减氧对空气泡沫驱井下管柱的缓蚀作用及减氧界限

氧腐蚀是限制空气泡沫驱油技术应用推广的主要因素，减氧能够降低腐蚀速率。笔者利用高压腐蚀反应釜模拟工况条件，采用失重法测试了N80套管钢在不同氧含量（2%~21%）、不同压力（20~50 MPa）、不同温度（70~120℃）条件下的腐蚀速率，根据测试结果拟合建立了腐蚀速率与氧分压关系的数学模型；采用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射分析表征了腐蚀产物的微观形貌和成分。结果表明，空气泡沫驱过程中N80钢的腐蚀速率随空气氧含量的降低呈非线性下降，但无法将腐蚀速率控制在0.076 mm/a标准以下。温度120℃、压力50~20 MPa，N80钢标准挂片的减氧界限为0.021%~0.054%，已经达到纯氮气的标准。工况条件下不同氧含量的N80钢材腐蚀产物疏松多孔，其成分为Fe₂O₃、FeOOH和Fe₃O₄，腐蚀产物对基体金属无保护作用，工况的改变并不会显著改变腐蚀产物的形貌和成分。     

空气/减氧空气驱氧气消耗规律分析

为明确空气/减氧空气驱过程中氧气在储层内的消耗规律,采用静态氧化方法模拟了原油单因素及实际储 层条件下多因素氧化反应中氧气的消耗过程,定量表征静态氧化反应中氧气消耗程度;通过室内细长管空气驱 替实验分析了氧气沿程的动态消耗规律。结果表明,原油发生低温氧化反应消耗氧气造成体系总压力降低,碳 氢化合物发生加氧及断键反应生成CO₂及CH₄;模拟实际储层中的耗氧过程,计算得到发生低温氧化反应消耗氧 气占总消耗的87.84%,水中溶解氧气占比6.3%,地层水及岩心总消耗氧气占比5.86%;氧气沿程消耗,并观测到 氧化前缘的推进,较高的温度、压力及含油饱和度均会提高低温氧化反应程度,从而加剧氧气消耗。研究结果可 为实际矿场空气/减氧空气驱安全高效应用提供理论指导与帮助。     

超低渗透油藏减氧辅助空气泡沫驱提高采收率技术试验研究

超低渗透油藏受储层非均质性强、裂缝发育等特征影响,补充能量与扩大波及矛盾突出,主向见效快,侧向压力低难见效,难以建立有效的驱替压力系统,水驱采收率低。常规水驱治理、注采调控、堵水调剖及加密调整等改善水驱的效果有限。空气泡沫驱具备气驱和泡沫驱的优点,可边调边驱,在扩大波及体积的同时,可提高驱油效率。20世纪60年代以来,国内外开展了多个空气/空气泡沫驱的现场试验,均取得较好的技术经济效果。2016年在G271长X油藏裂缝发育区开展了减氧辅助空气泡沫驱先导性试验研究,以空气泡沫驱为主要手段,开展超低渗透油藏改变注入介质试验,在实践中摸索出一套G271长X油藏裂缝发育区控水稳油及提高采收率的技术体系,最大限度地提高油田最终采收率,确保油田长期持续稳产,因此开展加密区、密井网(小井距)条件下的超低渗油藏减氧辅助空气泡沫驱试验意义重大。     

红河油田长8油藏减氧空气驱注气参数综合优化

为探索并研究减氧空气驱提高裂缝–致密油藏采收率的可行性,以增油量、换油率、吨油成本为评价指标,应用双重介质多组分数值模型,综合室内实验、油藏工程等方法和现场实施工艺条件,开展了减氧空气驱注气参数的优化研究。结果表明:注入氧含量为5.00%的减氧空气,产出气氧含量最高为3.95%,安全可控且减缓腐蚀速率,可以达到最佳的经济效益;优化空气/泡沫段塞比为5︰1,可较好地起到延缓气窜及扩大波及体积的作用;优化单井日注气量为1.5×104 Nm3,注气压力为20～25 MPa,总注入气量控制为4 000×104 Nm3。该研究成果在试验井组应用,预测能取得较好的经济效益,为深化减氧空气驱应用研究,提高裂缝型–致密油藏的采收率奠定了技术基础。     

红河油田注空气驱井筒管材腐蚀规律研究

红河油田长8致密油藏开展注空气驱油,但注空气驱油存在严重的腐蚀问题.通过开展高温高压腐蚀模拟试验,研究了J55和N80两种材质在不同工况下的腐蚀规律.试验结果表明,J55和N80两种钢材的腐蚀速率随氧含量升高而逐渐增加,随温度和压力的升高而逐渐增加,随空气湿度的升高而逐渐增加.     

泡沫辅助减氧空气驱采出液脱水及消泡特性研究

为了掌握泡沫驱残留药剂对采出液地面处理工艺的影响,以现场泡沫辅助减氧空气驱采出液和模拟采出液为对象进行了脱水和消泡等实验。采用SVT-20N旋转滴测量仪、TA DHR-2流变仪、泡沫测试分析装置等仪器和破乳脱水标准方法,测定了发泡剂和稳泡剂对油水界面性质的影响,评价了发泡剂、稳泡剂、破乳剂、处理温度对采出液破乳脱水和消泡特性的影响,得出了发泡剂和稳泡剂对采出液破乳脱水和消泡特性的影响规律,优化了现场泡沫辅助减氧空气驱采出液的分离脱水条件。通过实验与结果分析,采出液的发泡剂残留质量浓度为10 mg/L左右;发泡剂的残留会显著降低油水界面张力,并增加消泡时间,稳泡剂主要表现为发泡剂的辅助药剂;当发泡剂质量浓度为10 mg/L,或5 mg/L发泡剂+100 mg/L稳泡剂时,脱水60 min后的含水率仍高于0.5%,此时需要升高温度或者增加破乳剂投加量;当发泡剂残留质量浓度超过150 mg/L时,消泡时间会超过10 min,此时需增加温度促进采出液的消泡。掌握泡沫驱药剂对采出液破乳脱水和消泡特性的影响规律,可为现场泡沫辅助减氧空气驱采出液的脱水和消泡提供参考。     

海上热采井井筒管柱腐蚀研究及应用

为防止海上稠油热采作业中井筒管柱出现腐蚀现象,加快稠油热采规模化应用进展,对海上热采现场作业后的井筒管柱进行形貌观察、机械性能检测、能谱检测以及室内模拟试验等方法进行腐蚀分析,结果表明:井筒管柱在热采井中的腐蚀主要由于高温、氯离子和氧离子共同作用.针对腐蚀原因,优化工艺方案和提高设备性能,降低井筒中氧、氯含量.现场应用...     

特低渗透油藏水平井减氧空气泡沫驱油藏方案优化设计

为了提高特低渗透油藏水平井的开发效果,针对志丹油田河川区长6油藏水平井地层能量得不到有效补充,地层能量亏空严重,单井产量递减快等问题,探索利用减氧空气泡沫驱技术高效补充致密砂岩油藏地层能量,开展了减氧空气泡沫驱油藏方案的优化研究。利用数值模拟优化研究得到如下注入参数：根据当前井网形式,确定转注1口水平井作为减氧空气泡沫驱试验井,注入方式采用气液交替泡沫驱;2)初期泡沫液配注量60m³/d,初期减氧空气配注量4500nm³/d;3)段塞组成：0.003PV前置段塞×起泡剂浓度0.7%,0.197PV主体段塞×起泡剂浓度0.35%,泡沫驱总段塞：0.1PV;4)气液交替注入周期为15d;5)初期设计气/液比为3∶1(地下体积比)。该研究成果在试验井组应用,预测能取得较好的经济效益,为深化减氧空气泡沫驱应用研究,提高致密砂岩油藏的采收率奠定了技术基础。     

空气泡沫驱注入系统腐蚀影响因素的灰色关联分析

空气泡沫驱油技术施工中一般存在严重的油管腐蚀问题,需要采取有效的控制措施以延长管道使用寿命,以确保油田安全低成本的生产,因此对空气泡沫驱注入系统的腐蚀影响因素进行了深入分析。采用室内挂片失重法研究了注入套管腐蚀因素对腐蚀速率的影响规律,并在此基础上运用灰关联法计算了各腐蚀因素对腐蚀速率的灰关联度,并进行了影响程度大小排序。结果表明,套管的腐蚀速率随着空气/泡沫液交替注入频率、泡沫液流速、空气参数（氧含量、湿度、温度、压力）的升高而变大,灰关联度大小排序为空气/泡沫液交替频率 > 空气氧浓度 > 温度 > 压力 > 湿度 > 泡沫液流速。研究结果为进一步了解空气泡沫驱腐蚀机理以及制定相关抗腐蚀对策提供了技术参考。     

空气泡沫驱采出系统腐蚀影响因素研究

对采出流体物性进行分析,确定了空气泡沫驱对采出系统采出流体组成成分的影响。通过高温高压反应釜进行了腐蚀试验,对试片进行了平均腐蚀速率计算、宏观形貌观察、金相分析和扫描电镜(SEM)分析,研究了温度、流速、氧含量对腐蚀的影响,研究结果表明氧含量是腐蚀主要控制因素。     

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。     

注空气驱套管材质腐蚀规律与机理研究

随着采油技术的发展,注空气采油技术受到国内外很多油田的重视,但空气中氧的存在,会给油田管线及其他设备带来严重的腐蚀问题。为了明确注空气驱的腐蚀主导因素、腐蚀规律及腐蚀机理,利用高温高压反应釜模拟工况条件对油田所提供的20#与L360两种材质进行腐蚀试验,通过金相显微镜与X射线衍射仪对腐蚀后试样的形貌与产物进行表征分析,研究不同氧含量、压力与温度条件下材质的腐蚀规律与机理。通过分析得出:腐蚀速率随着氧含量、压力与温度的升高而升高;从金相显微镜观察可知,腐蚀类型为点蚀与溃疡腐蚀;XRD分析得到腐蚀产物的主要成分为铁的氧化物。腐蚀的主导因素为氧含量,油田在生产作业中应适当控制所注空气的氧含量。     

续水驱后空气泡沫驱提高采收率实验研究

我国大部分油田已经进入高含水甚至特高含水开发阶段,如何提高此阶段的剩余油采收率对于提高油田的整体开发效益显得尤为重要。通过恒温空气泡沫长岩心驱替实验,开展了续注水后空气泡沫驱提高采收率效果研究,对生产实践有指导意义。     

CO_2驱注气管柱技术研究

CO2驱开采技术越来越成为低渗透油藏提高采收率的重要方式,被世界各大油田所重视并试验。根据注气需求,研究了CO2驱分体式丢手注气工艺管柱,管柱可以实现锚定、反洗、分体式丢手、免压井作业等功能。设计了管柱的配套工具,包括Y441封隔器、底部止回阀、反洗阀、丢手回接筒以及蝶板阀等,并针对CO2驱油特有的腐蚀性,提出了关于该管柱的防腐措施。胜利油田纯梁高89区块应用以来,CO2注入顺利,密封性能良好,且取得了较好的增油效果,为今后CO2驱的推广和应用提供了很好的借鉴。     

减氧空气驱提高采收率技术取得重大突破

减氧空气获取成本较低,是一种高效、低成本、绿色的驱油介质。减氧空气驱技术是富有创造性的提高采收率新技术,既能够用于中高渗透油藏或潜山油藏开发中后期的战略接替,也能够用于特/超低渗透和致密油藏的有效动用。     

甘谷驿采油厂唐80井区空气泡沫驱先导试验研究

甘谷驿采油厂唐80井区块由于油层非均质性强,导致注水开发后油井含水上升速度快,水淹严重,油藏采收率低。为进一步提高油藏采收率,达到降水稳油的目的,模拟其油层条件,以廉价的空气为基础,进行了空气泡沫驱油提高采收率室内配方筛选和先导性试验。最终筛选出的配方为综合泡沫优选实验表明宜采用泡沫配方为0.5%BK-6+0.05%BK-51,驱油试验显示最高驱油效率达到88.04%。在原注水开发井组进行注泡沫试验,见效期为3个半月,与注水见效基本相同,见效后主要表现为产液上升、含水大幅度下降,产油增加。含水下降最大达52%,单井最大增油幅度为1.15倍。泡沫具有明显的封窜效果。试验结果证明了空气泡沫驱能大幅度提高唐80井区块油藏采收率,是一种有前途的三次采油方法。     

中原油田注空气驱油试验研究

在分析中原油田开发特点的基础上，对已应用的提高采收率技术进行了分析，指出了存在的问题，提出应用注空气驱技术可进一步提高油藏采收率。介绍了空气驱低温氧化机理，建立了室内试验装置。针对胡12块油藏原油，研究了不同压力、温度下注空气动态驱油情况。分析了压力、温度等因素对气体突破时间、突破时气体含氧量和驱油效率的影响。试验结果表明：注入温度一定时，随着无因次压力的增加，气体突破时间缩短，突破气体含氧量增加，气体突破时驱油效率降低；无因次压力一定时，随着温度的升高，气体突破时间缩短，突破气体含氧量降低，气体突破时驱油效率增加。该试验对中原油田安全、有效地应用注空气驱油技术具有重要的指导意义。     

鲁克沁深层稠油油藏空气泡沫驱技术实践

鲁克沁三叠系稠油油藏采用常温水驱开发,由于注入水黏性指进,开发效果逐年变差,为提高油田整体开发效益,开展了深层稠油油藏泡沫驱提高采收率矿场试验。根据油藏条件筛选出耐高温耐高盐起泡剂,结合其他矿场试验优化了发泡气体选择与注入参数,并在YD203井区采用段塞交替注入方式实施减氧空气泡沫驱矿场试验。YD203井区内19口井4年内见效率达到89%,整体含水下降39.5%,累计增油超过2.0万t,预计提高油田采收率6.8%。该研究对进一步提高鲁克沁深层稠油油田采收率、实现油田可持续发展具有重要指导意义。     

特低渗透油藏注CO_2驱油注入方式研究

针对特低渗透油藏水相难以有效注入、水气交替难以有效实施的问题,提出采用周期注气来改善特低渗透油藏注CO2驱油效果。首先通过与其他注入方式的对比,分析周期注气的优缺点,指出其比较适合特低渗透油藏。然后采用数值模拟的方法,研究周期注气改善驱油效果的机理,分析认为周期注气能够有效改善流度比,扩大CO2的波及体积,降低粘性指进的影响。最后将周期注气应用到特低渗透油藏芳48和树101区块的方案编制中,数值模拟结果表明,与连续注气相比,周期注气可以有效提高CO2的换油率,减缓油井气窜,最终提高采收率;并且在现场生产过程中,周期注气可以明显降低油井油气比上升速度,改善油藏开发效果。