蒸汽驱H2S产生机理及影响因素研究——以胜利油田孤岛采油厂为例

胜利油田孤岛采油厂中二北区原油含硫量在1.62%～2.66%,属于中-高硫原油,地层水硫酸根质量浓度平均只有为12.2mg/L。通过室内物理模拟试验,产生H2S物质基础研究及现场调查跟踪监测,对中二北区蒸汽驱H2S产生机理及主要影响因素进行研究。结果表明,孤岛采油厂中二北区蒸汽驱H2S氢产生机理主要为含硫有机化合物的热化学裂解反应,地层温度达到200℃,开始裂解产生H2S;温度和反应时间是影响H2S产生的主要因素,温度越高产出速度越快,反应时间越长产生H2S量越多,这与现场H2S分布特征相一致。     

确定油藏实际开采速度下的相对渗透率

介绍了用油藏实际开采速度作为岩心流动实验的驱替速度时 ,获得相对渗透率曲线的方法。用有限差分方法求解渗流方程组 ,建立的相对渗透率曲线模型是一不确定模型 ,有四个待定参数。用最优化方法使得累计产油量和岩心两端的压差的计算值与实测值之间的方差和最小 ,反求相对渗透率曲线模型的待定参数 ,从而确定相对渗透率曲线。这种方法克服了JBN方法的局限 ,在求低渗岩心的相对渗透率曲线时充分显示了它的优越性。     

稠油冷采降黏剂分散机理与驱替实验评价

高效分散降黏剂是稠油冷采的关键,不仅具有静态洗油能力,而且能够扩散进入稠油胶质与沥青质之间,具有打散稠油结构的作用。在微观降黏机理研究的基础上,开展了L-A型稠油冷采吞吐降黏剂静态洗油、微观驱油、单砂层驱油和双层合采与分采驱油实验。L-A型降黏剂在稠油冷采中具有很好的使用效果,其主要机理为降黏剂分子间能形成很强的氢键,插层进入稠油分子间,渗透并扩散到稠油胶质与沥青质片状分子中,使稠油分子间氢键作用力降低;质量分数为3%的L-A型降黏剂溶液静态洗油效率可达11.3%,在微观驱替中具有剥离颗粒表面稠油的作用。单层驱替实验表明,最佳驱替降黏剂质量分数为2%~3%,较低驱替速度（1 mL/min）下驱油效率达到48%;双层驱替时在渗透率级差不大于2的情况下,低速最大驱油效率可达40%,整体驱油效率随驱替速度增加和层间渗透率级差增大而降低。     

王庄油田蒸汽吞吐开采方式数值模拟

为了提高王庄油田稠油蒸汽吞吐开发的热利用率和最终采收率,应用该油田的实际地质资料建立了主力油层正韵律、复合韵律等多种地质模型,使用NUMSIP注蒸汽采油的三维三相多组份模拟软件对其进行了分层开采与合层开采蒸汽吞吐的数值模拟研究,认为该油田分层开采好于合层开采。     

聚合物疏水单体与表面活性剂对聚/表二元体系聚集体的作用

将不同疏水单体的两亲聚合物与阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)复配得到聚/表二元体系,利用流变学方法、动态光散射和芘荧光探针法,研究疏水单体与SDS对两亲聚合物及其二元体系聚集体的作用规律。结果表明:由于疏水缔合和电性作用,SDS在水溶液中会与两亲聚合物发生相互作用。当SDS质量浓度为0~50 mg/L时,二元体系溶液表观粘度大幅度增大,芘的荧光光谱I_1/I_3值明显降低,这说明二元体系溶液表观粘度的增大主要是因为表面活性剂增强了疏水微区间的缔合作用,从而增大了溶液中原有空间网状结构的规模与强度;继续增大SDS的质量浓度,溶液表观粘度开始迅速下降,由于强烈的缔合和静电作用,使得两亲聚合物聚集体发生解离,并与SDS形成混合聚集体,大量小分子表面活性剂的加入,降低了混合聚集体的流体力学半径,导致溶液粘度及粘弹性下降。对比不同疏水基团碳原子数(十二烷基、十六烷基和十八烷基)的影响规律发现,SDS的加入对疏水单体为N-十八烷基丙烯酰胺的两亲聚合物作用最小。这是因为,随着碳原子数的增加,两亲聚合物的疏水基团缔合强度增高,高分子之间排斥作用越弱,聚集体结构更加紧密,SDS便难以进行解离和重组作用。     

基于改进单纯形梯度算法的油藏生产优化

针对单纯形梯度算法计算速度慢及在油藏生产优化过程所得井的控制变量(井控参数)变化具有较强的波动性等问题,提出了一种改进的单纯形梯度算法.通过选取适当的扰动变量,使改进的单纯形梯度近似为井控参数协方差阵与真实梯度的乘积,从而考虑了井控参数变化与控制时间步之间的相关性,更利于现场操作;另外,在求解梯度时采取预处理措施,避免了利用奇异值分解及大型矩阵的求逆运算.利用改进的单纯形梯度算法对油藏生产中油井和水井的生产工作制度进行自动调整,优化过程中计算效率得到提高,得到井控参数的变化更为平缓,在实际生产中更易操作,且在第200次迭代时改进的单纯形梯度算法比原算法优化得到的净现值高4.9×107元,增幅达10％,实例结果验证了改进后算法的有效性和可行性.     

低渗透砂岩油藏岩电参数测试方法

岩石电阻率参数(简称岩电参数)是利用测井资料开展油藏含油饱和度评价及储量计算不可或缺的重要资料,室内岩心测试是获得岩电参数的唯一途径。以胜利油区低渗透砂岩油藏岩心为测试对象,从实验方法和实验条件2个角度,开展低渗透砂岩油藏岩电参数测试结果的影响因素分析,基于岩电参数的单因素比对实验,研究驱替方式、驱替介质、温度、围压及水矿化度对胶结指数m、饱和度指数n及岩性系数a和b的影响。研究结果表明,半渗透隔板法的准静态驱替过程与油藏成藏过程相似,且不受驱替介质类型影响,岩电参数对实验温度变化不敏感,但受围压和地层水矿化度影响显著。基于上述认识,确定适用于低渗透砂岩油藏的岩电参数测试方法:根据地层水矿化度配制等矿化度的实验用水,采用半渗透隔板法进行气驱水或油驱水,在室温条件下模拟地层有效上覆压力,开展低渗透砂岩油藏岩电参数测试。     

确定油藏实际开采速度下的相对渗透率

介绍了用油藏实际开采速度作为岩心流动实验的驱替速度时，获得相对渗透率曲线的方法，用有限差分方法求解渗流方程组，建立的相对渗透率曲线模型是一不确定模型，有四个待定参数。用量优化方法使得累计产油量和岩心两端的压差的计算值与实测值之间的方差和最小，反求相对渗透率曲线模型的待定参数，从而确定相对渗透率曲线。这种方法克服了ＪＢＮ方法的局限，在求低渗岩心的相对渗透率曲线时充分显示它的优越性。     

稠油降黏剂驱提高采收率机理

为系统研究降黏剂驱这一新的开发方式提高采收率机理,应用单管填砂驱油模型、三维填砂驱油模型和微观玻璃刻蚀驱油模型,测试降黏剂驱的驱油效率和波及系数,并对其原因进行分析。实验结果表明,降黏剂驱通过提高驱油效率和增加波及系数提高采收率。与水驱相比,降黏剂驱可提高驱油效率13%,其机理为:①分散乳化,形成水包油的小油滴,有利于通过狭窄的喉道,降低原油的表观黏度;②降低界面张力,增加毛管数,降低残余油饱和度。同时,降黏剂驱将波及系数由水驱时18.8%提高到39.9%,其机理为:①乳液调驱,分散乳化的原油进入水窜通道,水渗流面积减小、阻力增加,后续注入液进入以前未波及区域;②贾敏效应,降黏乳化小油滴聚并成大油滴堵在孔喉处,周围驱替液转向。研究明晰了降黏剂驱提高采收率机理,为后续开发技术界限研究及现场应用奠定基础。     

水溶性分散型降黏剂降黏及微观驱油机理

稠油分散型降黏剂因其独特的功能和能够减少原油处理环节而备受重视,但是目前为止针对水溶性分散型降黏剂的研制和微观驱油机理研究较少。为此,在测试胜利乐安油田稠油结构的基础上,通过对加降黏剂前后稠油进行红外光谱分析、透射电镜和原子力显微镜扫描等实验,研究其降黏机理;利用高温高压条件下CT和微观刻蚀模型,研究水溶性分散型降黏剂在储层中的微观驱油机理。降黏机理主要为：分散型降黏剂与稠油分子结合后,渗透并扩散到稠油胶质和沥青质片状分子之间,降黏剂中的杂环原子与胶质相结合,减少了络合物在族分子间的生成,并且使聚集体产生分离,原来规则的聚集体转变成片状分子无规则分布,分子结构变得疏松,有序度降低,熵增大,既降低了稠油分子间的聚集,也降低了分子间作用力。其在高温高压储层中的微观驱油机理主要表现为：在较低驱替速度、较高浓度下,由于分散插层作用对吸附在岩石颗粒表面的稠油具有剥离作用,效率较高;在较高驱替速度、较低浓度下,剥离作用相对减弱,且存在较大量的包围式簇状剩余油。