利用气相色谱指纹技术判识火驱燃烧状态——以杜66块为例

为认清杜66块火驱开发过程中的地下燃烧状态,建立判识火驱燃烧状态的新方法,优选出3口生产井开展了长达5 a的原油及尾气的跟踪监测,利用原油气相色谱指纹技术与尾气多维气相色谱技术,研究生产现场火驱高温氧化的原油与尾气指纹特征参数。结果表明：火驱生产现场发生高温氧化后,原油正构烷烃色谱指纹呈现主峰碳前移、轻重比增加并伴随轻烃、异构烷烃、正构烷烃含量增加的特征;类异戊二烯烃色谱指纹特征表现为Ph/nC17和Pr/nC18值降低,iC21与nC19呈近水平或前低后高型分布;尾气中氧气转化率、视氢碳原子比、二氧化碳含量的综合运用是指示火驱高温氧化的有效参数,并且在尾气多维色谱指纹图中出现了烯烃、氢气等裂解组分。     

稠油火驱产出流体色谱指纹特征燃烧状态判识方法

为认清稠油火驱过程中原油与尾气物理化学性质的变化规律,采用室内三维物理模型开展了稠油火驱实验,并对火驱高温氧化后的原油与尾气开展了饱和烃、芳香烃、烯烃、尾气组分等方面的色谱指纹特征研究。研究表明:稠油火驱后原油物性变好,族组分中饱和烃、芳香烃含量升高;饱和烃色谱指纹图中正构烷烃含量明显增加,轻重比增大;原油中新生成了烯烃化合物,与同碳数饱和烃成对出现且同碳数烯烃与饱和烃比值始终小于0.5;芳香烃色谱指纹图中菲系列化合物发生了明显的甲基转移与脱甲基作用;尾气多维气相色谱图中可见烯烃、氢气、一氧化碳等火驱高温氧化的特征组分。该研究可作为火驱过程中指示燃烧状态的有效技术手段,为稠油火驱燃烧状态的判识提供了支持。     

稠油火驱实验原油色谱指纹特征对比

稠油火驱开发能否实现高温氧化将会直接影响开发效果,火驱燃烧状态的判识已成为火驱开发的技术难点之一.为攻克这一难题,采用天然岩心开展火驱实验,利用气相色谱技术对采集的原油开展饱和烃、烯烃和芳香烃指纹特征对比分析.实验结果表明:受高温氧化作用影响,火驱后稠油中的饱和烃含量明显上升,色谱指纹图呈前峰单峰型分布,正构烷烃含量增...     

火驱注气燃烧工艺在新疆油田的应用

新疆油田H1火驱先导试验区属稠油区块,原开采方式为注蒸汽开采,后期采收率降低,经济效益下降,需要新的接替技术提高开发效益和采收率。针对上述问题,新疆油田公司开展了火驱配套技术的研究。经过近几年矿场试验,截止2013年,火驱试验计划点火井组13口,成功点火13口。点火试验取得了成功,试验过程中,获得了一些重要的经验,相关配套技术得到进一步完善,为今后火烧油层法开采难动用储量提供了技术储备。     

稠油火驱化学点火技术的改进

曙光油田薄互层状稠油油藏杜66块火驱原有的化学点火方法存在安全不可控、套管损坏率高的问题,点火成功率仅为80%,平均点火见效期为96d。为安全快速点燃油层,开展了以点火剂为核心的化学点火技术研究,结合原油油品特性,通过理论计算、数值模拟和室内实验等研究,开发了具有催化、助燃功能的新点火剂。新点火剂可在240 ℃及有氧条件下快速点燃油层,并设计了氮气携带、分段注入、层内混合的施工工艺,保证了点火的安全性和成功率。现场试验点火成功率为100%,点火见效期为58d。该技术的成功可为火驱开发打下良好基础。     

稠油油藏火驱驱替特征实验研究

火驱驱替特征是火驱的复杂物化过程和油藏地质条件综合作用的结果,是火驱方案设计和跟踪调控的重要基础。利用一维热跟踪补偿燃烧管实验装置,对比分析了不同性质稠油线性火驱的驱替特征,并与烟道气驱驱替特征进行对比。结果表明：原油黏度对火驱产液速率影响较大,黏度较低时火驱初期产液速率较高,大部分原油在中前期采出;黏度较大时,初期产液速率较小,甚至不产液,大部分原油在火驱中后期产出。火驱阶段含水率主要由地层初始含水饱和度（火驱前含水饱和度）决定。当地层初始含水饱和度高于束缚水饱和度时,火驱初期含水率较高,之后逐渐降低并趋于稳定。火驱初期（注气量小于1 PV）的生产动态特征与烟道气驱相近。在持续开发过程中,火驱仍保持稳定的采油速度,而烟道气驱采出程度增幅放缓。火驱开发的原油采出程度与累积注气量呈近似线性的关系,表明要保证火驱开发的效果则需保证相应的注气量。     

芳烃化合物在稠油火驱室内实验中的指示作用

火驱是否实现高温氧化是评价稠油油藏火驱开发效果的技术难点之一,为了认清火驱开发过程中原油化学性质的变化规律,采用室内三维物理模型开展了稠油火驱实验,并对火驱高温氧化后的原油开展芳烃气相色谱—质谱方面的研究。火驱后原油中萘系列、菲系列以及稠环芳烃相对含量增加,三芳甾烷相对含量降低;火驱过程中萘系列化合物与菲系列化合物均容易发生脱甲基、甲基迁移以及甲基取代反应,并且β构型萘与菲化合物的热稳定性要明显好于α构型;由于4-甲基二苯并噻吩与1-甲基二苯并噻吩热稳定性的差异,可以用其相对含量的变化和谱图分布特征判断火驱是否高温氧化;稠环芳烃中蒽可以作为火驱高温氧化的标志物,苝/苯并[e]芘、荧蒽/芘、蒽/菲比值的变化也是指示火驱高温氧化的良好指标。原油中芳烃化合物的变化特征与特征性标志物可以作为火驱过程中指示燃烧状态的良好指标,为稠油火驱燃烧状态的判识提供支持。     

注蒸汽开发后期稠油油藏火驱燃烧特征评价方法

新疆稠油主体开发区已进入蒸汽开发后期,需要转换开发方式,进一步提高采收率,筛选A油藏开展火驱开发技术评价研究。火驱能否保持高温燃烧将会影响油藏开发效果,因此评价火驱燃烧状态显得十分重要。通过化验及进行监测资料分析建立了一套火驱燃烧状态评价方法,结果表明试验区高温燃烧特征明显,这也是国内首次在注蒸汽开发后期稠油油藏开展火驱试验实现高温燃烧。     

稠油油藏蒸汽-空气复合火驱特征分析及参数优化

针对常规火驱存在热利用率低和高黏油启动慢的问题,以新疆红浅1井区稠油油藏为例,利用数值模拟模型对比了常规火驱和蒸汽-空气复合火驱的驱油特性和燃烧特性,通过对复合火驱各区带的温度、含油饱和度等参数进行分析,探究了蒸汽-空气复合火驱协同增效作用,并对蒸汽-空气复合火驱的注入参数进行了优化。结果表明：提产增效的主要机理是湿蒸汽吸收已燃区中滞留的热量变为过热蒸汽,并被高速流动的空气携带穿过燃烧前缘,使冷油区原油黏度大幅度降低,在提高驱油效率的同时增大了蒸汽冷凝带的宽度、燃烧波及体积和火线推进速度;注入参数的优化能提高复合火驱的开发效果,水气比越大,产能越高,而采用段塞注入会降低产能,为满足经济效益开发,最佳水气比应为3.0×10^-3m³/m³左右,最佳注汽段塞间隔应为90～120 d。该研究成果对火驱油藏提高开发效果具有借鉴意义。     

稠油油藏火驱注采井化学调控技术

火驱开采技术是稠油油藏蒸汽吞吐、蒸汽驱后实现稳产的有效接替生产方式,随着开发进程的不断加快,火驱开发过程中各种矛盾日益凸显,主要存在火驱注气井吸气不均、火线推进速度不一致、生产井气窜等问题。针对火驱试验中存在的问题,进行了火驱注采井化学调控技术研究,研制了火驱注气井高温调剖剂配方体系和火驱生产井高温封窜剂配方体系,形成了火驱注采井调控配套工艺技术。现场应用表明,该技术可以有效改善储层非均质性,封堵气窜通道,扩大火线波及体积,提高油层动用程度,实现火烧前缘在纵向上、平面上均匀推进,从而提高火驱整体开发效果。     

深层厚层块状稠油油藏直平组合火驱技术研究

G块油藏为一深层、厚层块状普通稠油油藏,在开展直井网火驱现场试验时,存在火驱平面波及不均及纵向火线超覆的问题,从而影响火驱效果。利用数值模拟方法,对直井水平井组合火驱布井方式、注气井射孔位置及厚度、注气速度等注采参数进行研究,将水平井引入到直井网火驱试验,进行直平组合火驱开发。设计水平井部署在注气井侧下方,水平井长度300m,注气井射开油层上部1／3,注气井最大注气速度为3×10⁴ ～4×10⁴m³ ／d。直平组合火驱现场实施后,水平井产量稳定,周围直井产量上升,获得了较好的开发效果。     

燃烧条件对火驱效果的影响

对火驱燃烧条件的认识与评价是火驱油藏的重要环节。针对目前火驱过程中存在的燃烧过程不清楚及燃烧条件对火驱开发效果的影响不清楚等问题,进行了一系列室内模拟研究。研究了在不同的孔隙度、点火温度、注汽压力和注气量等燃烧条件对火驱效果的影响。实验结果表明,孔隙度越大火驱前缘的推进速度越快;预热温度和火驱前缘温度呈正相关关系;提高注气压力不仅可以维持火驱前缘正常推进和提高火驱前缘温度,还可以弥补低孔隙度油砂火驱技术的限制;随着注气流量的提供,前缘温度和前缘推进速度也在稳定提高。此次模拟实验为下一步提高油层产量、降低成本、提高产出比提供了一定的理论基础和研究路线。     

厚层稠油油藏火驱射孔层段优化探讨

火烧油层(火驱)技术已成为辽河油田稠油油藏蒸汽吞吐后主体接替技术之一,目前主要应用于厚层块状普通稠油油藏、薄互层状普通稠油油藏以及超稠油油藏厚层油藏在火驱过程中火线超覆严重,影响了火驱开发效果。重点针对制约火驱开发效果的注采井射孔技术进行研究探讨,通过室内物理模拟研究认识了厚层火驱二次燃烧现象,通过现场测试及数值模拟认识了厚层油藏平面及纵向火驱动用状况,并应用数值模拟和油藏工程方法对厚层常规火驱、重力火驱注采井射孔层段进行了优化设计,提出了不同火驱方式注采井射孔优化方案。该研究可为厚层稠油油藏火驱开发提供一定的技术借鉴。     

稠油火驱产出气分析方法建立及优化

火驱是稠油油藏重要增产措施之一。火驱过程中会产生大量气体,准确分析火驱产出气体的组分能为火驱的顺利开展提供重要的保障。本文利用气相色谱仪对火驱产出气组分分析的实验方法进行了研究,通过优化实验条件及完善数据处理方法,建立了有效、准确的火驱产出气体组分气相色谱分析方法。该方法采用的载气为氩气,柱温80℃,填充柱流量8ml/min,毛细管柱流量3ml/min。利用建立的分析方法可以测定出火驱产出气中氧气、二氧化碳、氢气、氮气、一氧化碳和甲烷等6种气体组分的含量,其准确度能够满足现场要求,并成功应用于火驱现场。     

高3618块火驱举升工艺配套及应用

高3618块位于高升油田高二、三区的东北部,属深层巨厚稠油油藏,为提高区块的整体开发效果,2008年开展了火驱先导试验,试验过程中逐渐暴露出掺油困难、泵效降低等举升问题,制约了火驱试验的顺利进行,为此,针对性地开展了相关技术的试验与应用,形成了以双柱塞过泵掺油为主,以泵下油管电磁加热为辅的掺油配套工艺及双级复合气锚分离...     

普通稠油多层火驱驱替机理及波及规律研究

辽河油田深层薄互层稠油油藏具有埋藏深、纵向多层、非均质性强等特点,经多周期蒸汽吞吐开发后转火驱开采,其驱替机理和火线波及规律认识难度加大。综合物理模拟、数值模拟、动态分析等方法,研究发现普通稠油油藏在火驱中升温降黏和增压驱替、高温氧化和低温氧化同时存在,火线在平面及纵向上波及不均匀;同时对火线波及影响因素进行了研究。     

供氢剂及催化剂在火驱中的作用效果研究

为了获得火驱过程中供氢剂以及金属离子催化剂对开发效果的影响规律,以甲酸为供氢剂、铁（镍）基离子溶液为催化剂,考察了它们在稠油火驱过程中提高氧气利用率和燃烧效率的作用效果,研究了添加铁基离子溶液对稀油燃烧稳定性的影响。结果表明：在稠油火驱中加入质量分数0.3%甲酸、0.05%铁基离子溶液后,燃烧稳定性增强,尾气中CO₂、CO含量上升、O₂含量下降,氧气利用率提高了8.27%、燃烧前缘温度提升27℃、采收率提高了7.33%;在稀油火驱中添加0.05%铁基离子溶液后,燃料沉淀量增加,可保证稀油火驱燃烧的持续性。图13表2参14     

原油黏度对火驱开采效果的影响实验

火驱是一种高效、环保、低成本的稠油开采技术,具有良好的应用前景。原油黏度对火驱采油效果的影响仍缺乏规律性认识,需要进一步研究。利用新疆、河南和辽河油田的3种稠油研究了原油黏度对火线推进、燃烧前缘的稳定性和火驱开采效果的影响。结果表明：黏度大的原油在火驱过程中产出的CO_x浓度高,燃料消耗量大,驱替压差高,火线推进速度小,采油井的见效时间晚,油墙的有效厚度小,最终采收率低;依据不同黏度原油火驱过程中的累计产油量、产出气体浓度和驱替压差的变化规律,可将火驱开采过程划分为点火、可动油流动、油墙形成、快速产油和火驱结束5个阶段。研究成果可为火驱技术在不同原油黏度油藏中的现场应用提供重要的参考依据。