泡沫油流变特性及其影响因素实验

在常规原油流变特性测试系统基础上,研制了泡沫油流变特性测试装置,实现了不同实验条件下泡沫油流变特性的测试和泡沫油图片的动态观察。实验装置包括泡沫油生成系统、流变特性测试系统和图像采集系统。从采集到的泡沫油图片可以看出,气泡在原油中高度分散,形成了稳定的泡沫油流动状态。泡沫油黏度影响因素分析表明,随着气泡等效平均直径的增大,其对泡沫油黏度的影响逐渐增强;泡沫油黏度与泡沫质量近似呈线性正相关关系;泡沫油黏度随剪切速率的增大而逐渐降低,表现出明显的剪切变稀特性,且随泡沫质量增大,泡沫油流动特性指数减小,即泡沫油的非牛顿特性强于活油。     

CO2在毛8块稠油油藏热采中的作用机理研究

通过PVT高温高压物性实验测定了CO₂在查干凹陷毛8块稠油中的溶解度、对稠油的溶胀作用和降黏特性,利用数值模拟方法研究了CO₂的溶解作用机理和不同周期注入量对采出程度的影响,通过驱替实验研究了CO₂对提高驱替效率的作用。结果表明：油藏条件下CO₂在稠油中的溶解度达到55m³/m³,油气混合物的体积系数为1.14,溶解度为40m³/m³时,降黏率达到95%以上,对稠油的降黏作用显著;利用数值模拟方法,研究了CO₂注入后近井地带原油黏度的变化规律以及CO₂在油相中的含量,体现了CO₂对原油的降黏溶胀作用;室内实验表明,降黏剂+CO₂+蒸汽驱比降黏剂+蒸汽驱采出程度提高了11.4个百分点,研究结果对该稠油油藏采用CO₂进行开采提供了依据。     

疏水型SiO2纳米颗粒稳定泡沫机理与 泡沫耐温性能评价

针对普通泡沫体系在高温油藏环境下稳定性差的问题,选用疏水纳米SiO_2颗粒增强苯磺酸盐类耐温泡沫剂HY-4的高温稳定性,评价了HY-4与纳米颗粒复配前后的泡沫性能,分析了纳米颗粒的稳泡机理,评价了泡沫体系的耐温性能,对比了两种泡沫体系的高温封堵能力。结果表明,0.5%HY-4与1.0%疏水纳米SiO_2颗粒复配体系的泡沫性能最优;在150℃之内,复配体系老化12 h后的泡沫性能明显优于HY-4泡沫体系;复配体系泡沫平均粒径小于HY-4泡沫体系,且静置1 h后泡沫粒径变化较小;在150℃下,复配泡沫体系对岩心的封堵能力优于HY-4泡沫体系,岩心产出泡沫的粒径小、球形度高、抗挤压能力强。疏水纳米SiO_2颗粒可大幅增强泡沫稳定性,提高泡沫体系的高温封堵能力。图23参28     

烟道气对蒸汽腔影响可视化研究及机理分析

为了研究烟道气对SAGD蒸汽腔扩展的影响,利用二维可视化模型开展了SAGD和烟道气辅助SAGD物理模拟实验,并通过冷凝传热实验分析了烟道气的影响机理。结果表明：SAGD开发过程中,加入烟道气能使蒸汽腔先向上发育,形成气顶后再逐渐横向扩展,显著提高了蒸汽的波及效率;蒸汽腔在烟道气影响下的“二次发育”说明烟道气能促进蒸汽渗流传热,使更多热量进入岩心深部。分析认为：一方面烟道气通过指进为后续蒸汽开辟通道,加速蒸汽渗流;另一方面能抑制蒸汽与周围介质冷凝传热,减少渗流过程中的散热,使蒸汽携带更多热量向深部运移,即2种机理共同作用导致烟道气对蒸汽渗流传热起促进作用。该结果对深入认识烟道气的作用机理提供借鉴,对烟道气辅助SAGD生产实践有一定指导意义。     

超低渗透砂岩SiO2纳米颗粒吸附滞留特征

纳米颗粒因其独特的纳米效应在提高原油采收率具有广泛的应用前景,但超低渗储层孔喉细小,纳米颗粒的吸附滞留对其储层物性影响较大。基于SiO₂纳米流体在超低渗岩心中的驱替实验,结合紫外可见分光光度实验测试纳米颗粒在岩心中吸附量,并采用扫描电镜观察了驱替结束后岩心切片。研究结果表明,随着纳米流体质量分数(0.01%～0.50%)的增加,岩心注入压力升高,纳米颗粒滞留率增大(7.60%～87.50%)、渗透率损失率最高可达96.46%。后续NaCl溶液驱替仅可带走少许吸附不稳定的游离态纳米颗粒,但未明显缓解吸附滞留情况,纳米颗粒已在岩心中形成了有效封堵。为了不影响后续流体的注入,超低渗砂岩注入SiO₂纳米流体的质量分数不能大于 0.01%。驱替结束后岩心切片的 SEM 扫描图像显示,纳米颗粒集中吸附在岩心前段的孔喉和基质表面,占据流体渗流通道,引起孔喉结构变化。纳米流体浓度越大,颗粒聚集现象越明显。     

化学辅助蒸汽驱受效剩余油分布特征研究

基于数值模拟方法研究了表面活性剂、泡沫及活性剂/泡沫复合体系辅助蒸汽驱开发效果,分析了不同化学剂辅助蒸汽驱受效剩余油在油藏中的分布特征,讨论了蒸汽干度、表面活性剂质量分数对表面活性剂辅助蒸汽驱受效剩余油分布的影响.研究结果表明:表面活性剂辅助蒸汽驱受效剩余油主要分布于注汽井附近,垂向分布呈“漏斗”形状;泡沫辅助蒸汽驱受...     

烟道气辅助SAGD蒸汽腔扩展机理

通过研究烟道气对蒸汽冷凝传热的影响,借助可视化物理模型实验,观察了烟道气辅助SAGD蒸汽腔扩展特征。蒸汽冷凝实验结果表明,常规注蒸汽过程中,蒸汽会在冷却壁面迅速冷凝并聚成大液滴,248 ms后大液滴在重力作用下快速脱落。蒸汽内加入烟道气后,1 217 ms后才观察到少量液滴脱落现象,气体增加了蒸汽分子扩散的阻力,大量的液滴在冷凝壁面形成隔热膜,降低了蒸汽与冷却壁面的冷凝传热系数。可视化物理模型实验结果表明,低物性储层阻碍了SAGD蒸汽腔向上发育。随着烟道气和蒸汽的共同注入,烟道气可以促进SAGD蒸汽腔突破低物性储层,蒸汽腔波及系数提高6.6%,采出程度提高9.6%。这是由于烟道气辅助SAGD开发中,烟道气通过降低蒸汽与油藏岩石之间的冷凝传热系数,蒸汽腔遇到低物性储层后没有迅速冷凝变为热水,而是保持蒸汽腔状态突破低物性储层,从而增加了蒸汽腔的扩展范围,提高了储层的动用程度和采油速度。     

高泥质注聚区高效复合解堵体系的研制与应用

东部某油田注聚区块油藏埋深浅,储层孔隙度20％～33％,岩石胶结疏松,泥质质量分数高.为解决此类高泥质注聚区油井低液低效的问题,研制了SUNP型聚合物解堵剂和LP型携砂酸体系.该体系主要成分为含有过氧化基的强氧化剂及复合酸体系,能够进行聚合物的降解及高泥质成分的溶解,建立起高导流能力的渗流层,达到地层渗流改善的目的 ,进而形成了一套经济有效的疏松砂岩油藏聚驱单元防砂提液关键技术.研究表明:SUNP型聚合物解堵剂降解率大于90％,降解效果好于目前常用的解堵剂;LP型携砂酸体系的酸蚀性能、流变性能和携砂性能等均能满足解堵、携砂、固砂功能要求.该技术在东部油田应用了7井次,结果表明,该解堵剂和携砂体系性能稳定,解聚效果明显,携砂能力强,提液幅度大,单井平均提液幅度大于30％,具有良好的提液增油效果.     

注入水矿化度对盐间页岩油储层物性影响研究

针对江汉盆地潜江凹陷盐间页岩油储层注水开发造成盐溶解及地层坍塌问题,通过岩心渗吸-驱替实验,利用核磁共振、扫描电镜等方法,从微观和宏观角度研究了不同矿化度注入水对岩心孔隙结构、渗流能力的影响。结果表明：在中矿化度水中渗吸的岩心T₂（弛豫时间）谱的右峰随渗吸时间逐渐向左移动,岩心发生水敏效应,导致孔隙结构变小。在超纯水中渗吸的岩心T₂谱峰的右翼随渗吸时间逐渐向右移动,表明注入水逐渐向较大孔隙运移,岩心内可溶盐类发生溶解,导致孔隙结构变大。经中矿化度水驱替后,盐间页岩油岩心渗透率降低20.45%,产出液中离子含量少量增加;经低矿化度水和超纯水驱替后,岩心渗透率分别增大34.76%、61.15%,产出液中离子含量均大量增加。该结果解释了现场注水开发造成地层坍塌的现象,对盐间页岩油藏注水开发生产具有一定理论指导意义。     

双水平井蒸汽辅助重力泄油蒸汽腔扩展速度计算模型及其应用

蒸汽腔发育扩展是蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开发成败的重要特征,蒸汽腔扩展速度是评价蒸汽腔发育扩展情况的关键指标。以SAGD技术理论与传热学原理为基础,提出观察井温度法和蒸汽腔边缘法2种计算模型计算蒸汽腔水平扩展速度;根据新疆风城超稠油SAGD典型区块生产监测数据和数值模型计算结果,明确了不同阶段蒸汽腔发育形态和观察井的温度变化规律;利用观察井温度数据进行了蒸汽腔扩展速度分析,并采用不同时间蒸汽腔的扩展速度预测了蒸汽腔边缘泄油带温度分布和SAGD产量。研究表明,观察井测温曲线高温带的温度函数与测深呈线性关系,该特征段可用于计算泄油界面倾斜角、蒸汽腔扩展边缘和蒸汽腔扩展速度等关键参数,经实际生产数据验证,观察井温度法和蒸汽腔边缘法2种模型计算蒸汽腔扩展速度结果可靠,可为SAGD的高效开发提供理论支持。