超临界CO2萃取致密砂砾岩中原油效果影响因素实验研究

doi:10.13809/j.cnki.cn32-1825/te.2021.06.007

摘要/Abstract

摘要：

为提高致密砂砾岩油藏原油采收率,基于新疆玛湖致密砂砾岩油藏储层条件,通过利用超临界CO₂萃取致密砂砾岩岩心中的致密油,采用单因素分析法依次对影响致密油萃取效果的压力（7~25 MPa）、温度（30~60^oC）、浸泡时间（30~180 min）及循环时间（30~180 min）,共4项生产参数进行了优化分析。结果表明：超临界CO₂能够萃取出致密砂砾岩中原油且效果较好,萃取率最高可达25.22 %。通过对以上4项生产参数进行4因素3水平的正交设计实验L₉（3⁴）,发现影响超临界CO₂萃取原油效果的因素具有主次顺序：压力>浸泡时间>温度>循环时间。最优参数方案为：压力25 MPa,温度50^oC,浸泡时间120 min,循环时间150 min。致密砂砾岩储层应用CO₂萃取原油具有良好的应用前景。

关键词: 超临界CO₂, 萃取, 致密砂砾岩油藏, 萃取率, 影响因素

Abstract:

In order to improve the oil recovery of tight sandy conglomerate reservoir, the tight oil in the tight glutenite core is extracted by the supercritical CO₂ based on the reservoir conditions of Mahu tight sandy conglomerate reservoir in Xinjiang. And then, four production parameters affecting tight oil extraction, which are the pressure（7~25 MPa）, the temperature（30~60 ℃）, the soaking time（30~180 min） and the cycle time（30~180 min）, have been optimized and analyzed by the single factor analysis method. The results show that the supercritical CO₂ can extract the crude oil from the tight glutenite with relatively good effects, and the extraction rate can reach up to 25.22 %. By the orthogonal design experiment L₉（3⁴） with four factors and three levels for the above four production parameters, it is found that the factors influencing the extraction effect of crude oil by supercritical CO₂ have primary and secondary order: pressure > immersion time > temperature > circulating time. The optimal parameter scheme is the pressure of 25 MPa, tht temperature of 50 ℃, the soaking time of 120 min, and the cyclic time of 150 min. The application of CO₂ to extract crude oil in tight glutenite reservoirs has good application prospects.

Key words: supercritical CO₂, extraction, tight sandy conglomerate reservoir, extraction rate, influence factor

中图分类号:

TE357

户海胜,高阳,单江涛等. 超临界CO₂萃取致密砂砾岩中原油效果影响因素实验研究[J]. 油气藏评价与开发, 2021, 11(6): 845-851.

Haisheng HU,Yang GAO,Jiangtao SHAN, et al. Experimental researches on factors influencing supercritical CO₂ extraction effect of crude oil from tight sandy conglomerate[J]. Petroleum Reservoir Evaluation and Development, 2021, 11(6): 845-851.

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参考文献 23

[1]	何云超, 张崇瑞. 新疆准噶尔盆地发现世界储量最大的砾岩油田[J]. 中国地质, 2017, 44(6):1174.
	HE Yunchao, ZHANG Chongrui. The world’s largest conglomerate oil field discovered in Junggar Basin, Xinjiang[J]. Geology in China, 2017, 44(6):1174.
[2]	高嘉. 油藏二氧化碳驱提高采收率及埋存技术[J]. 中国石油石化, 2017, 15(5):29-30.
	GAO Jia. Enhanced oil recovery and storage technology by CO₂ flooding in reservoir[J]. China Petrochem, 2017, 15(5):29-30.
[3]	杨铁军, 张英芝, 杨正明, 等. 致密砂岩油藏CO₂驱油提高采收率机理[J]. 科学技术与工程, 2019, 19(24):113-118.
	YANG Tiejun, ZHANG Yingzhi, YANG Zhengming, et al. Mechanism of enhanced oil recovery by CO₂ flooding in tight sandstone reservoirs[J]. Science Technology and Engineering, 2019, 19(24):113-118.
[4]	白玉彬, 罗静兰, 王少飞, 等. 鄂尔多斯盆地吴堡地区延长组长8致密砂岩油藏成藏主控因素[J]. 中国地质, 2013, 40(4):1159-1168.
	BAI Yubin, LUO Jinglan, WANG Shaofei, et al. The distribution of chang-8 tight sandstone oil reservoir of yanchang formation in wubao area, central-south of ordos basin[J]. Geology in China, 2013, 40(4):1159-1168.
[5]	TANG M M, ZHAO H Y, MA H F, et al. Study on CO₂ huff-n-puff of horizontal wells in continental tight oil reservoirs[J]. Fuel, 2017, 188:140-154. doi: 10.1016/j.fuel.2016.10.027
[6]	ZHANG X, WEI B, SHANG J, et al. Alterations of geochemical properties of a tight sandstone reservoir caused by supercritical CO₂-brine-rock interactions in CO₂-EOR and geosequestration[J]. Journal of CO₂ Utilization, 2018, 28:408-418.
[7]	许琳, 常秋生, 冯玲丽, 等. 准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组页岩油储层特征及控制因素[J]. 中国石油勘探, 2019, 24(5):649-660.
	XU Lin, CHANG Qiusheng, FENG Lingli, et al. The reservoir characteristics and control factors of shale oil in Permian Fengcheng Formation of Mahu sag, Junggar Basin[J]. China Petroleum Exploration, 2019, 24(5):649-660.
[8]	李孟涛, 单文文, 刘先贵, 等. 超临界二氧化碳混相驱油机理实验研究[J]. 石油学报, 2006, 27(3):80-83.
	LI Mengtao, SHAN Wenwen, LIU Xiangui, et al. Laboratory study on miscible oil displacement mechanism of supercritical carbon dioxide[J]. Acta Petrolei Sinica, 2006, 27(3):80-83.
[9]	王强, 李志明, 钱门辉, 等. 超临界二氧化碳萃取泥页岩中可动油实验研究[J]. 石油实验地质, 2020, 42(4):646-652.
	WANG Qiang, LI Zhiming, QIAN Menhui, et al. Movable oil extraction from shale with supercritical carbon dioxide[J]. Petroleum Geology and Experiment, 2020, 42(4):646-652.
[10]	PENG X Y, WENG Y Y, DIAO Y Q, et al. Experimental investigation on the operation parameters of carbon dioxide huff-n-puff process in ultra low permeability oil reservoirs[J]. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2019, 174:903-912. doi: 10.1016/j.petrol.2018.11.073
[11]	马铨峥, 杨胜来, 陈浩, 等. 致密油储集层CO₂吞吐效果及影响因素分析——以新疆吉木萨尔凹陷芦草沟组为例[J]. 石油科学通报, 2018, 3(4):434-445.
	MA Quanzheng, YANG Shenglai, CHEN hao, et al. Effect and influencing factors of CO₂ huff and puff in a tight oil reservoir——Taking the Lucaogou formation in the Xinjiang Jimsar sag as an example[J]. Petroleum Science Bulletin, 2018, 3(4):434-445.
[12]	杨胜来, 杭达震, 孙蓉, 等. CO₂对原油的抽提及其对原油黏度的影响[J]. 中国石油大学学报:自然科学版, 2009, 1(4):85-88.
	YANG Shenglai, HANG Dazheng, SUN Rong, et al. CO₂ extraction for crude oil and its effect on crude oil viscosity[J]. Journal of China University of Petroleum, 2009, 1(4):85-88.
[13]	王鉴, 张楠, 武芹, 等. 超临界CO₂溶解性能的研究进展[J]. 炼油与化工, 2011, 22(5):1-5.
	WANG Jian, ZHANG Nan, WU Qin, et al. Research progress on the solubility of supercritical CO₂[J]. Refining and Chemical Industry, 2011, 22(5):1-5.
[14]	张航国. 金南油田致密油藏CO₂提高采收率物理模拟研究[J]. 石化技术, 2018, 25(4):269-270.
	ZHANG Hangguo. Physical simulation of CO₂ enhanced oil recovery in Jinnan oil field[J]. Petrochemical Technology, 2018, 25(4):269-270.
[15]	施雷庭, 张玉龙, 户海胜, 等. 砂砾岩致密油藏超临界二氧化碳吞吐适应性分析[J]. 科学技术与工程, 2020, 20(9):3598-3604.
	SHI Leiting, ZHANG Yulong, HU Haisheng, et al. Adaptability Analysis of Supercritical CO₂ Huff and Puff in Tight Glutenite Reservoir[J]. Science Technology and Engineering, 2020, 20(9):3598-3604.
[16]	王涛, 姚约东, 李相方, 等. 二氧化碳驱油效果影响因素与分析[J]. 中国石油和化工, 2008, 15(24):30-33.
	WANG Tao, YAO Yuedong, LI Xiangfang, et al. Influencing factors and analysis of carbon dioxide flooding effect[J]. Petroleum Engineering Technology, 2008, 15(24):30-33.
[17]	梁宏儒, 薛海涛, 卢双舫, 等. 致密油藏水平井水力压裂CO₂吞吐参数优化[J]. 大庆石油地质与开发, 2016, 35(4):161-167.
	LIANG Hongru, XUE Haitao, LU Shuangfang, et al. Parameters optimization of hydro-fractured CO₂ huff-puff horizontal well in the tight oil reservoir[J]. Petroleum Geology and Oilfield Development in Daqing, 2016, 35(4):161-167.
[18]	LINDEBERG E, GRIMSTAD A, BERGMO P, et al. Large scale tertiary CO₂ EOR in mature water flooded norwegian oil fields[J]. Energy Procedia, 2017, 114:7096-7106. doi: 10.1016/j.egypro.2017.03.1851
[19]	SUN R X, YU W, XU F, et al. Compositional simulation of CO₂ huff-n-puff process in Middle Bakken tight oil reservoirs with hydraulic fractures[J]. Fuel, 2019, 236:1446-1457. doi: 10.1016/j.fuel.2018.09.113
[20]	周拓, 刘学伟, 王艳丽, 等. 致密油藏水平井分段压裂CO₂吞吐实验研究[J]. 西南石油大学学报:自然科学版, 2017, 39(2):125-131.
	ZHOU Tuo, LIU Xuewei, WANG Yanli, et al. Experiments of CO₂ huff-n-puff process in staged fracturing horizontal wells for developing tight oil reservoirs[J]. Journal of Southwest Petroleum University(Science & Technology Edition), 2017, 39(2):125-131.
[21]	SONG C Y, YANG D Y. Experimental and numerical evaluation of CO₂ huff-n-puff processes in Bakken formation[J]. Fuel, 2017, 190:145-162. doi: 10.1016/j.fuel.2016.11.041
[22]	王高峰, 孙蓉, 鞠玮艳, 等. 低渗透油藏气驱注采压力系统诊断模型[J]. 科学技术与工程, 2019, 18(20):96-101.
	WANG Gaofeng, SUN Rong, JU Weiyan, et al. Diagnosis of injection-production pressure system in gas flooding tight reservoirs[J]. Science Technology and Engineering, 2019, 18(20):96-101.
[23]	REN B, DUNCAN I J. Reservoir simulation of carbon storage associated with CO₂ EOR in residual oil zones, San Andres formation of West Texas, Permian Basin, USA[J]. Energy, 2019, 167:391-401. doi: 10.1016/j.energy.2018.11.007

岩心编号	长度（cm）	直径（cm）	渗透率（10^-3μm²）	孔隙度（%）	M （g）
LY-19-1	7.842	2.531	0.076	6.18	87.609
LY-19-2	7.937	2.536	0.054	5.87	88.128
LY-19-3	7.867	2.523	0.063	6.12	87.411
LY-19-4	7.905	2.518	0.058	5.96	87.799
LY-19-5	7.896	2.520	0.060	5.98	87.687
LY-19-6	7.872	2.508	0.061	6.02	86.846

岩心编号	M₁（g）	M₂（g）	压力（MPa）	萃取率（%）
LY-19-1	88.872	88.841	7	2.45
LY-19-2	89.329	89.187	8	11.82
LY-19-3	88.667	88.446	10	17.60
LY-19-4	89.004	88.734	15	22.41
LY-19-5	88.933	88.644	20	23.19
LY-19-6	88.021	87.746	25	23.40

岩心编号	长度（cm）	直径（cm）	渗透率（10^-3μm²）	孔隙度（%）	M（g）
LY-19-7	7.904	2.514	0.072	6.12	87.632
LY-19-8	7.927	2.509	0.064	5.96	88.017
LY-19-9	7.858	2.516	0.057	5.71	88.236
LY-19-10	7.898	2.521	0.061	5.76	87.374
LY-19-11	7.919	2.519	0.058	5.66	86.925
LY-19-12	7.814	2.525	0.072	6.14	87.251
LY-19-13	7.848	2.505	0.068	5.98	88.226

岩心编号	M₁（g）	M₂（g）	温度（℃）	萃取率（%）
LY-19-7	88.887	88.880	30	0.56
LY-19-8	89.233	88.957	35	22.70
LY-19-9	89.389	89.119	40	23.44
LY-19-10	88.557	88.277	45	23.68
LY-19-11	88.119	87.910	50	17.50
LY-19-12	88.588	88.367	55	16.53
LY-19-13	89.486	89.283	60	16.11

岩心编号	长度（cm）	直径（cm）	渗透率（10^-3μm²）	孔隙度（%）	M（g）
LY-19-14	7.897	2.524	0.056	5.67	88.713
LY-19-15	7.905	2.509	0.071	6.06	89.039
LY-19-16	7.866	2.517	0.068	5.94	88.618
LY-19-17	7.881	2.491	0.055	5.66	87.695
LY-19-18	7.914	2.505	0.051	5.48	86.599
LY-19-19	7.835	2.510	0.062	5.78	86.893

超临界CO₂萃取致密砂砾岩中原油效果影响因素实验研究

Experimental researches on factors influencing supercritical CO₂ extraction effect of crude oil from tight sandy conglomerate

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岩心编号	M₁（g）	M₂（g）	浸泡时间（min）	萃取率（%）
LY-19-14	89.903	89.783	30	10.08
LY-19-15	90.260	89.982	60	22.77
LY-19-16	89.833	89.551	90	23.21
LY-19-17	88.870	88.580	120	24.68
LY-19-18	87.687	87.417	150	24.82
LY-19-19	88.040	87.752	180	25.11

岩心编号	长度（cm）	直径（cm）	渗透率（10^-3μm²）	孔隙度（%）	M（g）
LY-19-20	7.871	2.534	0.055	5.62	87.512
LY-19-21	7.898	2.518	0.064	5.89	89.230
LY-19-22	7.903	2.526	0.077	6.22	88.701
LY-19-23	7.865	2.509	0.082	6.86	87.563
LY-19-24	7.927	2.513	0.066	5.94	86.436
LY-19-25	7.858	2.494	0.072	6.14	87.362

岩心编号	M₁（g）	M₂（g）	循环时间（min）	萃取率（%）
LY-19-20	88.741	88.527	30	17.41
LY-19-21	90.489	90.198	60	23.11
LY-19-22	89.994	89.682	90	24.13
LY-19-23	88.980	88.629	120	24.77
LY-19-24	87.634	87.333	150	25.13
LY-19-25	88.611	88.296	180	25.22

岩心编号	长度（cm）	直径（cm）	渗透率（10^-3μm²）	孔隙度（%）
LY-19-26	7.900	2.544	0.058	5.96
LY-19-27	7.932	2.504	0.072	6.82
LY-19-28	7.890	2.488	0.083	7.11
LY-19-29	7.892	2.510	0.064	6.86
LY-19-30	7.848	2.496	0.068	6.42
LY-19-31	7.828	2.516	0.076	6.94
LY-19-32	7.786	2.532	0.064	6.12
LY-19-33	7.813	2.512	0.057	5.88
LY-19-34	7.806	2.530	0.066	6.33

岩心编号	M（g）	M₁（g）	M₂（g）	萃取率（%）
LY-19-26	88.214	89.520	89.270	19.14
LY-19-27	89.023	90.483	90.173	21.23
LY-19-28	88.861	90.303	89.981	22.33
LY-19-29	87.960	89.389	89.059	23.09
LY-19-30	86.859	88.140	87.819	25.06
LY-19-31	87.128	88.539	88.208	23.46
LY-19-32	88.362	89.643	89.319	25.29
LY-19-33	88.882	90.113	89.804	25.10
LY-19-34	87.772	89.092	88.765	24.77

方案	因素				萃取率（%）
方案	压力（MPa）	温度（℃）	浸泡时间（min）	循环时间（min）	萃取率（%）
1	15	40	60	90	19.14
2	15	50	90	120	21.23
3	15	60	120	150	22.33
4	20	40	90	150	23.09
5	20	50	120	90	25.06
6	20	60	60	120	23.46
7	25	40	120	120	25.29
8	25	50	60	150	25.10
9	25	60	90	90	24.77

实验指标		因素
实验指标		压力（MPa）	温度（℃）	浸泡时间（min）	循环时间（min）
指标和	T₁	62.680	67.540	67.660	68.970
	T₂	71.601	71.349	69.141	69.951
	T₃	75.150	70.539	72.630	70.509
指标均值	t₁	20.893	22.513	22.553	22.990
	t₂	23.867	23.783	23.047	23.317
	t₃	25.050	23.513	24.210	23.503
极差	R	4.157	1.270	1.657	0.513

因素	偏差平方和	自由度	F比值	F临界值
压力	27.519	2	1.000	9.000
温度	2.686	2	0.098	9.000
浸泡时间	4.341	2	0.158	9.000
循环时间	0.405	2	0.015	9.000
误差	27.52	2

[1]	刘巍, 曹小朋, 胡慧芳, 程紫燕, 卜亚辉. 页岩油水平井产量影响因素分析及压裂参数优化决策 [J]. 油气藏评价与开发, 2024, 14(5): 764-770.
[2]	张志超,柏明星,杜思宇. 页岩油藏注CO₂驱孔隙动用特征研究 [J]. 油气藏评价与开发, 2024, 14(1): 42-47.
[3]	李颖, 马寒松, 李海涛, GANZER Leonhard, 唐政, 李可, 罗红文. 超临界CO₂对碳酸盐岩储层的溶蚀作用研究 [J]. 油气藏评价与开发, 2023, 13(3): 288-295.
[4]	裴秀玲, 李嘉琪, 马旭飞, 张爱祥, 张蕾蕾, 卢祥国, 何欣. 大庆厚油层内各结构单元分流率变化特征实验研究 [J]. 油气藏评价与开发, 2023, 13(2): 233-239.
[5]	胡德鹏. 水平井聚合物驱注采特征及井组效果影响因素分析 [J]. 油气藏评价与开发, 2022, 12(5): 809-815.
[6]	李东晖,田玲钰,聂海宽,彭泽阳. 基于模糊层次分析法的页岩气井产能影响因素分析及综合评价模型——以四川盆地焦石坝页岩气田为例 [J]. 油气藏评价与开发, 2022, 12(3): 417-428.
[7]	王英伟,伍顺伟,覃建华,叶义平,高阳,张景. 超临界CO₂浸泡对玛湖不同黏土矿物含量砂砾岩储层渗透率影响 [J]. 油气藏评价与开发, 2021, 11(6): 837-844.
[8]	陈世杰,潘毅,孙雷,司勇,梁飞,高丽. 低渗高凝油藏CO₂复合驱提高采收率机理实验研究 [J]. 油气藏评价与开发, 2021, 11(6): 823-830.
[9]	刘博,张荣达,张伊琳,卢云霞,汪婷. 双河油田高耗水条带影响因素及治理对策可行性研究 [J]. 油气藏评价与开发, 2020, 10(6): 96-102.
[10]	刘学利,郑小杰,谭涛,窦莲,谢爽. 塔河强底水砂岩油藏CO₂驱机理实验研究 [J]. 油气藏评价与开发, 2020, 10(6): 115-120.
[11]	刘鹏刚,孙天礼,陈伟,侯肖智,黄元和,朱国,何海,房斌. 元坝气田含硫污水负压汽提脱硫工艺影响因素分析与优化 [J]. 油气藏评价与开发, 2020, 10(4): 125-129.
[12]	李士伦,孙雷,陈祖华,李健,汤勇,潘毅. 再论CO₂驱提高采收率油藏工程理念和开发模式的发展 [J]. 油气藏评价与开发, 2020, 10(3): 1-14.
[13]	任建华,卢比,任韶然. 改进的压力衰竭法测试页岩孔渗参数 [J]. 油气藏评价与开发, 2020, 10(1): 49-55.
[14]	齐桂雪. CO₂萃取作用对最小混相压力的影响实验研究 [J]. 油气藏评价与开发, 2019, 9(6): 51-55.
[15]	施雷庭,朱诗杰,马杰,杨梅,彭洋平,叶仲斌. 超临界CO₂萃取致密油的数值模拟研究 [J]. 油气藏评价与开发, 2019, 9(3): 25-31.