助剂对电磁原位加热稠油储层温度分布的影响

为了解决电磁原位加热导热、导电性能差的稠油储层时存在温度偏低的问题，提出了基于助剂注入的电磁原位加热技术，并建立了考虑稠油储层热性质随温度动态变化的电热耦合数学模型，开展了电磁加热室内试验以验证数学模型的准确性，比较了助剂注入前、后储层的电场和温度分布以评估电磁加热性能，最后分析了助剂导电和导热性质对储层温度分布的影响规律。研究结果表明：室内试验证实了电热耦合数学模型的准确性，助剂注入后电磁原位加热稠油储层的温度明显升高；在一定径向范围内，助剂电导率的增大有助于提高储层温度；储层径向温度随着助剂比热容和导热系数的减小而升高。研究结果证实了基于助剂注入的电磁原位加热技术在解决加热温度偏低的问题上可行。     

影响地质雷达工作的因素分析

广泛用于工程勘查、水文调查、考古探测领域的地质雷达技术日趋成熟.针对不同的勘察目标、不同的地下介质,科学地设计其探测深度和分辨率是技术应用的关键.为此,必须分析、掌握雷达工作的三个重要参数:环境电导率、介电常数和探测频率.环境电导率σ是表征介质导电能力的参数,它决定了电磁波在介质中的穿透深度,其穿透深度随电导率的增加而减小,并与土壤中的含水量有密切的关系;当σ＜10-7S/m,并满足介电极限条件时,电磁波衰减小,最适宜发挥地质雷达应用效果.介电常数是影响应用效果的另一个重要因素,高频电磁波在介质中的传播速度主要取决于介质的相对介电常数,而反射信号的强弱取决于介电常数的差异.探测频率不但是制约探测深度的一个关键因素,同时也决定了探测的分辨率;探测频率越高,探测深度越浅,探测的垂直分辨率和水平分辨率越高.     

电磁波衰减系数特性分析

为了探索勘探深度大且分辨率高的电磁勘探技术,采用数值计算的方法研究了电磁波在1~1015Hz整个波谱范围内的衰减规律。计算了多种模型下,电磁波衰减系数的频率响应曲线,得到了电阻率分别为50、100、150、200、250、300、350、400、450、500Ω·m共10条曲线。这些曲线共同揭示了一个规律,从低频到高频,衰减系数随频率的增大而急剧增大;到一定频率后,波衰减系数趋于稳定;频率增大到某个阀值后,衰减系数急剧下降。在任意给定的电阻率下,频率超过某一阀值频率后,电磁波呈慢衰减或基本不衰减特性。因此,大于阀值的高频电磁波可进行大深度高分辨率勘探。     

低渗透稠油微波原位加热开采数值模拟研究

针对低渗透稠油油藏开采过程中储层注入能力低、热损失高、水资源消耗大等问题,采用数值模拟对微波加热稠油开采技术进行研究,通过建立电磁-传热-流动多物理场模型,明确了微波加热稠油的降黏作用和传热机理。研究结果表明:稠油油藏微波加热后可分为电磁穿透区、多孔介质传导区和未加热区3个区域;最佳辐射频率为2 450 MHz,增加功率可快速提高地层温度;为了避免井筒附近出现过热现象,应采用降功率的阶梯式加热模式;水力压裂裂缝可有效改善低渗透油藏的渗流通道,可与微波加热协同开采稠油油藏。该研究可为低渗透及高黏度稠油的开发提供借鉴。     

电加热稠油热采井筒温度场数值计算方法

电加热稠油热采井筒温度场是热采作业参数设计的核心依据,基于传热学理论和气液两相流井筒温压场计算方法,考虑温度对稠油热物性影响,建立了连续电加热和电磁短节加热工艺井筒温度场的数值计算方法,并以大港油田X井为例,计算了不同加热功率下连续电加热和电磁短节加热工艺的井筒温度场。计算结果表明:井口温度的模型计算结果与实测值相对误差仅为3.10%,满足工程设计精度要求,也验证了计算方法的有效性和准确性;连续电加热工艺的井筒温度剖面平滑连续,而电磁短节加热工艺的井筒温度剖面呈锯齿形,且温度波动更大;连续电加热工艺的井口温度高于电磁短节加热,而连续电加热工艺的平均温度则低于电磁短节加热工艺。该研究结果可为电加热稠油热采工艺选择、作业参数设计提供指导和借鉴。      

随钻电磁波测井环境影响分析

本文在随钻电磁波测井原理的基础上,给出了三线圈系电磁波测井视电阻率的计算方法。采用基于加权余量法的矢量有限元方法进行分析,计算得到了地层环境对随钻电磁波测井仪器测量结果的影响,其中包括泥浆电阻率、侵入带、围岩和地层介电常数的影响。计算表明:衰减电阻率受泥浆电阻率的影响比相移电阻率小;在侵入深度较浅时,视电阻率主要反映原状地层电阻率,在侵入深度较深时反映侵入带电阻率;介电常数的影响与测量仪器的频率和地层电阻率有关,当介电常数增大时,两接收器之间的相位差和幅度比也随之增大;围岩的影响主要与地层电阻率和围岩电阻率对比度有关。     

电磁波和超声波辐射引起的沥青质原油流变性的变化

电磁加热和超声辐射所特有的优点就是使油管甚至井筒不必要的部分热量损失最少。这些技术在加拿大稠油开采方面受到了极大关注，在阿拉斯加，由于热损失使蒸气驱采油无效，因此，电磁加热正成为开采稠油和从水合物中生产天然气的可选方案。电磁加热或超声波辐射也可有效地用于碳酸盐岩油藏。但是，最近已开始考虑有关原油性质由于其它非侵入过程造成的不可逆变化。本文研究原油性质因电磁波或超声波辐射的热变程度。后面的实验还涉及到碳酸盐岩、UAE(United Arab Emirates)原油及水混合体系导热性测定。此外还研究了给定频率电磁场对含碳酸盐岩的UAE原油热变的影响，并对残余水饱和度的作用也进行了研究。实验表明电磁波热效很高，可以最小的输入能量加热附近的井筒。然而，沥青质的存在会导致原油流变性发生某些不可逆变化。本文研究了这种变化背后的物理实质。超声波处理过程中，尽管粘度大大下降，但这种不可逆变化不明显。     

瞬变电磁测井原理研究Ⅲ:电磁波

瞬变电磁测井满足Maxwell方程,包含电磁波传播过程及其影响。从Maxwell方程出发,分析了无限大均匀介质电导率对电磁波传播速度的影响,与空气中的电磁波传播速度是常数不同,一般介质的电磁波传播速度随频率改变,低频时变化很大。利用裸眼井模型对井内的电磁波传播特征进行研究,给出了描述井内电磁波传播的二维谱及其频散曲线。在高频段(大于100 MHz)与声波测井相似,井内传播的电磁波也具有频散效应,速度随着频率的增加从地层的电磁波速度连续改变到井内液体的电磁波速度,在有些频率段,其速度与地层的电磁波速度一致。在这些频率测量电磁波能够得到地层的电磁波速度,从中获得地层的介电常数,这是由井的圆柱形边界导致的。与声波测井不同,在低频段地层的电磁波传播速度随频率改变,在井中所测量的电磁波速度也随频率改变,这种现象主要由电磁感应引起,与地层的电导率有关。这一部分的响应特征构成了瞬变电磁测井电阻率测量的基础。     

低渗透稠油油藏水平井蒸汽吞吐开井阶段温度分布

低渗透稠油油藏开采中具有明显的启动压力梯度,启动压力梯度受流度影响。在油藏注蒸汽开采过程中,压力传播将受到储层内温度分布的制约,因此,开井生产阶段储层内的加热范围和温度分布情况的研究是确定油藏蒸汽吞吐极限动用半径的基础。文中运用马克斯-兰根海姆油藏热力学模型,建立了水平井蒸汽吞吐注汽阶段加热半径计算模型、焖井结束后加热区平均温度计算模型、开井生产加热区平均温度计算模型;在此基础上,又建立了开井生产阶段温度分布计算模型,研究了低渗透稠油油藏水平井蒸汽吞吐开采阶段加热区内温度分布特征。分析表明:相比天然能量开采,注蒸汽开采将增大水平井的极限动用半径;在水平井蒸汽吞吐生产阶段,沿着水平井段的径向方向,渗流过程转变为变启动压力梯度的流动形式,其压力传播特征与定启动压力梯度的非达西渗流特征存在不同。     

电磁加热-化学复合解除凝析油堵塞温度分布研究

用井下电磁感应加热技术解除凝析气藏近井地层的凝析油堵塞，存在有效加热半径小，高温区域集中于井筒附近的问题，因此提出了电磁加热-化学复合的方法，并进行了研究。建立了井下电磁加热-化学复合解除凝析油堵塞的温度分布数学模型，采用数值方法进行求解。研究结果表明：该技术能有效增加加热半径，扩大高温区域；近井地层温度分布受化学剂注入时间、注入速度、电磁加热器功率及化学剂的温度影响，其中注入速度和化学剂的温度是重要的影响因素。建议：①应综合考虑经济效益和加热效果等因素，选择合理的注入时间。②考虑到电磁加热器的实际功率，以小流量注入为好。③根据化学剂的温度，设定合理的电磁加热器功率。④需要进一步研究电磁加热-化学复合解除凝析油堵塞技术的热力-化学机理，建立能描述该复杂过程的数学模型。     

Alteration of asphaltic crude rheology with electromagnetic and ultrasonic irradiation

Electromagnetic heating and ultrasonic irradiation have the unique advantage of minimizing heat loss in the pipe or even in the unnecessary sections of the wellbore. In Canada, these processes have received significant attention in the context of heavy oil recovery. In Alaska, where heat loss to the surrounding makes the steam flooding process ineffective, electromagnetic heating is being reviewed as an option to recover heavy oil and gas from hydrates. Electromagnetic heating or ultrasonic irradiation can be effective in carbonate reservoirs as well. However, recently, concerns have been raised regarding irreversible alterations of crude oil properties due to these otherwise non-intrusive processes. This paper investigates the extent of thermal alterations of crude oil properties due to electromagnetic or ultrasonic irradiation. Experiments also involved the determination of thermal conductivity of carbonate rock, United Arab Emirates (UAE) crude and water for various mixtures. This followed the study of the effect of electromagnetic power for a given frequency on the thermal alteration of UAE crude in the presence of carbonate rock. The role of residual water saturation was also studied. Experiments showed that the efficiency of electromagnetic heating is very high and can be used to heat near the wellbore with minimal energy input. However, the presence of asphaltenes led to some irreversible alteration in crude oil rheology. The physics behind this alteration is investigated in this paper. Such alteration was not evident in the presence of ultrasonic treatment, even though the viscosity reduction during ultrasonic treatment was significant.     

Influence of cracking reactions during electromagnetic heating

The electromagnetic heating for oil recovery is based on the transformation of electric energy into thermal energy. It happens through a direct interaction between the electromagnetic field and the electrically sensitive particles of the medium. There are different types of electromagnetic heating and the choice of the heating type depends on factors such as reservoir depth, geological heterogeneities, and electrical characteristics of the reservoir constituents. This study was based on reservoirs with characteristics similar to those found in the sedimentary basins of the Brazilian Northeast. The purpose of this work is to analyze the influence of the cracking reactions using electromagnetic heating and the influence of the fractures geometries in the reservoir model proposed.     

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文章介绍了将电磁感应加热技术应用到开发中后期凝析油气藏单井增产挖潜的最新研究成果。针对凝析油堵塞问题,将电磁加热技术应用到凝析油气井，以影响凝析油气藏凝析与反蒸发过程的重要参数——温度为主要研究对象，建立了凝析油气井电磁加热解堵数学模型，研制了凝析油气井电磁加热动态预测与评价的计算机软件系统,并利用该系统研究了产量、加热功率和孔隙度对温度、凝析油含油饱和度和气相相对渗透率的影响规律。结果表明：电磁加热技术适用于低产量、低孔隙度的凝析油气井；产量和岩石孔隙度是影响温度、含油饱和度和气相相对渗透率分布的重要因素，产量大时加热作用半径小，只有井壁附近存在高温，而产量小时加热半径可达到3 m；在一定产量下，加热功率的增加对加热半径的增加影响不大，只会造成井壁温度的急剧升高。文章的成果证实了电磁加热对解决凝析油气井近井带凝析油堵塞问题的可行性，也为凝析油气井电磁加热增产技术的选井及加热工艺优化提供了理论依据。     

电磁感应加热技术解除凝析气井近井堵塞的可行性研究

井下电磁感应加热技术是一种针对凝析气井近井地层的新型处理工艺,其解堵增产机理主要是利用近井地层温度的升高来减轻近井积液对产能的影响。依据凝析气藏渗流规律和开采特点以及油气水三相渗流运动方程、能量守恒和物质守恒原理,建立了凝析气藏电磁加热数学模型并运用到实际气藏中进行数值模拟研究,和分析了电磁加热生产条件下气藏近井带压力、凝析油饱和度及气相相对渗透率的变化规律。认为电磁感应加热技术可以有效减轻或解除气井近井堵塞问题和提高气井采收率。     

基于储层物性时变的稠油底水油藏高含水期精细挖潜技术

现有稠油底水油藏水锥变化计算公式均未考虑由于长期大液量冲刷引起的储层物性变化,导致计算出的水驱波及体积偏大。为了准确描述高含水阶段水锥和水脊的变化规律及剩余油分布,考虑了长期大液量冲刷下储层物性的变化,运用等值渗流阻力法对波及区内外储层渗透率进行了等效表征,建立了考虑物性时变的稠油底水油藏水锥、水脊变化数学模型。分析可知,储层物性时变对水锥的影响十分显著,相同水锥宽度下,考虑物性时变的数学模型计算的波及高度较不考虑该因素的现有公式的计算值要小46.3%。将考虑物性时变的数学模型的计算结果与邻井测井解释结果对比,相对误差仅5.3%。根据渤海Q油田现有井距条件下利用考虑物性时变的稠油底水油藏水锥、水脊的接触关系,总结出了该油田3种井间剩余油分布模式,并针对不同模式给出了相应的挖潜措施。矿场先导试验证实了基于储层物性时变的稠油底水油藏高含水期精细挖潜技术的可靠性、有效性,为稠油底水油藏高含水阶段挖潜剩余油提供了技术支持。      

稠油油藏平面动用程度定量计算方法探讨

利用吸汽剖面以及电测解释等资料，对油藏平面动用程度进行对比分析。在传统加热半径研究方法基础上，采用多种方法，将含油饱和度下降作为储量动用的主要标准，将油层温度上升作为储量动用的辅助标准，进行了平面动用程度的计算，为洼38断块稠油油藏后期综合调整提供了依据。该计算方法对于其它稠油区块平面动用程度的研究以及后期调整工作具有一定的借鉴意义。     

水平井蒸汽吞吐三维静态温度分布计算模型

三维静态温度分布的计算是依据稠油油藏导热特性,结合井温测井资料及水平井筒微元导热机理分析,并合理假设油藏条件,建立油层三维导热柱状温度分布模型,采用差分方程径向与轴向先分离再结合的方法进行整合,再使用不完全LU分解和ORTHOMIN加速方法对数学模型进行求解。利用该模型分析稠油热采水平井三维导热机理,计算热采水平井焖井地层网格的温度分布差异,计算水平井蒸汽吞吐静态三维温度场,为最终优选注采参数及提高最终采收率提供依据。     

辽东湾坳陷新近系特稠油成藏模式与成藏过程——以旅大5-2北油田为例

辽东湾坳陷断裂构造带原油稠化作用强烈,形成了复杂的特稠油油藏,其特殊的油藏模式为勘探阶段的油藏评价带来巨大风险。基于测井资料、岩心和薄片观察结果、原油地化分析和包裹体测温等技术,建立了旅大5-2北油田特稠油油藏模式,并对其成藏过程进行研究。结果表明:明化镇组和馆陶组特稠油藏与常规油藏相比具有不统一的油-水界面、弧形的油藏边界、油-水关系倒置以及油顶为分选极差的砂砾岩等特征;在距今约25 Ma东营组沉积末期,来自辽中凹陷和辽西南洼的原油在东营组经历了第一期成藏,由于处于断裂带且埋深较浅,原油遭初步的生物降解作用;自明化镇组沉积期距今5 Ma以来,东营组聚集原油遭受破坏,沿控圈断层作垂向运移至浅层,受早期稠化作用的影响,一方面在很大程度上降低了对保存条件的要求,原油可以在盖层条件较差的储层中聚集成藏,另一方面原油优先选择物性较好的储层进行充注,伴随着聚集后进一步强烈的生物降解作用,形成特殊的油藏模式。