新疆C油田注空气提高采收率可行性研究

空气驱是一种新型的提高采收率技术,其独特的低温氧化反应能够在地层中放热活化原油。本文针对新疆C油田原油开展了低温氧化实验和绝热氧化实验,通过分析氧化后油气组分来研究压力对低温氧化和绝热氧化反应的影响,揭示原油氧化反应机理,同时利用长岩心空气驱物理模拟实验对比分析了空气驱和水驱后空气驱复合驱对驱油效率的影响规律。研究结果表明,氧化压力增大可有效改善原油低温氧化进程,增强原油氧化活性,原油耗氧能力增强,氧加成反应也更明显,原油中质和重质组分增加。原油绝热氧化积聚的热效应能显著提高原油氧化效果,导致原油耗氧量增加,脱羧反应生成CO和CO2量也显著增加,高压条件下CO和CO2的生成量增加53.6 %,各组分变化更为明显。空气驱过程中,空气与原油反应,在烟道气驱、混相驱和原油膨胀等多重机理作用下,长岩心驱油效率可达40.17 %。与空气驱相比,水驱后空气驱复合驱驱油效率更高,当注入压力为36 MPa时,复合驱驱油效率为51.44 %。     

低渗稠油油藏蒸汽-CO2-化学剂复合吞吐研究

叙利亚O油田SH-B油藏为典型的低渗孔隙型块状碳酸盐岩稠油油藏,因埋藏深、渗透率低、原油黏度大等特点,注气困难,注气质量差,蒸汽吞吐开采效果差.通过室内实验和数值模拟研究了注蒸汽-CO2-化学剂复合吞吐的效果,结果表明,CO2伴注具有增溶、膨胀、降黏、改善储层渗透性等功能;高温驱油剂(BM02#)在质量分数为0.3％时即可有效降低界面张力、改变岩石润湿性、降低注气汽压力、廷缓蒸汽突破时间、扩大蒸汽波及体积的作用,提高驱替效率10％;油溶剂(OSVR)质量分数为5％时降黏率可达78.3％,且能有效降低注气启动压力以及注气压力,驱替效率提高16％.热化学复合蒸汽吞吐较之纯蒸汽吞吐,第一周期产油量提高49.4％,最终驱替效率提高25.7％,可有效改善油藏开发效果,提高采收率.     

陈373块薄层稠油油藏N2和CO2补充地层能量可行性研究

为探索N2、CO2对稠油物性参数的影响规律,采用室内实验与数值模拟相结合的方法。实验测定注入N2、CO2后地层条件下稠油体积膨胀系数、黏度、溶解系数等物性参数,并利用CMG油藏数值模拟软件进行CO2、N2补充地层能量的数值模拟研究。研究结果表明,在一定的温度和所测压力范围内,CO2和N2在陈373块稠油中的溶解度、体积膨胀系数均随压力的升高而升高,且CO2的溶解性能、膨胀幅度均优于N2;随压力的增大,溶解气体后原油黏度呈下降趋势,且CO2的降黏效果优于N2;在油藏压力12 MPa下,N2的溶解可使原油的黏度下降23.58%,CO2溶解可使原油黏度下降74.96%。注CO2吞吐、N2吞吐和蒸汽吞吐的平均周期产油量由高到低依次为788.5 t、419.9 t和266.7 t,因此CO2吞吐的周期产油效果最高;从保持地层能量来看,在同一井筒范围(20 m)CO2的吞吐的油藏压力降幅最小,对补充地层能量的效果最好;从经济效益来看,N2吞吐的经济效果最高、CO2吞吐次之,蒸汽吞吐已无经济效益。     

热自生CO_2吞吐中技术研究及其应用

针对稠油油藏难开采、蒸汽吞吐效果差等一系列问题,提出了一种热自生CO_2吞吐技术,该技术结合了蒸汽吞吐和气驱技术等多种方法,改善稠油油藏蒸汽吞吐效果,其主要机理是利用蒸汽加热生气剂,在地层中产生大量的气体(CO_2、NH_3等),部分气体作用于原油,降低原油黏度;部分气体与原油发生反应极易形成混相驱,降低油水界面张力,从而达到提高采收率的目的。通过对优选出生气剂溶液反应前后比较可知,反应后溶液比反应前溶液的碱性增强(pH值8.26→9.71~10.02),有助于降低原油黏度、降低油水界面张力等。研究表明,热自生CO_2吞吐技术可实现最大,降黏率达到76.7%,油水界面张力降低了54.77%,在蒸汽吞吐的基础上可进一步提高原油采收率,仅第5轮次最高可提高4.18%,充分体现了该技术的优势。现场试验分析表明,平均单周期投入产出比高达1.0:3.2,该技术在较大幅度提高原油产量下,具有较好的经济效益,为高效开发稠油提供了强有力的技术支持。     

致密砂岩油藏CO2驱油提高采收率机理

为研究致密砂岩油藏CO_2驱油提高采收率机理,设计室内CO_2溶解性测试实验、黏度测试实验、高压PVT(压力-体积-温度)实验,并结合致密油CO_2驱现场试验数据,分析了CO_2在油水中的溶解与扩散性能和注CO_2后原油性质变化规律。得出以下结论:CO_2在水和油中的传质扩散系数和平衡溶解度都随压力增大呈线性增加。在油水两相共存情况下,CO_2的有效传质扩散系数降低96%。注CO_2后原油黏度大幅度降低,流动性明显增强。随着CO_2注入体积分数增加,原油密度降低,泡点压力增大,CO_2在原油中的溶解度上升,重质组分沉淀量也随之增加。同一体积分数下,随着CO_2注入压力升高,原油黏度降低、密度降低、重质组分沉淀量增加。实验结果可以为致密砂岩油藏CO_2驱油提供指导。     

稠油油藏N_2、CO_2辅助蒸汽吞吐开采效果实验研究

蒸汽吞吐是稠油油藏开发最有效的手段之一。而N2和CO_2辅助吞吐与蒸汽吞吐相比具有明显的提高采收率的效果。在相同注入体积下,注蒸汽、CO_2和N2复合吞吐较单纯注蒸汽吞吐的产量增加500,m L以上。因此,蒸汽、CO_2和N2辅助吞吐开采对于稠油油藏开发具有重要的指导意义。     

强水敏稠油油藏CO2吞吐技术研究

郑408块为典型的强水敏稠油油藏,由于储层能量不足和水敏性强,采用天然能量开发、注防膨水开发和蒸汽吞吐开发效果较差。通过室内实验研究了CO2在郑408原油中的溶解作用,认识了CO2吞吐回采阶段渗流特征,基于数值模拟方法优化得到了郑408块CO2吞吐开发方案。研究表明,CO2溶于稠油后,可使稠油的体积大幅度膨胀,原油黏度将大大降低;CO2吞吐回采阶段,由于稠油黏度较高,CO2在原油中析出后以小气泡形式分散在原油中,形成"泡沫油"渗流状态,"泡沫油"可以提高稠油的流动能力,增加原油的弹性能量,降低地层压力下降速度;数值模拟结果表明,郑408块CO2吞吐周期注入量优化值为100 t,注气速度优化值为50 t/d。     

注氮气改善稠油蒸汽吞吐后期开采效果

蒸汽吞吐后期随着地层能量枯竭和井筒周围含油饱和度减少,周期含水升高,油气比下降,开采效益变差。注氮气是改善稠油蒸汽吞吐后期开采效果的有效途径,其主要增产机理是增加蒸汽波及体积,补充驱动能量,进一步降低残余油饱和度和提高回采水率。模拟研究表明,在吞吐后期宜采取先注氮气、后注蒸汽的注入方式,并且存在一个优化的周期注氮量。     

轻质油藏注空气过程中原油低温氧化反应的O2-CO2转换率

根据注空气过程中原油低温氧化反应机理和实验结果,分析氧气消耗率和CO2转换率及其影响因素。根据不同条件下原油低温氧化实验和高温氧化实验,计算分析了不同反应条件下的CO2转换率。实验结果表明,原油的低温氧化活性和CO2转化率主要受原油种类、反应温度、气体压力和砂的影响。温度和压力越高,反应速率越快,氧气消耗越完全,CO2转换率越大;加入砂后,反应速率加快,氧气消耗量增多,CO2转换率增高。与高温氧化相比,低温氧化的CO2转换率低于65%,通常在20%~50%范围内。     

注氮气辅助蒸汽吞吐工艺增油效果影响因素研究

以稠油油藏储层研究为基础,开展了油层有效厚度、垂向渗透率和水平渗透率的比值、原油黏度、剩余饱和度等参数对注氮气辅助蒸汽吞吐技术增油效果影响研究。研究表明当油层有效厚度大于15 m时,能最大限度地发挥氮气的增油效果,选择实施注氮气辅助蒸汽吞吐的油井油层有效厚度应大于15 m。当渗透率比值(kv/kh)为1时,注氮气增油量最大。在有隔夹层存在时,垂向渗透率对氮气辅助蒸汽吞吐的开采效果影响不严重。注氮气辅助蒸汽吞吐工艺,对50℃原油黏度小于5 000 mPa.s的稠油油藏有较好的作用。适宜注氮气的剩余油区间为剩余油饱和度在0.55-0.625,对应的周期数为3到7周期。最佳的注氮气的剩余油区间为0.625-0.6时,对应的周期数为第3或第4周期。     

提高注汽干度对稠油热采效果的改善

江37区块的原油在油层温度下的粘度为18600.0mPa.s,属于典型的稠油。由于原油粘度高,通常采用蒸汽吞吐的方式开采原油,其原理是通过蒸汽加热原油来降低其降粘,增加其流动性,从而从油层中开采出来。本文主要通过几口井的几轮蒸汽吞吐效果对比,来分析注入蒸汽的干度对稠油热采的影响。     

原油粘度对浅薄层超稠油油藏水平井开发效果的影响研究

原油黏度是影响浅薄层超稠油油藏水平井开发效果的主控因素之一,为了剖析原油黏度对该类油藏水平井开发效果的影响规律,以QX+Y油藏为基础,分析了原油黏度分布特征和差异,并依据原油黏度区域分布特点,平面分单元,纵向分层系,对黏度区域进行了划分,采用油藏工程和数值模拟方法综合研究了不同黏度区域的开发特征,研究了原油黏度对水平井蒸汽吞吐开发规律的影响,以及原油黏度对超稠油油藏开发的影响机理,为水平井措施挖潜、提高油藏最终采收率提供决策依据。通过综合采用多种工艺措施能降低高原油黏度对水平井蒸汽吞吐效果的负面影响,有效地改善该类油藏水平井的开发效果。     

水平井在薄层稠油油藏中的应用

江37稠油试验区作为采油九厂第一个稠油开发试验区,其原油在油层温度下的粘度为18600.0mPa.s,属于典型的稠油。由于原油粘度高,通常采用蒸汽吞吐的方式开采原油。由于区块地质储量低,油层厚度薄,直井开采效果较差。为改善开发效果,试验区开展了水平井蒸汽吞吐试验,取得了较好的试验效果。     

原油黏度对浅薄层超稠油油藏水平井开发效果的影响研究

原油黏度是影响浅薄层超稠油油藏水平井开发效果的主控因素之一,为了剖析原油黏度对该类油藏水平井开发效果的影响规律,以QX+Y油藏为基础,分析了原油黏度分布特征和差异,并依据原油黏度区域分布特点,平面分单元,纵向分层系,对黏度区域进行了划分,采用油藏工程和数值模拟方法综合研究了不同黏度区域的开发特征,研究了原油黏度对水平井蒸汽吞吐开发规律的影响,以及原油黏度对超稠油油藏开发的影响机理,为水平井措施挖潜、提高油藏最终采收率提供决策依据。通过综合采用多种工艺措施能降低高原油黏度对水平井蒸汽吞吐效果的负面影响,有效地改善该类油藏水平井的开发效果。     

CO2混相调节剂驱油机理室内研究

为了深入了解混相调节剂降低CO_2/原油最小混相压力的作用,测试CO_2混相调节剂降低最小混相压力的机理,开展了室内实验,并深入研究调节剂的效果。实验结果表明,混相调节剂可以降低CO_2/原油表面张力、促进CO_2抽提原油轻质组分效果、增加CO_2在原油中溶解度、降低原油黏度的作用;其中,主要的机理为降低表面张力和提高抽提轻质组分效果;当原油中调节剂质量浓度达0.3%以上,气液表面张力消失,达到混相;加入调节剂后,采出端气体突破时,CO_2萃取、抽提轻质烃体积百分数增加14倍以上。调节剂作用机理研究,深入了对调节剂改善CO_2驱油效果的认识,并对进一步筛选和研发新型调节剂具有指导意义。     

明15块空气泡沫驱低温氧化反应动力学模型及影响因素分析

基于室内空气原油静态氧化实验,在理论分析的基础上,确立了低温氧化反应动力学方程。基于简化的Arrhenius方程,确定了氧化反应的活化能、反应速率和反应焓,从而建立了低温氧化反应动力学模型。依据建立的氧化反应动力学模型,结合中原油田明15块油藏基本参数和先导实验数据,通过数值模拟的方法分析了油藏低温氧化反应特征、原油性能及工艺参数等对空气泡沫驱提高采收率效果的影响规律。     

稠油火驱低温氧化原油与尾气变化规律

为了深入认识稠油火驱开发低温氧化阶段的原油与尾气变化特征,利用反应釜开展了不同温度条件下的低温氧化实验,进行了原油物性、族组分、官能团、色谱指纹、同位素以及尾气组分等方面的研究.研究表明:①稠油在火驱低温氧化阶段以加氧反应为主,并伴随少量的裂解反应;②稠油在200℃以下低温氧化阶段原油物性变差,在200℃时黏度、密度达到最大值,之后随着温度升高又逐渐降低,这主要受原油中非烃、沥青质以及氧元素含量影响;③由于裂解程度低,原油与族组分的碳同位素没有发生明显的同位素分馏现象;④尾气数据表明稠油火驱低温氧化过程中生成了醛、酮、醇或羧酸等含氧化合物.该研究探索了稠油火驱低温氧化过程中原油与尾气的变化规律,并计算出了不同温度下稠油低温氧化反应方程.     

用物理化学辅助蒸汽吞吐技术改善超稠油开采效果

针对乐安油田超稠油区原油粘度大,注汽困难的开采特点,从超稠油渗流特征研究着手,采用物理化学辅助蒸汽吞吐技术提高该地区原油采收率,比较了采取不同强化注汽措施前后,采油情况的变化开展了以降粘剂、助排剂、声波助注器为主的物理化学辅助蒸汽吞吐的现场试验,见到了明显的增油效果,通过施使物理化学复合工艺,一般可提高油汽比０．１ ～０．５,并延长生产周期,增加采油量．     

新疆油田低渗透区块空气驱实验研究

低渗透油藏由于地层能量衰竭较快且注水困难,一次及二次采收率较低,故考虑采用注空气技术来维持地层压力、提高采收率.相对于其他气驱技术,空气驱具有来源广、成本低的显著优势.通过对C-9井区原油低温氧化实验及空气驱实验,研究了目标区块原油的低温氧化特性及油藏条件下的空气驱提高原油采收率幅度.主要从注空气安全和提高采收率潜力方面评价了空气驱低温氧化工艺的可行性.实验结果表明,在相对低温条件下C-9区块原油可以有效消耗氧气,即使氧化速率缓慢,但是考虑空气在油藏中滞留时间及氧化反应的热效率,仍可以保证注气安全,空气驱二次采油可以得到较高的采收率,但是对于剩余油饱和度低的三次采油,空气驱提高采收率的幅度相对较低.     

海上油田蒸汽吞吐化学增效技术研究

在海上油田蒸汽吞吐技术的探索与实践过程中,由于部分稠油油田的地质油藏特性、钻完井方式、平台空间及操作成本等因素的制约,导致海上油田蒸汽吞吐的应用难度高于陆上油田。蒸汽吞吐化学增效技术通过在传统蒸汽吞吐注入流体的基础上添加化学增效复合药剂的方式,能够在热采效果的基础上,扩大波及体积、提高热采洗油效率以及降低原油黏度,从而改善稠油油田的蒸汽吞吐开发效果。从化学增效机理、室内物理模拟以及渤海某油田数值模拟实例的角度,探讨并评价了该技术的提高采收率效果和经济性。基于渤海油田某区块矿场试验方案数值模拟计算结果显示,经过7个周期热采化学增效剂吞吐,在常规热采基础上增油幅度达16%,投入产出比达1∶6.3(油价按40美元/桶计)。该技术成果为深入开展海上油田热采技术开发奠定了基础,并为海上稠油高效开发提供了新的思路和方法。