【摘 要】
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CO2驱油技术是提高低渗透油气田采收率的一种行之有效的方法,对CO2作用后储层性质的研究大多数研究集中在离子浓度和孔隙度、渗透率的变化,而对孔隙结构、毛管力曲线、应力敏感性等性质的研究较少。本文以YC油田长6储层的低渗透砂岩为研究对象,对超临界CO2作用前后储层的微观孔隙结构、宏观孔隙结构、接触角与润湿性、流体分布、毛管力曲线、应力敏感性等储层物性和渗流参数开展了系统研究。针对“CO2-水-岩”体
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CO2驱油技术是提高低渗透油气田采收率的一种行之有效的方法,对CO2作用后储层性质的研究大多数研究集中在离子浓度和孔隙度、渗透率的变化,而对孔隙结构、毛管力曲线、应力敏感性等性质的研究较少。本文以YC油田长6储层的低渗透砂岩为研究对象,对超临界CO2作用前后储层的微观孔隙结构、宏观孔隙结构、接触角与润湿性、流体分布、毛管力曲线、应力敏感性等储层物性和渗流参数开展了系统研究。针对“CO2-水-岩”体系设计改进了一种新型反应釜,该反应釜既可以彻底排除空气、实现反应介质和加压介质的分离,最大限度地排除实验干扰因素;又借助液相辅助降压、增设最高压力安全阀,增强高温高压操作的安全性。该反应釜获得国家授权的发明专利。采用低温N2吸附法研究了低渗透砂岩的介孔孔隙结构,带有H3滞后环的II型等温线表明介孔孔隙多为连通性较好的平行板孔、狭缝状孔隙,孔径分布及变化主要发生在2～10nm范围。在分析BET参数变化的基础上,首次提出“平均吸附量（?）m”的概念用于定量表征孔隙内表面的矿物变化。采用压汞法研究了宏孔孔隙结构,并将介孔和宏孔孔径分布刻度在同一坐标系内,是对传统压汞法所得孔径分布的完善和补充。首次提出“平衡接触角”的概念用于表征低渗透岩石表面的润湿性,它是指液滴在岩样表面已达到力学平衡但尚未向岩样内部渗透时的接触角,与测试时间无关。CO2作用后的岩石表面润湿性有由水润湿向弱水湿或中等润湿转变的趋势。不同相态的CO2中,超临界CO2由于具有较高的温度、压力和渗透能力,对砂岩储层物性的改变最为明显。超临界CO2作用后,低渗透砂岩的孔喉半径和连通性得以明显改善,且砂岩岩心的矿物含量越高、CO2的波及程度越大,这种改善越明显。本文在分析了众多参数变化趋势的基础上,进一步提出了“溶解/反应平衡”假说,结合“微粒运移机理”可以很好地解释CO2作用于低渗透砂岩过程中的离子浓度和相应渗透率的变化趋势。超临界CO2的作用加剧了低渗透砂岩的应力敏感性和速度敏感性,这是渗透率在孔喉结构改善情况下依然降低的原因。
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