乐安油田注汽后火烧油层开发参数敏感性研究

火烧油层开发效果的影响因素很多 ,但在油藏条件一定的情况下 ,可通过分析开发参数的敏感性并设计其合理值来提高火驱的经济效益。以乐安油田火烧试验区为例 ,在注蒸汽热采历史拟合及蒸汽驱预测的基础上 ,利用工程计算及数值模拟方法 ,研究了射孔层位、射开厚度、注气速度、燃烧方式、转湿烧时机、湿烧水气比等参数对火烧效果的影响 ,分析了火烧前缘推进速度 ,优选了开发参数。结果表明 ,底层射孔可减轻火线超覆 ,射开厚度大可提高地层吸气能力。由空气油比和采收率来确定分阶段变速率注气开采效果较好 ,最大注气速度为 80 0 0 0m3 /d。湿式燃烧能提高采收率 ,降低空气油比 ,其合理的转湿时机为燃烧距离达到 2 5 % ,水气比为 2 .0kg/m3 。预测结果与实际结果吻合较好 ,为火驱试验的现场实施提供了理论依据。     

火烧油层的室内实验研究

在一维燃烧管室内模拟实验装置平台上分别对火烧油层热力采油过程的干式向前和湿式向前燃烧工艺进行了研究，确定了在这两种工艺条件下油样的燃烧特性参数(燃料消耗量、视氢碳原于比和空气需要量等)、燃烧前线推进速度和原油采收率等，计算了空气源油比、氧气利用率等指标。将两种工艺结果进行对比，研究了注入水和空气的体积比(WAR)对火烧油层性能的影响，确定了合适的注水时机与WAR值。实验结果表明，采用湿式向前燃烧法能够有效地回收留在已燃区的热量，提高燃烧反应生成热量的利用率。湿式燃烧工艺能显著地降低燃料消耗量与空气需要量，加快了燃烧前线推进速度，提高了采收率。湿式燃烧的水与空气的比例不应小于0．003m^3／m^3。湿式燃烧的注水时机选择在稳定燃烧建立后、燃烧前线推进到燃烧管长的25％左右时较为适宜。     

火烧油层干式燃烧数值模拟及参数敏感性分析

利用数值模拟技术对室内燃烧管干式燃烧实验进行了拟合，研究了燃烧管内干式燃烧的动态查化特征，并且进行了参数敏感性分析。以辽河油田欢127块为例，初步设计了该块25—33井组的注气速度。结果表明，网格尺寸的选取应与燃烧带尺寸相当；增加燃烧反应的频率因子、降低活化能、增大注气速度，会加快燃烧反应，增加产液量；油藏初始温度对火烧油层驱油效果影响较大，而油藏初始压力则影响较小。初步设计25—33井组的注气速度为70000m^3／d。     

火烧油层注气压力参数室内试验的研究

火烧油层是一种重要的热力采油技术,又称"火驱",其工艺的复杂性要求更多的实验研究与数值模拟。在火烧油层技术最常见的工艺参数中,注气压力是最具解决价值的参数难题之一。为考察注气压力对火驱燃烧过程的影响,在火驱效果最大化的前提下节省压力成本,利用燃烧管试验研究了不同注气压力对室内模拟燃烧过程的影响。试验结果表明压力的提高有助于火驱前缘的推进,但过高的压力带来燃烧不稳定弊端,实验室火驱研究优化压力为0.8 MPa。     

含油饱和度对火驱开发影响的实验研究

在室内利用火烧油层物理模拟实验装置,开展了稠油油藏不同含油饱和度条件下燃烧基础参数测试和火驱开发效果评价实验研究。实验结果表明,同一油品条件下,含油饱和度对门槛温度、燃料消耗量和空气耗量等燃烧基础参数影响较小,但对火线推进速率有较大影响,火线前缘推进速率随含油饱和度增加而降低;实验条件下能够实现高温燃烧的最低含油饱和度界限值为15%,低于该含油饱和度无法形成持续稳定的火驱前缘。从驱油效率和空气油比指标评价了不同含油饱和度条件下火驱的驱油效果,综合分析认为火驱开发含油饱和度下限值为30%。     

气顶油藏顶部注氮气重力驱数值模拟研究

针对江苏油田欧北区块的地质条件和开发现状，建立了顶部注氮气重力驱数值模型。从生产井和注入井的控制条件及地质条件出发，分析了影响气顶油藏顶部注氮气重力驱开发效果的各种因素，在此基础上对各种方案的开发指标进行计算对比，并对该区块提高采收率的潜力进行评价，提出了适合同类气顶油藏的开发模式。研究结果表明，气顶油藏顶部注氮气重力驱可以有效地提高采收率，达到降水增油的效果；提高采液速度并不能改善顶部注氮气重力驱的开发效果；注气速度对开发效果以及气顶边缘推进速度有很大的影响，并且存在最佳和临界注气速度。研究区块的最佳注气速度为12500～17500m^3／d，临界注气速度为30000m^3／d。     

基于实验的原油氧化速率分析及应用

火烧油层作为一种利用燃烧重质组分加热地层以达到原油驱替的热力采油技术,热效率高且驱油效果明显,受到越来越多的关注。但目前火驱成功应用并不广泛,主要在于缺乏对火驱不同氧化阶段原油氧化速率认识,难以形成较为合理的注气速度,通过静态反应釜实验,测量低温阶段的压力随时间变化,进一步利用压降法计算出低温氧化反应速率,同时通过燃烧管实验,测量高温阶段反应前后的氧气含量的变化,根据气体状态方程得到高温氧化反应速率,并根据不同阶段的反应速率,结合火驱现场实际给出合理的注气速度,为后续火驱方案设计提供借鉴和指导。     

水驱后天然气-水交替非混相驱开发效果影响因素分析

针对研究区块的地质及开发特点，建立了典型剖面模型，在压力-体积-温度（PVT）实验和相态拟合的基础上，应用数值模拟技术，对影响水驱后天然气-水交替非混相驱开发效果的主要因素进行了分析。结果表明，转气驱时机、段塞尺寸、气水段塞比、注入速度等因素对于改善开发效果均存在最佳取值，现场应用时要综合考虑这些因素的影响。该区块最佳转气驱时机为注水0．4Vp（总烃类孔隙体积）后，最佳注入段塞尺寸为0．05Vp～0．1Vp，最佳气水比为1：1，合理注入速度为30-45m^3／d，建议注气时各油层全部射开。     

火烧开发现场动态跟踪分析

通过数值模拟对胜利油田郑408-20井组的火驱现状进行分析,并预测未来5 a开发动态指标。计算结果表明:郑408-20试1油层较厚,注气量偏小,顶部油层由于气体的上浮作用气蹿现象更严重,造成了单井产量较低;通过增加注气量、转湿、控制水气比等开发方案的调整,水气比为1.3 kg/m3时,预测5 a后地层压力约为9 MPa,地层温度有所降低,水蒸气把已燃区内的热量带到了燃烧前缘,火烧前缘已经接近生产井,累积产油量为30.86 kt,采出程度达到14.59%。     

海上稠油火烧油层物理模拟实验研究

为探索海上稠油火烧油层开发的可行性,针对渤海稠油油藏开展了火烧油层物理模拟实验。根据石油沥青组分测定法,分析渤海稠油原油组分;通过热失重与扫描量热同步热分析仪测试活化能等高温氧化反应动力学参数;采用一维燃烧管实验模拟评价燃烧稳定性及驱油效果。研究结果表明,渤海稠油组分特征与国内陆上油田相似;稠油高温氧化活化能为157 kJ/mol,与陆上油田相近;油藏火驱前缘推进稳定,燃烧前缘最高温度773 K左右,出口CO₂浓度长期稳定在12%以上,高温氧化燃烧状态良好;火烧驱油效率95.1%,空气油比548 m³/t,驱油效果较好。研究成果为海上稠油油藏火烧油层开发提供技术支持。