用聚合物替换气体来提高CO2的驱替效果..doc

用聚合物替换气体来提高CO2的驱替效果 本文版权属于世界石油工程师协会 本文由世界石油工程师协会在2014年六月西班牙Trinidad所举办的两年一度的能源与资源大会发表 SPE组委会根据作者们所提供在理论上可行的信息选择了发表本文。这篇文章经作者修改但未经世界石油工程师协会校订。本文的材料不能反映石油工程师协会的任何职位、职员和成员。世界石油工程师协会禁制对本文任何形式的复制、转发以及保留本文任何部分。只允许复制摘要，但不可超过300字，且不能复制图片。在论文的摘要中必须明确承认SPE的版权。 1 摘要 通过提高原油的采收技术，二氧化碳用于商业上从油藏中重新获取原油已经超过了40年。目前，二氧化碳驱替是世界上仅次于蒸汽驱的第二大用于提高原油采收的工艺。在控制流动性和改善二氧化碳驱替的体积波及效率上，水驱气是一种普遍采用的方法。它平均提高采收率约为9.7％，而易混溶的水驱气所能提高的范围为6至20％。尽管所有的水驱气井都取得了成功，但二氧化碳的驱替效率要达到一个更高的原油采收和很好的应用这项技术却是一个典型的挑战。 本文将提出一个新的联合方法，即聚合物驱气，它可以提高水驱气的体积波及效率。这个新办法的特点是在水驱油的工艺过程中将聚合物添加到水里以用于提高其流动性。在聚合物驱替气的工艺过程中，聚合物驱替和易混合/不易混合的二氧化碳驱替井将被联合在一起。 为了分析聚合物驱气工艺的可行性，我们建立易混合的以及聚合物驱替工艺的模块用以研究聚合物驱的性能。本文研究了聚合物吸附和聚集的敏感性和包含不同渗透性、不同渗透性变化系数和不同流体油藏中聚合物驱替气体的可行新。这里将用 North Burbank 单元的一个典型区块的油藏模型来比较聚合物驱气、水驱气和聚合物驱动之间的性能。这个研究将证明聚合物驱气能显著提高均质和非均质油藏易混合/不易混合驱动的原油回收。 2 引言 尽管二氧化碳驱替是一个很好建立的提高原油采收的技术，但对于二氧化碳工程而言二氧化碳的密度和粘性确是一个挑战。低密度（0.5?0.8克/立方厘米）将导致气体在油藏中向上攀升从而绕过油藏中较低的部分。低粘度（0.02至0.08厘）会导致较差的体积波及效率。在高渗透和断层的非均质油藏，这种情况更加严重。 几乎所有的经营的易混合气井都用水驱气来控制气体的流动性和缓和fingering 的问题。水驱气的气井要比不用水驱气的气井采收高在美国经营的水驱气井中80%都是经济的。然而，最近的研究表明许多的区域都未能达到水驱气工艺期望的采收量，尤其对于那些高渗透层和断层的油藏，情况更加糟糕。 许多共同控制的严重的层考虑到使用凝胶。作为阻塞剂的凝胶用来减少穿过油藏断层和高渗透层的通道。在共同控制的石油工业中大多数凝胶应用系统都是加入络醋酸盐的水解聚酰胺。Woods 等人在1986 年提供了一个为Arkansas 的 Lick Creek 区块的最早成功的凝胶应用。在这次应用中，大量（10，000/桶）的络丙烯酰胺聚合物被用来提高二氧化碳驱替的性能。这种凝胶应用的花费估计大约为6到8美元每桶，而这个措施的回报率为365%。通常，在有垂直断层的油藏凝胶可以是水非常成功的锥进。但是，带有凝胶的水在油藏的基底是很难形成锥进的。另一方面，传统的泡沫材料被视为在基岩中使水锥进的有效剂，不过却不能用于断裂通道宽度大于0.5mm的油藏。 Bond 和 Holbrook 在1958年首次提出用泡沫材料来控制流动性的想法。从此，在二氧化碳驱替的采油工艺中带有表面活性剂的二氧化碳泡沫材料被用作最有效的减少流动性的材料。从1997到2000年，位于Norwegian 大陆架的 Snorre 区域的一个最大区块表明用于气体流动性控制的泡沫材料是辅助泡沫的水驱气工艺。但是，该区块的经验表明带有表面活性剂的泡沫材料注入到水里会带来不少限制。Enick 等人在2012年推断出辅助泡沫材料水驱气带来的问题表现在以下几个方面：（1）、二氧化碳泡沫将被随后注入的水稀释；（2）、在包含断层和高渗透率的流动通道的结构中无效的泡沫将变得有用；（3）、在注入井、坏天气、冰和水合物结构的底波及深度，带有coinjection 和其他未指明的操作问题的混合物不能接受的大规模降低。 为了解决气体穿透和严重的分离的问题，提出了一个新的联合方法。这个称作聚合物驱替气的新方法，将联合气体驱替和聚合物驱替的特性去产生一个从化学上提高的水驱替方法。加入二氧化碳的聚合物被期望于去提高当今水驱替的效率。聚合物驱替的主要特性是聚合物和水通过整个水驱油工艺注入。张等人2010年在Saskatchewan 原油基础上做了在气驱替水中追踪聚合物的实验。并且他们表示混合油二氧化碳的聚合物注入井比单纯的水驱替和聚合物驱替都