稠油火驱产出流体色谱指纹特征燃烧状态判识方法

为认清稠油火驱过程中原油与尾气物理化学性质的变化规律,采用室内三维物理模型开展了稠油火驱实验,并对火驱高温氧化后的原油与尾气开展了饱和烃、芳香烃、烯烃、尾气组分等方面的色谱指纹特征研究。研究表明:稠油火驱后原油物性变好,族组分中饱和烃、芳香烃含量升高;饱和烃色谱指纹图中正构烷烃含量明显增加,轻重比增大;原油中新生成了烯烃化合物,与同碳数饱和烃成对出现且同碳数烯烃与饱和烃比值始终小于0.5;芳香烃色谱指纹图中菲系列化合物发生了明显的甲基转移与脱甲基作用;尾气多维气相色谱图中可见烯烃、氢气、一氧化碳等火驱高温氧化的特征组分。该研究可作为火驱过程中指示燃烧状态的有效技术手段,为稠油火驱燃烧状态的判识提供了支持。     

芳烃化合物在稠油火驱室内实验中的指示作用

火驱是否实现高温氧化是评价稠油油藏火驱开发效果的技术难点之一,为了认清火驱开发过程中原油化学性质的变化规律,采用室内三维物理模型开展了稠油火驱实验,并对火驱高温氧化后的原油开展芳烃气相色谱—质谱方面的研究。火驱后原油中萘系列、菲系列以及稠环芳烃相对含量增加,三芳甾烷相对含量降低;火驱过程中萘系列化合物与菲系列化合物均容易发生脱甲基、甲基迁移以及甲基取代反应,并且β构型萘与菲化合物的热稳定性要明显好于α构型;由于4-甲基二苯并噻吩与1-甲基二苯并噻吩热稳定性的差异,可以用其相对含量的变化和谱图分布特征判断火驱是否高温氧化;稠环芳烃中蒽可以作为火驱高温氧化的标志物,苝/苯并[e]芘、荧蒽/芘、蒽/菲比值的变化也是指示火驱高温氧化的良好指标。原油中芳烃化合物的变化特征与特征性标志物可以作为火驱过程中指示燃烧状态的良好指标,为稠油火驱燃烧状态的判识提供支持。      

稠油油藏火驱取心井高温氧化区带识别方法

为了准确识别火驱取心井的高温氧化区带,利用杜66块曙1-46-K037取心井的岩心对原油的族组分、饱和烃、官能团、有机元素和储层的碳酸盐矿物、黏土矿物开展分析。研究表明：受火驱高温作用的影响,高温氧化区带内原油族组分中的饱和烃与芳烃含量增加,非烃与沥青质含量降低;饱和烃气相色谱图中主峰碳降低,轻重比增加,红外光谱中的含氧度增加,有机元素中H/C原子比增加。由于高温条件下矿物存在热分解和相互转化,在高温氧化区带,储层中的碳酸盐矿物(白云石、方解石、菱铁矿)含量降低,黏土矿物中的高岭石、伊利石、绿泥石含量升高,伊蒙混层含量降低。利用原油的特征参数判识的高温氧化区带要窄于利用储层矿物特征判识的高温氧化区带。该研究探索了火驱开发过程原油和储层矿物的变化规律,完善了利用取心井识别高温氧化区带的技术方法。     

稀油火驱室内实验原油性质变化规律

为了认识稀油火驱过程中原油微观性质的变化规律,利用室内一维物理模拟装置开展了稀油的火驱实验,并对火驱高温氧化后的原油开展了族组分、官能团、轻烃、饱和烃等方面的研究.研究表明:稀油火驱高温氧化后品质变好,含氧的羰基官能团特征明显、烷基侧链变短、碳链支化程度变高;轻烃、饱和烃受高温氧化作用影响较大,轻烃化合物中环烷烃与正构...     

注蒸汽开发后期稠油油藏火驱燃烧特征评价方法

新疆稠油主体开发区已进入蒸汽开发后期,需要转换开发方式,进一步提高采收率,筛选A油藏开展火驱开发技术评价研究。火驱能否保持高温燃烧将会影响油藏开发效果,因此评价火驱燃烧状态显得十分重要。通过化验及进行监测资料分析建立了一套火驱燃烧状态评价方法,结果表明试验区高温燃烧特征明显,这也是国内首次在注蒸汽开发后期稠油油藏开展火驱试验实现高温燃烧。     

利用气相色谱指纹技术判识火驱燃烧状态——以杜66块为例

为认清杜66块火驱开发过程中的地下燃烧状态,建立判识火驱燃烧状态的新方法,优选出3口生产井开展了长达5 a的原油及尾气的跟踪监测,利用原油气相色谱指纹技术与尾气多维气相色谱技术,研究生产现场火驱高温氧化的原油与尾气指纹特征参数。结果表明：火驱生产现场发生高温氧化后,原油正构烷烃色谱指纹呈现主峰碳前移、轻重比增加并伴随轻烃、异构烷烃、正构烷烃含量增加的特征;类异戊二烯烃色谱指纹特征表现为Ph/nC17和Pr/nC18值降低,iC21与nC19呈近水平或前低后高型分布;尾气中氧气转化率、视氢碳原子比、二氧化碳含量的综合运用是指示火驱高温氧化的有效参数,并且在尾气多维色谱指纹图中出现了烯烃、氢气等裂解组分。     

基于静态实验的稠油低温氧化影响因素评价

为了提高稠油火驱高温氧化的持续性,获得稠油氧化内在反应机制,保障燃烧顺利启动,对辽河油田某火驱试验区稠油油样进行静态反应釜低温氧化实验,研究了原油组分、温度、压力和含水饱和度等对低温氧化反应的影响,并用灰色关联法对氧化影响因素进行了评价。结果表明,原油中饱和烃和芳香烃的含量较高时,有利于原油低温氧化反应进行;随着温度上升,稠油低温氧化速率提高,尤其在170℃之后,增速明显增大;氧气分压升高,在相同的接触面积上有利于稠油低温氧化反应的进行;随着含水饱和度的增大,氧化反应程度呈下降趋势。用关联分析法对稠油低温氧化影响因素的排序表明,温度是影响低温氧化反应的首要因素。     

指纹分析技术在火驱燃烧状态识别中的应用

为判识原油改质程度和原油火驱过程中燃烧状态,对稠油火驱前后样品的全烃色谱指纹特征进行分析,探索了火驱开发过程中燃烧状态的识别方法,并对稠油高、低温氧化特征进行了研究,取得的成果在Du66块火驱取心井分析中得到应用。研究表明,全烃色谱指纹技术可对比火驱反应前后样品的微小特征变化。稠油在低温氧化阶段,姥鲛烷与nC₁₇、植烷与nC₁₈比值增大,正构烷烃相比姥鲛烷、植烷更易受低温氧化作用的影响,CPI和OEP升高;在高温氧化阶段,原油明显改质,原油轻重比显著增大。利用该技术方法判识Shu1-46-K037取心井火烧层段,分析认为埋深约为978.15m的岩心具有高温氧化的特征,可能是火驱的过火层段。稠油火驱过程中,全烃色谱指纹分析技术可作为识别燃烧状态的有效手段,为火驱效果综合评价奠定了基础。     

应用地球化学方法判识混采稠油井主产层

由于稠油具有黏度高,族组成中非烃和沥青含量高,饱和烃和芳香烃含量低等特点,全烃色谱图很难反映各油层与井口原油的差异性,给应用气相色谱指纹判识稠油井的主要产油层位带来了困难.利用东北油田某多层混采稠油井各产油层的储层岩石(储层沥青)和混采原油作样品,进行饱和烃和芳香烃色谱-质谱实验,通过星形图、聚类分析、因子分析等技术进行分析和研究,有效地判识了该多层混采稠油井的主要产油层位,并提出了有针对性的生产调整建议.从实施情况来看,效果明显.该方法具有适用性强、投资少、周期短、准确、快速等特点,有推广应用的前景.     

辽河油田火驱开发技术进展

辽河油田稠油油藏具有埋藏深、油品类型多等特点,为探索稠油油藏注蒸汽开采后期的有效接替技术,通过开展室内物理模拟和现场试验,研究了注蒸汽开发后火驱开发中深层—特深层层状、厚层块状、水淹稠油油藏以及浅层低渗透稠油油藏等不同油藏类型的可行性,形成了针对不同类型油藏的火驱储层描述技术、室内物理模拟实验技术、油藏工程设计技术、采油工艺技术、开发效果评价技术等,火驱开发油藏的采出程度大大提高,有效缓解了产量递减。该文论述了辽河油田火驱技术探索历程,对不同类型油藏火驱开发配套技术进行了系统总结。研究成果可为辽河油田及同类型稠油油藏火驱开发提供借鉴。     

石油二次运移的分子地球化学特征

该文采用索氏抽提法获得模拟实验中不同运移距离的油样,用GC/MS对这些油样中的饱和烃、芳烃馏分进行了分析。正构烷烃、烷基菲、烷基硫芴以及烷基芴在石油二次运移初期分馏效应的研究结果表明:极性非常小的正构烷烃进入充满水的疏导层后,受粘土矿物物理吸附的影响较大,导致nC_18-/nC₁₉₊的峰值比在一定的运移距离内呈现递减的趋势,当物理吸附达到平衡后,nC_18-/nC₁₉₊峰值比则有明显的递增趋势;极性较大的芳烃馏分在地质色层效应的影响下,烷基菲、烷基硫芴、烷基芴表现出明显的高分子滞后的运移分馏效应;正构烷烃和芳烃馏分在石油二次运移初期首先受到物理吸附的作用,并且这种作用对正构烷烃在时间、空间上的影响远大于芳烃馏分。这些实验认识为合理有效地评价油气运移过程提供了有力的研究依据。      

塔中西北部中1井区志留系油砂的地球化学特征

下志留统柯坪塔格组下砂岩是塔里木盆地主要勘探层系之一。对塔中西北部中1井区的志留系油砂抽取物中的族组成、生标化合物、碳同位素等综合研究表明:中1井柯坪塔格组下砂岩中油砂抽提物中的饱和烃含量为51.31%~60.15%,饱芳比为1.68~1.94;中13井柯坪塔格组下砂岩中油砂抽提物中的饱和烃平均为30%,饱芳比平均值为1,正构烷烃分布为nC₁₂—nC₃₉,主峰碳为nC₁₇—nC₁₉,OEP介于0.91~1.08,具有一定的三、四环萜烷含量,甾烷主要显示出C₂₇>C₂₈<29,族组成碳同位素组成以呈直线上升为主。中1井区柯坪塔格组油砂的油源主要来自于中下寒武统,有部分上奥陶统烃源岩的贡献。      

多元统计分析在油源对比中的应用

用聚类分析方法对松辽 盆地北部黑帝庙油层34块原油样品进行分析,结果表明,该层原油可以分成两大类,三亚类。I类原油饱和烃色谱在nC14-nC21范围峰强度最大,II类a次之,II类b最小。在ΣnC21-/ΣnC₂₂⁺ 范围内,I类b原油强度占优势, II类a次之,I类原油最小。I类原油的nC21+nC22比值和nC21+nC22占有优势。采用因子分析方法对黑帝庙原油和109块泥岩样品进行油源对比,结果表明,I类原油主要来源于青一段生油岩,I类原油主要来源于嫩一段生油岩,嫩二段亦有-定贡献。     

页岩油可动性分子地球化学评价方法——以济阳坳陷页岩油为例

目前,对于页岩油的可动性评价还没有规范的方法和标准,常使用热解S₁、S₁/w（TOC）及中值孔喉半径等多参数的组合并结合勘探开发实际来进行综合表征,相关地质解释理论依据相对缺乏。通过对济阳坳陷页岩油岩心样品的实验分析及研究,利用页岩油分子组成与页岩含油性及页岩油赋存空间的耦合关系,建立了表征页岩油可动性的分子地球化学评价参数模型。研究表明,当∑nC_20-/∑nC₂₁₊比值小于1时,页岩孔喉中值半径一般大于20 nm,此时,热解S₁一般大于3 mg/g,S₁/w（TOC）>100 mg/g,且随S₁、S₁/w（TOC）及页岩孔喉中值半径的增大,∑nC_20-/∑nC₂₁₊比值基本不变,反映了页岩孔喉半径达到一定级别后,喉道中大、小烃类分子扩散运动不受扩散能垒的影响,孔喉道中页岩油分子组成相对均质,页岩油可动性强;当∑nC_20-/∑nC₂₁₊比值大于1时,页岩孔喉中值半径一般小于20 nm,此时热解S₁一般小于3 mg/g,S₁/w（TOC）<100 mg/g,且随S₁、S₁/w（TOC）及页岩孔喉中值半径的减少,∑nC_20-/∑nC₂₁₊比值快速升高,反映了页岩孔喉半径小于一定级别后,大分子烃类组分在喉道中扩散运动受到扩散能垒的抑制,页岩油可动性差,易流动的主要是低分子量烃,此时页岩游离油含量也较低。济阳坳陷页岩油流动孔喉下限半径在20 nm左右。      

塔北隆起轮西地区奥陶系潜山油藏油气来源分析

塔里木盆地塔北隆起轮西地区重油具有低饱和烃(或低饱和烃与芳香烃比值) 和高含蜡、高含硫、高胶质、沥青质的特征, 说明该地区原油经历了大量的轻烃散失和降解过程。通过对该区原油生物标志物特征分析和储集层沥青研究, 认为该地区原油主要为中下寒武统和中下奥陶统烃源岩的混源油。同时, 从烃源岩发育及油气充注的时期分析, 也可以得出中下寒武统和中下奥陶统烃源岩是轮西奥陶系潜山油藏的主要油源的认识。     

尕斯库勒油田不同赋存状态烃类的地球化学特征

通过对柴达木盆地尕斯库勒油田古近、新近系六个油砂样品中游离烃、封闭烃、碳酸盐胶结物烃、束缚烃和石英颗粒包裹体烃的分步分离和GC-MS分析,研究了不同赋存状态饱和烃馏分生物标记化合物的地球化学特征。研究结果表明,①正构烷烃的峰形为单峰型;碳数范围为nC₁₃—nC₄₂,在不同赋存状态烃中略有差异;碳优势指数(I_CP)小于1.2,具有较弱的奇碳优势;m(Pr)/m(Ph)值小于0.39,具有植烷优势,形成于强还原环境;高含量的伽马蜡烷指示了源岩的盐湖相沉积环境,不同赋存状态烃之间差异反映了盐湖的咸化演化过程。②油砂中不同赋存状态烃中含有丰富C₂₇规则甾烷、藿烷和长链三环萜,4-甲基甾烷的含量相对较高,显示出低等水生生物的藻类和细菌对成烃的贡献。m(C₂₉甾烷20S)/m[C₂₉甾烷(20S+20R)]和m(C₂₉甾烷ββ)/m[C₂₉甾烷(ββ+αα)]的比值表明不同赋存状态烃为低熟-成熟生油岩生成的原油。油藏储集层(油砂)中这些不同赋存类型(期次)烃类,反映出油气从烃源岩进入储集层成藏的先后差异。     

深部流体对原油中生物标志化合物的影响

分析、对比了饱和烃和生物标志物在深部热流体作用下的变化特征后指出,在深部流体热能的影响下,m($\sum{n}C_{21-}$)/m($\sum{n}{C_{22}}^{+}$) .m(Pr)/m(Ph)值增高,奇偶优势明显减弱,m(C₃₁藿烷)/m(C₃₀藿烷)和m(C₃₅藿烷)m(C₃₄藿烷)变小,m(C₂₇-C₂₉甾烷20S)/m[C₂₇-C₂₉甾烷(20S+20R)]和m(C₂₇-C₂₉甾烷ββ)/m[C₂₇-C₂₉甾烷(ββ+αα)]增大,芳烃类富集。若为富氢深部热流体,m($\sum{n}C_{21-}$)/m($\sum{n}{C_{22}}^{+}$)、m(Pr )/m(Ph)、m(Ts )/m(Ts+Tm)等也会失去指示成熟度和沉积环境的能力。在此基础上,初步提出了原油或烃源岩有机质受深部热流体改造的判识标志。     

聚合物驱油井结蜡分析及合理热洗周期的确定

针对大庆油田聚驱采出井结蜡严重问题,进行了聚驱采出原油和蜡样的族组分析和饱和烃气相色谱测试。结果表明,与水驱相比,油样中的饱和烃含量稍低,而芳烃和沥青质含量稍高,差别很小;蜡样的饱和烃和芳烃含量明显低于水驱,而沥青质含量则很高,差异很大。动态管流模拟试验表明,聚丙烯酰胺有抑制蜡晶形成和沉积作用。数值模拟分析结果表明,聚驱井结蜡速率高,结蜡点在400~600 m之间,合理热洗周期应该在30 d以内。