轻质和重质原油氧化特性及其动力学

通过热重/微商热重-差热联用分析手段(TG/DTG-DTA)对比分析了一种轻质油和一种重质油的氧化特性和氧化动力学参数。实验结果表明:重质油和轻质油在常压空气流条件下的氧化反应都可以观察到3个明显的反应区间,分别为低温氧化反应(LTO),燃料沉积(FD)和高温氧化反应(HTO)。DTA曲线显示重质油在低温氧化(LTO)和高温氧化(HTO)反应区间的放热峰热流量均高于轻质油,且在高温氧化反应阶段(HTO)更明显。对比分析TG和DTG曲线发现,重质油开始发生快速热重损失及出现最高质量损失速率的温度均高于轻质油。采用Arrhenius方法和Ingraham-Marrier(I-M)方法计算的重质油的氧化反应活化能(LTO,26.19—26.45 kJ/mol和HTO,150.45—157.11 kJ/mol)均高于轻质油的活化能(LTO,12.33—13.75 kJ/mol和HTO,107.31—122.31 kJ/mol),表明轻质油更容易和氧气发生氧化反应。这表明,相比稠油油藏注空气,轻质油藏注空气技术更容易实现较好的驱油效果。     

厚层块状低渗油藏高压注空气驱油机理探讨

为了进一步深化认识高压注空气驱油机理,针对试验区块,通过室内实验与数值模拟相结合,开展深入研究。轻质油藏注空气不同于稠油油藏,氧化反应区滞后于气驱前缘,高温氧化热力驱油对采收率的贡献相对较小,且这部分贡献要在较高的注气量下才有所呈现,而较大注气速度容易造成气窜,使反应区难以稳定。初步的驱替实验表明,采用低注入速率的重力稳定驱替,可有效提高采收率。因此,这种厚层块状低渗油藏更适合于顶部注气的低温氧化重力稳定驱替。     

基于低渗透油田的空气泡沫驱提高采收率二次采油新途径研究

空气泡沫驱油综合了泡沫驱油和空气驱油的双重优势,是一项十分具有创造性的提高采收率的新方法,它不仅具有调剖和驱油的双重功能,而目’还克服了空气驱气窜的缺点。通过理论和实验研究,对空气和泡沫的驱油机理进行了阐述。通过室内实验,主要对原油静态氧化、空气泡沫封堵能力及影响因素、空气泡沫驱油效果及影响因素和孤东七区中、七区西两个区块是否能实施空气泡沫驱提高采收率技术的可行性进行了研究。实验结果表明：通过原油静态氧化反应速率实验,发现所用油样有较好的氧化性能。温度、压力越高,原油氧化速率越快,消耗的氧气和产生的二氧化碳越多;空气泡沫体系封堵能力与气液比、岩心渗透率、泡沫注入方式、残余聚合物等因素有关。     

空气驱油实验研究

轻质油油藏注空气驱油不但具有注气作用,而且还具有氧气产生的其它效果。本文针对胜利渤南油田罗36块油样,采用大型填砂管模型,开展了90℃条件下注空气驱油提高采收率实验研究,重点讨论了驱油过程中注入孔隙倍数、注入速率和倾角对驱油效率的影响。实验结果表明,由于空气-泡沫对储层的封堵作用,能大幅提高水驱效果;气驱突破时间在一定程度上受注气倾角的影响,最终影响驱油效率。通过以上驱油实验研究,为注空气驱油方案的设计、油藏数值模拟研究、开发方案优化等提供了必要的依据,为油田先导试验的实施奠定了基础。     

轻质油藏空气驱低温氧化数值模拟研究

通过注空气的室内实验和数值模拟方法研究油层温度场分布特征、含氧剖面、原油性质变化、产出气体组成、采收率等进一步分析低渗油藏注空气驱油机理。研究表明:低温氧化过程热效应相当明显,形成稳定的高温剖面,最高温度达到460℃;氧气被逐渐消耗,氧气浓度由21%逐渐降到0,含氧剖面由注入井逐渐向生产井推进;产生的N2、CO2和CO含量高达97%,气体突破前原油中重质组分和中间组分的含量逐渐减少,轻质组分的含量逐渐增加,部分原油轻质组分被气体所抽提,表现出烟道气驱的特征;当注入1.8PV空气时,采收率可达到47.23%,再进行注空气,增产效果已不明显,可以考虑气水交替或空气泡沫驱油。     

理829井区注空气原油氧化速率影响因素的研究

针对子北油藏理829井区在2016年以后由于层内、层间和油层组渗透率非均质性强,孔隙类型差异明显,导致注水开发后期含水率高,产油量不断下降,总体开发效果差的问题,开展了空气泡沫驱。而空气泡沫驱具有与原油发生低温氧化,减小油水界面张力,堵水堵气,扩大泡沫波及体积从而改善开发效果的作用。为了深入研究理829区块原油与空气的氧化速率与不同介质、温度及压力等因素的关系,开展注空气原油氧化实验。实验表明随着温度和压力的升高,反应物活性明显增强,该区块的原油与空气氧化速率加快;随着反应时间延长,原油氧化速率先急剧增大后缓慢减小。在300m×150m反九点井网试验区块中经历前期注水开发和后期空气泡沫调剖堵水,综合含水率下降,增油效果明显,油井产量稳定,累积增油197 t。该研究结果表明该井区注水开发后期采取空气泡沫调驱方式具有可行性,可为同类油田现场提供数据和理论上的支持。     

高压注空气技术需开展室内实验研究

实施高压注空气技术前期室内实验研究尤为重要,本文将高压注空气技术必须要开展的室内实验研究进行了系统总结,按照氧化燃烧静态实验、氧化燃烧动态实验、氧化燃烧特性实验、注空气驱油实验等四大类,分别介绍各项实验的研究目的及主要研究内容,使各项实验更加系统化、层次化,实验目的也更加明确。     

添加Al_2O_3和ZrO_2的Si_3N_4陶瓷的氧化行为以及氧化对强度的影响

研究了添加Al_2O_3和ZrO_2的Si_3N_4陶瓷材料的氧化行为,同时探讨了氧化对陶瓷材料室温强度和高温强度的影响。实验结果表明,Si_3N_4陶瓷材料在空气中的氧化行为服从抛物线规律。另外、Si_3N_4陶瓷材料在1200℃的空气中氧化后其室温强度随着氧化时间的增加呈现先增加后下降的趋势,其中在1200℃的空气中氧化50h后其室温强度提高了8％。当在1300℃的空气中氧化后其高温强度随着氧化的进行有较明显的增加,其中在1300℃的空气中氧化75h后其高温强度提高了15％。     

注气流量对火驱采油岩心燃烧特征的影响

利用火驱一维燃烧管模拟装置进行火驱干式向前燃烧工艺模拟实验,研究注气流量对火驱采油岩心燃烧特征的影响,考察不同空气流量下燃烧管温度分布、燃烧距离、燃烧持续时间、产出液体等参数研究空气流量对火烧油层的影响。结果表明,空气流量与燃烧前缘推进速度、原油消耗量成正相关关系;适当增大空气流量可提高产出油的饱和烃含量;当空气流量达到3.0L·min-1时,产出油的饱和烃含量开始减少;空气流量低于1.5L·min-1时,油层不能稳定燃烧。     

节能减排的空气采油技术

针对大庆实际油藏条件进行注空气低温氧化过程模拟研究,结果表明主要消耗了空气中的氧气,产生的少量CO_2和CO与大量N_2将形成烟道气驱油;原油氧化过程组分的变化,对原油流动性能并未产生不利影响;氧化过程放热升温加热油藏温度降低原油黏度更有利于原油流动,达到空气采油及节省水资源减少污水排放目的.     

国内轻质油藏注空气、空气泡沫提高采收率效果分析

在重点调研国内油田空气、空气泡沫驱的基础上,论述了注空气、空气泡沫低温氧化技术的原理,对我国油田开展注空气、空气泡沫驱技术的实际效果以及潜力进行了的分析,认为注空气低温氧化工艺技术安全可控,不但可以解决我国储量丰富的低渗透油藏所面临的开发难题,而且可以进一步提高水驱、聚合物驱后油藏的采收率。随着技术进步,注空气低温氧化技术是我国乃至全世界注气提高采收率技术发展的必然趋势。并通过对现场应用情况分析,给出了对轻质油藏注空气、空气泡沫提高采收率的一些建议。     

高温高盐油藏聚合物纳米微球调驱研究

华北油田赵86油藏断块为一个高温高盐断块油藏,油藏内油水井之间的水淹水窜现象严重,常规的调驱手段存在有效期短和效果差的缺点,深部调驱作用有限,液流改向效果不理想,难以有效提高油藏的最终采收率。近年来,纳米微球深部调驱技术以其良好的调驱效果,逐渐在国内应用并发展起来。纳米微球在地面成胶,可降低矿化度、地层温度、地层剪切等环境因素对体系的影响。纳米微球初始尺寸小、粘度低、注入工艺简单、膨胀时间可控、可实现逐级封堵,在中、低渗透油田适应性强。     

低渗透油藏泡沫驱油机理及应用现状研究

低渗透油气藏在世界范围内分布范围广,储量大,在新探明储量中占得比例越来越大,是全球油气资源增产的主要来源,合理高效的开发低渗透油藏中的油气资源,是未来面临的主要问题。泡沫驱油作为继水驱、气驱之后新的驱油方式,结合了气体和泡沫的优点,以独特的优势越来越得到人们的重视,是低渗透油藏提高采收率的又一个重要途径。分析了泡沫驱相对于其他驱油方式的优势,概述了泡沫驱油的驱油机理,简要分析了空气泡沫驱、氮气泡沫驱各自特点,对泡沫驱油在国内外油田的应用现状做了介绍。对泡沫驱油存在的问题做了阐述,并提出了泡沫驱油的发展方向。     

注空气过程中原油相行为及其影响分析

以中原油田明15块地层原油为例,基于室内空气原油PVT实验,建立了空气原油PVT模型,分析了空气注入对原油相行为的影响。并根据室内空气原油氧化实验结果,分析了空气与原油发生氧化反应后气体产物在原油中的溶解对原油相行为的影响。结果表明,在明15原始地层温度和压力下,地层原油能溶解其自身体积9.4%(v/v)的空气量,并且这些溶解了的空气对地层恢复能量的贡献为溶解气总体积的38.6%。氧化反应产物气体较之纯空气在原油中有更好的溶解度,但增溶幅度较小(增加1.4%)。氧化反应气体产物在原油中的溶解可使原油膨胀3.6%,膨胀能力有限。     

氮气、水交替非混相驱油机理及室内试验研究

从氮气的物理性质出发,研究氮气、水交替非混相驱油机理;然后从实验出发,对氮气、水交替非混相驱油驱替机理、驱替效率、饱和度分布、压力分布以及油田含水率变化过程等问题进行了实验研究;结果表明,氮气、水交注驱油效率明显高于纯水驱驱油效率,不同的驱替方式对最终驱油效率影响很大。     

裂缝性低渗透碳酸盐岩脉冲注水实验研究

在裂缝性低渗透碳酸盐岩油藏,毛管自吸作用使润湿相进入喉道将原油从多孔基质岩块驱至裂缝,在油田开发中,采用脉冲注水方式和合理的开发参数能够有效的利用渗吸作用来改善该类油藏的水驱开发效果,有助于提高石油的采收率。本文通过大量的室内实验研究,分析碳酸盐岩岩芯自然渗吸规律和脉冲注水对注水驱油效果的影响,研究合理的注水参数。川中碳酸盐岩油藏基岩物性差,自然渗吸驱油效率低;脉冲注水比自然渗吸可提高驱油效率0．608～8．916个百分点,提高幅度与脉冲注水压力、注水周期和脉冲次数有关。研究成果对该类油藏合理注水开发方式具有参考作用。     

低渗透油藏CO_2驱油效果评价

针对低渗透油藏水驱采收率低,注水困难的特征,通过分析具体油藏的地质、储层及原油物性和最小混相压力等条件,确定了该油藏满足进行CO_2混相驱的要求。使用数值模拟软件Eclipse对该油藏进行模拟,对比连续注水、连续注气和周期注气三种开发方式,发现周期注气开发效果最好。当注停时间比为2:1时采出程度最高,分析其原因为注停时间比为2:1时,低渗透油藏能量的传播使地层压力重新均匀分布。对比不同CO_2驱替压力,发现当驱替压力在CO_2最小混相压力附近时采出程度最高,驱替压力大于最小混相压力,随着压力增大,采出程度越低,分析原因为储层发生堵塞现象。     

大庆某低渗轻质油藏注空气低温氧化反应动力学研究

轻质油藏注空气提高采收率的机理之一是在油藏中发生低温氧化反应,低温氧化反应进行的程度将对油藏注空气开发的可行性产生决定性的影响。通过在RUSKA2370-601PVT筒中进行的大庆某低渗油田原油与空气恒温恒压氧化反应实验数据,获得轻质油藏注空气低温氧化反应动力学参数为:原油氧化反应为零级反应;21 MPa,87℃时氧化反应的速度常数KO2为1.2255×10-4mol/(mL.h),21 MPa,127℃时氧化反应的速度常数KO2为7.0101×10-4mol/(mL.h),原油样品的阿仑尼乌斯活化能Ea为52.1 kJ/mol。     

有效驱替理论在低渗透油藏中的应用分析

在低渗透油藏,注水井附近地层具有较高的注水压差,因而也具有较高的视渗透率。在生产井附近地层同样也具有较高的生产压差,和较高的视渗透率,可称为易流动半径。但是在低渗透储层中,易流动半径很小。而注采井问有很长的压力平缓段,压力梯度低,视渗透率也低,渗流能力很低,称为不易流动带,是影响低渗透油藏有效开发的主要因素。减小注采井距,在相同的压差下压力平缓段减小,压力梯度增大,视渗透率也有较大提高。在较高的压力梯度和较高视渗透率的双重作用下,渗流量会有较大的提高,水驱效果得到改善。为此,对低渗透油田适当减小注采井距,可以建立较大的驱替压力梯度和有效的驱油效果,能改善注水状况和采油状况,提高采油速度和最终采收率。     

辛基酚聚氧乙烯醚烷基磺酸钠溶液的性能研究

对非离子-阴离子型表面活性剂辛基酚聚氧乙烯醚(10)烷基磺酸钠(OPS-10)的溶液性能进行了研究。用表面张力法测定OPS-10的CMC为65 mg/L;在85℃、无机盐离子浓度90 000 mg/L的水溶液中,OPS-10表现出了良好的抗温抗盐性;动态界面张力研究显示,OPS-10降低油-水动态界面张力的曲线呈"L"型,平衡值达到10-2数量级;室内驱替实验表明,对于特低渗透率的岩心,OPS-10可以在水驱的基础上提高驱油效率2.89%,优于十二烷基苯磺酸钠的驱替效果。基于在上述方面表现的良好性能,OPS-10可以作为驱油剂或助剂进行高矿化度水和高温油藏的驱油实验研究和应用。