基于能量及原油物性定量分析的油-水混合液黏度预测模型

高含水油-水混合液往往不能形成稳定的乳状液,而是原油将其中一部分水乳化,形成了油包水(W/O)乳状液液滴和游离水的掺混体系.传统的乳状液黏度模型并不适用于这种非稳定乳化的油-水混合体系.采用搅拌测黏法测定并研究了搅拌转速、含水率及温度对油-水混合液表观黏度的影响.结果表明:油-水混合液的表观黏度随着搅拌速率的增大、含水...     

高温高压条件下CO_2-原油-水体系相间作用及其对界面张力的影响

采用轴对称悬滴形状分析技术研究了高温、高压条件下CO_2-原油体系和原油-碳酸水体系的相间作用及其界面张力的变化规律。研究结果表明:在高温、高压条件下CO_2与原油之间的相间作用可分为2个阶段,第1阶段为CO_2溶解并使原油膨胀,第2阶段为CO_2抽提轻质组分并使油相体积减小;压力增大,CO_2与原油的相间作用速度变快,压力接近最小混相压力时,油滴形态变得极不稳定,CO_2对轻质组分的抽提作用增强,CO_2与原油界面变模糊。温度和压力是影响CO_2与原油界面张力的主要因素,温度越高,气液界面越不稳定,动态界面张力波动越大,平衡界面张力越大;压力越高,动态界面张力达到平衡时间越短,最终的平衡界面张力越低。原油-碳酸水体系界面处的相互作用较弱,油水界面清晰,油滴形态稳定。CO_2从水相向油相逐渐扩散过程中,油滴体积不断膨胀并逐渐达到稳定,未出现CO_2抽提轻质组分导致油滴体积减小的现象。随着CO_2在水相中的溶解及向油相中的扩散,界面张力逐渐下降并达到平衡;温度和压力越高,油水界面张力达到平衡的时间越短,油水界面张力越小。     

CO_2/水乳液体系的黏度测定

采用超临界CO_2、H_2O和表面活性剂聚乙二醇三甲基壬基醚(TMN-6)构建了水包CO_2的乳液体系,探索了CO_2/水乳液体系的形成条件,利用高压落球黏度计测试了CO_2/水乳液体系的黏度,考察了TMN-6质量浓度、体系温度、CO_2压力及m_(H_2O)∶m_(CO_2)对乳液体系黏度的影响。实验结果表明,在25~40℃,10~25 MPa,m_(CO_2)∶m_(H_2O)=(2∶8)~(5∶5),TMN-6质量浓度在0.2%~1.5%条件下,可形成稳定的CO_2/水乳液体系;乳液体系的黏度随TMN-6质量浓度的增加、CO_2压力的升高、温度的降低及m_(H_2O)∶m_(CO_2)的增加有不同程度的增大,且随着TMN-6质量浓度的增加,CO_2/水乳液体系黏度与温度和压力的相关性也逐渐增加。     

基于原油物性定量表征的油包水乳状液黏度预测模型

准确预测原油乳状液的黏度对于油水混输管道的设计和运行具有重要意义。将8种不同物性的原油制备成油包水乳状液,通过流变仪对乳状液的黏度特性进行测定,研究了温度、含水率及剪切速率对油包水乳状液表观黏度的影响。以实验数据为基础,并对原油物性进行定量表征,建立了适用于不同原油、不同剪切条件的油包水乳状液黏度预测模型。结果表明,油包水乳状液的表观黏度随温度的升高而减小,随含水率的增加而增大,随剪切速率的增加而减小;具有剪切稀释性,可采用幂率模型来描述油包水乳状液的流变特性。随着含水率上升,油包水乳状液的稠度系数（K）逐渐增大,而流变特性指数（n）逐渐减小;随着温度升高,K逐渐减小,而n逐渐增大。油包水乳状液黏度预测模型的最佳适用条件为：乳状液体积含水率0.30～0.60、温度30～60℃、乳状液黏度10～2000 mPa·s。该模型计算黏度值与实测值之间的平均相对偏差为8.1%,预测效果良好。     

混合原油黏度计算模型评价

配制由3种油田原油组成的混合原油,并测试其基础物性及流变性,共获得用20种混合原油组成的361个黏度数据。在已有的理论和实验数据的基础上,对4个精度较高的混合原油黏度计算模型进行比选,在模型参数可获得的情况下,准确性最高的模型为多组分混合原油黏度模型—Cragoe修正模型I(相对平均偏差为8.2%,303个数据点相对偏差小于15%,占84%)。该模型无论对混合原油牛顿体黏度还是表观黏度的计算均为最佳。     

基于神经网络模型的混合原油黏度预测

采用BP(back propagation) 神经网络模拟了混合油配比和温度与黏度之间的映射关系,建立了混合油黏度神经网络预测模型.将鲁-宁输油管道混合油的预测黏度与实际黏度进行了对比,结果表明,利用BP神经网络进行混合油黏度预测是可行的,完全可以满足工程需要的精度要求.     

不同压力下原油和CO_2的相互作用研究

本文研究了不同压力下原油与CO2的相互作用,及其对原油与CO2间的界面张力和采收率的影响.首先,在可视化高压饱和单元中,进行一系列不同平衡压力下的原油-CO2饱和测试来确定沥青质沉降的初始压力.然后,采用对称悬滴形状分析法来研究在27 ℃下、平衡压力时的原油-CO2原油体系的界面张力.通过可视高压视窗可以观察到实际地层条件下原油-CO2之间的界面相互作用.研究发现,平衡压力低于门限压力时,原油-CO2体系的平衡界面张力随着平衡压力呈线性降低.平衡压力足够高,原油中的轻质组分会很快从油相中进入CO2相,即强烈的轻质组分抽提.通过饱和实验发现,发生强烈的轻质组分抽提时的压力高于沥青质沉降的初始压力.最后,做了不同注入压力下的CO2的驱替实验,研究了原油与CO2的相互作用对采收率的影响.岩心实验表明,注入压力在适当的范围时,CO2采收率随注入压力的增大而迅速增加.     

裂缝-基质模型CO2混相注入提高原油采收率

对传统驱油实验装置进行改进,建立裂缝-基质模型以模拟裂缝性油藏。应用该模型开展CO_2混相连续注入和吞吐实验,研究CO_2混相注入提高裂缝性油藏采收率特征,并测试产出原油组分,据此分析不同连续注气时间下基质原油产出机理。结果表明,CO_2混相连续注入很难显著提高裂缝-基质模型原油采收率,基质长度为10.0 cm时采收率仅为18.2%,长度为20.0 cm时采收率降至14.1%。原油组分测试结果表明:CO_2注入初期(0~8 h),产出原油组分基本不变,溶解膨胀为主要产油机理,是主要出油阶段;注气后期(8~40 h),产出原油组分明显变化,萃取为主要产油机理,但产油量较少。CO_2吞吐可在连续注气基础上大幅提高采收率72.8%~73.9%;但吞吐效果受生产压差影响,当生产压差为5 MPa时,累积采收率仅为7.9%~12.4%;当生产压差增至20 MPa时,累积采收率最高可达73.9%。     

非牛顿原油包水乳状液的表观黏度预测

基于有效介质理论,在Pal等学者提出的经典黏度模型基础上,对含沥青质、胶质等界面活性成分的原油包水乳状液黏度及流变特性进行预测。界面活性分子对连续相的吸附与夹带,导致有效含水率的增加,是乳状液具有非牛顿性的诱因。将促进与阻碍乳状液有效含水率增加的正反2种作用分开考虑,并用含水率因子和颗粒雷诺数因子分别表征。含水率因子考虑了含水率及微观液滴分布对促进作用的影响;颗粒雷诺数因子着重体现不同液滴微观分布时剪切的破坏作用。建立了考虑微观液滴分布、剪切速率、含水率等多因素影响的黏度预测模型,油田现场原油、矿化水乳状液数据验证表明,所建模型具有较好的预测精度,预测结果的最大相对误差为11.44%。     

CO_2在饱和原油多孔介质中的扩散及影响因素

CO_2在含油多孔介质中的扩散研究是注CO_2提高采收率项目的基础,在化学工程和石油工程都有重要的应用。本文建立了CO_2在饱和原油多孔介质中的扩散模型和压降模型,并利用该模型拟合实验数据求得了CO_2在饱和原油多孔介质中的扩散系数,并在实验基础上研究了温度和压力对扩散系数的影响。研究表明,通过扩散模型拟合实验数据可求取扩散系数。此外,扩散系数随着温度和压力的增加而增加,但随压力增加的幅度逐渐降低。本文可用于注CO_2-EOR项目中参数设计和效果预测。     

二氧化碳-原油体系最小混相压力预测模型

二氧化碳-原油体系的最小混相压力（CCMMP）是CO₂ 驱油方案设计的关键参数之一。为了提高CCMMP的预测精度,利用实验测定的46个二氧化碳-原油体系最小混相压力数据,选取油藏温度、原油中的挥发组分、中间组分、C₅₊、注入二氧化碳中所含的甲烷、乙烷 丁烷、氮气和硫化氢的含量8个因素,运用统计与回归理论建立了8参数的CCMMP预测模型。并将本模型和已经发表的9种方法预测的46个油样的最小混相压力结果进行了对比,结果表明本模型的预测精度大幅度提高。利用该模型对吉林油田CO₂ 驱油试验区的5口井油样的CCMMP进行了预测,并与实验结果进行了对比,相对误差范围0.05%～3.39%,进一步验证了本模型的可靠性。     

CO2-原油混相带形成机理与表征方法

CO2-原油混相带对CO2驱开发效果具有重要影响,目前尚未提出合理的混相带表征方法。通过理论分析和组分数值模拟,对CO2-原油混相带形成机理与表征方法进行系统研究,结果表明:混相带的形成受CO2与原油间的汽化-凝析作用主导,混相带形成之后的演化主要受水动力弥散作用影响;将油气界面张力等于0.1 dyn/cm的等值线作为混相带后缘,将油相中CO2含量为0.2的等值线作为混相带前缘,混相带宽度等于无因次混相带面积与混相带前缘包络线的长度之比;随着累积注入量的增大,在混相带前缘突破之前,混相带宽度逐渐增大,但增速会逐渐减慢,在混相带前缘突破之后到混相带后缘突破之前,混相带宽度迅速下降,之后趋于平稳。基于混相带的准确表征,可为开展混相带调控改善CO2驱开发效果提供基础。     

超深层低渗透稠油CO2增溶降黏体系研发与应用

目前采用CO2吞吐开采超深层低渗透稠油油藏无法达到经济产能,即使使用降黏剂和CO2辅助热采开发也存在降黏效果差、单井产能低和油藏开发难度大等问题。通过使用分子体系设计和实验验证,对CO2增溶降黏剂进行研发,利用化学剂本身降黏功能和增强CO2溶解原油的能力,将化学降黏与CO2开采两种稠油开采技术进行有机结合,达到降低稠油黏度以及增强稠油流动性的目的。研制的增溶降黏剂可使CO2溶解度增大7倍,降黏率高达99.2%,有效解决了超深层低渗透稠油降黏范围小的难题。矿场应用结果表明,试验井周期平均日产油量达到原日产油量的2.5倍以上,取得了良好的效果。     

CO2-原油混相带运移规律及其对开发效果的影响

CO2-原油混相带的运移规律对混相驱效果具有重要影响,目前尚未形成系统的认识.通过组分数值模拟和数学推导,研究了混相带运移变化规律及对采收率的影响.结果表明:混相带前缘突破前,前缘和后缘波及系数、无因次面积线性增大,无因次宽度达到峰值0.14后逐渐减小,而前缘和后缘指进系数增大速度越来越快;混相带前缘突破时,无因次面积...     

酸性气藏气体粘度预测方法对比研究

根据酸性气体粘度的预测方法,对比了基于PR状态方程的粘度模型、经验公式和图版法在预测酸性气体粘度时的准确性.同时,利用酸性气体对基于PR状态方程的粘度模型进行有效性校验.通过计算比较发现,基于PR状态方程的粘度预测模型误差较大,而LBC经验关系能较准确地确定酸性气体的粘度.     

超稠油水平井CO2与降黏剂辅助蒸汽吞吐技术

为了改善超稠油油藏蒸汽吞吐开采效果,通过室内驱油实验研究水平井CO2与降黏剂辅助蒸汽驱驱油效率,利用数值模拟方法研究水平井CO2与降黏剂辅助蒸汽吞吐的降黏机理。研究表明：CO2与降黏剂辅助蒸汽驱驱油效率(80.8%)明显高于常规蒸汽驱驱油效率(65.4%);水平井CO2与降黏剂辅助蒸汽吞吐技术实现了降黏剂、CO2与蒸汽协同降黏作用的滚动接替,从而有效降低了注汽压力,扩大了蒸汽波及范围即扩大了降黏区域,提高了产油速度。根据温度分布和降黏机理的不同可将降黏区分成4个复合降黏区,即蒸汽复合降黏区、热水复合降黏区、低温水复合降黏区和CO2-降黏剂复合降黏区。矿场应用表明,水平井CO2与降黏剂辅助蒸汽吞吐技术在深部薄层超稠油油藏、深部厚层超稠油油藏和浅部薄层超稠油油藏开发过程中取得了显著的降黏增油效果。图6表5参15     

基于GPR-DE模型的CO2-原油体系最小混相压力研究

在对中外35个CO2驱油藏注入气体组分、油藏温度、原油组分、注入气体临界温度和最小混相压力进行数据统计和处理的基础上,结合高斯过程回归(GPR)与差分进化算法(DE),建立了预测CO2-原油体系最小混相压力的新模型——GPR-DE模型.利用统计误差和图形误差评价GPR-DE模型的精确度,利用实验数据和敏感性分析对模型结...     

CO2黏度模型及求解

注气过程中,CO2沿井筒到地层温度、压力变化较大,CO2黏度是重要的流体物性参数.鉴于P-V-T和T-μ-p图的相似性建立的基于P-R状态方程的CO2黏度模型,通过引入卡当公式求解并将解表示成三角函数和双曲函数的形式,适用于注气过程中存在跨临界的宽温度、宽压力范围的CO2黏度的计算.通过与实验测试结果的153个数据点对比分析,平均相对误差6.32%.该模型即求解方法具有较高的精度,并能够连续通过临界点,方便实用.     

CO2驱采油实现温室气体减排研究概述

由于环境保护的需要,减少CO2的排放量成为世界各大石油公司重要的研究课题。采用CO2驱油工艺不仅可以显著提高原油的采收率,还可以减少CO2向大气层的排放量(简称CO2减排),同时可减少90%以上的天然气注入量。现有烟气控制技术可满足收集燃煤电厂CO2的需求。在石油行业,也可利用高含盐采出水沉淀和合成聚合物来实现CO2减排。