理..,-,........ 3.1.1用拟三元相图表示多组分的相态.......... 3 . 1.2用压力一组成图(p一X)表示相态..!.. 2注气混相驱机理概述....,................. 3 . 2.1一次接触混相过程二,.,!............. 3.2.2多级接触混相驱替过程二,................... 3.2.3非混相驱过程.....................,.. 3.2.4近混相驱过程.............................. 3注气多级接触过程相态模拟原理.................. 3.3.1向前接触(蒸发混相)过程的模拟原理.... 3 . 3.2向后接触(凝析混相)过程的模拟原理........ 3.3.3向前!向后接触过程相态参数的计算方法...... 一一一一 4文72块沙三中注天然气非混相驱替实验研究......... 1原油流体和注入天然气组分实验分析. 4.1.1原油流体的组分实验分析4.1.2注入天然气的组分实验分析.., 2天然气细管驱替实