📝 摘要
鄂尔多斯盆地是中国最大的沉积盆地之一，蕴藏着丰富的石油储量。与研究区相比，巴肯组（Bakken）的储层压力较高，而研究区的压力非常低，这可能导致一次采油效率低下。
本研究通过数值模拟对研究区的一次采油进行了评估。结果表明，在这样低压的储层中，一次采油效率不高。注水或注气是提高采收率的必要手段。与注水相比，注气更适合提高研究区的采收率。在所研究的气体中，甲烷和分离器气体是更好的选择。通过油藏模拟还研究了非均质性的影响。随着储层非均质性增加，采收率会降低。然而，注气仍然可以大幅提高采收率。最后，建立了地质模型以预测案例研究中的注气效果。
关键词：致密油；提高采收率；注气；鄂尔多斯盆地；数值模拟；CMG GEM
🖥️ CMG软件应用情况总结
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 所用软件 | CMG GEM（组分模拟器）、WINPROP（流体相态模拟）、Builder（建模） |
| 模型尺寸 | 1,500 m × 810 m × 41.5 m，网格数 100 × 54 × 9 = 48,600个 |
| 井型 | 水平井 + 水力压裂（11条横向水力裂缝） |
| 储层类型 | 致密砂岩油藏（延长组，长7段） |
| 模拟方案 | ① 一次采油（对比3种模型）② 注水 ③ 注气（CH₄、CO₂、分离器气体） |
| 敏感性分析 | 储层非均质性（低/中/高） |
| 地质建模 | 基于16口观测井的岩心和测井数据，使用Petrel构建地质模型 |
文中明确指出：CMG GEM被用于致密油藏的组分模拟，WINPROP用于最小混相压力计算和状态方程参数拟合。
📊 主要模拟结果
1. 一次采油对比（20年）
| 模型 | 初始压力 (MPa) | 采收率 (%) |
|---|---|---|
| 模型1（研究区实际） | 16.5 | 5.15 |
| 模型2（Bakken压力） | 36.5 | 9.11 |
| 模型3（2倍渗透率） | 16.5 | 6.00 |
结论：初始压力是影响一次采油效率的关键因素
2. 注水 vs. 注气效果（20年）
| 注入方式 | 采收率 (%) | 增量 (%) |
|---|---|---|
| 一次采油（基准） | 5.15 | — |
| 注水 | 5.73 | +0.58 |
| CO₂注入 | 7.02 | +1.87 |
| 分离器气体注入 | 7.75 | +2.60 |
| CH₄注入 | 8.08 | +2.93 |
结论：注气效果远优于注水，CH₄和分离器气体比CO₂更适合
3. 波及面积对比（20年后）
| 注入方式 | 波及面积 (m²) |
|---|---|
| 注水 | 105,525 |
| CO₂ | 178,200 |
| 分离器气体 | 228,150 |
| CH₄ | 283,050 |
结论：气体扩散能力 CH₄ > 分离器气体 > CO₂ > 水
4. 非均质性影响（CH₄注入，20年）
| 非均质性程度 | 一次采油 (%) | CH₄注入后 (%) | 增量 (%) |
|---|---|---|---|
| 均质 | 5.15 | 8.08 | +56.89 |
| 低非均质 | 4.60 | 8.04 | +76.96 |
| 中非均质 | 4.37 | 7.10 | +62.47 |
| 高非均质 | 4.35 | 6.32 | +45.29 |
结论：非均质性增加会降低采收率，但注气在低-中非均质储层中效果最佳
5. 地质模型预测（20年）
| 注入方式 | 采收率 (%) | 增量 (%) |
|---|---|---|
| 一次采油 | 4.87 | — |
| CO₂ | 6.44 | +32.24 |
| 分离器气体 | 7.15 | +46.82 |
| CH₄ | 7.43 | +52.57 |
结论：渗透率 > 0.003 md 的区域可被有效驱替
🔧 细管实验与最小混相压力
| 气体 | MMP (MPa) | 实验结论 |
|---|---|---|
| CH₄ | 33 | 非混相驱 |
| CO₂ | 26 | 非混相驱 |
| 分离器气体 | 25.125 | 非混相驱（WINPROP计算） |
研究区储层压力（16.5 MPa）远低于MMP，因此所有注气过程均为非混相驱
✅ 主要结论
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一次采油效率低：研究区一次采油采收率仅5.15%，约为Bakken组（9.11%）的一半。初始压力低是主要原因。
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注气优于注水：致密油藏中，水膜附着在基质表面导致注水困难。气体扩散能力强，可有效驱替原油，同时提高储层压力、降低原油粘度。
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气体优选：CH₄和分离器气体（含约60% CH₄）比CO₂更适合研究区。CH₄注入使采收率从5.15%提高到8.08%（增量56.89%）。
-
非均质性影响：储层非均质性增加会降低采收率。但注气在低-中非均质性储层中效果最佳（增量可达76.96%）。
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地质模型验证：基于16口井数据构建的地质模型显示，渗透率大于0.003 md的区域可被有效驱替。CH₄、CO₂和分离器气体注入的采收率分别为7.43%、6.44%和7.15%。
🏛️ 作者及单位信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 作者 | Jiabei Han |
| 学位 | 理学硕士（化学与石油工程） |
| 授予单位 | 加拿大卡尔加里大学 |
| 论文提交日期 | 2016年6月 |
| 导师 | Zhangxing (John) Chen 博士 |
| 研究机构 | Reservoir Simulation Group, 卡尔加里大学化学与石油工程系 |
📖 研究区域与储层信息
| 项目 | 参数 |
|---|---|
| 盆地 | 鄂尔多斯盆地 |
| 研究层位 | 延长组长7段 |
| 岩性 | 粉砂岩 |
| 孔隙度 | 7.6% – 12.4%（平均11.1%） |
| 渗透率 | 0.01 – 0.03 md（平均0.22 md） |
| 储层温度 | 64.75°C |
| 初始压力 | 16.5 MPa |
| 压力梯度 | 0.84 MPa/100m |
| 原油密度 | 0.717 g/cm³ |
| 原油粘度 | 0.578 mPa·s |
| 气油比 | 101.4 m³/m³ |
| 溶解气组成 | CH₄ 39%，C₃ 14.2%，总烃 73.7% |
💡 创新点
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系统对比了鄂尔多斯盆地与Bakken组的地质特征和PVT数据，明确了低压是研究区一次采油效率低的主因
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首次在该地区系统评估了CH₄、CO₂和分离器气体三种注气方案
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利用地统计学方法定量研究了储层非均质性对注气效果的影响
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结合细管实验确定了CH₄和CO₂的最小混相压力
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利用WINPROP计算了分离器气体的最小混相压力
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基于16口观测井数据构建了三维地质模型，预测了20年注气效果