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我国低渗透油田储量资源丰富,但是受目前技术条件的限制,其采收率一般只能达到20%左右。为提高低渗透油田采收率和产量,迫切需要研究新的驱油剂和驱油方式。国内外大量研究结果表明,CO2驱可以较大幅度地提高油气采收率,而且没有污染,有利于环境保护,因此采用CO2驱油开发低渗透油田具有广阔的前景。为准确预测不同CO2注入方案下动态指标的变化规律,并确定最优注入方案,需要进行数值模拟研究。但现有的商业化CO2驱数值模拟软件都是基于达西定律开发的,没有考虑启动压力梯度的影响,不能够完整地反映低渗透油藏CO2驱油的全过程,有必要建立考虑非达西渗流规律的CO2驱数值模拟模型。本文首先开展了CO2驱油室内实验,测定了CO2驱油的最小混相压力和启动压力梯度,然后通过研究低渗透油藏CO2驱油机理以及流体的非达西渗流规律,在现有组分模型的基础上,考虑油、气、水三相启动压力梯度,建立了低渗透油藏CO2驱油三维三相多组分非达西渗流模型,采用有限差分方法和IMPES方法进行了数值求解,同时开发出一套适用于低渗透油藏CO2驱油的数值模拟软件,并通过室内驱油实验验证了该模型以及自主开发软件的正确性和适用性。根据树101区块和树16区块的地质特征及开发现状,应用Petrel地质建模软件分别建立了这两个区块的相控地质模型,然后利用自主开发的数值模拟软件对树101区块进行了CO2驱油数值模拟研究,对树16区块进行了CO2吞吐数值模拟研究。树101区块CO2驱油数值模拟研究结果表明,该区块以线性注气方式为最优井网；结合经济效益评价结果,连续注入、单段塞注入和水气交替注入三种CO2注入方式中水气交替注入为最优注入方式,其最优注入参数为：气水比为1：1,段塞大小为0.03PV,日注入量为200m3(即液态CO2年注入量为0.050PV),CO2总注入量为0.3PV,后续水驱年注入量为0.12PV。该注入方式20年末采出程度为25.15%,比基础方案提高6.15%。树16区块的CO2吞吐数值模拟研究结果表明,以换油率和增油量作为评价指标,优选11Y67-611井最佳吞吐参数为：日注入量80m3,周期注入量100m3,焖井时间30天,吞吐2个周期,增油量和换油率分别为101.31m3和1.01m3.m-3；优选1Y69-56井最佳吞吐参数为：日注入量60m3,周期注入量135m3,焖井时间30天,吞吐3个周期,增油量和换油率分别为154.38m3和1.14m3.m-3。上述研究结果表明,基于C02驱油非达西渗流理论模型的数值模拟技术能够准确地模拟榆树林油田CO2驱油过程,适用于榆树林油田注气开发方案设计,对其他同类型油田应用CO2驱提高原油采收率具有重要的指导意义。