[发明专利]一种注高含硫化氢和二氧化碳气体的混相机理判别方法

说明书

本发明公开了一种注高含硫化氢和二氧化碳气体的混相机理判别方法。该判别方法包括：S1、收集油藏及注入气体相关基础数据；S2、利用相平衡计算模型模拟高含H₂S和CO₂气体与原油的多级接触过程，绘制油藏温度条件下注高含H₂S和CO₂气体的多级接触实验拟三元相图；S3、利用细管实验，绘制油藏温度条件下注高含H₂S和CO₂气体的细管特征曲线；S4、通过S2中的拟三元相图和S3中的细管特征曲线，判断注高含H₂S和CO₂气体的混相机理。本发明通过绘制拟三元相图和细管特征曲线，可快速判断注高含H₂S和CO₂气体的混相机理。

技术领域

本发明属于油藏注气提高采收率领域，具体涉及一种注高含硫化氢和二氧化碳气体的混相机理判别方法。

背景技术

气驱作为三大提高采收率技术之一，其应用范围逐年扩大，尤其在低渗透油藏开发方面。相对于注N₂和CO₂，注烃气不仅容易获得气源，而且不会对储层造成伤害，另外注烃气的最小混相压力也往往小于注N₂，因此烃气驱具有显著的优势和广阔的应用前景。

对于注气开采技术，从机理上可以分为混相驱与非混相驱两种混相驱是指在多孔介质中，一种流体驱替另一种流体时，由于两种流体之间发生扩散、传质作用，从而使两种流体能互相溶解而不存在分界面。混相驱替的机理是驱替剂(注入的混相气体)和被驱替剂(地层原油)在油藏条件下形成混相，消除界面。如果流体之间不存在界面，也就是说原油和驱替剂之间完全消除了界面张力，毛细管准数变为无穷大，同时多孔介质中的毛细管力降为零，从而减少了因毛细管效应产生毛细管滞留所圈闭的石油，理论上可以使微观驱油效率达到百分之百。而气体混相驱油按其混相机理又可以分为一次接触混相驱和多级接触混相驱。

一次接触混相驱是在一定的温度和压力下，注入流体能够按照任何比例直接与地层原油混合并保持单相的过程。中等相对分子质量烃，如丙烷、丁烷或液化天然气等是常用来进行一次接触混相驱的注入溶剂。对于一次接触混相驱来说，中等相对分子质量的烃注入溶剂将会从沥青基原油中沉淀出来某些沥青。沉淀的趋势随着烃溶剂相对分子质量的增加而减弱。严重的沥青沉淀可降低渗透率，并影响井的注入能力和产能，还可以在生产井中引起堵塞。

多级接触混相驱是指在一定的温度和压力下，注入流体与地层原油虽然不能发生一次接触混相，但在流动过程中，经过两相间反复接触，发生充分的详见传质作用后，也能达到混相的过程。多级接触混相也称为动态混相。富烃气富含C₂-C₆的中间组分，它不能与油藏原油发生初次接触混相，但在适当的压力下可与原油达到凝析气驱动态混相，即注入的富气与原油发生多次接触，并发生多次凝析作用，富气中的中间组分不断凝析到油藏原油中，使原油逐渐富化，直至与注入气混相，这一过程称为凝析气驱混相，该过程通常发生在后缘(如图1所示)。达到动态混相驱替的另一种机理是依靠就地蒸发作用，让中间相对分子质量烃从油藏原油蒸发并进入注入气，这种达到混相的方法称作蒸发气驱过程。当油藏原油含有较多中间烃时，通过注入气与原油多级接触，能蒸发或抽提原油中的烃，使注入气富化，实现蒸发气驱动态混相，该混相通常发生在前缘(如图2所示)。

在过去较长的时间里，理论和试验都认为只存在两种混相类型，即凝析混相和蒸发混相。而在近几年中，一些国内外文献和实验室实验油证实存在一种新的驱替类型，即凝析/蒸发混相。在用富气驱替原油时，注入气体使原油中的轻/中间组分加富的同时，原油中一些比较轻的种族分也会蒸发到气体中，与新鲜气接触的原油最初变轻，但随着与更多注入气体的接触，原油中也会蒸发一些比较轻的重组分，这样使得原油中的一些较重的重组分相对含量增大，并与注入气的差别更大。