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本文研究内容是来自中国石油冀东油田分公司南堡陆地浅层油藏开发研究课题。南堡陆地浅层油藏已进入高含水开发阶段,天然或人工水驱效率低,亟需开展三次采油技术研究攻关。南堡陆地浅层油藏经历长期注水开发,层间矛盾突出,水驱动用程度较差,常规水驱开发采收率低。如何控水增油就成了目前需要解决的首要问题。由于南堡油藏为浅层油藏,所以地层温度和地层压力都比较低,且地层条件下,原油黏度为41mPa·s,其原油黏度接近稠油的范畴,本文中将研究这类低稠油的性质。本文将以冀东南堡油田低稠油油藏G104区块为研究对象。针对低稠油油藏注水开发中后期,含水上升快,原油采收率低的问题,开展了CO2吞吐控水增油的室内物理模拟实验及单井CO2吞吐控水增油的数值模拟研究。为了研究CO2吞吐控水增油的机理及可行性,在室内分别开展了CO2与地层原油/地层水配伍性实验,水驱油/CO2驱油相渗实验,CO2细管实验, CO2吞吐控水增油长岩心实验和单井数值模拟。通过本文研究得到了如下认识：(1)CO2与地层原油配伍性实验表明,CO2对原油有增溶膨胀作用。CO2可以在较低的地层温度压力下,很好地溶解在地层油中降低原油黏度,进而达到增油的目的。(2)当溶解CO2的地层水流动到狭小的空隙时,由于压力的降低,CO2将从地层水中析出,形成贾敏效应,最终达到控水效果。(3)从注CO2细管实验得知,在地层温度下注CO2气最小混相压为26MPa左右,混相压力远高于目前地层压力15MPa,且高于原始地层压力22MPa,混相驱开发成本大。建议采用CO2吞吐开发。(4)从长岩心实验看出,衰竭的采收率仅为1.9%；衰竭后一直持续注水驱的采收率为59.9%,衰竭后一直持续注水驱至含水率达到80%时,进行CO2吞吐的含水率变化最多下降了25.95个百分点。采收率最高达到65.02%,这表明注水可以有效地提高低稠油油藏的采收率,CO2吞吐有较明显的控水增油的效果。(5)CO2吞吐控水增油单井数值模拟进一步验证了CO2吞吐有降低原油黏度和较明显的控水增油的效果。