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。     

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。     

吐哈盆地鄯善油田轻质油藏注空气开发机理研究

为了探讨轻质油藏注空气提高采收率的机理,在注空气室内实验研究的基础上,运用热采数值模拟技术．研究了鄯善油田不同开发阶段注空气后油藏内原油低温氧化反应过程、相态变化规律及分布特征、油藏能量的变化规律;同时研究了油藏温度、油藏压力和空气注入速度等因素对轻质油藏注空气开发效果的影响,阐明了注空气开发的主要驱油机理,即烟道气驱和附加的热效应,对轻质油藏注空气开发矿场试验具有一定的指导作用。     

鄯善油田注空气提高原油采收率实验研究

为了确定轻质油藏注空气提高原油采收率技术在吐哈油田提高采收率的可行性，吐哈针对鄯善油田等轻质油藏开展了注空气低温氧化室内实验研究。通过实验及研究表明鄯善油田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行，最终可建立稳定的氧化前缘。研究确定了鄯善油田地层条件下空气的氧化特性；温度变化与氧化能力的关系；氧化前缘的建立及推移速度；取得了低温氧化反应动力学参数活化能E、预幂率指数K。得到了反应热、反应系数，确定了注空气低温氧化采油的驱油效率，为轻质油藏注空气提高原油采收率研究和矿场实施提供了理论依据。     

用注空气（LTO）法提高残余低粘油采收率

本文介绍了一种新的注空气技术———低温氧化 (LTO)法。通过与油藏中残余油发生LTO反应除去注入空气中的氧 ,可提高深层低粘油藏的原油采收率。LTO反应产物“烟道气”可驱替原油。本文通过使用北海的四种低粘原油获得了LTO反应动力学和原油采收率的初步结果。此外 ,本文还讨论了海上注空气的一些安全问题     

高浅北区稠油油藏空气泡沫驱实验

高浅北区稠油油藏平均地层温度65℃,原油地下黏度90.34 mPa·s,已经历多次调剖调驱,含水已达97%。为了寻找提高采收率接替技术,进行了空气泡沫驱室内实验研究。微观模型驱油实验表明,泡沫驱的主要机理是封堵和乳化作用。在静态空气氧化实验中,该油藏原油可在模拟油藏条件下缓慢氧化,氧化速率为（2.261×10^-5～2.448×10^-5 molO₂·h^-1·[mL(oil)] ^-1,随压力、温度升高而增大。在物理模拟驱油实验中,在水驱采收率12.35%的基础上,依次进行的空气驱、空气泡沫驱、后续水驱、后续空气驱分别提高采收率36.47%、14.12%、11.18%、0;驱替过程中产出气中CO₂和O₂含量变化指明原油发生了氧化;注入压力变化指明空气泡沫的封堵作用。对于高浅北区稠油油藏,空气泡沫驱是可行的。     

X油藏注气混相驱可行性实验研究

针对X底水油藏油井注水后综合含水上升过快的问题,利用HB70/300型高压物性分析仪开展了该区块原油相态特征实验、注气相态特征实验,并运用细管法开展了注CO₂最小混相压力实验。对比分析了CO₂和N₂两种性质气体注入前后原油的相态特征变化,确定了该区块原油注CO₂最小混相压力,为X油藏注气提高采收率可行性提出依据。实验结果表明,X油藏原始地层压力为46.01 MPa,原油饱和压力为11.06 MPa,注N₂后饱和压力上升迅速,在原始地层条件下难以实现混相,表现出典型的非混相特征;注CO₂后饱和压力上升较平缓,细管法测得的最小混相压力为28.03 MPa,说明利用CO₂可实现CO₂的混相驱替,而且最终的驱替效果比较理想。说明该油藏可开展注CO₂混相驱,为进一步的开发方案调整提供了依据和合理的建议。      

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...     

高压注空气工艺采油机理的数值模拟和实验评价

本文阐述了在实验室条件下建立一个合适的高压注空气数值模型实验和油藏模拟方法,确定了烟道气驱和氧化反应对整个采油过程的作用.对两种轻质原油进行了量热实验、PVT、烟道气驱替和燃烧管实验,以此来确定油藏模拟中每种驱替机理的采收率.利用贝雷砂岩岩心进行了两相和三相(轻油、烟道气、水)驱替,分析特定条件下饱和度、压力、温度和相组成对原油采收率的影响.燃烧管实验的热采模拟器是根据单个实验和历史拟合的数据建立的.使用历史拟合的相对渗透率曲线的燃烧管实验模拟表明,单一的烟道气驱不能解释实验过程中所观察到的高采收率.     

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。     

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。     

Effect of oil-solubility catalysts on the low-temperature oxidation of heavy crude oil

Due to low oil recovery factor in heavy oil reservoir, air injection with catalyst becomes a competitive technology to effectively reduce viscosity of crude oil as a result of the low cost and small environment pollution. This paper determined the feasibility of air injection with catalyst in a heavy oil reservoir through static and dynamic experiments. The results indicated that under the effect of catalyst, oxidation between heavy oil and air could significantly reduce the viscosity of crude oil. The optimal catalyst contained 0.7?wt. % oil-solubility organic acid copper and 0.5?wt. % sodium hydroxide. With the oxidation time increasing, viscosity of crude oil decreased and oil recovery factor increased. With temperature increasing, viscosity of crude oil decreased sharply and oil recovery factor increased. The oil recovery factor of air huff-n-puff process was 30.2%. Air injection with catalyst in the reservoir is a promising technology.     

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。     

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。     

烟道气双注采油工艺技术研究

烟道气中能起溶剂作用的有效成分是CO2、N2，处理的目标是净化、富集；烟道气中不利的成分是水分、灰尘，处理的目标是脱水、除尘。油层注烟气的效果介于注CO2气和N2气之间。把能够污染环境含有大量二氧化碳的排放烟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层采收率，又可减少废气的排放，有利于环境保护。     

A laboratory study of hot WAG injection into fractured and conventional sand packs

Gas injection is the second largest enhanced oil recovery process,next only to the thermal method used in heavy oil fields.To increase the extent of the reservoir contacted by the injected gas,the gas is generally injected intermittently with water.This mode of injection is called water-alternating-gas(WAG).This study deals with a new immiscible water alternating gas(IWAG) EOR technique,"hot IWAG" which includes combination of thermal,solvent and sweep techniques.In the proposed method CO2 will be superheated above the reservoir temperature and instead of normal temperature water,hot water will be used.Hot CO2 and hot water will be alternatively injected into the sand packs.A laboratory test was conducted on the fractured and conventional sand packs.Slugs of water and CO2 with a low and constant rate were injected into the sand packs alternatively;slug size was 0.05 PV.Recovery from each sand pack was monitored and after that hot water and hot CO2 were injected alternatively under the same conditions and increased oil recovery from each sand pack and breakthrough were measured.Experimental results showed that the injection of hot WAG could significantly recover residual oil after WAG injection in conventional and fractured sand packs.     

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.     

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。