致密油藏提高采收率方法与理论研究进展

2021-01-27 11:41蒲万芬
关键词:采收率活性剂油藏

魏 兵,刘 江,张 翔,蒲万芬

油气藏地质及开发工程国家重点实验室·西南石油大学,四川 成都610500

引言

致密油作为一类重要的非常规资源,已成为当今石油行业一个重要发展领域,对中国提高能源自给能力、保障能源安全起到决定性作用。近年来,以长水平井分段压裂为主的非常规油气藏开发、改造配套技术的快速发展,提高了致密油经济、工业化开采水平,极大地推动了全球范围内的能源革命。

致密油的生产特征明显有别于常规油藏,突出表现为单井产量递减快、稳产难,长期处于低产、低效状态,预测采收率仅2%∼8%[1]。目前,提高致密油产量还是依靠重复压裂、井(网)加密及井间驱替,前期投入成本高且风险大。因此,要提高致密油资源的经济效益,必须依靠提高采收率方法与理论的发展和突破。换言之,致密油藏提产、稳产、高产技术,是决定致密油资源前景及发展趋势的关键因素[2]。笔者详细梳理了近十年来世界范围内有关致密油藏提高采收率的相关文章(图1、图2,截至2019-05-31),分析、总结了致密油提高采收率方向相关技术的优缺点,并提出了目前存在的挑战及重点攻关方向。

图1 世界范围内致密油藏提高采收率论文数量Fig.1 Worldwide papers on tight oil EOR

图2 致密油藏提高采收率文章分布Fig.2 Regional distribution of EOR papers

1 致密油分布及主要产区提高采收率方法探索

致密油一般是指覆压基质渗透率不大于0.1 mD(空气渗透率小于1.0 mD),孔隙度小于10%,以吸附或游离状态赋存于生油岩中,或与生油岩互层、紧邻的致密储集岩中,未经过大规模、长距离运移的石油聚集,通常单井无自然产能或自然产能较低[3]。据美国能源信息署(EIA,2013)评估资料显示,全球致密油资源总储量约为67 840×108bbl(1 bbl=159 L),技术可采储量3 362×108bbl,平均采收率约为4.96%,其中,2/3 以上的致密油资源分布在俄罗斯、美国、中国、利比亚、阿根廷和澳大利亚6 个国家(图3)[4-5]。美国是致密油的主要产区,从北部地区威利斯盆地的Bakken 储层,到南部地区德克萨斯州的Eagle Ford储层,连续获得重大勘探开发突破,使得非常规油气资源成为美国石油资源的一大亮点,扭转了美国油气资源低迷的颓势,原油自给能力大幅提高,并在一定程度上重构世界石油市场格局。据统计,2018 年美国致密油产量已达650×104bbl/d,占全国总产量的61%,预计最终在21 世纪30 年代初达到每日1 000×104bbl 以上(EIA,2019),成为美国原油的主要供给形式,如图4 所示。美国在致密油开发上接连取得成功,使得各国开始重视致密油资源,也推动了全球致密油资源飞速发展。

Todd 等指出[6],美国每天400×104bbl 的石油产量来自非常规油气藏。这场油气革命的发生,主要是由于近十年来水平井钻井技术的进步和多级水力压裂工艺的迅速发展,非常规资源给北美低迷的石油市场带来巨大转机。位于美国北达科他州、蒙大拿州和加拿大萨斯喀彻温省、阿尔伯塔及马尼托巴省的Bakken 组是世界上最大的致密油资源区之一,总日产量已达到19×104t。长水平井多段压裂虽然解决了Bakken 的初期产能问题,但维持高产时间比较短,产能达到高峰期后产量迅速递减,年递减率达到85%,预测采收率仅为5%∼8%[7],剩余资源潜力巨大,EOR 项目的实施具有重大的现实意义。针对上述问题,研究人员尝试了多种提高采收率方法,开展了一系列物理模拟实验和数值模拟研究,包括注水、注气(二氧化碳、天然气和氮气)、化学驱等(表1),均得到理想的实验效果[8-10]。目前认为,在致密油藏中比较可行的提高采收率方法有混相气、活性水、低矿化度水等[8,11-12]。在北达科他州、蒙大拿州和南萨斯喀彻温省进行的小规模试验中,部分试验取得了预期效果。

图3 全球致密油资源分布[5]Fig.3 Global distribution of tight oil resources[5]

图4 美国致密油产量及未来走势(EIA,2019)Fig.4 US tight oil production and future trend(EIA,2019)

在过去的十年,中国在致密油勘探开发也取得突破性进展,相继在鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地、四川盆地、松辽盆地的陆相储层发现了(5∼10)×108t级储量区。不同于北美海相致密油,中国致密油以陆相沉积环境为主,资源分布局限,储层物性差且非均质性强,原油密度和黏度大,天然能量低,决定了开采技术的可借鉴性十分有限,导致中国致密油藏开发面临更大的挑战。目前,中国已在新疆油田、长庆油田等典型致密储层建成规模化产区,同时也积极开展了提高采收率技术(二氧化碳驱、水驱等)的攻关研究,在室内取得一定效果[13-14]。总体来看,中国陆相致密油藏提高采收率研究尚处于起步阶段,正面临着重大的挑战和创新发展的机遇。

表1 Bakken 和Eagle Ford 油藏提高采收率代表性研究Tab.1 Representative studies on EOR in Bakken and Eagle Ford

2 致密油藏提高采收率方法与理论

常规油藏提高采收率方法包括化学驱、注气、热力采油和微生物采油等,主要利用气-液-固三相间的相互作用机制,降低油水界面张力和原油黏度,改变岩石润湿性和流体流度,提高波及效率和洗油效率,从而大幅度提高原油采收率[7]。同时,由于致密油藏普遍埋藏较深,油质较轻、黏度低,热力采油方法鲜有报道[6]。致密储层具有低孔、低渗、孔隙-天然裂缝-人工裂缝关系复杂等突出特点,因此提高采收率项目的实施难度较大。近几年,国内外学者借鉴常规油藏提高采收率方法和原理,结合非常规油藏的地质特征,开展了大量的室内研究,逐步构建和完善了非常规油藏提高采收率技术和理论体系。笔者统计了近十年致密油藏提高采收率的相关研究成果,将文献进行分类整理,如图5 所示,同时根据注入介质的性质,把现有提高采收率方法大致分为注气、化学法、智能水及新介质等4 种类型。

图5 致密油藏提高采收率方法及文章比例Fig.5 Tight oil reservoir EOR methods and distribution

2.1 注气

致密储层经生产改造后,人工裂缝和天然裂缝将井筒和基质连接,为扩大气体的波及范围创造了有利条件。致密储层天然能量递减速度快,通过注气可以有效补充地层能量,增加排驱动力,当地层压力高于原油的最小混相压力时,注入气体可以和原油完全互溶,界面张力消失,原油黏度降低,原油体积膨胀,促进基质原油向裂缝流动[19]。据报道,目前用于致密油藏提高采收率的气体有CO2、N2、天然气、烟道气、空气等(表2)。其中,CO2是目前室内研究最多,效果最为理想的气体,因为CO2原油体系的MMP 相比于其他气体最低,在油藏条件下更容易达到混相条件。此外,CO2地下埋存还可以减少温室气体排放,具有良好的综合效益[20-21]。

图6 描述了CO2注入致密储层后在基质-裂缝系统中主要作用机理,包括降低原油黏度、轻质组分抽提、原油膨胀和增压等。在致密储层中基质是原油的主要储集空间,但是由于基质渗透率低、孔隙直径极小,储层中无法建立有效的驱替系统,因此,许多学者认为CO2的扩散作用在致密油藏中起关键作用[22-23]。Sun 等[24]结合实验室研究和现场生产动态,模拟了基质到裂缝的泄油过程,发现岩芯尺度上扩散的确是主要的作用机理,但在油藏规模上扩散作用似乎并不明显,CO2主要是通过多级接触混相、膨胀、抽提/蒸发等一系列复杂作用启动致密基质赋存的原油。同时,研究还指出在泡点压力以下CO2吞吐效果更显著,此时气体的膨胀作用更有利于基质排油,这一点与常规储层泡点压力以上混相驱油效果更加的认识存在偏差。

表2 注气提高致密油藏采收率代表性研究Tab.2 Representative studies on gas injection EOR in tight reservoirs

Wan 等[30]首次评价了循环注CO2提高致密油藏采收率的过程和效果,肯定了致密油藏循环注气的效果。Sheng 等[31]利用数值模拟详细对比了循环注气和连续注气两种模式。他们发现连续注CO2压力大,大部分CO2会沿优势通道窜流,快速通过裂缝,CO2无法进入基质深部,因此基质原油的动用程度低。循环注气(吞吐)在致密油藏中具有较大应用潜力,同时还指出保持压力是提高致密油藏采收率的关键。魏兵等[26,32]以中国3 个典型致密储层(芦草沟组、百口泉组和延长组)为对象,系统研究了注CO2提高采收率过程和机理,包括纳米孔隙束缚下的混相机制和CO2扩散行为、CO2地层水-岩石的物理化学作用、孔隙结构演变规律、高效排驱模型等,并利用核磁共振实时监测了CO2在基质-裂缝系统的传质行为和基质动用范围,认为CO2的主要作用为增压、轻质组分抽提/蒸发及原油膨胀,并且这几种作用对采收率的贡献随着吞吐轮次发生变化。注CO2过程中一次接触混相更有利于提高原油采收率。通过建立的扩散模型,他们预测了焖井时CO2在致密储层中的扩散速度及扩散前缘位置。Hawthorne 等[33]利用Bakken 岩芯研究了CO2和基质原油的相互作用。研究表明,CO2扩散是提高致密油藏采收率的主要机制,CO2需要长时间接触和扩散才能置换出基质原油。Hawthorne 等根据研究结果,推测CO2在基质-裂缝系统中经历的5 个阶段:(1)CO2流入裂缝;(2)CO2充满裂缝后接触基质;(3)在扩散和对流作用下,CO2开始进入基质,基质原油膨胀后被排至裂缝;(4)原油黏度下降,继续流入裂缝;(5)压力梯度减小,CO2扩散至基质内部,挤出基质原油。已报道的室内研究较为深入地分析了CO2提高采收率的各个机理在致密油藏的可行性,对CO2提高致密油藏采收率机理建立了较为深刻的认识,认为CO2是目前较为理想的气体驱油介质。尽管大量室内研究都认为CO2扩散是致密油藏提高采收率的关键,但现场试验还没有完成掌握扩散的作用和效果,因此,在设计连续注气和吞吐两个方案选择,除了考虑储层裂缝的发育程度外,技术上应取决于储层渗透率与注采井距的比值及扩散作用[34]。

图6 CO2 在致密基质-裂缝系统中的作用机理Fig.6 The main oil recovery mechanism of CO2 in tight matrix-fracture systems

尽管CO2在致密油藏中极具应用潜力,但受操作成本、设备腐蚀、重组分沉积等问题的制约,部分油田并不轻易选择CO2作为提高采收率介质[29]。除CO2外,烃类气体和N2也可用于致密油藏提高采收率。烃类气体的主要作用机理包括降低原油黏度和界面张力、抽提、溶解膨胀、补充地层能量等[35]。烃类气体又可分为干气和富气。研究发现,烃类气体的注入压力低、与地层的配伍性好、气源充足(可利用油田伴生气)且处理工艺简单,已在Bakken 和Eagle Ford 开展先导试验。氮气是一种无腐蚀、无污染的惰性气体,来源广、成本低,注氮气理论上是一种最经济、最安全、最直接的提高采收率方法。Hoffman[36]以蒙大拿州东部某油田为对象,研究了不同气体混相驱和非混相驱提高采收率效果,并从采收率的增幅和经济效益角度全面分析了注烃类气体的可行性。结果表明,烃类气体能显著降低原油黏度,增加原油的流动性,提高原油产量。研究肯定了回注伴生气及注氮气两种方案在提高致密油藏采收率上的潜力。

虽然气体以其良好的注入性成为致密油藏提高采收率首选的驱油介质,但值得注意的是,在致密储层中,天然裂缝与人工裂缝发育交错,裂缝既是原油的导流通道,也是气体的窜流通道,所以在注气过程中经常出现优势通道窜流和气体快速突破等问题,这在很大程度上限制了气体的波及范围及最终驱油效率。因此,很多学者开始探索水气交替、泡沫、凝胶等手段调控裂缝,抑制气窜,从而改善吸气剖面[37]。

2.2 化学方法

化学驱是指通过向储层中注入化学药剂,改变驱替相与被驱替相及岩石之间的相互作用,从而提高原油采收率的方法。传统化学驱包括聚合物驱、表面活性剂驱、碱驱、泡沫驱及复合驱(如聚合物-碱、聚合物-胶束、聚合物-碱-表面活性剂等)等。聚合物驱主要是通过改善油水流度比,提高驱替相的波及范围,而表面活性剂和碱则可以降低油水界面张力,提高洗油效率。因此,从理论上来说,化学驱可以大幅度降低水驱油藏残余油饱和度,提高原油采收率。历经七十年的发展,化学驱已在全世界常规油藏中取得巨大成功,但是对于低孔、低渗的致密储层,化学驱的技术内涵亟需进一步发展和完善[38]。

化学方法提高致密油藏采收率代表性研究如表3所示。

表3 化学方法提高致密油藏采收率代表性研究Tab.3 Representative studies on chemical EOR in tight reservoirs

一般认为,碱液注入致密储层后,会引起黏土膨胀,导致储层伤害;而聚合物由于水动力尺度大,溶液黏度高,所以注入性比较差,可能导致储层永久性伤害。因此,文献中鲜有关于两者在致密油藏中应用的相关研究。表面活性剂能改变岩石润湿性,降低油水界面张力,促进注入介质向基质深部运移,进而提高基质原油的动用范围[15,40],成为目前致密油藏化学驱的主要研究对象。Alvarez 等[43]研究了非离子型和阴离子型表面活性剂对非常规油藏岩石表面润湿性和提高采收率的影响规律。他们发现,虽然非离子型和阴离子型表面活性剂的性质和性能不同,但都可以改善岩石润湿性,提高原油采收率。Dawson 等[44]研究了表面活性剂溶液在Bakken 中的适应性,并利用数值模拟将实验室结果推广到油藏规模。研究发现,在自发渗吸的作用下,原油采收率提高了30%∼40%。Wang 等[45]利用数值模拟研究了表面活性剂溶液的渗吸速率及基质渗吸深度,他们认为表面活性剂在天然裂缝不发育的储层中提高采收率的效果非常有限,而在高密度裂缝储层中效果非常明显。Nguyen 等[40]研究了不同类型表面活性剂(非离子、阳离子、阴离子、两性等)在Bakken 和Eagle Ford 岩芯中自发渗吸作用。

研究表明,表面活性剂溶液的采收率略大于盐水,岩石表面润湿性改变是表面活性剂的主要作用机理,界面张力对原油采收率几乎无影响。Lotfollahi 等[46]在此基础上模拟了表面活性剂溶液提高采收率过程。研究证实,表面活性剂增加了岩石表面的亲水性质,促进自发渗吸进行,降低油水界面张力会减小毛管力,导致渗吸速率下降。另外,Xu等[47]发现,在压裂液中加入表面活性剂,能够降低油水界面张力,大幅提高压裂液的浸入深度,提高储层产能。根据已报道研究,表面活性剂能通过渗吸作用进入致密储层机制中,改善岩石的润湿性,顶替出基质原油,从而提高采收率。

泡沫是由气体和液体组成的两相分散体系,气相以气泡的形式形成分散相,液体作为分散介质形成连续相。泡沫具有密度低、重量小、可连续流动等特点,在油气田开发中广泛应用。泡沫在地层中运移时会产生较大的渗流阻力,降低裂缝的渗透率,扩大流体的波及体积,同时可以选择性进入裂缝,抑制气窜,迫使气体向基质内部运移[48],增大了气体的波及效率。泡沫的稳定性和流变性直接决定了泡沫提高采收率的效果,泡沫性能除与发泡剂有关,还受储层渗透率、孔隙度、温度、含水率等影响。泡沫前缘与油水接触后,泡沫浓度会减小,可能存在两种渗流状态,一是气体和水驱替原油向前运移,二是表面活性剂的乳化作用[49]。不同气体介质泡沫的性能差别较大,氮气泡沫的稳定性比二氧化碳泡沫要高。同时,气体与原油的混合程度不同也会导致泡沫的适用性和驱替效果存在差别。目前,许多学者尝试通过固相纳米颗粒提高泡沫液膜稳定性,在解决注入性的同时,改善泡沫性能和提高采收率效果。

2.3 智能水

常规油藏可以通过注水保持地层压力,建立驱替压差。但致密储层主要为纳米级孔喉系统,注入系数低,波及范围有限,水驱开发难度高。智能水的技术内涵是指向储层中注入低矿化度水(LSW),通过离子交换改变岩石表面润湿性,诱导LSW 与油相中极性物质或酸组分发生皂化反应,生成表面活性剂,降低油水界面张力[50]。Morsy 和Sheng[17,51]研究了致密储层中LSW-原油-岩石的相互作用机制,发现LSW 会诱导基质岩石破裂,形成不同开度的裂缝,LSW 通过裂缝渗吸进入基质,约2%∼15%的基质原油是通过LSW 渗吸作用采出。他们肯定了LSW 在改变页岩润湿性和提高采收率方面的应用前景。致密储层改造后会形成主裂缝和次生裂缝相互交错的空间网络系统,将储集层基质切割成小块,大大增加了裂缝与基质的接触面积。LSW 在毛管力的驱动下,通过渗吸作用从裂缝进入基质内部,同时将基质原油排至裂缝。渗吸作用是LSW 提高非常规油藏采收率的主控机理,其效果在水湿油藏中更加明显。另外,注入LSW 可能诱导裂缝扩展,进一步提高LSW 的波及范围及LSW 和基质接触面积,加快渗吸排油过程。

Xie 等[52]利用电化学方法研究了LSW 在致密孔隙介质中的作用,目的是探究LSW 如何改变岩石润湿性及其对提高采收率的影响规律。通过对岩石表面及油水界面的电化学分析,结合热力学理论和物理模拟实验结果,拟合得到了油水相渗曲线,从而证实了岩芯润湿性的变化。实验发现在LSW 的环境中,岩石/水表面、原油/水界面都呈强负电性,高强度负电荷在岩石和原油之间产生排斥力,使岩石表面油膜自动脱离,这也是LSW 改变岩石润湿性的主要原因。LSW 可以改变油水相对渗透率,降低储层残余油饱和度,提高原油采收率。智能水提高致密油藏采收率代表性研究如表4 所示。

笔者利用百口泉组地质模型,基于岩芯尺度LSW 动态渗吸结果,预测了LSW 吞吐在目标储层中的提高采收率效果。结果表明LSW 吞吐的作用非常有限,主要原因可能是吞吐的作用范围较小,不能实现连续的离子交换,尤其经历多轮次吞吐的储层。

表4 智能水提高致密油藏采收率代表性研究Tab.4 Representative studies on smart water EOR in tight reservoirs

2.4 新介质

致密储层的孔隙尺度为微纳米级别,因此,纳米流体在致密油藏提高采收率中被寄予厚望,有可能从根本上改变地下渗流场和化学场[1]。纳米粒子具有可调的比表面积和较高的表面能,布朗运动使纳米粒子稳定悬浮在溶液中,为扩散提供了驱动力。依靠尺度优势,纳米流体可以进入基质孔隙,建立驱替系统[56]。

近年来,已有很多室内研究评价了纳米流体提高采收率的效果,研究发现纳米颗粒可以剥离岩石表面油膜,提高岩石表面的亲水性,降低油水界面张力[57]。另外,研究还发现纳米颗粒与表面活性剂可以协同作用,降低表面活性剂在砂岩表面的界面张力,稳定吸附层,提高表面活性剂溶液的渗吸速率和效率[58]。此外,通过表面设计和修饰,纳米颗粒可以显著改变油藏流体性质,例如降低原油黏度等[59]。国内外不少学者正在攻关纳米泡沫提高采收率技术,有望彻底突破传统泡沫驱模式。纳米流体作为一种新兴的提高采收率方法,为现场解决致密油藏提高采收率问题提供了新思路、新方法和新理念。

目前,有学者尝试溶剂法提高致密油藏的采收率,相比表面活性剂等传统化学介质,溶剂效果更好,成本更低。Wang 等[60-61]发现3-戊酮能在不影响油水界面张力的情况下,改变岩石润湿性,提高渗吸采油速度和效率。此外,3-戊酮可以与原油任意比例混溶,使原油体积膨胀,这也是溶剂法提高采收率的另一重要机理。3-戊酮化学性质稳定,无毒无害,在致密油藏提高采收率中应该具有良好的应用前景。这项研究拓宽了提高采收率的技术思路,相信将来会有更多高效、清洁、经济的溶剂应用于致密油藏。

微生物驱是较早提出的一种提高采收率方法,但是由于反应复杂、难控制、难预测等原因,一直未得到推广应用。理论上微生物驱是一种比较高效、经济、可行的技术。随着生物学的进步,如果能弄清微生物在致密孔隙中的运移、反应、采油机理以及与储层的相互作用,微生物有可能成为致密油藏提高采收率的关键技术之一。

3 技术难点和展望

表5 归纳了目前国内外致密油藏提高采收率的主要方法与机理。

表5 致密油藏提高采收率方法与机理[62]Tab.5 EOR methods and mechanisms in in tight reservoirs[62]

经过十几年的发展,业界对上述方法的作用机理和适应性都有了更深入的认识,但依然存在很多技术难点和问题,阻碍现场推广应用。

3.1 技术难点

(1)“注不进,采不出”

“注不进、采不出”是致密油藏提高采收率面临的首要问题。非常规储层和常规储层最主要的区别是油气储集空间致密,属于典型的低孔、低渗,在当前钻完井和油藏改造技术下,聚合物、表面活性剂等化学介质很难进入岩石基质,传统方法存在明显的注入性问题。大部分解决方案都是在现有方法基础上改进,试图提高介质的注入能力[4]。现场试验表明,在注入介质过程中,尤其是水相介质,会形成诱导裂缝,在一定程度上提高注入性[63]。致密储层改造后,裂缝系统发育,加上注入形成的诱导裂缝,储层缝网结构更加复杂,有利于提高注入介质的波及范围。但是,裂缝会导致注入介质快速推进,加剧窜流,注入介质难以充分接触基质原油,动用程度较低。因此,如何协调裂缝“利用和治理”的矛盾是致密油藏提高采收率亟需解决的技术难题。油藏方案设计,裂缝规模和走向控制,裂缝治理等是这个领域出现的新问题。

(2)室内评价与现场效果的差异大

虽然致密油藏提高采收率方法与理论研究已相对成熟,但现场试验效果并不理想,两者存在较大差异甚至相悖。例如,室内研究认为CO2主要依靠扩散作用渗入基质,但现场生产数据表明CO2在储层中的扩散能力有限,仅能沿裂缝扩散很短的距离;室内评价注CO2提高采收率效果明显优于天然气,但现场结果却相反;表面活性剂可以提高岩芯尺度的渗吸速率和距离,但现场应用效果较差。实际油藏中表面活性剂的渗吸作用仅发生在裂缝周围,波及范围远低于预期。因此,如何将室内研究成果推广到实际油藏中,指导提高采收率的方案设计,准确预测生产动态,是当前学者应该重点考虑的问题。只有完全掌握了注入介质在致密空隙介质中的作用机理以及多场(压力场、渗流场和化学场)耦合关系,才能从本质上实现提高采收率方法与理论的突破。

(3)绿色、经济的提高采收率技术

非常规油气资源是接替常规油气资源,支撑世界能源革命的中坚力量,已成为全球研究的热点。致密油藏高速开发必然给生态环境带来压力。致密储层相对脆弱,接受能力低,在开发时应更加注重可持续发展,既要保证长期高产,也要保证持续稳产,将开发效益最大化,这也对致密油藏提高采收率方法提出了更高的要求。随着社会和经济的发展,工业化生产必定走向绿色、低碳、环保的道路,降低或者避免提高采收率过程中对地下、地表环境的破坏,已成为石油工业必须面对的问题,绿色、高效、可靠的材料和方法是未来致密油藏提高采收率研究的重点。

3.2 展望

受制于复杂的油藏地质条件和工艺水平,目前国内外对致密油藏提高采收率的研究尚处于探索和发展阶段。致密储层改造后,裂缝系统错综复杂,低孔、低渗岩石基质是主要的储集空间,裂缝是主要的流动通道。介质注入到储层后会引起扩散、对流、吸附、离子交换等复杂的物理化学作用,深化和提升这些关键机制的理论化认识水平,从根本上掌握不同介质在致密储层中的作用规律,是提高采收率的关键。致密油藏提高采收率研究还是应该瞄准基础科学问题,例如:(1)注入介质和地层流体在复杂基质-裂缝系统中的多相、多尺度渗流规律问题。(2)致密基质和裂缝间的“质”换机制问题。从以上研究可以看出,基质和裂缝间的物质交换程度决定了提高采收率效果。因此,如何提高注入介质在裂缝系统中的波及范围,增加基质的暴露面积,强化基质排油,应该是致密油藏提高采收率的关键问题。(3)注入介质与地层流体、岩石矿物的相互作用模式。致密储层孔隙度偏低,储层脆弱,承受能力弱,外来介质极易影响流体的渗流规律和动用程度。只有认清了油藏条件下气-液-固作用机制,才能合理的设计提高采收率方案。上述问题需要在理论和实践不断的解决和完善。

4 结语

(1)“长水平井+体积压裂”技术的发展,提高了致密油经济、工业化开采水平,一定程度推动了全球的能源革命。虽然致密油是最为现实、经济效益最大的接替资源,但其开发难度极大,一次采收率低于10%。致密油藏提高采收率技术与常规油藏提高采收率技术相比,难度大、效果差,矿场规模的EOR 项目鲜有报道,目前主要为室内研究。

(2)根据已开展的注水、注气、注化学剂等室内研究结果,认为CO2、天然气和表面活性剂是目前效果最好的提高采收率介质。另外,新型纳米流体可能成为前景较好的驱油剂。

(3)致密油藏的诸多提高采收率机理尚不明确,除了寻找更经济、高效的驱油剂外,还应该深化对致密油藏EOR 机理的认识,从本质上发展致密油藏EOR 技术。

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