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新疆油田砾岩油藏530井区渗透率低、非均质性严重,采用注水开发方式,水窜严重、采收率较低、含水率较高。低渗油藏CO2驱是一种有效提高采收率的方法,国内外应用十分广泛,增油效果显著。本文针对530井区油藏地质及开发特征,通过岩心驱替物理模拟实验、核磁共振技术、真实岩板模型和CO2泡沫驱油技术,探讨CO2驱及后续CO2泡沫驱技术改善注水开发效果、提高采收率的可行性,取得以下成果与认识:(1)通过细管实验测定CO2/原油最小混相压力为24.1MPa。岩心微观分析发现孔隙主要以溶蚀孔隙、粒间孔隙和微裂隙等形式存在,岩心润湿性测试结果表现为亲水性。(2)利用高温高压岩心驱替装置,开展了不同压力、注气时机对CO2驱油效果影响规律研究。分别在18MPa、24MPa和30MPa三组不同压力下进行水驱后CO2驱实验,结果表明,随着压力的增大,CO2与原油越容易达到混相状态,气驱阶段采出程度越高,在30MPa压力下,CO2驱提高采收率30.75%。在含水率为65%(模拟现场目前含水率)、80%和100%进行了三组不同注气时机实验,结果表明,注气时机越早,气体的突破时间越晚,累积采出程度越高,在含水率为65%时转气驱累积采出程度最高,最终采出程度为 75.05%。(3)利用核磁共振技术,开展了两组(物性较差和物性较好天然岩心)核磁在线驱替实验。结果表明,物性较差的岩心,水驱主要驱的中小孔隙中的油,大孔隙中的含油量减少不多,CO2驱后,小孔隙中剩余油动用情况最好、中孔隙次之、大孔隙动用情况最差,水驱驱油效率为35.52%,CO2驱油效率为14.17%。物性较好岩心,水驱后,大孔隙中的油被动用情况较好,中小孔隙中的油部分被采出,CO2驱之后,大、中孔隙动用情况较好,小孔隙也得到有效的动用,水驱驱油效率为42.46%,CO2驱油效率为17.97%。(4)利用真实砾岩岩板制作成二维可视化平面模型进行驱替实验。直观地观察水驱、气驱过程中的油、气、水运移情况以及流体的优势通道形成过程,水驱后剩余油主要以簇状、膜状、柱状以及盲端的几种形式存在,气驱后仍有部分剩余油以孤岛状、簇状、膜状的形式存在且存在明显的重力超覆现象。在水驱基础上开展CO2驱,波及效率得到显著提高,改善驱油效果十分明显。(5)在模拟油藏条件下筛选出CO2泡沫体系:0.3%NP-1+0.03%DY-1,该泡沫体系具有良好的耐温耐盐性和稳定性,起泡体积为712mL,泡沫半衰期为206min。长岩心泡沫驱替实验累积采收率80.42%,泡沫驱比CO2驱进一步提高采收率8.63%。本文的研究成果对新疆530井区块开展CO2驱提高采收率技术的现场应用,提供了参考依据,对其它低渗透油藏开展CO2驱油技术研究也具有一定的指导作用。