CO_2在原油中的扩散及引起的沥青质沉积

CO2在原油中扩散和溶解,使得原油体积膨胀和黏度降低的同时,原油组分也发生变化,可能引起沥青质等重有机质沉积,伤害储层,因此需全面评价CO2在原油中的扩散和影响因素以及可能引起的沥青质沉积程度。用压力降落法测定了压力和沥青质含量对CO2在原油中的扩散系数和溶解度的影响。结果表明,随着压力增加,CO2在原油中的扩散系数成线性增加,溶解度先增加后降低。随原油沥青质含量的增加,CO2扩散系数降低,溶解度增加。CO2扩散后的原油沥青质含量大幅降低,最高降幅达94.6%,表明CO2在扩散过程中引起了沥青质的沉积。     

CO2在辽河油田杜84块超稠油中的溶解性研究

采用闪蒸法测定了CO2在辽河油田杜84块超稠油中的溶解度,设计了两组实验。即模拟地层温度不变、压力从2MPa到22MPa和模拟地层压力不变、温度从50℃到230℃条件下CO2在馆陶组和兴隆台组原油中的溶解度,研究结果表明,CO2在杜84块超稠油中的溶解度很小。同时还研究了溶解CO2后原油粘度的变化特征。     

气体在原油中扩散系数影响因素研究进展

气体扩散系数是分析注气提高采收率机理的重要参数之一。为明确常见注入气在原油中扩散系数的主要影响参数及相关作用机理,调研了近年常规注气介质(CO2、N2及轻烃)在地层原油中扩散系数研究的最新进展。通过分析不同实验方法测量的注入气-地层原油的扩散系数数据,总结了气体类型、原油组成、温度、压力等因素对注入气体扩散系数的影响规律;结合不同因素对扩散系数的影响规律,阐述了高温高压油藏条件下原油对注入气体介质扩散系数影响因素的作用机理;指出了注入气在复杂油藏条件下扩散系数的研究方向。图2表3参46     

缝洞型油藏填充介质含水饱和度对CO2和N2溶解扩散影响实验

为深入认识缝洞型油藏注CO2、N2启动缝洞体内部填充介质中剩余油的作用机理,采用压力衰竭实验方法,测量气体扩散系数和溶解度,研究含水饱和度对2种注入气的扩散压力、溶解度和扩散系数的影响规律,分析真实油藏条件下填充介质含水饱和度对CO2和N2溶解扩散的作用机理.实验结果表明:填充介质内部含水饱和度由束缚水条件增至完全饱和...     

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.     

就地生成二氧化碳技术提高采收率研究

针对常规CO2技术存在的气源、腐蚀等问题.提出就地生成CO2技术.并对其作用机理进行了研究.在油藏条件下,筛选出就地生成CO2体系,同时对就地CO2技术体系进行原油膨胀、降粘效果评价;利用微观模型和物理模型研究了其驱油和吞吐的效果.实验结果表明,在某油藏条件下,利用就地CO2技术能够生成充足的气体.膨胀原油体积和降低原油粘度,取得良好的驱油效果.当温度为60℃、压力为10 MPa、原油粘度为2 010 mPa·s时,就地CO2技术可以使原油体积膨胀25%,使原油粘度降低52.7%,能够提高驱油采收率7.6%～14.2%,平均提高吞吐效率6.3%.     

就地生成二氧化碳提高采收率研究

对就地生成CO2技术的作用机理进行了研究,在油藏条件下,筛选出生成CO2的体系,同时进行原油膨胀和降粘效果评价;利用微观模型和物理模型研究了其驱油效果。实验结果表明,利用就地生成CO2技术能够生成充足的气体,膨胀原油体积及降低粘度,取得较好的驱油效果。当油藏温度为60℃、压力为10MPa、原油粘度为2010mPa·s时,就地生成的CO2可以使原油体积膨胀25%、粘度降低52.7%,能够提高采收率7.6～14.2个百分点。     

不同实验方法探究CO2与原油的最小混相压力

为了优选CO2与原油间最小混相压力的测量方法,对两种不同的实验方法进行了比较分析。采用界面张力法和细长管实验法测量模拟地层温度为108℃,地层压力为24～40 MPa条件下的CO2与原油间的最小混相压力。实验发现,界面张力随压力的增加近乎呈线性下降。利用悬滴法测得的最小混相压力为38.094 MPa,利用细长管实验法测得的最小混相压力为39.2 MPa,两者与通过线性回归外推法得到的最小混相压力38.715 MPa相比,相对误差分别为1.60%和1.25%。通过比较,细长管实验法的精确度更好。     

注气压力对气驱驱油效率影响的实验研究

通过多组细管实验,研究塔里木油田某区块原油在模拟地层温度108℃下注气压力对气驱驱油效率的影响,分析了不同注入压力下气驱驱油效率和气体突破的影响。实验结果证实：随着注气压力、注气体积增加,气驱驱油效率增加且增幅较大,表明提高注气压力可以显著提高驱油效率;且CO2与原油间最小混相压力为35．1MPa。注气压力越大,气体与原油混相程度越高,气驱越接近活塞式驱替,气体突破时间越长。     

超稠油三元复合吞吐中CO2溶解驱油实验研究

通过实验测定了不同温度压力下含CO2超稠油的粘度和不同含水率体系中的溶解度变化规律.研究结果表明,超稠油溶解CO2后,体积会膨胀增大,原油粘度降低;CO2在超稠油中的溶解度随压力增加而增加,随温度升高而降低;CO2在油水系统油中所溶解的比例随温度升高而减小,随压力升高而减小,随含水增加而下降;CO2在稠油中的溶解有利于...     

射流式水力降压实验研究

采用研制的射流式水力降压模拟工具及其相应的试验台架,对一种在常规钻井方式下有效降低井底压力的射流式水力降压方式进行了实验研究。着重研究了工具喷嘴直径、排量及安装位置距钻头距离对降压效果的影响。研究得出如下结论:(1)射流式水力降压工具的降压效果随排量的增加而增加,在排量为9 L/s,工具距钻头距离L=0,喷嘴直径N=2.5 mm情况下,井底环空产生最大压差为0.45 MPa,当L=6 m,N=3.5 mm,工具吸入口处产生最大压差0.58MPa,该处压差平均降低17.74%;(2)工具降压效果与工具安装位置及喷嘴尺寸选择有关,工具安装在近钻头处,降压效果最明显,过于远离井底,降压效果波及不到井底,L>2 m时对井底环空压降趋近于0;(3)射流式水力降压工具可以有效地解决窄密度窗口地层的涌、漏等故障。     

旋流器轴向压降变化规律及影响因素实验研究

采用在旋流管管身轴线方向布置测点的方法 ,对旋流器轴向压降变化规律进行了实验研究。实验发现 ,旋流管的压降比PDR与分流比Rf 之间的关系仅与旋流管结构尺寸有关 ,不随入口流量变化而改变。在旋流器主体尺寸、溢流孔直径确定的情况下 ,入口流量保持一定时 ,旋流管沿轴线上各点的压降Δpn随着分流比减小而增加 ,且与底流口压力相比 ,旋流管中间点上的压力对分流比的变化比较敏感。分流比下降 ,旋流管内旋流的角动量增大。对于确定的分流比 ,沿轴线各测点处的压降与入口到底流口之间的压降之比Δpn/Δpu 不随无量纲溢流孔径Do/D的变化而变化。     

新型井下水力增压装置的实验研究

针对如何充分有效地利用井底的水力能量 ,既要能提高水力能量的利用率 ,又要易于井下实现的问题 ,设计了一种新型井下水力增压装置 ,该装置依靠脉冲射流的卷吸、自激振荡反馈负压区的形成 ,以及井壁环空液柱压力的它激作用实现井下增压 ,所用增压介质仅为井下环空流体。利用井下环空流体对该装置进行了自增流量实验和射流瞬时动压力实验 ,并由此得出结论 :(1 )在实验条件下 ,自增流量达 2 0 %左右 ,最佳开孔直径d =8mm ,最佳开孔位置h =8mm ,最佳开孔数目n =2 ,对称布置 ;(2 )最佳自增流量开孔方案是 :单孔 8mm ,其开孔位置h =8mm ;双孔 8mm× 2 ,其开孔位置也是h =8mm。     

气井A环空压力恢复与泄压实验

国内外多个气田生产气井出现了不同程度的环空带压现象,尤以A环空最为严重,严重影响气井正常生产。针对气井A环空带压开展了压力恢复与泄压实验测试,分析了采气过程中不同初始气窜流量和气顶体积对稳定后的环空压力值及环空压力恢复时间的影响规律。研究结果表明,稳定后的环空压力值随气顶体积增加而增大,且环空压力恢复时间也随之增长;而初始气窜流量对稳定后的环空压力值影响甚微,但气窜流量的增加会减小环空压力恢复时间;泄压时长与泄压前的气体总量和环空压力有关,气体总量越大或环空压力越小,泄压时长越长。基于量纲分析理论,利用数学优化软件1stOpt（First Optimization）拟合了环空压力恢复时间与初始气窜流量、气顶高度、油管外径、液体密度等参数的经验公式,为实际气井A环空带压管理与控制提供参考。     

含气条件下水力旋流器的压力特性研究

针对固 液分离水力旋流器 ,研究了结构参数及操作参数对压力特性的影响 ,得到了含气条件下水力旋流器的压力特性研究结果 ,并进行了能耗分析。实验结果表明 ,在含气条件下水力旋流器的溢流和底流压差都显著增加 ;在不含气条件下压降比随着流量的增加而降低 ,但在含气时则基本保持不变 ;随着旋数的增加 ,压差增大 ,而压降比减小 ;随着气 液比的加大 ,压差基本呈增加趋势 ,而压降比则无明显变化。最后指出 ,减少水力旋流器能量消耗的方法主要有降低流量、旋数或气 液比 ,其中最可行的方法是降低水力旋流器入口处的气 液比 ,即提高游离水脱除器等前端处理设备的除气效率 ,尽可能降低混合介质中气体的含量     

大庆特低渗砂岩单相水启动压力梯度实验研究

实验选取4块大庆低渗透砂岩岩心,渗透率分布0.1～110-3μm2,利用毛细管平衡法研究了岩样的非达西渗流过程。本实验周期长达3个月,精确度高,实验结果表明:低渗砂岩岩样存在启动压力梯度,流量-压力梯度曲线呈上凹变化,且随着气测渗透率的降低,曲线逐渐右移;流度越大,启动压力梯度越小,同时通过建立低渗岩样的启动压力梯度和流度的双对数坐标曲线,回归得到了启动压力梯度和流度的关系;实验后期表现出异常的渗吸现象,通过计算渗吸量与孔隙体积的比值(即渗吸度),得到平均渗吸度在13%左右,这对于提高低渗油藏的采收率有着重要意义。     

自振空化射流改善油层特性实验研究及现场应用

自振空化射流是具有强烈压力振荡和高空化起始能力的新型射流,利用高压釜装置对围压下自振空化射流提高污染岩渗透率进行的实验研究结果表明,对中、低和高渗透率岩样,空化射流作用深度均超过250mm,渗透率提高率随射流压力的增大而增加,随喷距的增大而减小;当围压值为2MPa时,渗透率提高率达到最大值.同时,在相同条件下,自振空化喷嘴作用下渗透率提高率为锥形喷嘴作用的2倍以上.现场应用效果证明,自振空化射流对解除油层和水层堵塞有明显效果.     

Experimental Study of the Effect of Permeability on Foam Diversion

Abstract

Through single-core and dual-core experiments, relations of pressure, liquid flow rate of outlet, and gas-phase saturation to injection fluid volume were researched. Effect of permeability on foam diversion was analyzed. Experiments indicate that gas saturation increases and then decreases with core permeability at the same PV during subsequent liquid injection for single-core experiment. When the permeability ratio is less than 11, liquid flow rate ratio is less than 1. When permeability ratio lies in the range of 11 to 14.9, liquid flow rate ratio is greater than 1, and foam diversion is declining. The best diversion is observed at a permeability ratio of 4.0. The effect of permeability on foam diversion is that capillary pressure is greater in the low-permeability core, and bubbles in foam break easily, which causes cross flow of gas phase.     

稠油非线性渗流测定方法研究

稠油由于其非牛顿特性,在多孔介质中的渗流特征与常规原油不同,一般表现为非线性渗流,其特征之一是可能存在启动压力梯度,只有当驱替压力梯度超过启动压力梯度时稠油才开始流动,且渗流规律偏离达西定律。通过室内实验研究,设计了合理测量启动压力梯度的方法。利用天然岩心与实验室配制的模拟油,设定不同的驱替流量来测量启动压力梯度,研究实验测量启动压力梯度过程中驱替流量对测量结果的影响。结果表明,当驱替流量超过某一临界值时,测量得到的启动压力梯度会受到驱替流量的影响。因此,在测量岩心真实启动压力梯度的过程中,实验方法和驱替流量的选择不容忽视。      

CFD simulation of pressure fluctuation characteristics in the gas-solid fluidized bed: Comparisons with experiments

A simple hydrodynamic model based on two-fluid theory,taking into account the effect of discrete particles on both the gas-and solid-phase momentum equations,was used to numerically investigate the pressure fluctuation characteristics in a gas-solid fluidized bed with the aid of CFX 4.4,a commercial CFD software package,by adding user-defined Fortran subroutines.Numerical simulations together with typical experimental measurements show that pressure fluctuations originate above the distributor when a gas pulse is injected into the fluidized bed.The pressure above the bubble gradually increases due to the presence of a rising bubble.When the bubble passes through the bed surface,the pressure near the bed surface gradually decreases to a lower value.Moreover,the pressure signals in the bubbling fluidized beds show obviously periodic characteristics.The major frequency of pressure fluctuations at the same vertical position is affected slightly by the operating gas velocity,and the amplitude of pressure fluctuations is related to both the operating gas velocity and the vertical height.In this study,the influence of the operating gas velocity on the pressure wave propagation velocity can be ignored,and only two peak frequencies in the power spectrum of the pressure fluctuations are observed which are associated with the bubble formation above the distributor and its eruption at the bed surface.