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华南师范大学学报(自然科学版)2025年第01期:不同岩性气藏注CO_2渗流机理

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张钰祥;闫海军;位云生;曹正林;郭建林;罗瑜;叶礼友;钟俊杰;

单位:提高油气采收率全国重点实验室;中国石油勘探开发研究院;中国石油西南油气田分公司勘探开发研究院;中国石油大学(华东);

摘要:气藏中注入CO_2提高采收率技术即CCUS-EGR有望成为支撑“双碳”目标的主体技术。针对常规气藏及致密气藏中注CO_2提高采收率的机理尚不清晰的问题,设计不同温压下岩样渗流能力实验,判断不同相态下CO_2渗流能力;建立微观数值模拟,对比孔隙空间中注入不同介质驱替CH_4的提采效果、波及系数和驱替效率;对含束缚水状态不同岩性样品进行CO_2-水-岩反应实验,结合核磁共振设备评价注入CO_2前后气藏渗流能力和孔隙结构的变化。结果表明:超临界CO_2的黏度接近气态、密度接近液态,具有极高的渗流能力;与N_2和H_2O相比,CO_2扩散系数最高,CO_2对孔隙角隅处CH_4的微观波及系数最高、驱替效果最好,对应的CH_4采收率最高;CO_2-水-岩反应导致碳酸盐岩、致密砂岩和火山岩样品致密化以及束缚水含量降低,其中碳酸盐岩样品反应最强烈、反应后大孔体积占比增加,而致密砂岩和火山岩样品反应后大孔体积占比减少,最终含束缚水岩样渗透率由矿物沉淀程度以及束缚水饱和度降低程度共同决定。该研究为现场常规气藏及致密气藏注入CO_2先导试验提供了理论支撑,并为实际应用提供了重要参考。

关键词:CCUS-EGR;;渗流机理;;CO_2-水-岩反应;;扩散;;孔隙结构

基金资助:中国石油天然气集团公司科技项目(2023YQX10501,2023YQX10503ZK);; 中国石油集团公司前瞻性基础性技术攻关项目(2024DJ86)