混相溶剂法降低CO2驱最小混相压力研究

孙 宁，付百赫

（1. 东北石油大学，黑龙江 大庆 163318； 2. 华东师范大学，上海 200241）

随着国内外利用CO2驱提高采收率技术的逐步成熟，CO2驱已成为一种提高采收率的有效方法，其主要分为 CO2混相驱和 CO2非混相驱两种方式[1-3]。目前的研究理论及相关实验均表明，CO2混相驱的采收率高于CO2非混相驱，但国内外对于降低CO2最小混相压力（MMP）的研究尚处于起步阶段，其研究方向主要集中于混相气体法和混相溶剂法[4-5]。混相气体法主要为注入液化气，但该方法的安全性无法保证，存在安全隐患；混相溶剂法则主要为注入有机溶剂，通过相互接触，使CO2与原油在较低的压力下达到混相状态。国内外确定最小混相压力的方法，包括理论计算法和实验测定法。但是，一般理论计算法精度不高且适用性受限。试验测定法包括细管实验法、升泡仪法、界面张力法及蒸气密度法等。其中，细管实验法为国际上通用的测定方法，其测定结果准确可靠、重复性强[6-7]。为此，本文提出了一种通过混相溶剂法降低CO2驱最小混相压力的方法，通过细管实验法对最小混相压力进行测定，并采用室内实验手段对该方法进行研究，验证其可行性。

1 混相溶剂法降低 CO2驱最小混相压力实验研究

细管实验法是一种有效的确定最小混相压力方法，能给出可重复的精确实验结果。本文分别测试了注入压力分别为20 MPa、25 MPa、30 MPa、35 MPa、40 MPa及45 MPa下的细管实验最终采收率值，并绘制成曲线，通过曲线拐点来确定首次发生动态混相的最小混相压力。

1.1 实验仪器及材料

细管实验法的主要仪器为恒温箱、ISCO泵、高压活塞容器、200目填砂细管、液体流量计、气体流量计、回压阀等，主要实验材料为 95 ℃下粘度为3.6 mPa·s的YSL油田模拟油，矿化度为6 778 mg/L的模拟地层水及纯度为99.9%的CO2气体。实验仪器连接示意图如图1所示。

图1 细管实验法实验仪器连接示意图

1.2 混相溶剂的选择

选取柠檬酸异丁酯作为油溶性表面活性剂，可使高含蜡原油降粘率达50%以上，同时降低CO2与原油间的界面张力，进而降低最小混相压力。

1.3 实验结果

分别测定未注入混相溶剂及注入尺寸 0.3%HCPV混相溶剂段塞条件下的最小混相压力，实验结果如图2所示。

图2 注入压力与采收率关系曲线

由图2可以看出，未注入柠檬酸异丁酯时测得的CO2与原油的最小混相压力为32.4 MPa，而注入段塞尺寸为 0.3% HCPV柠檬酸异丁酯时所测得的最小混相压力为30.1 MPa，混相溶剂法可降低最小混相压力2.3 MPa。

2 混相溶剂法提高 CO2驱油效果实验研究

实验仪器主要包括恒温箱、ISCO泵、高压活塞容器、岩心夹持器、六通、压力表、回压阀、液体计量装置等。

2.1 实验方案

实验方案设计见表1。

表1 CO2驱油效果实验方案

2.2 实验结果

各方案的实验结果见表2。

由表2可以看出，在水驱至含水率达到98%时，单纯注入1.2 PV CO2的混相驱阶段采收率为9.25%，注入0.1% HCPV、0.2% HCPV、0.3% HCPV的柠檬酸异丁酯+1.2 PV CO2的混相驱阶段采收率分别为13.34%、15.59%和17.22%，比单纯注CO2驱油分别提高了 4.09、6.34、7.97个百分点，混相溶剂法改善CO2驱油效果明显。随着注入混相溶剂段塞尺寸的增加，CO2驱油效率不断增加，但增加的幅度逐渐减小。

表2 不同方案的实验结果对比

3 结 论

（1）提出了一种利用混相溶剂法降低CO2驱最小混相压力的新方法，通过细管实验测得的CO2驱最小混相压力为 32.4 MPa，添加段塞尺寸为 0.3%HCPV的柠檬酸异丁酯后测得的最小混相压力为30.1 MPa，结果表明该方法可降低最小混相压力2.3 MPa。

（2） 随着注入柠檬酸异丁酯段塞尺寸的增加，CO2驱油效率不断增加，但增加幅度逐渐减小，因此存在最优注入段塞尺寸。

（3）进行了多组CO2驱油效果实验，结果表明，添加柠檬酸异丁酯段塞后的混相驱阶段采收率明显增加。当段塞尺寸为0.3% HCPV时，混相驱阶段采收率最大，为17.22%，较单纯注入CO2驱油方案提高了7.97个百分点。

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