ZJD油田致密砂巖室內物理模擬研究
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摘 要：ZJD油田位于蘇北盆地南部海安凹陷西部曲塘次凹的北部陡坡帶，ZJD斷裂的下降盤，是一個由邊界斷層控制的大型鼻狀構造。針對ZJD油田阜三段致密砂巖油藏彈性開發遞減快，注水效果差的特點，開展室內物理模擬實驗演技、致密砂巖油藏綜合地質研究、主要開發政策界限及注入參數研究。
關鍵詞：致密砂巖；CO2驅；開發政策；注入參數
地層原油的物性主要與地層壓力、溫度、油氣組成和油中溶解氣量有關。地層原油的飽和壓力、體積系數、粘度和溶解氣油比等基本物性參數是確定油藏類型，擬定開發方案和進行各種油藏工程計算中不可缺少的重要參數和資料。
其中，地層原油物性分析是最基本的研究內容，是開展其它CO2驅室內實驗研究工作的基礎。在ZJD油田阜三段油藏選擇張3B井作為取樣井。在張3B井通過井下取樣器直接取得地層原油樣品，并在蘇北黃橋CO2氣田氣源井取得將用于CO2氣驅的注入氣樣品。
1 CO2～地層原油體系相態變化研究
1.1 原油飽和壓力變化
實驗結果表明，注入CO2后原油飽和壓力逐漸升高，注入CO2越多，飽和壓力越高。當CO2在地層原油中含量小于約50mol%時，飽和壓力升高幅度相對緩慢，而大于50mol%后飽和壓力的上升趨勢明顯加快；當飽和壓力等于地層壓力38.00MPa時，CO2在油中的最大濃度為80.3mol%，表明阜寧組三段地層原油對CO2有較強的溶解能力。
1.2 原油體積變化
體積膨脹系數反映了注氣后，CO2對地層原油體積的膨脹能力。實驗結果表明，注入CO2后，地層原油體積膨脹，隨著原油中溶解的CO2越多，體積膨脹系數越大。當CO2在原油中的濃度80.3mol%時，在地層壓力38.00MPa下達到飽和，這時地層壓力下的膨脹系數為1.83，地層原油體積膨脹了1.83倍，說明CO2對阜寧組三段地層原油有很強的膨脹能力，對提高產能十分有利。
1.3 原油粘度變化
本研究對注入CO2后飽和壓力和地層壓力下的原油粘度進行了測試，以評價注入CO2對阜寧組三段地層原油的減粘效果。當注入CO2使原油在地層壓力38.00MPa下達到飽和時，地層原油粘度由原始的4.92MPa.s下降到1.31MPa.s，被降低了3.76倍。說明注入CO2對阜寧組三段地層原油有很好的減粘效果，能夠有效提高流度，有利于提高驅油效率。
1.4 原油密度變化
實驗結果表明，注入CO2后，隨著原油中溶解的CO2量的增多，地層壓力下的原油密度呈小幅波動增大的趨勢，飽和壓力下原油密度呈先小幅增大后較大幅度增大的趨勢。
2 CO2驅油效率研究
2.1 CO2持續氣驅
注CO2 0.75HCPV時，氣體突破，原油驅油效率為59.54%。氣突破后壓力減緩，壓差趨穩在0.20MPa附近，氣油比則迅速增大，驅油效率也逐漸增加。注入1.0HCPV后，驅油效率增加幅度明顯變緩，逐漸呈現平臺特征。當注入1.29HCPV時，驅油效率為78.82%。
2.2 不同CO2段塞驅
2.2.1 0.2HCPVCO2段塞驅
在試驗溫度和試驗壓力（107.7℃，37.70MPa）下，先用0.2HCPVCO2段塞注入巖心、然后再進行水驅。驅替至0.97HCPV時氣突破，突破時驅油效率為58.09%。氣突破前驅油效率隨注入倍數的增加而大幅增加。
氣突破后，隨著注入倍數的增加，驅油效率增幅則急劇降低，即氣突破后，驅油效率增加很低，僅僅增加了0.90%，而氣油比則大幅上升，驅至1.30HCPV時最終驅油效率為58.99%。
2.2.2 0.4HCPVCO2段塞驅
在試驗溫度和試驗壓力（107.7℃，37.70MPa）下，先用0.4HCPVCO2段塞注入巖心、然后再進行水驅。驅替至0.87HCPV時氣突破，突破時驅油效率為62.88%。氣突破前驅油效率隨注入倍數的增加而大幅增加。氣突破后，隨著注入倍數的增加，驅油效率增幅則急劇降低，即氣突破后，驅油效率增加很低，僅僅增加了1.88%，而氣油比則大幅上升，驅至1.30HCPV時最終驅油效率為64.76%。
2.2.3 0.6HCPVCO2段塞驅
在試驗溫度和試驗壓力（107.7℃，37.70MPa）下，先用0.6HCPVCO2段塞注入巖心、然后再進行水驅。驅替至0.97HCPV時氣突破，突破時驅油效率為61.80%。氣突破前驅油效率隨注入倍數的增加而大幅增加。氣突破后，隨著注入倍數的增加，驅油效率增幅則急劇降低，即氣突破后，驅油效率增加很低，僅僅增加了3.77%，而氣油比則大幅上升，驅至1.52HCPV時最終驅油效率為65.57%。
3 結論
從實驗結果來看，三種不同段塞（0.2HCPVCO2、0.4HCPVCO2、0.6HCPVCO2）最終驅油效率分別為58.99%、
64.76%、65.57%，相差不太大，氣體突破時間，以及突破時的驅油效率也相差不太大。
三種不同驅替方式，CO2持續氣驅、完全水驅后CO2持續驅、不同CO2段塞驅最終驅油效率分別為78.82%、74.36%、65.57%。CO2持續氣驅驅油效果最好，其次為完全水驅后CO2持續驅，不同CO2段塞驅驅油效果相對略低些。實際礦場試驗時，應綜合考慮工程施工、經濟成本等各種因素，選擇經濟合理的驅替方式注入CO2提高采收率。
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