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作者：皮之洋;惠钢;李靖;姚福裕;包鹏虎;
单位：中国石油大学(北京)石油工程学院∥油气资源与工程全国重点实验室;卡尔加里大学化学与石油工程学院;
摘要：页岩储层注CO_2开发具有提高原油采收率和封存的双重效果。室内岩心实验和矿场规模模拟主要通过产油量的增加幅度来证实技术的可行性，但地下多相流体微观渗流规律和机理往往被忽略，导致CO_2驱油的微观运移与赋存特征、开发动态难以捕捉。文章以Duvernay页岩储层为例，在区块地质背景和生产特征的分析论证基础上，开展注CO_2驱油的微观流动模拟研究：首先，分析Duvernay页岩储层中孔隙和喉道的分布特征，对储层岩心扫描图片进行灰度与形态学处理后建立微观孔喉模型；然后，利用该模型，结合追踪流体界面的相场方法，模拟了Duvernay页岩储层注CO_2驱油过程中多孔介质的流体流动规律；其次，应用模拟结果分析不同CO_2注入量条件下生产特征和剩余油特征，并获取润湿相和非润湿相的相对渗透率曲线；最后，对比分析不同注入速度、原油黏度、接触角方案对CO_2驱油过程中开发、封存效果的影响。结果表明：(1)随着驱替前缘沿优势通道向前推进，模型出口端CO_2采出速率逐渐上升，油相采出速率逐渐下降；CO_2注入量超过3 PV后，发生突破，形成膜状、柱状、簇状和盲端4类剩余油。(2)CO_2驱油膨胀降黏作用的波及系数达到37.08%～41.30%,对产量影响最大，采油效果显著。(3)CO_2驱油的吸附改变润湿性作用改变润湿接触角，使模型朝着剥离壁面原油、有利于封存的方向发展，形成束缚和吸附封存2种模式。(4)提高注入速度对增大波及系数影响不大，但驱替作用可以改变微观数值模型入口附近的压力场分布，为后续开发创造更好的条件。研究成果以可视化技术揭示了CO_2与原油的多相渗流过程，为页岩储层注CO_2微观采油作用机制提供了理论支撑。
关键词：CO_2驱油;;微观流动模拟;;相场方法;;波及系数;;滞留系数
基金资助：国家重点研发计划项目(2023YFB4104204);; 中国石油大学(北京)科研基金项目(2462023BJRC001)
