稠油溶解气驱渗流特征物理模拟和数值模拟

为了改善稠油冷采开发效果,通过物理模拟实验和数值模拟方法研究了稠油溶解气驱渗流特征。首先测定了稠油和气体在不同压力下的界面张力,然后通过微观可视化实验和填砂管驱油实验研究了溶解气驱不同阶段渗流特征,最后对室内实验结果进行了数值模拟。研究结果表明：溶解气驱过程中气体逐渐由分散相聚并形成连续相;泡沫油会增大流体的弹性能量,有利于维持溶解气驱地层压力和增大生产压差,从而改善稠油溶解气驱开发效果。在室内实验的基础上,通过3种气体组分（溶解气、分散气和连续气）的转化来描述稠油溶解气驱渗流过程,数值模拟值和物理实验值拟合效果较好。     

稠油油藏热-碱复合驱物理模拟和数值模拟研究

针对胜利稠油油藏条件,考察了几种碱对孤岛三区原油的乳化性能,其中Na OH乳化效果最好。通过界面张力评价结果,优选出质量分数为0.5%的Na OH;在150℃下,进行热-碱复合驱物理模拟实验,结果表明,复合驱采收率比单一热采采收率提高10%~12%。利用CMGSTARS数值模拟软件对采收率曲线进行模拟,结果表明,计算值和实验值具有一致性。     

稠油油藏热活性水驱数值模拟

基于室内实验和矿场试验结果，对在稠油油藏热水驱中加入低质量分数表面活性剂时的驱替机理及所涉及的物理化学现象进行了研究，建立了三维三相的热活性水驱数学模型，并运用自行开发的软件对辽河油田－实际区块进行了模拟计算，对稠油油藏热活性水驱的渗流机理及加入表面活性剂时影响热活性水驱驱油效果的因素（加入表面活性剂的用量、时机、方式）进行了分析研究，得出了一些有益的认识。     

氮气泡沫热水驱物理模拟及数值模拟研究

针对强非均质油藏提高采收率的需要,开展了泡沫驱油技术研究。利用油田现场提供的起泡剂和原油等资料,通过室内物理模拟和数值模拟,对氮气泡沫热水驱提高采收率的机理进行了研究。建立了三维、三相、多组分数学模型,编制了氮气泡沫热水驱油藏数值模拟软件。模型考虑了相平衡以及温度、界面张力对油、气、水三相渗流的影响以及起泡剂损失的各种机理,较全面地反映了氮气泡沫热水驱的作用机理。实验和数值模拟的结果均表明,氮气泡沫热水驱能大幅度地提高驱油效率,降低残余油饱和度。在非均质油层(模型)中泡沫的驱油效果比在均质油层(模型)中更好,残余油饱和度降低了21.1%,采收率提高了31.2%。     

水平井化学驱物理模拟及数值模拟研究

根据辽河油田J16区块实际资料,建立了30 cm×30 cm×1.5 cm的平面非均质和30 cm×15 cm×10 cm的纵向非均质水平井化学驱物理模型。通过开展水平井化学驱物理模拟与数值模拟综合研究,初步分析了水平井化学驱的驱油机理与生产动态,并提出注采水平井方向应尽可能平行于河道走向,采用平面上注入井布在高渗带、采油井布在低渗带,纵向上底层注顶层采的布井方式以及二元驱的驱油方式开发效果最好。     

热力泡沫复合驱物理模拟和精细数字化模拟

根据稠油热采三维物理模拟相似准则,得到胜利孤岛油田特稠油油藏蒸汽驱及后续转热力泡沫复合驱三维物理模拟的实验参数并进行相关实验,基于实验结果,对蒸汽驱及后续热力泡沫复合驱进行三维精细数值模拟研究。结果表明,蒸汽驱后转热力泡沫复合驱可有效抑制蒸汽窜流、改善蒸汽波及状况进而提高稠油采收率。利用三维精细数值模拟技术优化设计的热力泡沫复合驱工艺参数为:最佳方式为泡沫段塞注入,最优蒸汽注入速度为25 mL/min,氮气注入速度为1000mL/min(标准状况),泡沫段塞注入时间为1.0min,段塞间隔时间10～20min;利用相似准则对优化结果进行反演计算,可得到现场最优注采参数,该条件下特稠油油藏采收率可达到42.15%,较单纯蒸汽驱最终采收率(29.64%)提高12.50%。     

化学驱数值模拟软件的改进和完善

针对引进的ＵＴＣＨＥＭ软件存在的问题、缺陷和错误进行了改进和完善，并在浓度方程化学方程的求解及界面张力、粘度、相对渗透率的计算等方面提出了新的高效、高 精度的解法和计算方法，形成了新的化学驱数值模拟软件，该软件在数据输入、解法、矿场应用能力和商品化程度等具有先进性，应用效果良好。     

海上稠油油藏水平井多元热流体驱物理模拟实验研究

受海上采油平台的限制,实施注蒸汽热力采油的难度较大,而多元热流体技术发生设备体积小,因此具有非常大的应用潜力。为此,利用一维填砂管模型,研究注入温度和流体组成对多元热流体驱油效果的影响;在此基础上,通过二维比例物理模拟实验,开展水平井多元热流体驱物理模拟研究,通过分析多元热流体驱不同阶段的生产动态特征与温度场发育规律,总结多元热流体驱的驱油机理。研究结果表明:多元热流体驱的最佳注入温度为250℃,最佳气汽比为1∶3;多元热流体驱过程中,蒸汽腔呈三角形推进,整个过程可划分为启动、驱替、突破和剥蚀4个阶段,其中驱替阶段是主要的产油阶段;多元热流体驱主要机理包括:热力降黏是其最主要的机理,二氧化碳溶于原油而促进原油流动,二氧化碳析出时形成类似泡沫油的流体,一方面增大气相的流动阻力,另一方面又能改善原油的流动能力。     

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。     

化学蒸汽驱提高驱油效率机理研究

化学蒸汽驱的目的是解决胜利油区中深层稠油油藏因油层压力高导致蒸汽驱采收率低的技术瓶颈。采用室内物理模拟实验,以数值模拟技术为手段,通过研究高温泡沫剂一高温驱油剂一原油组分的相互作用机制及温度、油水界面张力对驱油效率的影响,对比高温泡沫剂辅助蒸汽驱、高温驱油剂辅助蒸汽驱、高温泡沫剂与高温驱油剂辅助蒸汽驱提高采收率的幅度,揭示了化学剂与蒸汽复合作用提高采收率机理。结果表明,高温驱油剂的油水界面张力达到10^-3mN/m数量级,才能取得较好的驱油效果,可提高驱油效率5.1%;高温泡沫剂的临界含油饱和度为0.25～0.3,可提高驱油效率8.1%;与蒸汽驱相比,化学蒸汽驱可发挥高温驱油剂和泡沫剂的协同作用,提高驱油效率14.6%,具有明显的技术优势。     

稠油蒸汽驱开采特征及转驱程序研究

利用数值模拟方法，研究蒸汽驱开采特征及转驱程序。目的提高蒸汽驱开发效果，指导油田生产实践。结果蒸汽驱开采分三个阶段，即：蒸汽驱启动阶段、蒸汽驱跃变阶段、蒸汽驱衰竭阶段；蒸汽驱跃变阶段的重要特征是压力下降和产量峰值的出现；全面转驱开发效果差，蒸汽驱易失败，分步转驱开发效果好，蒸汽驱易成功。结论蒸汽驱跃变阶段是蒸汽驱开发的重要阶段，针对其特征，应加强其油藏管理；蒸汽驱从试验井组到全面油田实施，应采取分步转驱方式。     

普通稠油化学驱油技术现状及发展趋势

对于普通稠油,一次采油后常采用注水开发和热采方法。据中石化2007年底统计,采用注水开发动用的普通稠油储量占稠油总储量的30.1%,但由于水油流度比高,使得普通稠油油藏水驱采收率低。当油层太薄或埋藏太深时,热量损失严重,经济上不适合采用热采方法。化学驱方法是一个重要的接替手段。因此,文中重点综述了聚合物驱、碱驱、碱/表面活性剂驱、碱/聚合物驱技术在普通稠油油藏中应用的国内外研究现状和机理研究进展,指出了稠油化学驱中出现的问题和未来的发展趋势。     

Evaluation of a new alkaline/microbe/polymer flooding system for enhancing heavy oil recovery

The new alkaline/microbe/polymer (AMP) flooding system was first constructed and evaluated for enhancing oil recovery. The system is composed of 0.3?wt% Na₂CO₃, 2?wt% microbial cultures and 0.2?wt% polymer. Compared with the conventional alkaline/surfactant/polymer (ASP) system, the AMP system exhibits identical displacement properties. Chromatography analysis reveals crude oil is not negatively affected by the microbes in AMP system. Further comparative core flooding experiments using the AMP and ASP systems demonstrate that the AMP system possesses greater potential for enhancing heavy oil recovery, which shows the characteristic of two-stage additional oil increment with total additional oil recovery of 17.11%–19.91%.     

稠油油藏热力泡沫复合驱数值模拟研究

以河南油田某区块为例,研究了蒸汽吞吐开发后储层地质特征,并进行了蒸汽吞吐转热力泡沫复合驱方案优化设计。研究发现,蒸汽吞吐结束后储层中仍有大量的剩余油,主要集中在油藏下部储层和距离井点较远的区域;蒸汽吞吐后,储层平均压力大幅降低,有利于蒸汽吞吐转蒸汽驱、蒸汽氮气泡沫驱接替技术的开展;油藏上部储层温度大幅升高并在井间形成有效热连通通道,利于热力泡沫复合驱过程中泡沫流体封堵上部储层,改善吸汽剖面。对该区块进行方案优化设计,蒸汽吞吐转热力泡沫复合驱最佳气液比为2∶1,最佳注入量为0.1 PV,最佳注入方式为段塞式注入,同时发泡方式宜采取地上发泡-伴随注入。     

稠油热力-表面活性剂复合驱对提高采收率的作用

通过室内实验和理论分析,研究了蒸汽-表面活性剂复合体系对岩石相渗特性的影响。加入表面活性剂可大幅度提高驱替相的毛细管数,从而提高驱油效率。在稠油热采添加表面活性剂复合驱过程中,内相体积分数的大小是影响生成的水包油型乳状液黏度和流变性的主要因素。在复合驱过程中,乳状液的作用主要体现在:生成的水包油型乳状液,通过乳化降黏、乳化携带剩余油滴来提高驱油效率;生成的乳化颗粒易在高渗带处滞留,从而改善了储层的非均质性,扩大了驱替相的波及体积。     

稠油油藏蒸汽泡沫调驱物理模拟实验——以吉林油田扶北3区块为例

针对稠油油藏蒸汽驱过程中压力维持困难和汽窜导致热效率下降等问题,开展了蒸汽泡沫调驱物理模拟实验.根据吉林油田扶北3区块的地质特点,设计了非均质双管并联驱替模型,将不同调驱方式下的驱油效率和分流量进行了对比.结果表明,在蒸汽混注泡沫调驱的过程中,注入发泡剂或泡沫能在一定程度上封堵高渗透管,启动低渗透管内的剩余油,其驱油效果好于其他驱替方式;蒸汽混注高温气体调驱的驱油效果略好于蒸汽驱,仅提高采收率约1％ ～ 3％.此外,泡沫对双管模型进行了有效的调整分流,使高渗透管和低渗透管的产液量趋于均匀,表明泡沫驱符合非均质地层的驱替要求.综合比较认为蒸汽混注混合气泡沫调驱适用于扶北3区块,其综合驱油效率可达54.8％,比单纯蒸汽驱提高30.7％.