稠油冷采泡沫油溶解气驱油藏开发动态数值模拟

稠油注蒸汽等热采开发方式面临着油层出砂、气窜和采油成本高等问题,而稠油冷采过程中形成的泡沫油,则使稠油油藏具有采油速度快、采收率高和生产气油比低等特点。在论述STARS模拟泡沫油机理及模型局限性的基础上,建立了稠油冷采泡沫油溶解气驱油藏模型。模拟结果表明,与常规溶解气驱油藏相比,泡沫油溶解气驱油藏具有生产气油比上升缓慢、累积产油量高等特点;在油相中气泡形成频率一致的情况下,气泡破裂速度越快,生产气油比越大,产油量越低;原油粘度越高,地层渗透率越低,开发效果越好,稳产时间越长。     

泡沫油型超重油冷采后转SAGD开发数值模拟

泡沫油型超重油油藏原始溶解气油比高,地下可形成泡沫油流,水平井冷采初产较高,但一次衰竭开发采收率低。因此,开展了泡沫油型超重油冷采后转SAGD开发技术研究。根据研究区块油藏地质特征,建立了泡沫油冷采及热采数值模拟模型,研究了泡沫油SAGD驱油机理和开发技术政策。研究结果表明,与油砂SAGD不同,泡沫油具有流动性,泡沫油SAGD驱油机理为在注采井形成热连通之前蒸汽驱油为主、重力泄油为辅,形成热连通后蒸汽驱油为辅、重力泄油为主。泡沫油SAGD启动阶段不需要预热,注采井间垂向井距应适当增大。地层压力下降后油相中析出的溶解气附着在蒸汽腔侧面上影响蒸汽腔的横向扩展。因此,冷采转SAGD时机应尽量延后,当冷采至较低地层压力、溶解气含量大幅降低时转SAGD开发效果更好。由于区块构造具有倾角,生产井水平段井轨迹应保持水平,有利于形成合理的SAGD汽液界面;在满足技术经济条件下,缩小SAGD排距可提高采出程度。提出了提高SAGD开发效果的措施：1采用上下两口水平井冷采,有利于减少溶解气含量,提高SAGD开采效果;2对于多井SAGD,采用（交替）不平衡注汽,可促进蒸汽腔发育,提高采出程度。     

泡沫油国内外研究进展

在加拿大、委内瑞拉以及中国的一些稠油油藏溶解气驱过程中,表现出了异常的开发动态:低的生产气油比、高的采油速度和高于预期的一次采收率。"泡沫油"被认为是这种异常生产动态的原因之一,油相连续的含有大量气泡的原油称为泡沫油。在参考大量相关文献的基础上,总结了国内外在泡沫油定义、性质、形成过程、影响因素以及机理研究等方面的进展,其中重点研究了过饱和度、临界气相饱和度、原油黏度、压力衰竭速度和溶解气油比对泡沫油特性的影响,进一步分析了一些解释泡沫油机理的数学模型,指出了各自的优缺点以及存在的问题,并对稠油冷采泡沫油今后的研究方向提出了一些建议。     

考虑气相动态变化的泡沫油数值模拟研究

目前中外部分稠油油藏在冷采过程中出现了不同于常规溶解气驱的生产特征,泡沫油是导致该现象的主要原因。前人主要通过改进常规溶解气驱模型模拟泡沫油现象,未考虑泡沫油油藏生产过程中的气相动态变化过程。为此,引入气相相态变化率来表征压力衰竭开采过程非平衡特性,建立泡沫油动态数学模型,并通过压力衰竭实验对模型进行验证,进而研究相关参数对泡沫油的影响规律。研究结果表明,压降速度越大,泡沫油采收率越高;气相衰竭系数越小,泡沫油产量曲线凸起越大,泡沫油产量越多;气泡生长指数越大,形成泡沫油的时间越晚。     

稠油冷采泡沫油稳定性影响因素微观实验

在加拿大、委内瑞拉以及中国的一些稠油油藏溶解气驱过程中,表现出了异常的开发动态:低的生产气油比、高的采油速度和高于预期的一次采收率.普遍认为泡沫油是产生这种异常动态的重要机理之一.为此,通过玻璃微模型实验观察了泡沫油形成过程中微气泡的产生、运移、合并、破裂以及最终产生连续气相的全过程;同时研究了影响泡沫油稳定性的几个影响因素,即压力衰竭速率、温度、原油黏度、溶解气油比等.实验结果表明,压力衰竭速率及原油黏度是泡沫油形成和稳定性的主要影响因素.该研究有利于进一步认清泡沫油现象的微观机理.     

稠油油藏水气交替诱导泡沫油冷采提高采收率实验

针对普通稠油油藏水驱过程中存在的黏性指进、动用不充分、采出程度低等问题,基于新疆油田吉7油藏开展了水气交替诱导泡沫油冷采技术研究,自行设计泡沫油配样装置,通过Image J软件对泡沫油图像进行表征,对泡沫油的性能、泡径、泡沫数量进行综合分析;设计制作可视化平面模型,开展稠油注气辅助水驱的泡沫油微观驱油机理研究;开展岩心驱替实验,优化水气交替诱导泡沫油冷采的注入参数。研究表明：CO₂在低黏原油中形成的泡沫油性能更好,发泡体积为202.1 mL,半衰期为324 s,降黏率为32.35%;泡沫油的发泡体积和半衰期通常与泡径和泡沫油数量呈负相关关系;泡沫油聚并对黏壁残余油有剥离作用,CO₂能够有效动用小孔喉原油、油膜和上层原油;在气液比为1∶1、注入压力为30 MPa、驱替速度为0.2 mL/min的条件下,水气交替诱导泡沫油冷采较普通稠油水驱可提高采收率18.90%。研究成果为新疆油田吉7油藏水气交替诱导泡沫油冷采技术提供了理论依据,也为其他油田水驱稠油油藏提高采收率技术提供了参考。     

页岩油藏油气两相流动模型及其对油藏开发的启示

页岩油藏开采中若井底压力低于饱和压力，储层压力下降会导致溶解气变为游离气，使储层流体流动规律复杂，因此油井产能预测需要考虑早期溶解气驱的影响。国内外相关研究尚未阐明原油依靠游离气泡膨胀流动的本质规律。基于流体自扩散模型，考虑储层压力衰减导致溶解气析出建立自扩散两相流动数学模型，初步表征了储层压力衰减与溶解气驱油的耦合扩散流动过程。通过与已有实验数据对比，论证了模型的合理性。在自扩散主导的致密页岩油藏一次开采流动中，随着溶解气析出变为游离气且原油含气饱和度增大，游离气泡膨胀驱动原油流动的能力不断增强。重点分析了原油泡点压力与溶解气油比对页岩油流动的影响，发现在相同生产条件下更高的原油泡点压力与溶解气油比可显著提高原油中游离气的饱和度，流动中更多原油被膨胀的气泡“挤”出，原油产量更高。最后探讨了研究结论对页岩油藏开采的启示。     

超重油油藏水平井冷采加密优化研究

委内瑞拉奥里诺科重油带Ｍ 区块泡沫油型超重油油藏采用６００ ｍ 排距水平井平行布井冷采开发。利用物理模拟和多组分泡沫油数值模拟方法,研究了区块加密提高泡沫油开采效果的机理和加密技术策略,并通过经济评价综合优选了水平井合理加密排距。物理模拟实验表明,加密能够激励泡沫油驱油作用,提高冷采效果;数值模拟和经济评价综合研究表明,区块采用加密至３００ ｍ 排距的水平井平行布井方式,在将冷采的采收率提高到１２. ６％的同时,综合经济评价指标亦最优,并且早期加密效果好于后期加密。Ｍ 区块水平井加密实施效果明显,对该区块及类似区块实现冷采快速规模上产,并充分发挥泡沫油驱油作用,提高经济效益具有很强的指导意义。     

稠油冷采模拟研究

所谓“冷采” ,是指应用特殊的操作工艺和泵抽设备 ,刺激油层出砂 ,开采稠油油藏。稠油冷采鼓励疏松砂岩稠油油藏大量产砂 ,相当于改变了井眼的几何形态 ,产生“蚯蚓洞”和膨胀带 ,也可能产生洞穴。同时 ,原油呈连续泡沫状产出 ,像巧克力糊 ,说明原油在地下就产生了泡沫溶解气驱。由于溶解气稳定存在于泡沫中而不逸出 ,较好地保持了油藏压力 ,其结果是使原油产量和采收率非常高。S Chugh等人在其最近发表的一篇文章中〔1〕,对稠油冷采之所以高产的机理进行了深入研究 ,并提出了适合冷采的油藏类型。本文中 ,将这些机理有关的基础概念扩展到实际工作中 ,即采用直观的模拟方法 ,应用现有的黑油油藏模型器 ,改换输入数据即可。重要的是 ,这些方法已成功地用来拟合加拿大西部常规稠油油藏的冷采生产动态。通过历史拟合模型 ,可以用这些方法对油井将来的冷采参数进行优化设计 ,并计算出更可靠的最终采收率。同时 ,还可以用这些方法进行敏感性研究 ,包括不同油藏参数和操作参数 (如油藏压力、日产量等 )敏感性研究 ,以及冷采压力消耗后对以后的二次采油和三次采油的影响。     

超稠油注气次生泡沫油生成机理及渗流特征

为探索泡沫油在超稠油油藏中的形成机理、渗流特征及驱油效果，采用准噶尔盆地西北缘乌夏断裂带侏罗系齐古组原油及油藏参数，进行注气形成泡沫油介质筛选及原油泡点压力测定实验，并开展注气微观可视化和填砂管驱油实验，深入解析注气形成泡沫油过程中的渗流特征，评价了注气泡沫油驱油效果。研究结果表明：①准噶尔盆地西北缘乌夏断裂带侏罗系齐古组原油泡点压力为9.7 MPa，拟泡点压力随着注气量的增加而增加，随温度的上升而上升，50℃的拟泡点压力随着CO₂注入量的增加而增大，压力上升速度较缓，储层具有较好的注气特性。②研究区的泡沫油渗流可分为5个阶段：无气泡阶段、气泡析出阶段、气泡扩张阶段、气泡聚并阶段和气泡消亡阶段。③研究区蒸汽+CO₂方式驱油开采过程较纯蒸汽填砂管驱的采收率可提升13.3%，开采过程中随着压力的释放，气泡数目逐渐增多，产油量逐步缓慢上升；当压力降至泡点压力后，气泡数目趋于平稳，形成较稳定的泡沫油，产油量大幅提升，为主力产油期；当压力释放至拟泡点压力后，气泡数目迅速下降，泡沫油逐渐消亡，产油量缓慢下降。     

导热油供热系统在超稠油生产中的应用

通过对辽河油田超稠油物性的研究，明确了其加热输送的可行性。对多种加热介质的对比研究表明，导热油供热具有热焓较高，耐热性能好，工艺流程简单，生产便利的特点，适用于加热超稠油等高温介质。对导热油供热系统主要设施及其作用机理进行了研究，对其应用效果进行了讨论。     

Aquathermolysis of conventional heavy oil with superheated steam

This paper presents a new aquathermolysis study of conventional heavy oil in superheated steam. A new high temperature autoclave was designed, where volume and pressure could be adjusted. Aquathermolysis was studied on two different conventional heavy oil samples under different reaction times and temperatures. Experimental results show that aquathermolysis does take place for conventional heavy oil. As reaction time increases, the oil viscosity reduces. However, the reaction will reach equilibrium after a certain period of time and won＇t be sensitive to any further reaction time any more. Analysis shows that, while resin and asphaltenes decrease, saturated hydrocarbons and the H/C ratio increase after reaction. The main mechanism of aquathermolysis includes hydrogenization, desulfuration reaction of resin and asphaltenes, etc.     

热-化学技术提高稠油采收率研究进展

在稠油开采过程中,热力采油法一直是提高稠油采收率的主要方式。针对稠油油藏水驱采收率低及部分油层(如部分薄层、深层、热敏层等)不适宜于热采的特点,在稀油化学驱技术的基础上发展了稠油化学驱技术。近年来研究发现,将稠油热采和稠油化学驱技术相结合使用,可大大提高稠油采收率。在调研大量相关文献的基础上,综述了稠油化学驱以及稠油热(蒸汽)-化学复合采油技术的研究进展,分析了其提高稠油采收率的作用机理和存在的问题,认为热-化学水平井复合采油技术是今后稠油开采的一项重要技术。     

稠油溶解气驱泡沫油特征实验研究

压力衰竭速度是影响稠油溶解气驱泡沫油生产的一个关键因素。为定量描述压力衰竭速度对泡沫油现象的影响,实验选取了4组不同压力衰竭速度进行实验。研究不同压力衰竭速度下稠油衰竭开采中的采收率、产油量、生产气油比以及实验压力的变化。通过实验发现稠油溶解气驱过程中出现明显的泡沫油阶段,且压力衰竭速度越大,泡沫油拟泡点压力越小,泡沫油阶段越长。随着压力衰竭速度增加,采收率增加,生产气油比减小,油藏压力递减变慢。     

稠油非牛顿渗流的数值模拟研究

方法　根据稠油在地下的非牛顿渗流特性 ,建立相应的热采数值模型 ,并利用数值模拟方法分析稠油渗流特征。目的　分析稠油非牛顿渗流特性对稠油开发效果的影响。结果　当压力梯度大于初始压力梯度时 ,稠油才开始流动 ,初始压力梯度不但与稠油性质有关 ,而且与油藏孔隙度、渗透率有关 ;初始压力梯度与日产油量成反比 ;初始压力梯度越大 ,经济效益越差 ,蒸汽驱采收率越小。结论　通过数值模拟计算 ,认为蒸汽驱应选择较低的初始压力梯度 ,才会取得较好的开发效果。     

辽河油区稠油及高凝油勘探开发技术综述

辽河坳陷油气资源丰富,地质条件复杂,油品类型多样,其中稠油、高凝油开发在辽河油区勘探开发中占有重要的地位。在勘探开发过程中,辽河油田对稠油、高凝油的形成机制和分布特点进行了系统研究,针对稠油、高凝油油气藏的特性,开展了室内实验研究,充分利用各种技术手段,形成了具有辽河油区特色的稠油和高凝油开发主导技术,在辽河油区稠油、高凝油开发中取得了明显效果。论述了稠油和高凝油勘探开发历程,对辽河油区稠油、高凝油多年勘探开发进行了系统总结,并对存在的难点进行了分析,为辽河坳陷及类似地区稠油和高凝油的勘探开发提供了一定的参考价值。     

泡沫油油藏数值模拟研究

泡沫油是一种含有大量分散性小气泡的稠油,衰竭开发泡沫油具有产量高、气油比低、地层压力下降缓慢和采收率高等特点。提出了利用数值模拟技术模拟泡沫油的关键方法,并建立了泡沫油数值模型。通过与常规溶解气驱数值模拟结果的比较以及与室内实验结果的拟合,从定性和定量2个方面证明了所建立模型的可靠性,并利用该模型进一步研究了泡沫油的驱油机理。泡沫油油藏开发过程中产生的分散气,一方面增加了原油的流动能力,当平均地层压力降低到泡点压力以下后仍然能够以初始产量生产1a以上;另一方面增加了体系的膨胀能,减缓了地层压力下降速度,地层压力从6.0MPa降低到5.1MPa的时间接近于从10.0MPa降低到6.0MPa的时间。     

Low-temperature isothermal oxidation of crude oil

In this work, the low-temperature oxidation (LTO) characteristics of different API gravity crude oils, involving one light, one medium, and one heavy, are studied comprehensively from the aspects of effluent gas, oxidized oil, and pressure drop. The results reveal that heavy oil exhibits faster LTO reaction rate and stronger O₂ consumption capability compared with lighter ones. There are a certain amount of carbonaceous deposits in oxidized oils and the carbonation progress of heavy oil is brought to a deeper degree. The pressure drop rule of oil samples is speculated to be the consequence of “skin effect” and crude oil with more heavy species shows higher oxidation activity, which contributes to an improved understanding about the LTO mechanism from the molecular perspective and needs further research.