二氧化碳在致密储层基质中的作用距离研究

doi:10.12388/j.issn.1673-2677.2024.03.008

摘要/Abstract

摘要：

摘要：致密油衰竭开采过程中压力、产量下降较快，补充地层能量是提高原油采收率的必要措施。CO₂是常用补能介质之一（CO₂吞吐、前置蓄能），CO₂增产效果与其在储层中的作用距离息息相关，针对该问题从实验和数值模拟两方面开展了CO₂在致密储层基质中的作用距离研究。CO₂传质包括对流和扩散两种方式，首先采用高温高压反应釜和致密储层岩心进行CO₂扩散实验，结合Fick径向扩散模型，测得了CO₂在致密岩心中的扩散系数；然后采用CMG软件进行CO₂对流、扩散建模，基于模型进行广泛的数值模拟，分析渗透率、扩散系数、驱替时间对CO₂作用距离的影响。研究表明，扩散系数与渗透率有关，在目标储层岩心渗透率级别下，扩散系数在10^-10～10^-8 m²/s范围；CO₂作用距离取决于对流和扩散作用，扩散作用对CO₂作用距离影响明显，渗透率越低，扩散作用影响越明显，渗透率越高，对流作用越主导；渗透率是CO₂在基质中作用距离的决定性因素；CO₂在致密储层基质中的作用距离较小，60 d的作用距离不到10 m。

关键词:

致密储层, CO₂驱油, 作用距离, 扩散系数, 提高采收率, 数值模拟

Abstract:

During depletion recovery of tight oil，the reservoir pressure and production rate decline rapidly. Energy supplement is a necessary measure to enhance oil recovery. CO₂ is a common medium used for energy replenishment （CO₂ huff and puff，energy recharging by CO₂ prepad）. The performance of CO₂-assisted enhanced oil recovery （EOR） is highly dependent on the penetration distance. Therefore，the penetration distance of CO₂ through the matrix of tight reservoirs was investigated via laboratory experiments and numerical simulation. Mass transfer of CO₂ involves both convection and diffusion. Firstly，CO₂ diffusion experiments were performed using a high-temperature high-pressure reactor and the cores of a tight formation. Based on the experimental results and Fick's diffusion model，the diffusion coefficient of CO₂ was obtained. Next，CMG was used to build a model of CO₂ convection and diffusion，and extensive numerical simulations were performed to analyze permeability，considering the effect of diffusion and flooding duration on CO₂ penetration distance. The results show that the diffusion coefficient is dependent on permeability. The diffusion coefficient ranges from 10^-10 to 10^-8 m²/s at the permeability level of the target formation. Diffusion and convention both affect the CO₂ penetration distance. Yet，the effects of convection are dominant with higher permeability，while those of diffusion are stronger with lower permeability. Permeability is a decisive factor of the matrix penetration of CO₂. The CO₂ penetration in tight reservoir matrix is rather low and reaches less than 10 m after 60 days.

Key words:

tight formation, CO₂ displacement；penetration distance；diffusion coefficient；enhanced oil recovery（EOR）；numerical simulation

中图分类号:

TE357.1 ','1');return false;" target="_blank">
TE357.1

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