本發(fā)明屬于低滲透油藏CO₂驅(qū)開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低、特低滲透油藏CO₂驅(qū)近混相壓力區(qū)域確定方法。

背景技術(shù)：

國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者研究表明，在諸多提高采收率的方法中，CO₂驅(qū)提高采收率技術(shù)占有重要的地位，在美國(guó)、加拿大等地區(qū)采用CO₂驅(qū)提高原油采收率取得了巨大成功。而隨著我國(guó)CO₂氣源的不斷發(fā)現(xiàn)以及CO₂捕集技術(shù)的成熟，在我國(guó)CO₂驅(qū)技術(shù)也將成為一種經(jīng)濟(jì)有效的提高采收率技術(shù)。

CO₂驅(qū)技術(shù)按提高采收率作用機(jī)理的不同可分為非混相驅(qū)替、近混相驅(qū)替和混相驅(qū)替。其中，CO₂非混相驅(qū)替主要利用降粘、膨脹、溶解氣驅(qū)等機(jī)理提高原油采收率，但受不利流度比、粘性指進(jìn)等因素的影響，CO₂非混相驅(qū)替提高采收率的幅度有限，一般可提高采收率8％-15％。CO₂混相驅(qū)替依靠注入的CO₂與地層原油的反復(fù)接觸引起的組分傳質(zhì)達(dá)到混相，可大幅度提高原油采收率，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)CO₂混相驅(qū)替的驅(qū)油效率可以達(dá)到90％以上；但是，近年來(lái)我國(guó)新發(fā)現(xiàn)的油氣藏儲(chǔ)量中，低滲透油藏約占總儲(chǔ)量的50％以上，由于低滲透油藏存在低孔、低滲、非均質(zhì)性嚴(yán)重等特點(diǎn)，且部分油藏CO₂驅(qū)的混相壓力過(guò)高，限制了CO₂混相驅(qū)替在低滲透油藏提高采收率方面的應(yīng)用與推廣。

鑒于非混相驅(qū)替和混相驅(qū)替在低滲透油藏提高采收率方面應(yīng)用的限制，Zick在1986年提出了一種凝析/蒸發(fā)型的驅(qū)替類型，依靠凝析、蒸發(fā)的雙重作用，油氣兩相的界面張力較低，采收率可以達(dá)到90％以上，該驅(qū)替類型并非嚴(yán)格意義上的混相驅(qū)替。20世紀(jì)90年代，Shyeh-Yung等人提出了近混相氣驅(qū)的概念，并利用長(zhǎng)巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在近混相條件下可獲得較高的采收率。周學(xué)龍等人對(duì)注氣混相與近混相驅(qū)的研究認(rèn)為，如果嚴(yán)格按照混相驅(qū)替的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以往的混相驅(qū)替項(xiàng)目大部分均為近混相驅(qū)替。由此看來(lái)，CO₂近混相驅(qū)替提高采收率技術(shù)必將受到越來(lái)越多的重視。

雖然近混相驅(qū)替提出的概念較早，近年來(lái)CO₂近混相驅(qū)替越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重視，國(guó)內(nèi)外學(xué)者也進(jìn)行了大量的研究，但大部分集中在近混相驅(qū)提高采收率的作用機(jī)理方面，而對(duì)儲(chǔ)層條件下近混相驅(qū)替的實(shí)現(xiàn)條件及其判斷認(rèn)識(shí)尚不明晰。實(shí)際上，從非混相驅(qū)替到近混相驅(qū)替再到混相驅(qū)替是一個(gè)漸變的過(guò)程：當(dāng)油藏壓力較低時(shí)，CO₂只能與地層原油實(shí)現(xiàn)非混相驅(qū)替；隨著注入壓力增大，CO₂萃取和抽提原油的能力增強(qiáng)，達(dá)到一定程度后，CO₂非混相驅(qū)替可轉(zhuǎn)化為近混相驅(qū)替；隨著注入壓力的進(jìn)一步增大，CO₂不斷與地層原油發(fā)生擴(kuò)散傳質(zhì)，最終可實(shí)現(xiàn)多級(jí)接觸混相。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種低、特低滲透油藏CO₂驅(qū)近混相壓力區(qū)域確定方法，在精確模擬低滲透油藏儲(chǔ)層流體及物性條件的基礎(chǔ)上，借助一系列注CO₂巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，得到CO₂驅(qū)采收率與回壓的關(guān)系曲線，并在CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線上確定非混相驅(qū)與近混相驅(qū)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)以及近混相驅(qū)與混相驅(qū)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，進(jìn)而可以在CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線上劃分及確定低、特低滲透油藏CO₂驅(qū)的近混相壓力區(qū)域。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種低、特低滲透油藏CO₂驅(qū)近混相壓力區(qū)域確定方法，包括以下步驟：

1)選取滿足孔隙度和滲透率要求的低滲透、特低滲透巖心作為物理模型巖心，并對(duì)物理模型巖心進(jìn)行烘干，測(cè)量物理模型巖心的長(zhǎng)寬高，計(jì)算物理模型巖心的視體積；對(duì)物理模型巖心進(jìn)行防腐蝕處理；

2)對(duì)物理模型巖心加環(huán)壓和抽真空；

3)向物理模型巖心中注入飽和地層水，測(cè)量物理模型巖心的孔隙體積，并計(jì)算物理模型巖心的孔隙度；

4)將物理模型巖心加熱至目標(biāo)地層溫度，保持恒溫12小時(shí)以上，并水測(cè)滲透率；

5)設(shè)定物理模型巖心的出口壓力和模擬油注入速度，向物理模型巖心中加回壓恒速飽和模擬油；在飽和模擬油的同時(shí)逐級(jí)增加環(huán)壓，使得環(huán)壓高于物理模型巖心內(nèi)部壓力2.5～3MPa；待物理模型巖心不再出水并恒定出油時(shí)，飽和模擬油過(guò)程結(jié)束，記錄飽和模擬油體積，并計(jì)算原始含油飽和度；

6)設(shè)定物理模型巖心的出口壓力和CO₂注入速度，向物理模型巖心中恒速注入CO₂，直至注入1.2倍孔隙體積的CO₂為止，記錄驅(qū)替壓力、出口液體和氣體體積，計(jì)算CO₂驅(qū)采收率；

7)更換相同滲透率的低滲透、特低滲透巖心作為物理模型巖心，并逐漸增加物理模型巖心的出口壓力，重復(fù)步驟1)～6)，依次得到不同驅(qū)替壓力及回壓條件下CO₂驅(qū)的采收率；

8)繪制不同驅(qū)替壓力及回壓條件下CO₂驅(qū)采收率與回壓的關(guān)系曲線；

9)根據(jù)繪制的不同驅(qū)替壓力及回壓條件下CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線的斜率，將CO₂驅(qū)分為非混相驅(qū)階段、近混相驅(qū)階段和混相驅(qū)階段三個(gè)階段，分別將非混相驅(qū)階段的CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線、近混相驅(qū)階段的CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線以及混相驅(qū)階段的CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線進(jìn)行線性回歸，得到非混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線、近混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線和混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線；

10)非混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線與近混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線相交于一點(diǎn)，該交點(diǎn)為壓力下限點(diǎn)；近混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線與混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線相交于另一點(diǎn)，該交點(diǎn)為壓力上限點(diǎn)；根據(jù)壓力下限點(diǎn)和壓力上限點(diǎn)確定的壓力范圍為低、特低滲透油藏CO₂驅(qū)近混相壓力區(qū)域。

所述步驟1)中滿足孔隙度和滲透率要求的低滲透、特低滲透巖心是指與目標(biāo)區(qū)塊油藏儲(chǔ)層孔隙度和滲透率相同的天然露頭巖心或人造巖心，要求巖心滲透率在1×10^-3μm²～100×10^-3μm²之間，巖心長(zhǎng)度為30～100cm。

所述步驟1)中的防腐蝕處理是在物理模型巖心表面均勻涂抹環(huán)氧樹(shù)脂涂層。

所述步驟2)中加環(huán)壓壓力為5～6MPa；抽真空時(shí)間為8～12小時(shí)。

所述步驟3)中注入的飽和地層水為根據(jù)目標(biāo)區(qū)塊地層水及注入水的礦物質(zhì)組成配制的實(shí)驗(yàn)用模擬水基注入水。

直接利用目標(biāo)區(qū)塊油藏的井流物作為模擬油；或者，在無(wú)法獲得井流物樣品的情況下，根據(jù)目標(biāo)區(qū)塊油藏的井流物組成，配制能精確模擬目標(biāo)區(qū)塊油藏井流物組成的模擬油；

根據(jù)目標(biāo)區(qū)塊油藏的井流物組成配制模擬油，具體包括以下步驟：

①根據(jù)目標(biāo)油田區(qū)塊取樣井的井流物組成，將目標(biāo)區(qū)塊油藏的脫水脫氣原油以及烴類氣體按照一定比例加入高溫高壓PVT裝置，充分?jǐn)嚢杌旌?，配制成模擬油；

②采用高溫高壓PVT裝置對(duì)模擬油進(jìn)行高壓物性分析，包括單次脫氣實(shí)驗(yàn)、恒質(zhì)膨脹實(shí)驗(yàn)、粘度測(cè)試實(shí)驗(yàn)，測(cè)得模擬油的粘度、密度、飽和壓力，原油高壓物性分析實(shí)驗(yàn)操作流程遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 6481-2000；

③將地層原油與模擬油的粘度、密度、飽和壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，得到模擬油與地層原油的粘度、密度和飽和壓力誤差；

④如果配制的模擬油與地層原油的粘度、密度和飽和壓力的誤差精度均在5％范圍以內(nèi)，即認(rèn)為模擬油精確模擬了目標(biāo)區(qū)塊取樣井的井流物組成，誤差精度滿足要求；否則，重復(fù)步驟①～③。

本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明的一種低、特低滲透油藏CO₂驅(qū)近混相壓力區(qū)域確定方法，在精確模擬低滲透油藏儲(chǔ)層流體及物性條件的基礎(chǔ)上，借助一系列注CO₂室內(nèi)巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，得到CO₂驅(qū)采收率與回壓的關(guān)系曲線，并在CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線上劃分及確定低滲透油藏CO₂驅(qū)的近混相壓力區(qū)域，為礦場(chǎng)低滲透油藏CO₂近混相驅(qū)替的實(shí)施提供理論指導(dǎo)。2、本發(fā)明的一種低、特低滲透油藏CO₂驅(qū)近混相壓力區(qū)域確定方法，根據(jù)井流物組成配制模擬油，可精確模擬低滲透油藏儲(chǔ)層流體及物性，從而更精確地確定低滲透油藏CO₂驅(qū)的近混相壓力區(qū)域，更接近實(shí)際儲(chǔ)層情況，且實(shí)驗(yàn)具有可重復(fù)性，測(cè)量結(jié)果更為真實(shí)可靠。

附圖說(shuō)明

圖1是不同驅(qū)替壓力及回壓條件下CO₂驅(qū)采收率與回壓的關(guān)系曲線圖；

圖2是本發(fā)明的一種低、特低滲透油藏CO₂驅(qū)近混相壓力區(qū)域確定平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是實(shí)施例一中不同驅(qū)替壓力及回壓條件下CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線圖；

圖4是實(shí)施例二中不同驅(qū)替壓力及回壓條件下CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線圖；

圖5是實(shí)施例三中不同驅(qū)替壓力及回壓條件下CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。

本發(fā)明的一種低、特低滲透油藏CO₂驅(qū)近混相壓力區(qū)域確定方法，選取目標(biāo)區(qū)塊油藏的井流物作為模擬油或根據(jù)井流物組成配制模擬油，選取與目標(biāo)區(qū)塊油藏儲(chǔ)層孔隙度和滲透率相同的天然巖心或人造巖心，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)建立注CO₂巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)的測(cè)試流程；在目標(biāo)區(qū)塊油藏溫度條件下和精確模擬低滲透油藏儲(chǔ)層流體及物性條件的基礎(chǔ)上，進(jìn)行一系列不同驅(qū)替壓力及回壓的CO₂驅(qū)油室內(nèi)驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，且驅(qū)替實(shí)驗(yàn)必須涵蓋CO₂非混相驅(qū)實(shí)驗(yàn)、CO₂近混相驅(qū)實(shí)驗(yàn)以及CO₂混相驅(qū)實(shí)驗(yàn)；注入1.2倍孔隙體積CO₂過(guò)后，繪制CO₂驅(qū)采收率與回壓的關(guān)系曲線；在CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線上確定非混相驅(qū)與近混相驅(qū)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)以及近混相驅(qū)與混相驅(qū)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，進(jìn)而可以在CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線上劃分及確定低、特低滲透油藏CO₂驅(qū)的近混相區(qū)域。

根據(jù)上述原理，本發(fā)明提供的一種低、特低滲透油藏CO₂驅(qū)近混相壓力區(qū)域確定方法，具體包括以下步驟：

1)選取與目標(biāo)區(qū)塊油藏儲(chǔ)層孔隙度和滲透率相同的天然巖心或人造巖心作為物理模型巖心，要求巖心滲透率在1×10^-3μm²～100×10^-3μm²之間，巖心長(zhǎng)度30～100cm，可為柱狀巖心或方巖心；對(duì)物理模型巖心進(jìn)行烘干，測(cè)量物理模型巖心的長(zhǎng)寬高，計(jì)算物理模型巖心的視體積V_b；對(duì)物理模型巖心進(jìn)行防腐蝕處理，防止CO₂腐蝕巖心夾持器的膠皮筒。其中，對(duì)物理模型巖心進(jìn)行防腐蝕處理可以是在物理模型巖心表面均勻涂抹環(huán)氧樹(shù)脂涂層。

2)對(duì)物理模型巖心加環(huán)壓和抽真空：將物理模型巖心放入巖心夾持器中，加環(huán)壓5～6MPa，并抽真空8～12小時(shí)。

3)向物理模型巖心中注入飽和地層水，測(cè)量物理模型巖心的孔隙體積V_p，并計(jì)算物理模型巖心的孔隙度φ＝V_p/V_b×100％。其中，注入的飽和地層水為根據(jù)目標(biāo)區(qū)塊地層水及注入水的礦物質(zhì)組成配制的實(shí)驗(yàn)用模擬水基注入水。

4)將物理模型巖心加熱至目標(biāo)地層溫度，并保持恒溫12小時(shí)以上，并水測(cè)滲透率?？刹捎煤銣叵鋵?duì)物理模型巖心進(jìn)行加熱。

水測(cè)滲透率是在開(kāi)展驅(qū)替實(shí)驗(yàn)前，向巖心中以0.1mL/min～1mL/min的恒定注入速度注入水，計(jì)量注入壓力，然后根據(jù)達(dá)西公式K＝QμL/(A·Δp)計(jì)算巖心的滲透率。水測(cè)滲透率是巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)流程中的一個(gè)環(huán)節(jié)，由于驅(qū)替實(shí)驗(yàn)選取的實(shí)驗(yàn)巖心是天然巖心或人工壓制巖心，其滲透率只知道大概范圍，例如在1～10mD之間，經(jīng)過(guò)水測(cè)滲透率環(huán)節(jié)后方可精確測(cè)定巖心的滲透率。

5)設(shè)定物理模型巖心的出口壓力和模擬油注入速度，向物理模型巖心中加回壓恒速飽和模擬油；在飽和模擬油的同時(shí)逐級(jí)增加環(huán)壓，使得環(huán)壓高于物理模型巖心內(nèi)部壓力2.5～3MPa；待物理模型巖心不再出水并恒定出油時(shí)，飽和模擬油過(guò)程結(jié)束，記錄飽和模擬油體積V_oi，并計(jì)算原始含油飽和度S_oi＝V_oi/V_p×100％。

6)設(shè)定物理模型巖心的出口壓力和CO₂注入速度，向物理模型巖心中恒速注入CO₂，直至注入1.2倍孔隙體積的CO₂為止，記錄驅(qū)替壓力、出口液體和氣體體積、累產(chǎn)油量V_o等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算CO₂驅(qū)采收率R_CO2＝V_o/V_oi×100％。

7)更換相同滲透率的特低滲透巖心作為物理模型巖心，并逐漸增加物理模型巖心的出口壓力，重復(fù)步驟1)～6)，依次得到不同驅(qū)替壓力及回壓條件下CO₂驅(qū)的采收率。不同驅(qū)替壓力及回壓條件分別對(duì)應(yīng)非混相驅(qū)、近混相驅(qū)和混相驅(qū)的條件。

8)繪制不同驅(qū)替壓力及回壓條件下CO₂驅(qū)采收率與回壓的關(guān)系曲線。

9)如圖1所示，根據(jù)繪制的不同驅(qū)替壓力及回壓條件下CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線的斜率，可以將CO₂驅(qū)大致分為非混相驅(qū)階段、近混相驅(qū)階段和混相驅(qū)階段三個(gè)階段，分別將非混相驅(qū)階段的CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線、近混相驅(qū)階段的CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線以及混相驅(qū)階段的CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線進(jìn)行線性回歸，得到非混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線1、近混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線2和混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線3。

10)非混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線1與近混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線2相交于一點(diǎn)，該交點(diǎn)為壓力下限點(diǎn)；近混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線2與混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線3相交于另一點(diǎn)，該交點(diǎn)為壓力上限點(diǎn)；根據(jù)壓力下限點(diǎn)和壓力上限點(diǎn)確定一個(gè)壓力范圍，該壓力范圍即為低滲透油藏CO₂驅(qū)近混相壓力區(qū)域。

上述實(shí)施例中，可以直接利用目標(biāo)區(qū)塊油藏的井流物作為模擬油，也可以根據(jù)目標(biāo)區(qū)塊油藏的井流物組成配制模擬油。根據(jù)目標(biāo)區(qū)塊油藏的井流物組成配制模擬油，具體包括以下步驟：

①根據(jù)目標(biāo)油田區(qū)塊取樣井的井流物組成，將目標(biāo)區(qū)塊油藏的脫水脫氣原油以及烴類氣體按照一定比例加入高溫高壓PVT(PVT就是指壓力(Pressure)-體積(Volume)-溫度(Temperature)的關(guān)系)裝置，充分?jǐn)嚢杌旌?，配制成模擬油；

②采用高溫高壓PVT裝置對(duì)模擬油進(jìn)行高壓物性分析，包括單次脫氣實(shí)驗(yàn)、恒質(zhì)膨脹實(shí)驗(yàn)、粘度測(cè)試等實(shí)驗(yàn)，測(cè)得模擬油的粘度、密度、飽和壓力等主要高壓物性參數(shù)，原油高壓物性分析實(shí)驗(yàn)操作流程遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 6481-2000；

③將地層原油與模擬油的粘度、密度、飽和壓力等數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，得到模擬油與地層原油的粘度、密度和飽和壓力誤差；

④如果配制的模擬油與地層原油的粘度、密度和飽和壓力的誤差精度均在5％范圍以內(nèi)，即可認(rèn)為模擬油精確模擬了目標(biāo)區(qū)塊取樣井的井流物組成，誤差精度滿足要求；否則，重復(fù)步驟①～③。

如圖2所示，為了實(shí)現(xiàn)上述一種低、特低滲透油藏CO₂驅(qū)近混相壓力區(qū)域確定方法，本發(fā)明還提供了一種低、特低滲透油藏CO₂驅(qū)近混相壓力區(qū)域確定平臺(tái)，其包括恒溫箱1、恒壓恒速泵2、巖心夾持器3、儲(chǔ)油罐4、儲(chǔ)水罐5、CO₂氣罐6、氣液分離裝置7、液體計(jì)量裝置8、氣體計(jì)量裝置9、壓差變送器10和數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)11；其中，巖心夾持器3、儲(chǔ)油罐4、儲(chǔ)水罐5、CO₂氣罐6、氣液分離裝置7、液體計(jì)量裝置8以及氣體計(jì)量裝置9均設(shè)置在恒溫箱內(nèi)；巖心加持器3用于夾持實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停瑤r心夾持器3一端通過(guò)管道分別與儲(chǔ)油罐4、儲(chǔ)水罐5和CO₂氣罐6相連接，另一端通過(guò)管道與氣液分離裝置7相連接；儲(chǔ)油罐4、儲(chǔ)水罐5和CO₂氣罐6均與位于恒溫箱1外部的恒壓恒速泵2相連接；氣液分離裝置7同時(shí)與液體計(jì)量裝置8和氣體計(jì)量裝置9相連接；數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)11用于采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行控制。巖心夾持器3與氣液分離裝置7之間還設(shè)置有回壓控制閥12；數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)11還包括壓力傳感器(圖中未示出)，用于測(cè)量巖心夾持器前端的壓力。

上述實(shí)施例中，恒溫箱1采用KDHW-Ⅱ型自控恒溫箱，工作溫度0～150℃；恒壓恒速泵2采用HAS-100HSB型恒壓恒速泵，工作壓力0～30MPa，控制流速0～20mL/min；巖心夾持器3的尺寸為30×4.5×4.5cm³、50×4.5×4.5cm³、80×4.5×4.5cm³，工作壓力0～35MPa；儲(chǔ)油罐4工作壓力0～35MPa；儲(chǔ)水罐5工作壓力0～35MPa；CO₂氣罐6工作壓力0～35MPa；回壓控制閥12工作壓力0～35MPa；壓差變送器10工作壓力0～35MPa。

上述實(shí)施例中，還包括井流物配制與模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其為法國(guó)ST公司出產(chǎn)的無(wú)汞可視化柱塞式高壓PVT裝置。

下面以三個(gè)具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的一種低、特低滲透油藏CO₂驅(qū)近混相壓力區(qū)域確定方法進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例一：

本實(shí)施例中，根據(jù)目標(biāo)區(qū)塊地層水及注入水的礦物組成，采用目標(biāo)油田區(qū)塊的地層水及注入水配制實(shí)驗(yàn)用模擬水基注入水，水的總礦化度為80063.14mg/L，硬度為4905.79mg/L；根據(jù)目標(biāo)油田區(qū)塊取樣井的井流物組成，使用目標(biāo)油田區(qū)塊脫氣脫水原油與烴類氣體按照一定比例混合配制成模擬油，模擬油粘度為2.38mPa·s；采用高純度CO₂作為注入氣體，氣體純度為99.99％；目標(biāo)油田區(qū)塊的地層溫度為60℃。

采用本發(fā)明的一種低、特低滲透油藏CO₂驅(qū)近混相壓力區(qū)域確定方法，確定目標(biāo)油田區(qū)塊油藏的CO₂驅(qū)近混相壓力區(qū)域，具體包括以下步驟：

1)采用一系列人工壓制的低滲透巖心作為物理模型巖心，物理模型巖心的氣測(cè)滲透率為20×10^-3μm²，物理模型巖心尺寸為30×4.5×4.5cm³；對(duì)物理模型巖心進(jìn)行烘干，測(cè)量物理模型巖心的長(zhǎng)寬高，計(jì)算物理模型巖心的視體積；在物理模型巖心表面均勻涂抹環(huán)氧樹(shù)脂涂層，防止CO₂腐蝕巖心夾持器的膠皮筒；

2)將物理模型巖心放入巖心夾持器中，加環(huán)壓5～6MPa，并抽真空8～12小時(shí)；

3)向物理模型巖心中注入飽和地層水，測(cè)量物理模型巖心的孔隙體積，并計(jì)算物理模型巖心的孔隙度；

4)設(shè)定恒溫箱溫度為目標(biāo)地層溫度60℃，恒溫12小時(shí)以上，水測(cè)滲透率；

5)將物理模型巖心的出口端通過(guò)回壓控制閥設(shè)定出口壓力為14.1MPa，設(shè)定注入速度為0.05～0.1mL/min，加回壓恒速飽和模擬油；在飽和模擬油的同時(shí)逐級(jí)增加環(huán)壓，使得環(huán)壓高于物理模型巖心內(nèi)部壓力2.5～3MPa；待物理模型巖心出口端不再出水并恒定出油時(shí)，飽和模擬油過(guò)程結(jié)束，記錄飽和模擬油體積，并計(jì)算原始含油飽和度；

6)物理模型巖心的出口端通過(guò)回壓控制閥設(shè)定出口壓力為14.1MPa，設(shè)定注入速度為0.1mL/min，恒速注入CO₂，直至注入1.2倍孔隙體積的CO₂為止，記錄驅(qū)替壓力、出口端液體和氣體體積等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算CO₂驅(qū)采收率；

7)更換相同滲透率的特低滲透巖心作為物理模型巖心，通過(guò)回壓控制閥控制物理模型巖心出口壓力逐步由14.4MPa增加至22.5MPa，并分別重復(fù)步驟1)～6)，依次得到不同驅(qū)替壓力及回壓條件下CO₂驅(qū)的采收率，具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示；

表1 30cm長(zhǎng)巖心CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系(20×10^-3μm²)

從表1可以看出，各實(shí)驗(yàn)組的低滲透巖心儲(chǔ)層物性大致相同，氣測(cè)滲透率均為20×10^-3μm²，巖心孔隙度在14％～18％之間，原始含油飽和度在42％～49％之間。在低滲透油藏儲(chǔ)層及流體物性大致相近的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了不同回壓條件下CO₂驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，包括非混相驅(qū)替、近混相驅(qū)替以及混相驅(qū)替。當(dāng)回壓從14.4MPa增加至21.6MPa時(shí)，注入1.2倍孔隙體積的CO₂過(guò)后，巖心的采收率從非混相驅(qū)的84.2％增大至混相驅(qū)的92.8％。

8)繪制不同驅(qū)替壓力及回壓條件下CO₂驅(qū)采收率與回壓的關(guān)系曲線，如圖3所示。

9)從圖3中可以看出，CO₂驅(qū)采收率與回壓的變化關(guān)系可分大致為三個(gè)階段：(1)非混相階段：CO₂驅(qū)采收率隨著回壓的增加而緩慢增大，在此階段內(nèi)CO₂與原油處于非混相狀態(tài)；(2)近混相階段：CO₂驅(qū)采收率隨著回壓的增加而迅速增大，在此階段內(nèi)CO₂與原油處于近混相狀態(tài)；(3)混相階段：隨著回壓的增加，CO₂驅(qū)采收率的增幅再次變緩，在此階段內(nèi)CO2已與地層原油實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)混相。

分別將非混相驅(qū)階段的CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線、近混相驅(qū)階段的CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線以及混相驅(qū)階段的CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線進(jìn)行線性回歸，得到非混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線1、近混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線2和混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線3。

10)非混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線1與近混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線2相交于16.1MPa，則16.1MPa為壓力下限點(diǎn)；近混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線2與混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線3相交于18.4MPa，則18.4MPa為壓力上限點(diǎn)；據(jù)此可以確定，該目標(biāo)區(qū)塊油藏CO₂驅(qū)的近混相壓力區(qū)域?yàn)?6.1MPa～18.4MPa。在近混相壓力區(qū)域范圍內(nèi)，CO₂采收率隨著回壓的增大而迅速增加，CO₂與地層原油不斷進(jìn)行擴(kuò)散和傳質(zhì)，依靠凝析、蒸發(fā)雙重作用大幅度提高原油采收率。

實(shí)施例二：

本實(shí)施例中，采用本發(fā)明的方法確定目標(biāo)油田區(qū)塊油藏的CO₂驅(qū)近混相壓力區(qū)域時(shí)，采用的物理模型巖心的尺寸為50×4.5×4.5cm³；其他實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)材料和具體步驟與實(shí)施例一中基本相同，得到不同驅(qū)替壓力及回壓條件下CO₂驅(qū)的采收率，具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示；繪制不同驅(qū)替壓力及回壓條件下CO₂驅(qū)采收率與回壓的關(guān)系曲線，如圖4所示。

表2 50cm長(zhǎng)巖心CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系(20×10^-3μm²)

從表2可以看出，各實(shí)驗(yàn)組的低滲透巖心儲(chǔ)層物性大致相同，氣測(cè)滲透率均為20×10^-3μm²，巖心孔隙度在15％～19％之間，原始含油飽和度在33％～41％之間。在低滲透油藏儲(chǔ)層及流體物性大致相近的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了不同回壓條件下CO₂驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，包括非混相驅(qū)替、近混相驅(qū)替以及混相驅(qū)替。當(dāng)回壓從13.5MPa增加至22.2MPa時(shí)，注入1.2倍孔隙體積的CO₂過(guò)后，巖心的采收率從非混相驅(qū)的71.3％增大至混相驅(qū)的92.6％。

從圖4可以看出，CO₂驅(qū)采收率與回壓的變化關(guān)系可分大致為三個(gè)階段：(1)非混相階段：CO₂驅(qū)采收率隨著回壓的增加而緩慢增大，在此階段內(nèi)CO₂與原油處于非混相狀態(tài)；(2)近混相階段：CO₂驅(qū)采收率隨著回壓的增加而迅速增大，在此階段內(nèi)CO₂與原油處于近混相狀態(tài)；(3)混相階段：隨著回壓的增加，CO₂驅(qū)采收率的增幅再次變緩，在此階段內(nèi)CO₂已與地層原油實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)混相。

分別將非混相驅(qū)階段的CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線、近混相驅(qū)階段的CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線以及混相驅(qū)階段的CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線進(jìn)行線性回歸，得到非混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線1、近混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線2和混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線3。

非混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線1與近混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線2相交于15.8MPa，則15.8MPa為壓力下限點(diǎn)；近混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線2與混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線3相交于19.4MPa，則19.4MPa為壓力上限點(diǎn)；據(jù)此可以確定，該目標(biāo)區(qū)塊油藏CO₂驅(qū)的近混相壓力區(qū)域?yàn)?5.8MPa～19.4MPa。

實(shí)施例三：

本實(shí)施例中，采用本發(fā)明的方法確定目標(biāo)油田區(qū)塊油藏的CO₂驅(qū)近混相壓力區(qū)域時(shí)，采用的物理模型巖心的尺寸為80×4.5×4.5cm³；其他實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)材料和具體步驟與實(shí)施例一中基本相同，得到不同驅(qū)替壓力及回壓條件下CO₂驅(qū)的采收率，具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示；繪制不同驅(qū)替壓力及回壓條件下CO₂驅(qū)采收率與回壓的關(guān)系曲線，如圖5所示。

表3 80cm長(zhǎng)巖心CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系(20×10^-3μm²)

從表3可以看出，各實(shí)驗(yàn)組的低滲透巖心儲(chǔ)層物性大致相同，氣測(cè)滲透率均為20×10^-3μm²，巖心孔隙度在14％～18％之間，原始含油飽和度在36％～39％之間。在低滲透油藏儲(chǔ)層及流體物性大致相近的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了不同回壓條件下CO₂驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，包括非混相驅(qū)替、近混相驅(qū)替以及混相驅(qū)替。當(dāng)回壓從13.5MPa增加至22.2MPa時(shí)，注入1.2倍孔隙體積的CO₂過(guò)后，巖心的采收率從非混相驅(qū)的61.9％增大至混相驅(qū)的90.7％。

從圖5可以看出，CO₂驅(qū)采收率與回壓的變化關(guān)系可分大致為三個(gè)階段：(1)非混相階段：CO₂驅(qū)采收率隨著回壓的增加而緩慢增大，在此階段內(nèi)CO₂與原油處于非混相狀態(tài)；(2)近混相階段：CO₂驅(qū)采收率隨著回壓的增加而迅速增大，在此階段內(nèi)CO₂與原油處于近混相狀態(tài)；(3)混相階段：隨著回壓的增加，CO₂驅(qū)采收率的增幅再次變緩，在此階段內(nèi)CO₂已與地層原油實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)混相。

分別將非混相驅(qū)階段的CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線、近混相驅(qū)階段的CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線以及混相驅(qū)階段的CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線進(jìn)行線性回歸，得到非混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線1、近混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線2和混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線3。

非混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線1與近混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線2相交于15.5MPa，則15.5MPa為壓力下限點(diǎn)；近混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線2與混相CO₂驅(qū)采收率與回壓關(guān)系曲線趨勢(shì)線3相交于19.5MPa，則19.5MPa為壓力上限點(diǎn)；據(jù)此可以確定，該目標(biāo)區(qū)塊油藏CO₂驅(qū)的近混相壓力區(qū)域?yàn)?5.5MPa～19.5MPa。

綜合對(duì)比實(shí)施例一、實(shí)施例二與實(shí)施例三，還可得出以下結(jié)論：

(1)在實(shí)驗(yàn)條件大致相近的條件下，CO₂驅(qū)的近混相壓力區(qū)域與巖心長(zhǎng)度關(guān)系密切，巖心長(zhǎng)度越長(zhǎng)，測(cè)得的近混相壓力區(qū)域的范圍越大；

(2)巖心長(zhǎng)度越長(zhǎng)，CO₂近混相區(qū)域的壓力下限越低，即更易實(shí)現(xiàn)CO₂的近混相驅(qū)替，在礦場(chǎng)試驗(yàn)中也可輕易通過(guò)實(shí)現(xiàn)CO₂近混相驅(qū)來(lái)提高原油的采收率。

(3)巖心長(zhǎng)度越長(zhǎng)，CO₂近混相區(qū)域的壓力上限越高，即更難實(shí)現(xiàn)CO₂的混相驅(qū)替，由此可見(jiàn)，大部分所謂的CO₂混相驅(qū)礦場(chǎng)試驗(yàn)均可歸結(jié)為CO₂近混相驅(qū)。

(4)一方面，CO₂混相驅(qū)的實(shí)現(xiàn)難度較大；另一方面，CO₂近混相驅(qū)亦可顯著提高原油的采收率，因此在低滲透油藏CO₂驅(qū)礦場(chǎng)試驗(yàn)中可不必追求混相驅(qū)替，只要實(shí)現(xiàn)近混相驅(qū)替即可獲得較好的開(kāi)發(fā)效果。本發(fā)明對(duì)低滲透油藏CO₂近混相驅(qū)的礦場(chǎng)試驗(yàn)具有指導(dǎo)作用，借助本發(fā)明可確定低滲透油藏CO₂近混相驅(qū)的壓力區(qū)域，當(dāng)注氣壓力處于近混相的壓力區(qū)域范圍內(nèi)，即可實(shí)現(xiàn)CO₂的近混相驅(qū)替。

上述各實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、設(shè)置位置及其連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。