轻质油藏注空气低温氧化机理数值模拟

为了探讨油藏注空气的氧化机理,在原油氧化实验的基础上,建立了低温氧化动力学模型,运用热采数值模拟技术,研究了高含水期油藏注空气后含油饱和度、温度、气体运动和原油粘度的变化规律,对比了烟道气成分和注.入气体对采收率的影响。模拟结果表明,注空气后含油饱和度明显降低,氧化前缘的最高温度可达190℃,原油消耗氧气量为589m³/m³(标准状况下)。氧气在到达生产井之前基本耗尽,注空气驱油技术是安全的。注空气形成的烟道气中N₂与CO₂体积比越小,采收率越高。     

注空气开发中地层原油氧化反应特征

通过分析中国不同类型油藏注空气开发的技术优势,依据室内实验和现场试验的研究成果,阐述了轻质油和稠油不同氧化阶段的氧化反应特征。研究认为,不同氧化阶段地层原油的氧化反应特征存在明显差异：在中低温氧化阶段,氧气直接与原油接触,温度越高氧化反应越强;无论轻质油还是稠油,高温氧化阶段氧化反应的主要对象是焦碳而不是原油。进一步提出了划分轻质油和稠油氧化反应4个阶段的温度区间,轻质油比稠油中温氧化反应的起始温度低,放热量大,轻质油比稠油更容易诱发氧化反应;轻质油高温放热峰值（8.06 mW/mg）略高于中温放热峰值（6.42 mW/mg）,而稠油高温放热峰值却是中温放热峰值的5倍,稠油注空气火驱开发应该以实现高温氧化为主要目标。因此,根据油藏温度和油品性质等关键指标可选择空气驱或火驱等注空气开发方式：当油藏温度小于120℃时,由于氧化放热不明显,为了避免注空气开发的爆炸风险,应以减氧空气驱有效补充地层能量的开发方式为主;当油藏温度大于120℃时,在油藏条件下原油就可发生明显的氧化反应,此时可实施不减氧空气驱,充分利用原油氧化反应放热提高采收率;对于油藏温度小于120℃的稠油油藏,可通过电加热器等人工手段实现高温点火,进行高温火驱开发。     

古城油田B125区块稠油油藏超高分子量聚合物驱技术

古城油田B125区块普通稠油油藏储层非均质性严重,原油平均黏度达1 000 mPa·s以上,进一步提高采收率难度大。为此,通过增黏性、流变性和驱油试验,评价了超高分子量聚合物提高普通稠油采收率的技术优势,考察了含硫污水对聚合物溶液性能的影响。试验表明,超高分子量聚合物增黏性优越,相同质量浓度下较常规聚合物溶液黏度高40%以上;黏弹性强,相同黏度下较常规聚合物采收率提高3.4百分点以上;含硫污水会造成聚合物溶液黏度降低10%以上、弹性明显减弱和采收率提高幅度降低3.0百分点。B125区块部署注聚井22口,截至2018年底,累计注入0.22倍孔隙体积的聚合物溶液,注入压力上升3.5 MPa,日产油量增加45.0 t,含水率降低9.0百分点,累计增产油量1.84×104 t,阶段采收率提高1.19百分点。研究与应用表明,超高分子量聚合物驱技术可以大幅提高较高黏度普通稠油油藏的采收率。      

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注空气低温氧化开采轻质油气藏技术是一项提高采收率的新技术。注空气具有气源丰富、成本低的优点，近年来注空气低温氧化技术越来越受到人们的关注。文章针对某轻质油藏进行了注空气低温氧化过程模拟，考察了驱替过程中油层温度、含氧剖面、产出气体组成、气体对轻质组分抽提、原油密度等的变化情况，由此认识到该轻质油藏可以进行注空气低温氧化采油。驱替过程中存在机理包括：热效应不是此油藏提高采收率的主要因素，其升温速率仅为0.0017℃/min，不足以使油层温度急剧上升；氧气在油层中被消耗，生成了CO₂，采出气中CO₂含量高达8％,注空气过程实现了间接的烟道气驱；气体对原油产生了抽提作用，表现出烟道气驱的特征；由于烟道气的溶解，原油密度降低；当注入1.2PV空气时，该油藏获得了63.17％的原油采收率，注入0.8PV后，增产效果已不明显，可转为注其他物质。     

春风油田浅层超稠油HDNS技术研究

针对准噶尔盆地西缘春风油田浅层超稠油油层薄、地层热损失严重的难题,提出了水平井、降黏剂、氮气、蒸汽强化热采方式（HDNS）。氮气降低岩石导热系数,降低薄层稠油油藏沿上部盖层的热量损失。地层内氮气向上超覆,起到地层保温作用。降黏剂有效降低原油黏度,大幅降低了地下原油屈服值和原油能够流动的临界温度,延长了生产周期,增加了周期产油量。配套了注采一体化管柱和水平井大斜度泵工艺。春风油田应用HDNS技术已经建成产能61．7×10^4t／a,采油速度大于3％。     

稠油油藏化学驱原油黏度界限数值模拟研究——以胜利油田孤岛东区普通稠油油藏为例

稠油油藏常规注水开发主要面临原油黏度高、储层非均质性强、采收率低等问题。以孤岛油田东区南15-5#站普通稠油油藏化学驱效果为基础,针对胜利油区不同原油黏度油藏条件,与矿场实际动态相结合,建立了化学驱油藏数值模拟模型;通过收集不同原油黏度油藏的高压物性、相渗曲线等开发试验数据,研究不同原油黏度对水驱、化学驱开发效果及注采能力的影响;考虑提高采收率和经济性两方面指标,初步确定适合化学驱的稠油油藏的地下原油黏度界限为500 mPa·s。在合适原油黏度条件下,应用化学驱技术可以提高稠油油藏原油采收率。     

轻质油藏注空气低温高压氧化实验研究

空气驱是颇具发展前景的清洁、高效的提高采收率新技术。针对某轻质油藏流体特性开展了轻质原油与空气低温高压氧化实验研究。研究结果表明,氧化反应能大幅度降低空气中的氧气含量,使含氧量下降到安全范围内;氧化反应中有CO2和醛类等新物质生成,同时发生中间烃裂解现象。在实验条件下,裂解轻烃、自生CO2和空气中的N2对原油表现出较强的抽提能力。     

国内首例井下水热裂解催化降粘开采稠油现场试验

介绍了国内首次井下催化降粘开采稠油的现场试验。试验结果表明:采用合适的水热裂解催化剂,配合适当的注入方式,在蒸汽吞吐的条件下,可以实现井下催化降粘开采稠油的目的。辽河油田稠油经处理后,采出稠油的粘度大大下降,油井产量增加;采出油的饱和烃、芳香烃含量增加,胶质、沥青质含量减少。本项研究的成功,为更有效地开发我国稠油油藏资源提供了一种新的开采技术。     

In situ catalytic upgrading of heavy crude oil through low-temperature oxidation

The low-temperature catalytic oxidation of heavy crude oil (Xinjiang Oilfield, China) was studied using three types of catalysts including oil-soluble, watersoluble, and dispersed catalysts. According to primary screening, oil-soluble catalysts, copper naphthenate and manganese naphthenate, are more attractive, and were selected to further investigate their catalytic performance in in situ upgrading of heavy oil. The heavy oil compositions and molecular structures were characterized by column chromatography, elemental analysis, and Fourier transform infrared spectrometry before and after reaction. An Arrhenius kinetics model was introduced to calculate the rheological activation energy of heavy oil from the viscosity– temperature characteristics. Results show that the two oil-soluble catalysts can crack part of heavy components into light components, decrease the heteroatom content, and achieve the transition of reaction mode from oxygen addition to bond scission. The calculated rheological activation energy of heavy oil from the fitted Arrhenius model is consistent with physical properties of heavy oil (oil viscosity and contents of heavy fractions). It is found that the temperature, oil composition, and internal molecular structures are the main factors affecting its flow ability. Oil-soluble catalyst-assisted air injection or air huff-n-puff injection is a promising in situ catalytic upgrading method for improving heavy oil recovery.     

富集烟道气双注采油工艺试验研究

富集烟道气双注采油工艺技术是将稠油热采的锅炉烟道气经过处理,增压后,作为一种溶剂注入油层,与油层中的残留原油混溶成一种流体被替产的三次采油方法。在锦45块进行了锅炉烟道气注入的现场工业性先导试验,从试验结果看,该工艺起到了保护套管,减少热损失,强化助排,降低原油粘度,增加油层渗透性的作用,锅炉烟道气用于油田稠油和超稠油开采的注入气体,既能提高原油产量和油藏采收率,又可减少废气的排放,利于保护环境。     

冷1块稠油低温空气氧化物模研究

为了进一步发展注气提高采收率技术,提高超稠油油藏的开发效果,采用低温空气氧化驱油物理模型实验,研究建立了二组线型物理模型,开展了冷1块稠油注空气驱油实验。实验研究了冷1块稠油与空气发生低温氧化的温度、产出含氧量,并对其原油低温氧化采油的可行性进行了分析。实验结果表明：随着温度的升高,冷1块稠油低温氧化的采出程度增大;将空气中的氧消耗到安全值以内,浸泡的时间随温度升高不断减少;冷1块进行注空气吞吐可以采出6．86％-10．24％的原油,技术上是可行的。     

大庆外围稠油水热裂解地质协同催化降黏研究

为更好地实现稠油就地水热裂解降黏,以油藏矿物、催化剂和供氢剂为催化体系,检测其对大庆外围稠油水热裂解反应的催化作用.实验结果表明,油藏矿物可以催化稠油水热裂解反应,并可与催化剂协同催化稠油水热裂解,矿物与油溶性催化剂的协同催化效果好于水溶性催化剂;供氢剂的加入可进一步强化稠油水热裂解反应,与不添加供氢剂相比,反应后胶质...     

THAI技术开发厚层稠油油藏井网参数优选

厚层稠油油藏原油黏度高、埋藏深、油藏流体流动性差、动用程度低,采用THAI(从端部到跟部注空气)技术可提高该类油藏的采收率。通过数值模拟对排状布井方式的井网参数进行优选,得出影响因素的敏感性强弱依次为生产井水平段长度、注气量、井距、注气井到生产井水平段端部的距离。在此基础上,进一步分析厚层稠油油藏中不同布井方式的开发效果。结果表明:随着燃烧前缘向前推进,生产井中会产生气窜通道;方案2VIHP的采油速度和采收率优于其他方案;层厚是影响热量传递的重要因素;垂直注气井的开采效果优于水平注气井。     

稠油油藏水驱转热采工艺可行性分析

胜利油区水驱稠油油藏经过多年的注水开发，由于原油粘度的增大和剩余油分布的高度分散，导致开发后期采油速度低、产量低，严重限制了油藏采收率的提高，因而必须寻找合适的接替技术。中外水驱转热采的实践经验证明，热采技术的高温蒸汽降粘和超覆作用等手段可大幅度提高水驱后稠油油藏的采收率，解决水驱开发无法解决的降低原油粘度和提高波及体积等问题。水驱转热采适合于埋藏深度小于1400m的普通稠油油藏，可大幅度提高原油采出程度。胜利油区的油藏条件完全符合水驱后转注蒸汽的筛选标准，具有广阔的应用前景。     

多功能复合化学剂在蒸汽吞吐中的应用

辽河油田稠油热采以蒸汽吞吐开采为主,随着注汽轮次的不断增加、生产过程中各种工艺措施的不断介入,油藏受热水及其它侵入介质的影响,综合含水逐步上升,油层近井地带污染日益严重,直接影响了采收率,限制了稠油的高效开发.从油藏地质条件变化和伤害机理入手,开发研制出注蒸汽化学辅助技术--多功能复合化学剂.室内试验和现场应用表明,该技术能有效降低原油粘度、疏通油层、降低油水界面张力、改善稠油流动性、增加油层能量、提高采收率,从根本上改善稠油热采效果.     

减氧空气吞吐技术在鲁克沁深层稠油油藏的应用

鲁克沁三叠系深层稠油油藏经过多年的注水开发,出现了含水率上升快、水驱效率低、采出程度低等问题。为了解决水驱矛盾,提高单井产量,提出了减氧空气吞吐的方案。通过室内物理模拟实验和数值模拟研究,分析了减氧空气吞吐的机理,优化了注入参数。基于理论研究结果,在鲁克沁三叠系深层稠油油藏开展了减氧空气吞吐矿场试验,结果表明：减氧空气吞吐降水增油的机理是稠油注减氧空气后存在拟泡点,形成泡沫油流分散降黏,同时封堵水流优势通道,扩大波及体积。注气量、注气速度和焖井时间对减氧空气吞吐效果影响较大,建议单井注气量40×10⁴ m³,注气速度4×10⁴ m³/d,焖井时间8~10 d。鲁克沁三叠系深层稠油油藏共实施减氧空气吞吐400余井次,有效率82%,单井平均初期日增油量4.5 t,综合含水率下降42%,有效期达168 d,有效期内单井增油量480.0 t。因此,减氧空气吞吐是深层稠油的一种有效降水增油技术,对同类型油藏注水开发后提高采收率具有重要的借鉴意义。     

苏北油田稠油CO2复合吞吐用新型降黏剂合成及性能评价

苏北油田兴北区块为典型“小、碎、深、薄、低”极复杂断块稠油底水油藏。原油胶质、沥青质含量高,黏度大,原油流动性差导致开发矛盾突出。为了实现该类复杂小断块稠油油藏的有效开发,提出了底水稠油油藏CO₂与降黏剂复合吞吐技术方法,降黏剂是该技术成功实施的核心。通过在降黏剂分子中引入苯环结构来降低胶质、沥青质间的π-π堆积作用,合成了新型高分子表面活性剂型降黏剂。矿场应用表明,该降黏剂具有较好的耐温抗盐性,对苏北油田不同种类的稠油均具有良好的降黏效果。同时,CO₂与该降黏剂混注时,在油藏温度压力条件下仍具有稳定的降黏率。本次合成的新型降黏剂在兴北油田取得了较好的增油降水效果,具有广阔的应用前景。     

泌124断块下层系普通稠油油藏聚合物驱实践与认识

古城油田泌124断块属于普通稠油油藏,油层非均质严重、含油井段长、含油层数多、油层厚度薄、地下原油粘度大,经过二十多年的开发,油藏采收率低、采油速度低、采出程度低、综合含水高,开发效果逐年变差.通过聚合物驱注采井网井距、注采参数的优化研究,确定了适合该油藏特点的聚合物驱方案,改善聚合物驱四项技术的成功应用,有效地提高了...     

Influence of clay minerals on oxidation reaction of light crude oil

By means of the static oxidation test of crude oil, the influence of clay minerals on the light crude oil oxidation reaction under reservoir temperature and pressure was investigated by means of orthogonality analysis method. Based on the thermogravimetric analysis, the oxidation characteristics of clay minerals on crude oil during heating were analyzed. The results show that the clay minerals have different catalytic effects on light crude oil, of which montmorillonite has the best catalytic effect and kaolinite has the worst. And they have the positive effect to light crude oil on air injection, which could enhance oil recovery.     

稠油热采辅助剂的试验研究

蒸汽吞吐是辽河油田稠油开采的重要方式,针对有些蒸汽吞吐区块存在综合含水上升较快、油层近井地带污染严重、综合吞吐效果差等问题,进行了稠油热采辅助剂的试验性研究.系统分析了油藏物性和油层流体性质在注汽开采过程中的变化情况,对蒸汽添加剂进行了配伍性试验、物理分散溶解性能试验、提高蒸汽驱油率试验、原油降黏性能评价等.试验结果表明,该辅助剂能与原油高效反应,有效改善原油界面性质,改善油层岩石润湿状况,有效降低原油黏度.