页岩油注空气提高采收率在线物理模拟方法

为探索页岩油注空气驱油机理,建立了基于CT扫描和核磁共振技术的页岩油注空气提高采收率在线物理模拟方法,研究了不同衰竭压力下页岩油空气驱开发效果、不同大小孔喉微观动用特征和页岩油空气驱采油机制,分析了空气含氧量、渗透率、注入压力、裂缝对页岩注空气驱油效果和不同大小孔隙原油采出量的影响。研究表明,页岩储集层衰竭开采后注入空气可大幅提高页岩油采收率,但不同注入时机下驱油效率和不同级别孔喉动用程度存在一定差异。空气含氧量越高,低温氧化作用越强,不同大小孔隙动用程度越高,采收率越大。渗透率越高,孔喉连通性越好,流体流动能力越强,采收率越高。注入压力升高,孔喉动用下限减小,但易产生气窜现象导致突破提前,采收率先增大后减小。裂缝能加大气体与原油的接触面积,通过基质向裂缝供油提高空气波及系数和基质泄油面积,在合理生产压差下,注空气前进行适当的压裂改造有助于提高空气驱效果。     

低渗透油藏注空气提高采收率物理模拟实验

为了确定轻质油藏注空气提高原油采收率技术在海塔油田贝中次凹区块应用的可行性,根据注空气的主要技术原理,设计了水驱和空气驱驱油效率对比实验、细长管空气驱低温氧化实验、燃烧管空气驱高温氧化实验和产出气体溶胀实验.研究表明:海塔油田空气驱比水驱驱油效率高22.19％;注空气后油藏中可以发生低温氧化反应,且氧化随温度升高加速进...     

特低渗透油藏注空气细管试验研究

以大庆油田某区块特低渗透油藏为例,通过开展地层原油注空气细管驱替试验,在不同压力、不同温度条件下对气油比、采收率以及地层原油与空气低温氧化产出油气流体组分含量进行测定,获得了驱油效率、气油比与空气注入孔隙体积倍数以及驱油效率与驱替压力的关系曲线,研究了空气驱地层原油的混相特征与驱替效果。试验结果表明,地层原油注空气难以达到混相。氧化升温后原油的流动性变好,采收率上升较明显。     

低渗透油藏注空气开发驱油机理

采用物理模拟和数值模拟相结合的方法,系统研究了低渗油藏注空气开发的驱油机理,在此基础上应用实际低渗油藏模型研究了空气驱的开发效果。研究表明,低渗油藏吸气能力远大于吸水能力,注空气比注水更容易建立起有效的压力驱替系统,起到有效补充或维持油层压力的作用。空气中的氧气与原油发生低温氧化反应,消耗掉氧气形成氮气驱,同时产生大量热量和二氧化碳,部分油藏温度升高到200℃左右。氮气驱对空气驱总采收率的贡献为69%,温度升高和二氧化碳对采收率的贡献分别为26.7%、4.3%。应用实际低渗油藏模型研究了空气驱、氮气驱和水驱的采收率,空气驱30 a的采收率达到了21.5%,较水驱30 a年采收率10.6%提高了1倍,开发效果得到明显改善。空气驱是低渗油藏改善开发效果、提高采收率的有效方式。图11表2参13     

轻质油藏注空气提高采收率的影响因素研究

针对WX轻质油藏,采用数值模拟和物理模拟方法进行了轻质油藏注空气、天然气动态驱油实验,结果表明,较高的油藏温度、压力及较低的注入压差有利于注入空气与原油发生氧化反应,提高轻质油藏注入空气的采油效果。由于原油的低温氧化效应,以及气体对原油中轻质组分的抽提作用增强了空气驱的驱油能力,空气驱提高采收率幅度与天然气驱基本相当。综合提高采收率成本和经济效益等因素,注空气驱技术有助于提高WX轻质油藏的开发效果。     

渗透率及压力对低渗油藏CO2驱油效率的影响

注CO2开发油气田是一种有效提高油气采收率的技术手段,但由于CO2区油成本较高,分析储层是否适合注CO2,其驱油方式的可行性研究至关重要。地层渗透率和压力保持水平对CO2驱油效率影响较大,因此,通过室内长岩心物理模拟实验,研究了在不同渗透率和压力保持水平条件下CO2驱油效率、驱替压差及气体突破时机的变化情况。结果表明：驱替过程中驱替压差随渗透率的降低而增大,驱油效率和气体突破时间也都随渗透率降低而增大;随压力保持水平升高,CO2突破时间越长,驱油效率也越高。     

高压长氧化管动态模拟试验研究

用饱和胡状12块原油的高压长氧化填砂管模型,研究了70℃、90℃、110℃和20MPa、23MPa、26MPa、30MPa条件下,注空气的氧气消耗速度和空气驱效率。试验结果表明在同一压力下,随温度升高氧气消耗速率增大;在同一温度下,随压力升高,氧气消耗速率增大;110℃、26MPa时氧气消耗速率最大。在同一注入压力下,随温度升高驱油效率增大,在气体突破前驱油效率增加幅度较大,突破后驱油效率增加幅度减小;在同一温度下,注入压力与注入压差的比值越大,驱油效率越高(在较低温70℃、90℃时该变化规律较明显)。     

天然气驱油提高采收率试验

注天然气驱油提高采收率是三次采油的主攻方向，中国石化中原油田工程建设总公司尝试注天然气驱油在国内油田尚属首例。该公司把文南油区深层低渗油藏作为先导试验区，选定3口注气试验井进行气驱研究，投资3000多万元，在河南濮阳县中原油田文88块进行注天然气开发先导试验，也是中国石化重点科技攻关项目。     

中原油田“天然气驱”主导三次采油技术

国内首次注天然气驱油技术日前在河南中原油田试验成功，7月份正式进入生产阶段，天然气驱较水驱可提高采收率10％以上。据介绍，以油藏类型多、埋藏深、构造复杂称的河南中原油田，目前有1／3以上的地质储量为低渗、特低渗透油藏，对这部分储量，目前的注水工艺技术不能满足开发要求，采收率仅能达到15％～20％。     

注空气提高低渗透油藏采收率实验及低温氧化反应特征

空气驱是一种有效提高低渗透油藏采收率的方法。针对目前空气驱油生产特征不明确的问题,采用长岩心驱替实验,研究不同注入压力下的空气驱油效果和低温氧化反应特征。研究发现,空气驱油存在明显的“气窜拐点”。气窜发生前,采出程度随注气量的增加迅速增加,一旦发生气窜,采出程度的增加明显放缓。注气压力越高,“气窜拐点”出现越早,提高采收率效果越差。原油组分分析结果表明：在油藏温度下,随着注气量增加,产出原油中的轻质组分减少,重质组分增加,驱替过程中发生了低温氧化反应;注入压力越高,低温氧化反应越充分,采收率越高;对高含水油藏进行空气驱,低温氧化反应十分微弱,无法形成烟道气驱;水驱达到经济极限后转空气驱,采收率可提高近10百分点。研究成果为低渗透油藏开发后期注空气提高采收率提供了理论依据。     

注气压力对气驱驱油效率影响的实验研究

通过多组细管实验,研究塔里木油田某区块原油在模拟地层温度108℃下注气压力对气驱驱油效率的影响,分析了不同注入压力下气驱驱油效率和气体突破的影响。实验结果证实：随着注气压力、注气体积增加,气驱驱油效率增加且增幅较大,表明提高注气压力可以显著提高驱油效率;且CO2与原油间最小混相压力为35．1MPa。注气压力越大,气体与原油混相程度越高,气驱越接近活塞式驱替,气体突破时间越长。     

延长油田典型“三低”油藏空气泡沫驱试验与认识

为了提高延长油田“三低”油藏开发效果,探索空气泡沫驱在该类油藏的可行性,在室内研究的基础上,分别选取东、西部具有代表性的唐80井区和旗35井区开展了空气泡沫驱矿场试验。结果表明:空气泡沫驱最终驱油效率可以达到80%以上。相比先水驱再空气泡沫驱,直接空气泡沫驱的驱动方式更有效,获得相同的较高驱油效率需要的总注入量更小。同时,据2个井区的矿场试验结果,单井月增油幅度最高达215%,单井累积增油幅度最高达近40%,单井含水率最高下降40个百分点以上;唐80井区综合含水率下降约16个百分点,自然递减率较注水区低13个百分点以上,降水增油效果非常明显。另据耗氧安全分析和矿场试验监测结果,套管气氧含量基本都在5%以内,且随时间的延长,氧含量均越来越低。通过上述研究和试验认为:空气泡沫驱在延长油田“三低”油藏具有经济和安全的双重可行性,打破了低温低压油藏不适合空气泡沫驱的常规理念,对同类油藏的实施具有借鉴和向导意义。建议矿场试验中采取有效措施减缓气窜的发生,加强油藏动态和产出气的监测与分析,保证在安全的前提下取得良好的驱油效果。     

肇源油田高温混合气驱油物理模拟实验研究

针对肇源油田常规开发效果差的特点,开展了高温混合气驱油物理模拟实验。采用基础管式物理模拟试验装置,分别进行了不同气汽比对比、不同大小注气段塞对比、不同温度以及地层温度注气与气水同注的高温混合气驱油室内实验。结果表明,随着混合气温度的提高,驱油效率增加,气汽比为1∶1、采用段塞驱、烟道气与水蒸汽复合同注时,驱油效果最好。     

文13西块富气混相驱提高采收率室内试验研究

文13西块富气最小混相富化量以注入溶剂的拟临界温度表示为235．8K,长岩心驱替试验中水／富气交替注入比水驱采收率提高34．9个百分点,数值模拟研究结果为富气驱比同期水驱提高采收率11．33～16．95个百分点。室内试验研究表明,该区块通过注天然气驱开发采收率有较大幅度的提高,这一结果为中原油田富气混相驱提高原油采收率做好了技术准备。     

低渗透油藏空气驱原油氧化机理实验

为深入探究低渗透油藏空气驱开发过程中原油的氧化特征及其影响因素,评价其驱油效果,以新疆油田低渗透油藏为研究对象,开展原油组分分析、原油氧化特征、空气驱及空气泡沫驱等实验,系统研究了不同条件下原油氧化特征及规律。实验结果表明:相同条件下,油砂比纯油样静态氧化反应速率大,反应充分,且反应速率与反应压力、温度、作用时间呈正相关;油藏温度下,原油经历氧化反应后轻重比减小,主峰碳增加;反应温度对空气驱原油动态氧化特征有较大影响,温度越高耗氧量越大,反应越充分;空气驱具有较好驱油效果,但易发生气窜;泡沫驱可有效封堵气窜通道,扩大空气波及体积,改善空气驱效果。研究成果对空气驱理论研究及应用具有借鉴意义。     

含气活油高凝油相渗曲线测定及特征

目前,油水相渗曲线测量实验中普遍采用脱气原油作为实验用油,无法模拟实际储层中原油含气,设计实验使用含气高凝油,通过在恒温箱中利用高压活油瓶进行转样来保持原油高温高压条件和原始含气量,利用非稳态法测量得到含气活油高凝油相对渗透率曲线,并对曲线的特征规律及其影响因素进行研究。结果表明:含气活油相渗曲线与脱气原油相比,油相相对渗透率较高,水相相对渗透率较低,残余油饱和度降低,水驱油效率增加,含水上升变慢;随着实验温度降低,油相相对渗透率降低,水相相对渗透率提高,残余油饱和度显著升高,含水上升快,驱油效率降低;储层渗透率在高温条件下对相渗曲线特征影响较小,但在析蜡温度以下时,低渗储层的残余油饱和度与束缚水饱和度都要明显高于高渗储层,水驱油效果较差,该研究实现了对高凝油油藏相渗曲线的精准刻画。     

胜利油田注空气提高采收率数模研究

根据胜利油田轻质油样的室内氧化实验，通过拟合动态氧化实验产出的O2与CO2含量，建立其低温氧化(LTO)动力学模型，并结合组分模型、PVT模型及相渗模型，研究低渗透油藏注空气低温氧化工艺的数值模拟方法；以胜利渤南油田罗36块为例，初步评价了油藏参数、开发参数及工艺参数等因素对注空气驱油效果的影响，同时分析了注空气提高采收率机理，并对比注空气与氮气工艺的驱油效果及经济可行性，对注空气开发矿场试验具有一定指导作用。结果表明，实验模拟与实际气体含量拟合较好，从而确定动力学参数；油藏初始温度、初始含油饱和度等是影响注空气效果的重要参数，而油藏倾角、网格大小、射孔位置等对采收率也有影响；注空气相对于氮气而言成本低，驱油效果好。     

氮气驱室内实验研究

以中原油田文188块为研究对象，进行氮气驱室内实验研究。细管实验研究表明，氮气无法与地层原油形成混相，但可获得60％的采收率；在氮气突破时，细管流出物中有明显的甲烷峰出现，是非混相驱的重要的标志；两组长岩心驱替实验研究表明，先注O．04PV的水时采出程度为6．35％，转注氮气后，见气时的采出程度为43．77％；氮气驱的最大注入压差为0．89MPa，是最大注水压差的0．227倍，说明在注水困难地区实施注氮是可能的。在长岩心驱替实验中，氮气突破前，出现采出油体积高于注入气体积的现象；氮气突破后，被萃取的甲烷和中间组分依然发挥一定的作用，此期间仍可获得一定的采收率；氮气突破后采出油量会大幅度下降，如何有效控制氮气的突破是氮气驱成功的关键。图5表1参11     

低渗油藏表面活性剂驱油技术研究

中原油田属高温高盐油藏,常规三次采油技术难以满足提高采收率的要求。以非一阴离子两性表面活性剂为主剂的驱油剂与原油可形成超低界面张力,与储层流体适应性好。当表面活性剂用量为0．3％时,驱油剂吸附量小于1．5mg／g,耐温100℃,抗盐20×10。mg／L（ca。^2＋＋Mg^2＋含量6000mg／e）。注入0．2PV表面活性剂,可提高采收率7．88％。该驱油剂可以在中原油田大规模应用。