水驱油藏CO2驱最小混相压力变化规律研究

毛洪超 聂法健 王振华

（中国石化中原油田分公司 河南濮阳 457001）

目前，二氧化碳（CO2）驱是国内外广泛应用的三次采油方法，也是气驱中增油量最多的三次采油技术。驱替压力是影响驱替效果的重要因素，只有当驱替压力高于最小混相压力时，才能达到混相、大幅提高采收率。确定混相压力的常用方法有实验法、经验公式法和状态方程法。

目前国内外用于测量最小混相压力的油样都是取得原始油，没有考虑水驱过程中地层剩余油组成和性质的变化。而现场监测表明，油藏经过长期水驱后，地层剩余油性质发生变化，如轻烃组分减少、原油密度上升、饱和压力提高等。

本研究通过多组长细管驱替实验，确定濮城沙一下油藏原始油与水驱剩余油最小混相压力，并分析最小混相压力变化规律及机理，对其它高含水油藏确定气驱最小混相压力也有参考价值。

1 实验设备与方法

室内测定最小混相压力的方法主要有细管实验法、升泡仪法、蒸汽密度法、界面张力消失法，其中细管实验法最为准确和可靠，是目前国内外公认和通用的测定最小混相压力的方法。

实验步骤包括：①配制油样；②长细管饱和原油；③恒压注CO2驱替；④逐步提高压力重复驱替过程，直到采收率一驱替压力曲线上出现拐点。

选择3种具有代表性的油样开展最小混相压力研究，分别为原始地层油、水驱剩余油、水驱采出油。样品组成见表1。

表1 驱替原油样品组成

本次实验采用的长细管混相仪，主要为1个内径为0.47cm、长12.5m、装有140～230目的有孔玻璃砂（孔隙体积112cm3、渗透率约为5μm2、孔隙率为35%）的长细管。实验样品为中原油田濮城沙一下油藏所取井口油气样配制而成，油藏条件与油藏流体组成见表1中1#油样。

选取至少4个驱替压力样本，其中要求有2个压力点采出程度大于90%、2个压力点采出程度小于90%。驱替过程尽可能保持恒速驱替，不同压力下的注入体积由校正后的泵直接计量，当注入体积为1.2PV时，结束驱替过程。

2 长细管动态最小混相压力试验

本试验首先测量了5组原始油不同驱替压力下的原油采收率（表2）。实验表明，随驱替压力的升高，CO2驱采出程度随之提高。绘制压力与采收率关系曲线（图1），采出程度曲线上存在明显的转折点，此转折点代表驱替机理的变化，压力大于转折点时，为混相驱。濮城沙一下原始油CO2驱最小混相压力约为18.42MPa，驱替压力在最小混相压力时注入1.2PV CO2采出程度为92.2%。

表2 不同驱替压力下的原油采收率表

图1 不同压力下细管试验注入压力与采出程度

濮城沙一下油藏为特高含水油藏，水驱开发时间长，地层剩余油组成和性质已发生变化。为研究特高含水最小混相压力的数值及变化特征，在原始油细管实验的基础上，开展了水驱剩余油、水驱采出油最小混相压力实验（表3、表4）。

表3 水驱剩余油不同驱替压力下的原油采收率表

表4 水驱采出油不同驱替压力下的原油采收率表

由试验可知，水驱剩余油、水驱采出油随驱替压力的升高，CO2驱采出程度也随之提高，但与原始油相比，相同驱替压力下，采出程度略有下降。绘制压力与采收率关系曲线，最小混相压力分别为18.91MPa、22.24MPa，最小混相压力时采出程度分别为90.63MPa、90.61MPa。

3 实验分析

3.1 水驱后剩余油组成发生变化

油田注水开发会改变地下原油组成和性质，持续水驱过程中，采出程度逐步增加，采出原油的密度、黏度逐步升高，原油平均分子量增大,芳烃减少；非烃、沥青质增加，原油组分发生显著变化。

3.2 水驱后油藏最小混相压力上升

最小混相压力大小受原油组成与性质、油藏温度等因素影响。具体而言，随原油密度上升、最小混相压力上升；轻烃含量上升、最小混相压力上升；原油中的甲烷的存在影响最小混相压力。另外，油藏温度也对最小混相压力具一定影响，本文不作讨论。

3种油样原油组成与性质均发生了变化（表5）：密度上升，C2～C6含量下降，C7+含量由52.97%上升至54.41%。同时，最小混相压力由18.4MPa升至18.9MPa，注CO2的采收率由92.2%下降到90.6%。

表5 驱替原油样品特征

4 结论与认识

通过对比分析水驱前后地层油组成、性质变化特征以及多组长细管驱替实验，测定了水驱前后油藏CO2驱最小混相压力，总结出提高采收率幅度变化规律。现场实践也证明，油藏经水驱开发后，原油组成及性质发生变化，最小混相压力上升，且在各自最小混相压力下CO2驱采收率下降。因此，对于特高含水油藏最小混相压力测量应当基于水驱剩余油，提高实验数据准确性。

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