油藏注空气提高采收率技术应用分析

为有效提高重油油藏及深层低渗透轻质油藏原油采收率,通过文献调研,研究并分析了国外注空气采油应用现状及技术效果。结果表明,采用火烧油层或THAI技术可使重油油藏采收率分别达到50%及80%,COSH技术尚处于室内研究阶段,理论上效果最好。对于重质油藏火驱项目,气油比是最重要的参数,一般介于1 246 m3/m3~4 094 m3/m3,对于深层低渗透轻质油藏高压注空气项目,烟道气驱及热效应对空气驱提高采收率的贡献分别占69%与26.7%。我国重油油藏及西部低渗透轻质油藏可借鉴国外类似地区空气驱项目的成功经验,筛选适宜的火驱技术,进一步完善并推广我国注空气采油技术。     

利用高压注空气技术开发低渗透轻质油油藏

本文主要介绍了利用高压注空气技术提高低渗透轻质油油藏采收率的原理，及其与稠油火烧油层工艺的主要区别，综合国外现场及实验室的研究资料，指出：油藏在空气过程中自燃、烟道气与轻质油油藏条件下发生混相，是低渗透轻质油油藏注空气成功开发的2个主要条件。并列举了国外注空气开发低渗透轻质油油藏的几个成功实例。     

轻质油藏注空气技术介绍

近年来,轻质油藏注空气技术采油法正逐渐兴起,注空气技术主要针对低渗透储层,代替传统注水开发技术,利用气体与原油的反应产生能量。目前该技术已经在国内外现场应用中取得了良好的效果。文章介绍了轻质油藏注空气开采技术的机理,适用条件,国内外油田应用现状,开发效果以及现场注意事项。轻质油藏注空气技术解决了低渗油田在开发中后期存在的问题,在未来现场实施中将会越来越广泛的被用到,对提高原油采收率具有重要意义。     

注空气低温氧化工艺：轻质油藏提高采收率技术

本文描述了开采轻质油藏残余油的注空气提高采收率（IOR）工艺。与应用于重质油藏的注空气技术不同，轻质油藏主要关心的是通过原油和氧气之间的某种自然反应从注入空气中消除氧。重质油藏的火烧油层工艺是达到完全氧消耗和生成提高采收率热量的十分有效的反应途径。对于较深的轻质油藏，火烧油层是不必要的且不容易维持。更可能的是，所谓的低温氧化（LTO）将取得成功。本文调研了消耗氧的LTO反应的潜力、反应速度和反应途径。根据间歇（批量）反应器试验获得的试验数据建成了一个简化LTO反应模型。该模型对氧化管中的高压流动驱替试验是有效的。油藏规模的一系列模拟研究业已能够对工艺的灵敏度进行和采油的油层温度和热效应。与常规注空气（火烧油层）的一般了解相比，注空气LTO工艺在注入速度方面是灵活的，因是自发反应而很稳定（如果油层温度足够高），而且还是烃类、氮或二氧化碳的一种经济的替代品。它还能用于不适宜注水油层的二次采油。     

轻质油藏注空气提高采收率概述

轻质油藏注空气是一种新的提高采收率方法，近年来已引起人们的广泛关注，在美国是能源部特别资助的提高采收率新技术之一。目前，注空气试验项目已在多种类型油所藏中开展，许多项目见到了成效。文中主要介绍轻质油藏注空气提高采收率的基本原理和实验研究方法，同时对３个注空气项目进行分析，以供借鉴。     

轻质油藏注空气驱现场应用研究

国内外都开展过轻质油藏注空气采油现场试验,但应用条件差别较大。分析了美国及中国轻质油藏注空气驱应用现状。其中,美国以高压注空气进行二次采油为主,油藏温度高、埋深大、油质轻,利于低温氧化及混相;我国以空气/泡沫调驱或空气-水交替注入为主,主要用于低渗透轻质油藏稳油控水,虽然油藏温度及埋深普遍较低,产出气中氧含量均低于5%,确保了注空气采油过程中的安全。受油藏条件及气源影响,未来我国空气/泡沫驱将发挥重要作用。     

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。     

注空气提高了高含水饱和度轻油油藏的采收率

本文描述了水淹轻油油藏应用高压注空气技术的可行性研究、采油机理和为了达到其最高采收率而进行的几项模拟研究.在可行性研究中,进行了燃烧管试验和模拟研究.用水驱过的压碎岩心进行燃烧管试验来观测采油情况.结果表明,可以把高压注空气应用于高含水饱和度轻油油藏.蒸馏过程(高压注空气热效应之一)是该油藏状况下高压注空气的主要开采机理.为了提高采收率,控制注入空气窜流很重要,因为空气早期突破极大地缩短了原油生产期.研究结果显示,除了完井设计,注空气量的调整也能够提高垂向波及效率,并且线性驱动注入井网对提高平面波及效率更为有效.     

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...     

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     

注水油藏聚合物驱开发的增油措施

河南油田某聚驱断块,其油层非均质性严重,平、剖面矛盾突出,注聚开发过程中注入液单层指进和平面失调现象突出,油井聚窜严重,影响聚合物驱效果;通过注聚过程中的二次调剖、油套分注、适时合理动态调配,改善平、剖面矛盾,结合油井堵水等有效措施,提高了聚合物驱开发效果.如某井聚驱累计核实增油1.8178×104t,吨聚合物换油16.99 t,采收率由2007年的0.52%提高到目前的0.94%,提高了0.42个百分点,并提出了行之有效的建议.     

油库设备技术鉴定存在的问题及对策

从设备技术鉴定在油库设备管理中的作用出发,指出了当前油库设备技术鉴定工作中存在的问题,并有针对性地提出了加强和改进的措施。     

注入／压降工艺在低渗透油藏中的应用

单相注入／压降工艺主要用于煤层气测试,在油气井中很少应用,采用目前常规的压降或恢复法对低渗透油藏进行测试,由于油层渗透性差、产量低、恢复时间长等诸多因素限制,很难收集到理想的数据进行分析评价。而在低渗透油藏中采用注入／压降工艺进行测试,可在较少投入和较短的时间内取全取准各项数据,并能求得准确的地层参数。     

中原油田轻质油藏注空气低温氧化反应机理研究

空气泡沫驱油技术是提高采收率的有效方法之一。为研究空气与中原油田地层原油的低温氧化反应机理,开展了空气-地层原油体系相态特征分析、低温氧化反应动力学测定、低温氧化反应影响因素和低温氧化反应区间及途径的实验研究。结果表明:胡状原油单次脱气体积收缩率为10.1126%,在90℃下的饱和压力为6.36MPa,温度从90℃增至150℃、压力为23.5 MPa时,原油体积增加5.49%。油藏条件（90℃、23 MPa）下,胡状原油能溶解其自身体积9.07%的空气量,体积膨胀3.68%。原油与空气发生的低温氧化反应为一级反应,反应速率常数为5.1×10^-3h^-1,活化能为81.9kJ/mol,指前因子为2.85×10⁹h^-1,活化能较大,反应活性较低。原油具有较强的氧气消耗能力,在96 d内消耗自身体积2.4倍空气中的氧气,充分反应后,原油脱出溶解气中的氧气体积分数不超过3%。升高温度、压力、加入黏土及地层水均可促进氧化反应进行,其中温度是最主要因素。低温氧化反应后,饱和分和芳香分相对含量降低,而胶质和沥青质及氧元素相对含量升高。原油低温氧化反应分为加氧反应和断链反应两步。     

水驱轻质油藏注空气可行性研究

就地燃烧或火驱法已经展开了深入的研究,并被广泛地应用于稠油油藏。尽誊在稠油油藏注空气驱提高采收率取得了很大的成功,且就地燃烧方法获得了很高的成效,但是相对于蒸汽驱,由于较高的资金成本和复杂的工艺,所以尚未得到广泛应用。在稠油油藏实施中,注入的空气主要用作粘性还原剂。轻质油藏水驱后注空气或就地燃烧在技术上具有可行性,但是从经济效益角度考虑,前景不容乐观。空气是一种低成本的注入剂。与稠油油藏不同的是,影响采收率的基本因素不再是降低粘度。事实上空气注入轻质油藏所起的作用取决于具体情况。在高温高压深油藏中,除了传统的燃烧方法外,二次和三次采油都能产生独特的技术、经济效益。本文阐述了实验和数值模拟工作及水驱轻质油藏注空气的最佳试验方案,并讨论了提高采收率的有利条件和操作规范。     

THAI--稠油开采和就地升温的注空气新技术

新的EOR(提高采收率)法THAI--"水平段"注空气方法将先进的技术和水平井理论结合起来,可获得非常高的稠油采收率.此外,该法通过热裂化还能实现层内根本性的升温,将改质原油采出地面.该方法在稳定重力状态下使用,使泄油局限于窄移动带,从而导致大量的移动流体直接流入水平生产井射孔并段.该方法作为一种新技术,一种现有技术之后出现的技术及要求有高热效优点的一种协作技术.可在初次采油中使用.它是通过把原油流动、开采及油藏中热采所需的能最集中起来实现的.结合清洗技术设计,在不久的将来THAI将会为稠油开采行业在经济上拓宽道路.研究表明只在燃烧前缘的前面形成了较窄的移动油带.这一窄油带宽度取决于油藏条件下稠油的性质及高粘冷油堵塞水平生产井的程度.允许关闭井射孔下游段的新型套筒返回技术能扩大井的堵塞程度.应用这一技术人们能通过轻油试验模拟使用THAI技术的稠油油藏的作业.试验获得的原油采收率高达OOIP的85%.湿式火烧油层(ISC)期,Wolf Lake原油重度升到20°API,冷油粘度从100000mPa·s下降到约50mPa·s.     

稠油减氧空气泡沫驱注入参数优化及现场应用

针对鲁克沁稠油油藏泡沫驱开采存在的气锁、注入参数不合理等问题,通过物理模拟实验,对减氧空气泡沫驱注入参数进行了优化。研究表明:水驱突破时开展减氧空气泡沫驱,采出程度增幅最高,含水率明显下降;采用气液交替注入方式替代气液同注方式,可避免井筒内气液分离和腐蚀问题,且当减氧空气和发泡液的单次注入量为0.1倍孔隙体积时,驱替效果与气液同注效果相当。室内获得的最佳注入参数为:水驱含水率达70%时转泡沫驱,液和气交替注入,单次注入0.1倍孔隙体积,注入速率为0.3 mL/min。现场施工参数调整后,试验区日增油为42 t/d,含水率下降28个百分点,累计增油为1.4×10⁴t,产水量降低2.65×10⁴m³。现场试验证明,减氧空气泡沫驱优化方案切实可行,该成果为鲁克沁稠油规模开发提供了重要技术支持。     

热油激励技术在套保油田稠油排砂冷采中的应用

在采用排砂冷采工艺开发套保油田稠油过程中,形成了热油激励油层维护油井正常生产技术。该技术是向油层加入一定量的热油,利用热油的冲击作用破坏蚯蚓洞自然桥堵,使砂砾顺利流入井底;利用热油的热量解除沥青吸附造成的桥堵,扩大近井地带蚯蚓洞直径,提高油井近井地带的渗流能力,以利于蚯蚓洞的继续延伸。通过现场试验,确定了热油激励参数。该技术已成为套保油田排砂冷采、规模开发的最有效的日常维护生产措施。     

大排量螺杆泵采油技术存在的问题及对策

针对大排量螺杆泵井杆、管磨损的问题进行分析,发现主要原因是由于螺杆泵在运转过程中油管弯曲、工作参数不合理以及转子离心惯性力和倾倒力矩产生的杆管接触载荷造成的,而螺杆泵转子偏心运动、离心力作用和油管弯曲是发生磨损的主要影响因素。在此基础上,提出了优化下泵参数、杆泵优化匹配及全井扶正技术措施,来降低杆、管磨损发生的几率,经现场应用,收到了良好的效果。     

适应低渗透油藏的注水工艺技术

阐述了吉林油田低渗透油藏特点和传统注水开发工艺技术及其存在的问题。针对滚动开发生产初期油藏的不确定性,介绍了吉林油田为适应低渗透油藏滚动开发的3种注水新工艺技术:移动式注水小站的短流程;单泵对单井的注水技术;局部增压的注水技术。这些工艺技术具有简化工艺流程、降低工程投资等优点,取得了较好的开发效果和经济效益。