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低渗透油藏在我国分布广泛,该类油藏普遍具有“低孔、低渗、低产”的特征,采用常规的注水、注气方法能改善低渗透油藏的开发效果,但是在开发中后期易出现注水注不进、注气易气窜,注入流体波及效率低,导致油藏采收率低。CO2泡沫驱综合了泡沫驱和CO2驱的技术优势,不仅具有泡沫驱提高波及体积的优势,还具有CO2驱提高洗油效率,膨胀原油、抽提原油的作用。本文基于研发的耐高矿化度(11.8×104mg/L)、高钙镁离子(2.9×104mg/L)超微CO2泡沫起泡剂体系,开展CO2微泡沫制备方式对比优选,同时对泡沫尺寸进行定量表征,研究泡沫直径影响因素。开展CO2泡沫岩心注入性能和CO2微泡沫驱油效果评价,建立微观刻蚀模型研究CO2泡沫微观驱油机理。利用Eclipse数值模拟软件对CO2泡沫驱进行泡沫分布预测,对比水驱和CO2泡沫驱的驱油效果。研究取得的重要进展和新认识如下:(1)研发了一种适合特低渗、高矿化度、高钙镁离子油藏超微CO2泡沫体系:0.25 wt%HTM+0.75%wt%LSB+0.54 wt%ST3。该泡沫体系在转速为6000r/min恒速搅拌发泡模型下起泡体积达980mL,半衰期22min,泡沫综合指数16170 mL·min。(2)对比5种CO2微泡沫制备方式,发现恒速搅拌发泡模型以转速6000r/min、石英砂充填填砂管模型(渗透率5.56mD)产生的微泡沫最多最均匀,微泡沫尺寸大多数在20um～100um,微泡沫尺寸转化在地层温度压力条件下尺寸为6.25～31.26um,CO2微泡沫在受限承压空间里具有良好的稳定性能。(3)微泡沫直径影响因素中,发现恒速搅拌模型以转速6000r/min产生微泡沫最细腻均匀;利用石英砂充填填砂管发泡模型得到CO2微泡沫注入最佳的气液比为3:1,注入段塞0.5PV,气体流速为3mL/min,液体注入速率为1mL/min。随着温度升高,微泡沫扩散严重,气泡膨胀加速,泡沫直径增大。起泡剂浓度增加,微泡沫直径增加,保护性外壳稳定结构被破坏。回压在一定范围内的增加,微泡沫直径会呈现减小趋势,泡沫变得更加稳定。在原油含量超过5%时,微泡沫直径开始受到影响,具有一定抗油性能。(4)CO2泡沫能够很好的注入到特低渗岩心中,在特低渗多孔介质中的阻力系数为8.32～15.33左右,残余阻力系数为1.46～2.71。CO2泡沫驱油性能实验表明气-液同注的效果最好,最佳的气液比为3:1,注入段塞0.5PV,液体注入速率为1.6mL/min时驱油效果最好,提高原油采收率达25%以上。(5)微观刻蚀模型表明C02泡沫驱油机理主要有粘弹性驱替作用、膨胀原油降粘、抑制粘性指进、气阻效应、乳化携带以及剥离油膜作用。(6)Eclipse黑油模型模拟发现,特低渗储层CO2泡沫驱采收率为29.97%,较水驱采收率提高14.79%,CO2泡沫驱能够提高低渗透油藏的注入性和波及面积,为地层补充能量,具有很好的稳产、提产、超强含油动用率、良好控水效果。