ZJD油田致密砂岩室内物理模拟研究
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摘 要：ZJD油田位于苏北盆地南部海安凹陷西部曲塘次凹的北部陡坡带，ZJD断裂的下降盘，是一个由边界断层控制的大型鼻状构造。针对ZJD油田阜三段致密砂岩油藏弹性开发递减快，注水效果差的特点，开展室内物理模拟实验演技、致密砂岩油藏综合地质研究、主要开发政策界限及注入参数研究。
关键词：致密砂岩；CO2驱；开发政策；注入参数
地层原油的物性主要与地层压力、温度、油气组成和油中溶解气量有关。地层原油的饱和压力、体积系数、粘度和溶解气油比等基本物性参数是确定油藏类型，拟定开发方案和进行各种油藏工程计算中不可缺少的重要参数和资料。
其中，地层原油物性分析是最基本的研究内容，是开展其它CO2驱室内实验研究工作的基础。在ZJD油田阜三段油藏选择张3B井作为取样井。在张3B井通过井下取样器直接取得地层原油样品，并在苏北黄桥CO2气田气源井取得将用于CO2气驱的注入气样品。
1 CO2～地层原油体系相态变化研究
1.1 原油饱和压力变化
实验结果表明，注入CO2后原油饱和压力逐渐升高，注入CO2越多，饱和压力越高。当CO2在地层原油中含量小于约50mol%时，饱和压力升高幅度相对缓慢，而大于50mol%后饱和压力的上升趋势明显加快；当饱和压力等于地层压力38.00MPa时，CO2在油中的最大浓度为80.3mol%，表明阜宁组三段地层原油对CO2有较强的溶解能力。
1.2 原油体积变化
体积膨胀系数反映了注气后，CO2对地层原油体积的膨胀能力。实验结果表明，注入CO2后，地层原油体积膨胀，随着原油中溶解的CO2越多，体积膨胀系数越大。当CO2在原油中的浓度80.3mol%时，在地层压力38.00MPa下达到饱和，这时地层压力下的膨胀系数为1.83，地层原油体积膨胀了1.83倍，说明CO2对阜宁组三段地层原油有很强的膨胀能力，对提高产能十分有利。
1.3 原油粘度变化
本研究对注入CO2后饱和压力和地层压力下的原油粘度进行了测试，以评价注入CO2对阜宁组三段地层原油的减粘效果。当注入CO2使原油在地层压力38.00MPa下达到饱和时，地层原油粘度由原始的4.92MPa.s下降到1.31MPa.s，被降低了3.76倍。说明注入CO2对阜宁组三段地层原油有很好的减粘效果，能够有效提高流度，有利于提高驱油效率。
1.4 原油密度变化
实验结果表明，注入CO2后，随着原油中溶解的CO2量的增多，地层压力下的原油密度呈小幅波动增大的趋势，饱和压力下原油密度呈先小幅增大后较大幅度增大的趋势。
2 CO2驱油效率研究
2.1 CO2持续气驱
注CO2 0.75HCPV时，气体突破，原油驱油效率为59.54%。气突破后压力减缓，压差趋稳在0.20MPa附近，气油比则迅速增大，驱油效率也逐渐增加。注入1.0HCPV后，驱油效率增加幅度明显变缓，逐渐呈现平台特征。当注入1.29HCPV时，驱油效率为78.82%。
2.2 不同CO2段塞驱
2.2.1 0.2HCPVCO2段塞驱
在试验温度和试验压力（107.7℃，37.70MPa）下，先用0.2HCPVCO2段塞注入岩心、然后再进行水驱。驱替至0.97HCPV时气突破，突破时驱油效率为58.09%。气突破前驱油效率隨注入倍数的增加而大幅增加。
气突破后，随着注入倍数的增加，驱油效率增幅则急剧降低，即气突破后，驱油效率增加很低，仅仅增加了0.90%，而气油比则大幅上升，驱至1.30HCPV时最终驱油效率为58.99%。
2.2.2 0.4HCPVCO2段塞驱
在试验温度和试验压力（107.7℃，37.70MPa）下，先用0.4HCPVCO2段塞注入岩心、然后再进行水驱。驱替至0.87HCPV时气突破，突破时驱油效率为62.88%。气突破前驱油效率随注入倍数的增加而大幅增加。气突破后，随着注入倍数的增加，驱油效率增幅则急剧降低，即气突破后，驱油效率增加很低，仅仅增加了1.88%，而气油比则大幅上升，驱至1.30HCPV时最终驱油效率为64.76%。
2.2.3 0.6HCPVCO2段塞驱
在试验温度和试验压力（107.7℃，37.70MPa）下，先用0.6HCPVCO2段塞注入岩心、然后再进行水驱。驱替至0.97HCPV时气突破，突破时驱油效率为61.80%。气突破前驱油效率随注入倍数的增加而大幅增加。气突破后，随着注入倍数的增加，驱油效率增幅则急剧降低，即气突破后，驱油效率增加很低，仅仅增加了3.77%，而气油比则大幅上升，驱至1.52HCPV时最终驱油效率为65.57%。
3 结论
从实验结果来看，三种不同段塞（0.2HCPVCO2、0.4HCPVCO2、0.6HCPVCO2）最终驱油效率分别为58.99%、
64.76%、65.57%，相差不太大，气体突破时间，以及突破时的驱油效率也相差不太大。
三种不同驱替方式，CO2持续气驱、完全水驱后CO2持续驱、不同CO2段塞驱最终驱油效率分别为78.82%、74.36%、65.57%。CO2持续气驱驱油效果最好，其次为完全水驱后CO2持续驱，不同CO2段塞驱驱油效果相对略低些。实际矿场试验时，应综合考虑工程施工、经济成本等各种因素，选择经济合理的驱替方式注入CO2提高采收率。
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