稠油冷采泡沫油溶解气驱油藏开发动态数值模拟

稠油注蒸汽等热采开发方式面临着油层出砂、气窜和采油成本高等问题,而稠油冷采过程中形成的泡沫油,则使稠油油藏具有采油速度快、采收率高和生产气油比低等特点。在论述STARS模拟泡沫油机理及模型局限性的基础上,建立了稠油冷采泡沫油溶解气驱油藏模型。模拟结果表明,与常规溶解气驱油藏相比,泡沫油溶解气驱油藏具有生产气油比上升缓慢、累积产油量高等特点;在油相中气泡形成频率一致的情况下,气泡破裂速度越快,生产气油比越大,产油量越低;原油粘度越高,地层渗透率越低,开发效果越好,稳产时间越长。     

致密油水平井泡沫油产生规律及控制方法研究

文中针对A区块致密油水平井出现的产量下降和液面不降、功图气影响、泵况正常等生产数据相矛盾的问题,通过洗井、调防冲距、取样、压力测试等工作证明井筒内存在泡沫油。为了保证致密油高效开发,对致密油水平井的泡沫油产生规律及界限进行了研究分析,发现月递减率出现负值时,出现泡沫油。结合关井试验得出产量随流压下降而下降的生产规律。     

委内瑞拉MPE-3区块超重油冷采过程中泡沫油开采机理

针对超重油沥青质含量高、原油重度高等特点,研究了水平井溶解气驱冷采的开采机理,包括冷采过程中泡沫油的形成机理、非常规PVT特性与驱替特征。实验结果表明,当油藏压力低于泡点压力时,原油中形成许多微小气泡,这些微小气泡能够长时间滞留在油相中,使得这种原油表现出与常规溶解气驱许多不同的特征;泡沫油的作用与油藏衰竭速度、油层压力下降水平及围压等因素有关。使用水平井冷采技术能够获得较高原油产量和采收率。     

油井生产中原油脱气对结蜡的影响分析

对于饱和压力较高的油井，脱气导致的结蜡问题已引起人们的关注，但目前大多还只是停留在感性认识的阶段。该文通过大量的实验数据的统计与对比研究，定量地分析了脱气对原油粘度、密度、原油析蜡点的影响．提出原油中含气比较高的区块，其油井生产中要尽可能地使原油少脱气，以减少蜡的析出的结论。同时提出类似于华152井区的含气原油体系当压力低于3MPa（气油比低于30m^3／t）时，原油粘度会迅速增加，C1-C7低分子量的饱和烃含量会迅速减少，原油结蜡程度会大幅度增加。     

聚驱后高压泡沫复合驱油实验

为提高泡沫复合驱油技术在大庆油田聚驱后应用的可行性,利用高压泡沫驱油实验装置,考察了高压条件下发泡剂体系中聚合物浓度、系统回压、气液比等对泡沫复合驱油效率的影响.实验结果表明:在高压条件下,发泡荆体系中聚合物浓度在600-1000 mg/L时,泡沫复合驱采收率较大;泡沫复合驱实验压力越高,驱油效果越差;气液比过大,易出...     

X区块氮气泡沫驱油室内实验研究

针对X区块地层能量不足、含水率过高以及注采对应关系差导致的驱油效果差的开发现状,选取TM15井组作为代表,对氮气泡沫驱的开发方案的起泡剂浓度、气液比进行优选。通过实验,在综合考虑采出程度、阻力因子以及施工方便等因素的条件下,优选出温度为97℃下,起泡剂浓度为0.5%,气液比2:1,注气速度为0.5 mL/min作为最佳注入参数。     

采出液含水对生产气油比的影响规律

针对一些开发中后期水驱油田区块生产气油比异常升高的问题,为研究采出液含水对生产气油比的影响规律,采用从油田获取的油、气、水样品,开展了模拟地层流体高压物性测试、水驱油等一系列物理模拟实验。结果表明,在充分搅拌的条件下,模拟地层油的饱和压力和溶解气油比随水的注入而降低,且降低的幅度随含水质量分数的增加而增大。当含水质量分数为60%时,模拟地层油的饱和压力降低5.92%,溶解气油比降低9.78%,溶解气水比为2.065 cm³/g。无搅拌条件下,溶解气水比随水-油接触时间的增加而逐渐增大,注入水与模拟油静置接触约24 h,水中的溶气量达到稳定,表明注入水从注入到产出在地层运移过程中与原油接触可从油相获取气体而成为含气水。模拟采出液在地层条件下的折算溶解气油比随模拟采出液含水率的升高逐渐升高。在出口压力高于饱和压力的岩心驱替实验过程中,当含水率超过95%时,生产气油比随采出液含水率的增大而急剧升高,表明采出液高含水时,采出液含水率的变化对生产气油比具有较大的影响。     

薄油环泡沫阻挡层：含碳氢化合物泡沫的气堵塞

原地泡沫障碍能够堵塞氧化流动，成为一种改进存在突破和较高气－油比的井产量的潜在方法，本文报道泡沫液态碳氢化合物形成的气造成气堵塞作用的新进展。这些泡沫在泡沫堵塞过程中具有意义，因它他们可作为低粘度、低密度表面溶剂，该溶剂允许接近气－油界面附近的深层穿透作用。当通过处理层带的储层气锥作用使油井恢复产量时，就可能产生较大径向范围泡沫障碍。     

出砂冷采稠油油藏泡沫油研究进展

稠油广泛蕴藏于加拿大、委内瑞拉、中国等国家,出砂冷采作为一种有效的稠油冷采技术,主要通过形成泡沫油而获得高产油流,因此,加强泡沫油的相关研究对该类油藏的开发至关重要。调研了中外关于出砂冷采稠油油藏泡沫油的研究现状及最新进展,从分析泡沫油油藏非常规特征入手,系统介绍了泡沫油的定义及性质,详细说明了泡沫油非常规高压物性及压力衰竭实验方法及研究内容,总结了泡沫油孔隙网络模拟及宏观数值模拟方面的研究进展。加强泡沫油流的理论研究,明确岩石流体特征、操作条件等对泡沫油流的影响,探索泡沫油油藏开发后期有效的接替技术是今后的研究重点和方向。     

Experimental investigation on rheological property of foamy oil in Venezuela

Some heavy oil reservoirs present foamy oil flow behavior under primary production, and the foamy oil viscosity and rheological property are important factors that influence the efficiency of the process. The variation of the foamy oil viscosity during the depletion process is complicated due to the generation and migration of dispersed gas bubbles within the oil phase, and still remains as a controversial topic.

?This study aims to investigate this issue by measuring the foamy oil viscosity at different pressure, temperature and flow rate with a capillary viscometer system equipped with a specially designed foamy oil generator to guarantee the generation and stable flow of gas-in-oil dispersions. Meanwhile, the dead oil and live oil viscosities were also measured for comparison.

?Based on the results from all the tests the following conclusions can be drawn. Below the bubble point pressure, the dispersed gas-bubble volume fraction and foamy oil viscosity increase with pressure decline; the viscosity of foamy oil is higher than that of live oil, and the gap between them widens with pressure decline. Moreover, foamy oil behaves as shear-thinning power-law fluid, and the shear-thinning effect becomes stronger with the decrease of pressure. The foamy oil rheology is also affected by temperature, and the shear-thinning effect becomes milder with the increase of temperature. Based on the experimental data, a formula was established for estimating foamy oil apparent viscosity within porous media, which took flow rate, shear-thinning flow parameters, permeability, porosity and other factors into consideration.     

稠油注气二次泡沫油形成机理及数值模拟

从油气形成二次泡沫油的角度出发,研究改善稠油油藏冷采后期开发效果的新方法。首先,设计泡沫油非常规注气膨胀实验,验证注气二次泡沫油形成的可行性,揭示其提高采收率机理。在此基础上,通过填砂管实验研究天然气吞吐、连续和间歇气驱过程中二次泡沫油形成过程,并建立考虑泡沫油注气特征的油藏数值模拟模型,模拟注气二次泡沫油形成机理,评价实际油藏中不同注气方式下二次泡沫油提高采收率效果。实验研究表明,注入天然气可以形成二次泡沫油,其主要的提高采收率机理为体积膨胀、粘度降低以及轻组分含量增加。天然气吞吐较衰竭开发提高采出程度7.24%,而连续与间歇气驱导致泡沫油现象减弱或消失,进而使得采出程度低于衰竭开发实验。油藏数值模拟研究表明,由于注气二次泡沫油的形成,平台12口井8轮次天然气吞吐累积产油量较衰竭开发增加14.7%。行列连续、间歇和边部气驱气窜现象严重,无法形成二次泡沫油。     

泡沫油PVT性质实验

泡沫油在不同的压力条件下存在气泡不断产生与破灭的过程,因此,其压力-体积-温度（PVT）测试方法与常规原油的PVT测试方法不同,属于非稳态测试。在不同的压力衰竭速度条件下,测试得到的泡沫油PVT物性差别较大,为了准确表征泡沫油在不同操作参数条件下的PVT性质、准确表征在实际油藏生产过程中的PVT特征,需要对泡沫油的PVT关键参数进行实验分析。笔者开展了委内瑞拉超重泡沫油PVT特性系列实验,揭示了泡沫油开采“拟泡点”特性,总结出了一套泡沫油PVT参数的非常规测试方法,实现了泡沫油在非稳态条件下的PVT物性参数的精确测量,并描述了其影响因素。     

泡沫油油藏数值模拟研究

泡沫油是一种含有大量分散性小气泡的稠油,衰竭开发泡沫油具有产量高、气油比低、地层压力下降缓慢和采收率高等特点。提出了利用数值模拟技术模拟泡沫油的关键方法,并建立了泡沫油数值模型。通过与常规溶解气驱数值模拟结果的比较以及与室内实验结果的拟合,从定性和定量2个方面证明了所建立模型的可靠性,并利用该模型进一步研究了泡沫油的驱油机理。泡沫油油藏开发过程中产生的分散气,一方面增加了原油的流动能力,当平均地层压力降低到泡点压力以下后仍然能够以初始产量生产1a以上;另一方面增加了体系的膨胀能,减缓了地层压力下降速度,地层压力从6.0MPa降低到5.1MPa的时间接近于从10.0MPa降低到6.0MPa的时间。     

泡沫油模型研究现状

引入泡沫油的概念是为了描述原油流动过程中伴随有分散气泡的现象。泡沫油现象被认为是加拿大和委内瑞拉稠油油田出现反常高产和超出预期较高采收率的主要机理。在充分调研泡沫油模型文献的基础上,对各种概念模型的特点进行了比较和总结。加拿大的一些稠油油藏在产出泡沫油的同时伴随有出砂现象,这表明地质力学作用和流体特殊性质2种因素并没有相互排斥,甚至存在两者的耦合作用。泡沫油的形成机理目前依然存在争论,如对于泡沫油的黏度目前尚未形成统一的认识,泡沫油形成过程的影响因素之间是否存在耦合等,要解决这些问题,未来应在泡沫油溶解气驱微观可视化模型和非常规PVT测试的基础上进一步探究其形成机理。     

泡沫油型超重油冷采后转SAGD开发数值模拟

泡沫油型超重油油藏原始溶解气油比高,地下可形成泡沫油流,水平井冷采初产较高,但一次衰竭开发采收率低。因此,开展了泡沫油型超重油冷采后转SAGD开发技术研究。根据研究区块油藏地质特征,建立了泡沫油冷采及热采数值模拟模型,研究了泡沫油SAGD驱油机理和开发技术政策。研究结果表明,与油砂SAGD不同,泡沫油具有流动性,泡沫油SAGD驱油机理为在注采井形成热连通之前蒸汽驱油为主、重力泄油为辅,形成热连通后蒸汽驱油为辅、重力泄油为主。泡沫油SAGD启动阶段不需要预热,注采井间垂向井距应适当增大。地层压力下降后油相中析出的溶解气附着在蒸汽腔侧面上影响蒸汽腔的横向扩展。因此,冷采转SAGD时机应尽量延后,当冷采至较低地层压力、溶解气含量大幅降低时转SAGD开发效果更好。由于区块构造具有倾角,生产井水平段井轨迹应保持水平,有利于形成合理的SAGD汽液界面;在满足技术经济条件下,缩小SAGD排距可提高采出程度。提出了提高SAGD开发效果的措施：1采用上下两口水平井冷采,有利于减少溶解气含量,提高SAGD开采效果;2对于多井SAGD,采用（交替）不平衡注汽,可促进蒸汽腔发育,提高采出程度。     

Visual Experimental Study of the Factors Affecting the Stability of Foamy Oil Flow

Abstract

Some of the heavy oil reservoirs in Canada, Venezuela, and China under solution gas drive illustrate important features: low gas–oil ratio, high production rates, and very high ultimate oil recovery. It is generally believed that the foamy oil flow is one of the important mechanisms contributing to these unusual performances. A series of two-dimensional etched glass micromodel experiments was carried out to gain an insight into the processes involved in foamy oil flow. In these experiments, the bubble nucleation, migration, coalescence, breakup, and ultimate generation of a continuous gas phase can be observed continuously. On the basis of the experimental analysis, there are two bubble-point pressures in the foamy oil: One is the true bubble-point pressure, and the other is the pseudo-bubble-point pressure. The greater the difference between these two bubble-point pressures, the more stable the foamy oil flow is and the greater the contribution to oil recovery from the foamy oil drive mechanism is. The visualization experimental results show that there are many factors affecting the stability of the foamy oil, including pressure depletion rate, crude oil viscosity, temperature, dissolved gas–oil ratio, etc.     

泡沫油国内外研究进展

在加拿大、委内瑞拉以及中国的一些稠油油藏溶解气驱过程中,表现出了异常的开发动态:低的生产气油比、高的采油速度和高于预期的一次采收率。"泡沫油"被认为是这种异常生产动态的原因之一,油相连续的含有大量气泡的原油称为泡沫油。在参考大量相关文献的基础上,总结了国内外在泡沫油定义、性质、形成过程、影响因素以及机理研究等方面的进展,其中重点研究了过饱和度、临界气相饱和度、原油黏度、压力衰竭速度和溶解气油比对泡沫油特性的影响,进一步分析了一些解释泡沫油机理的数学模型,指出了各自的优缺点以及存在的问题,并对稠油冷采泡沫油今后的研究方向提出了一些建议。