空气驱油可燃气体爆炸安全风险分析

目的目前,安全问题仍然是限制空气驱大规模应用的主要原因,为此进行了针对其爆炸极限计算方法的研究。 方法通过对6种可燃气体的单组分计算方法、单组分文献值与2种多组分计算方法进行组合,得到了14种计算组合,将其与国内某油田3口井的爆炸实测值进行比较,以判断哪种组合适应性最好。 结果含碳原子单组分燃气计算法与多组分燃气计算中查图-理·查特里修正法组合得到的计算结果整体误差相对较小,更符合爆炸极限实测值。 结论可为C₁~C₃轻烃体积分数达90%以上的井流物的爆炸极限理论计算方法的选择提供参考。      

可燃气体-空气-氮气混合物爆炸极限的预测

可燃气体爆炸是工业生产中时有发生的重大灾害事故类型之一,爆炸极限是判断其爆炸危险性的一个重要参数。工业过程中常采用向被保护的设备中引入惰性气体的方法来防止爆炸事故的发生。本研究采用计算绝热火焰温度法,对几种常见的有机可燃气体与氮气混合物的爆炸极限范围进行预测计算,并将计算值与文献值进行比较。结果表明该方法对爆炸下限的预测与实验值吻合程度较好,对爆炸上限的预测则存在一定的误差,并对产生误差的主要原因进行分析。     

空气驱油安全控制研究

利用廉价丰富的空气作为注入剂开采低渗透轻质油藏是一项富有创造性的提高采收率新技术.该技术不但具有注气作用,而且还具有氧气产生的其他效果,研究潜力巨大,应用前景广阔.通过空气驱油安全控制实验,确定了氧气的爆炸极限,为注空气的安全评估提供了理论依据,也为油田先导试验的实施奠定了基础.     

原油爆炸极限的测定

介绍了用QYBX-1型测试装置测定原油爆炸极限方法的原理,进而介绍了QYBX-1型测试装置的组成,并详细介绍了操作步骤以及最佳实验条件的选择,最后对该法的准确度和精密度进行了考查。     

惰性气体抑制管道中可燃气体爆炸的数值模拟

管道内可燃气体的防爆抑爆研究对于石油及天然气工业的安全生产具有重要意义。以RNG 湍流模型及EBU Arrehnius燃烧模型为基础，建立了管道内可燃气体单步化学反应湍流爆炸模型；并以有限体积法求解了爆炸流动及反应控制方程，从而对二维管道中惰性气体抑制可燃气体爆炸的过程及规律进行了数值模拟。模拟结果与实验数据有着较好的吻合性，可为燃气管道中惰性气体防爆抑爆技术的工艺实施、系统设计和关键参数计算提供理论依据。     

空气-泡沫驱提高采收率技术的安全性分析

空气-泡沫驱提高采收率技术的安全性问题一直是学术界关注的焦点,它关系到这项技术的应用。从气体爆炸极限和氧气的消耗两个角度对该问题进行分析。在气体爆炸理论的基础上,推导出天然气与空气混合爆炸工程估算的方法,并对一种实际天然气进行估算,得出该天然气的爆炸上限为3.210%,下限为10.320%;随着天然气甲烷含量的增加,估算出来的爆炸界限与甲烷单组分的爆炸极限值相接近。通过低温氧化反应及其动力学机理分析得出,由干低温氧化及用,空气中的氧气与原油中的烃类物质发生反应而被消耗,生成二氧化碳和一氧化碳等“烟道气”,从而增加了安全可靠性。现场测试的结果也证明只要注意控制注入压力和注入量,监测油管内气体含量,该技术就具有安全性。     

高压注空气驱油过程中油气爆炸风险分析及特性实验

注空气驱油是一项经济有效的提高采收率技术,同时油气—空气混合物的防爆安全备受关注。目前爆炸风险评估多是基于低温低压条件下油气爆炸特性进行的,缺乏针对实际油田高温高压工况下的研究。采用自行研制的高温高压油气爆炸实验装置,模拟井筒注空气工况,研究了压力、密度、气体组分对天然气爆炸极限的影响。实验结果表明,100℃时压力从5 MPa升高至15 MPa,爆炸极限范围扩大了10.25%,爆炸风险增加。通过进行稀油和稠油的自燃爆实验表明,高温导致轻质组分蒸发,稀油和稠油的自燃爆温度随密度增加均升高,在15 MPa条件下,自燃爆温度可低至190～207℃。针对不同注空气工艺流程和油气爆炸机理进行了爆炸风险分析,当注气井压力低于油藏压力时,油气回流进入井筒与空气混合是发生爆炸的主要原因;生产井中,由于原油氧化不完全或气窜导致氧浓度超过临界氧含量是导致爆炸的最重要因素之一。最后,基于实验和理论分析结果,提出了不同注空气工艺过程中有效的井筒防爆措施。     

空气泡沫驱残余阻力系数影响因素研究

在华北油田文120区块地层条件下(温度87℃、矿化度28291 mg/L),通过单管驱替实验,研究了起泡剂有效浓度、岩心渗透率、注入速度及压力对空气泡沫驱残余阻力系数的影响。结果表明,起泡剂有效浓度由0增至0.1%时,空气泡沫驱残余阻力系数由1增至3.1,继续增大起泡剂有效浓度,残余阻力系数增幅变缓,最终趋于稳定;随填砂模型渗透率增加,残余阻力系数先增加后降低,渗透率为178×10-3μm2时的残余阻力系数最大(3.5);注入速度由0.5增至3.0 m L/min时,残余阻力系数由2.1增至3.3后又降至2.6;压力由0增至15 MPa时,残余阻力系数由3.1增至3.6。     

稠油蒸汽驱生产井闪蒸预测模型

稠油蒸汽驱生产井闪蒸会造成抽油泵气锁、油管及抽油泵损坏、产液量下降等问题。闪蒸预测的难点在于井底温度和压力计算的准确与否。根据传热学和计算流体力学建立了井筒温度分布模型、压力分布模型、液体流经抽油泵固定阀时的局部压降损失计算模型,结合修正的油水混合物饱和蒸汽临界温度-压力曲线,建立了稠油蒸汽驱生产井闪蒸预测模型。可以依据井口产液量、含水率、温度等生产参数及井身结构参数对井底及泵内闪蒸情况做到实时监测。现场应用证明闪蒸预测模型能对井底流体状态进行准确预测。     

一种预测聚合物驱含水率的新模型

依据聚合物驱含水率降低值与产油量变化趋势相似的特点,将产量预测模型引入聚合物驱含水率预测。分析了Weibull预测模型、广义翁氏预测模型、瑞利预测模型的特点及其对聚合物驱含水率预测的适用性。同时,通过分析影响聚合物驱含水率的因素,将聚合物驱注入量、开发时间及聚合物浓度等主要参数引入预测模型,建立了聚合物驱含水率预测的新模型。应用该模型对大庆3个聚合物驱区块的含水率进行了预测。结果表明,预测曲线与实际含水率曲线的相关系数均高于0.98,预测的含水率最低值及对应的注入量误差均小于4%,预测结果可靠。该预测模型可用于分析聚合物驱注入量、聚合物浓度、注入速度等因素对聚合物驱含水率的影响,所需参数少,计算快,应用方便。     

一种预测聚合物驱开发动态的新模型

为建立聚合物驱产油量预测模型,对比了Weibull预测模型、广义翁氏预测模型、瑞利预测模型及HCZ预测模型的特点及其对聚合物驱产油量预测的适用性.分析影响聚合物驱产油量的因素,将聚合物驱注入量、开发时间及聚合物浓度等主要参数引入预测模型,建立了聚合物驱产油量预测的新模型.应用该模型成功预测了大庆4个聚合物驱区块的产油量.结果表明:预测曲线与实际产油量曲线的相关系数均高于0.985,预测的产量峰值及其对应的聚合物注入量的误差均小干3%,预测结果可靠.该预测模型可用于分析聚合物驱注入量、聚合物浓度、注入速度等因素对聚合物驱产量的影响;所需参数少,计算快,应用方便.图6表2参13     

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。     

Accelerated oxidation during air flooding in a low temperature reservoir

To ensure the safety of application of air flooding in a low temperature reservoir, the accelerated oxidization of oxygen and the crude oil is studied at low temperature. The stabilized chlorine dioxide solution can be used as a type of catalyst, which can accelerate the reaction rate of oxygen and the crude oil to decrease the concentration of remaining oxygen when the gas reaches the production well. The experimental results of oxidization show that O₂ concentration is greatly reduced and CO₂ concentration is greatly increased on condition with catalyst. In addition, the amount of heavy components can be further reduced and the amount of light components can be further increased. These can ensure the safety of application of air flooding in low temperature reservoir. The experimental results of adaptability of the accelerated oxidation under different water saturation show air flooding can be better used in the low-temperature reservoir with low water saturation on condition with catalyst but cannot be used in the low-temperature reservoir with high water saturation. The experimental results can provide theoretical basis for the application of air flooding in a low-temperature reservoir.     

聚合物驱含水率的神经网络预测方法

分析了工业化聚合物驱区块综合含水率的变化特征及其多种影响因素,把影响因素作为输入参数,把综合含水率的变化特征作为输出参数,以早期投产区块的已知输入和输出参数作为学习样本,建立了改进的三层CBP神经网络模型.在模型的训练样本中允许一些未知元素作为输出层变量,这样油田开发中时间不同的区块可以同时放在训练样本中,未知的点能通过预测而得到.该方法解决了以往的模式图方法预测工业化区块综合含水的偏差和人为的修正问题,并能够定量地分析各因素对聚合物驱动态特征的影响程度.利用该模型预测了新投产区块的综合含水率、产液量和产油量等指标,为油田开发规划的编制及计划安排提供了较为合理的依据.     

聚合物驱油开发指标预测模型

根据聚合物驱油机理,综合应用聚合物驱开发输入输出指标历史数据以及数学建模方法,建立了聚合物驱开发指标动态规律数学模型,分析了描述聚合物驱本质的油田开发动态特征。应用该模型,对大庆油田聚合物驱区块开发指标进行的预测结果比较理想。     

低渗透油藏水驱转空气泡沫驱提高采收率物理模拟实验

为进一步提高镇泾油田低渗透油藏原油采收率,利用室内驱油物理模拟技术,开展了水驱转空气泡沫驱提高采收率实验研究,探讨了空气泡沫驱对低渗透油藏水驱开发效果的影响。实验结果表明,在模拟地层条件下,初始水驱阶段的平均采收率为29.06%,水驱转空气泡沫驱后,采收率得到明显提高,增量均在10%以上;再次水驱后,最终采收率平均可达到45.42%。随着空气泡沫注入速度的增加,采收率呈上升趋势,但增幅逐渐减小。注入速度越大,气体突破时间越早,不过实验过程中并未发生明显的因气窜而导致采收率降低的现象;在相同条件下,空气泡沫注入总量为1倍孔隙体积时的采收率比0.6倍孔隙体积时的高5%。研究认为,通过交替注入起泡剂溶液与空气实现空气泡沫驱对于注水开发的低渗透油藏进一步提高原油采收率是可行的。