石油学报

作者：宋兆杰, 邓森, 宋宜磊, 刘勇, 鲜成钢, 张江, 韩啸, 曹胜, 付兰清, 崔焕琦

单位：1. 中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院 北京 102249;2. 大庆油田有限责任公司勘探开发研究院 黑龙江大庆 163712;3. 黑龙江省油层物理与渗流力学重点实验室 黑龙江大庆 163712;4. 中国石油大学(北京)克拉玛依校区 新疆克拉玛依 834000

关键词：古龙页岩油,注CO₂提高采收率,油气相态,最小混相压力,纳米限域效应

基金：宋兆杰,男,1985年11月生,2014年获中国地质大学(北京)博士学位,现为中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院研究员、博士生导师,主要从事非常规油气提高采收率技术研究。Email:songz@cup.edu.cn

摘要： 大庆油田古龙页岩油轻质油带分布广泛,具有与CO2形成混相的有利组分、温度和压力条件,注CO2前置压裂和吞吐提高采收率潜力较大,但目前对于古龙页岩油-CO2高压相行为的认识尚不充分。在状态方程和气液两相相平衡理论的基础上,通过与页岩油恒质膨胀实验、细管实验等结果校验,构建了考虑纳米限域效应的古龙页岩油-CO2两相相平衡热力学模型和基于相平衡模型的油气最小混相压力计算方法。以古页2HC井和古页9HC井页岩油为研究对象,阐明了成熟度、油/CO2比例、压力、纳米限域效应等因素影响的页岩油-CO2相间传质规律。研究结果表明,随着CO2摩尔分数的增加,古页2HC井和古页9HC井页岩油的饱和压力逐渐降低。在储层温度和压力条件下,古页2HC井和古页9HC井页岩油能够与CO2混相。在相同的CO2注入量条件下,古页2HC井页岩油的分子量和黏度更高,降幅也更大,饱和压力和膨胀系数更小,变化幅度也更小。注CO2多级接触过程显示,CO2在古页2HC井和古页9HC井页岩油中的溶解能力和抽提效果较为接近。在充分接触后,古页2HC井和古页9HC井注气后缘油相中C1—C6组分全部被抽提到气相中,油相中CO2的摩尔分数分别攀升至86.63%和87.35%。纳米限域效应的存在,减小了纳米孔内油气间组成差异,导致了界面张力和最小混相压力的降低,有利于CO2与页岩油相溶、混相。纳米限域效应对古页2HC井和古页9HC井页岩油的影响无明显差异,当孔隙半径由100 nm降低到10 nm时,古页2HC井和古页9HC井页岩油与CO2的最小混相压力分别降低20.90%和21.31%。通过明确页岩油藏流体相态变化规律,可为注CO2开发优化设计提供理论指导。

来源：2024年第2期

《石油学报》期刊编辑部

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