低滲油藏考慮啟動壓力梯度的CO2驅(qū)數(shù)值模擬方法研究

鄭晶晶

（中國石化中原油田勘探開發(fā)研究院，河南濮陽 457001）

大量室內(nèi)試驗證明CO2驅(qū)可以膨脹原油體積，降低原油黏度、油水界面張力和油藏毛細(xì)管阻力[1]，且CO2在地層條件下為超臨界狀態(tài)，能與原油達(dá)到混相，與水驅(qū)相比，能大幅度提高驅(qū)油效率。低滲透油藏注CO2驅(qū)已成為提高采收率的一種方法，比水驅(qū)有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。目前，我國開展CO2驅(qū)現(xiàn)場試驗的有勝利、中原、江蘇、吉林等油田，取得了一定的效果[2]。

1 模型建立

本文利用tNavigator數(shù)值模擬軟件中E300組分模型模擬預(yù)測CO2驅(qū)效果，網(wǎng)格個數(shù)為50000（100×100×5）個，x、y方向網(wǎng)格步長均為 5 m，z方向網(wǎng)格步長為4 m。模型采用一注一采井網(wǎng)，注采井距為300 m。研究了不同啟動壓力下壓力分布特征及相同啟動壓力下不同相帶下壓力傳導(dǎo)特征及二氧化碳驅(qū)效果評價。

2 模擬CO2驅(qū)啟動壓力

應(yīng)用tNavigator軟件在.DATA文件SOLUTION部分中寫入啟動壓力關(guān)鍵字ARITHMETIC設(shè)置網(wǎng)格的I、J、K三方向的啟動壓力值，進(jìn)行啟動壓力數(shù)值模擬。格式（見表1）。

表1 啟動壓力模擬方法

3 不同啟動壓力CO2驅(qū)開發(fā)特征

設(shè)定 0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.08 MPa/m 下不同的啟動壓力，觀察壓力傳導(dǎo)特征（見圖1），設(shè)定的網(wǎng)格啟動壓力梯度越大，壓力擴散和傳導(dǎo)的越慢，從壓力分布圖（見圖2）也能明顯看出，啟動壓力0.08 MPa/m比啟動壓力0.01 MPa/m，注氣井的井底壓力高4.22 MPa。

統(tǒng)一設(shè)定生產(chǎn)井的井底壓力為15 MPa（見圖3），設(shè)定的網(wǎng)格啟動壓力梯度越大，累產(chǎn)油越少。

由于啟動壓力梯度越大，注氣井的井底壓力往生產(chǎn)井傳導(dǎo)的越慢，導(dǎo)致生產(chǎn)井的井底壓力得不到及時的補充，使得采用定壓生產(chǎn)的油井日產(chǎn)和累產(chǎn)都最小。啟動壓力0.08 MPa/m比啟動壓力為0.01 MPa/m，累產(chǎn)油少 2.64×104m3。

圖1 不同啟動壓力下的地層壓力曲線

圖2 不同啟動壓力下注氣1年后的壓力分布圖

圖3 不同啟動壓力下的日產(chǎn)油曲線

4 相同啟動壓力不同相帶的CO2驅(qū)開發(fā)特征

設(shè)定0.05 MPa/m的相同啟動壓力，河道相滲透率為22.5 mD，席狀砂相滲透率為2.25 mD，開發(fā)1年后，不同非均質(zhì)性下的地層壓力分布圖特征觀察壓力傳導(dǎo)特征（見圖4），采油井處于河道相的比處于席狀砂注相的壓力擴散和傳導(dǎo)的越快，從壓力分布圖（見圖5）上也能明顯的看出，席狀砂注席狀砂采比河道注河道采，注氣井的井底壓力高4.45 MPa。

圖5 不同相帶下注氣1年后的壓力分布圖

圖6 不同相帶下注采累產(chǎn)油對比圖

圖7 不同相帶下注氣12年后剩余油飽和度分布圖

統(tǒng)一設(shè)定生產(chǎn)井的井底壓力為15 MPa，河道注河道采的累產(chǎn)油最少，席狀砂注席狀砂采的累產(chǎn)油最多（見圖6），在注氣12年后，二氧化碳驅(qū)波及范圍為河道相注河道相采＜席狀砂注河道采＜河道注席狀砂采＜席狀砂注席狀砂采（見圖7）。

5 結(jié)論

（1）低滲透油藏考慮啟動壓力的數(shù)值模型模擬，隨著啟動壓力的增加，CO2驅(qū)采出程度減小。

（2）相同啟動壓力不同相帶的二氧化碳驅(qū)開發(fā)特征，滲透率越小，CO2驅(qū)替波及范圍越大，驅(qū)替越均勻，采出程度越大。