冀东浅层稠油油藏CO2/N2复合气体吞吐提高采收率的可行性

冀东浅层稠油油藏开展CO_2吞吐取得了较好的增油效果,但长期注CO_2导致的井筒腐蚀等生产问题日益凸显;N_2是优良的增能介质,且来源广、性能稳定,将二者结合形成复合气体,是冀东油田CO_2吞吐后的储备技术之一。为对比不同注气介质的增油效果,分别设计了5种摩尔比例的CO_2/N_2复合气体(1∶0(纯CO_2)、4∶1、7∶3、1∶1和0∶1(纯N_2)),并开展了相应的注气膨胀实验和注气吞吐物理模拟实验。注气膨胀实验结果表明,CO_2与稠油的作用能力要明显好于N_2;复合气体与原油的作用能力介于纯CO_2与纯N_2之间,且随着复合气中CO_2比例的增加,其溶解降黏和溶解膨胀的效应越明显;当注气量超过20 mol%、摩尔比例超过7∶3时,复合气体对稠油的降黏率可达40%以上。注气吞吐实验结果表明,体积比2∶1(摩尔比4∶1)的复合气体经过4轮吞吐后可提高采收率17.03%,接近纯CO_2的增油效果;该比例的复合气体可实现CO_2溶解降黏和N_2增能的协同效应,有效提高稠油油藏采收率。图7表2参27     

岩心驱替实验法测定低渗透油藏 CO2近混相最小混相压力

CO_2在驱油过程中能否与原油达到混相,直接影响驱油效果和最终采收率。因此需对CO_2在低渗透油藏中与原油的混相条件及近混相区域中最小混相压力进行系统研究。选取YC油田低渗目标区块,以室内油藏物理模拟为基础,通过均质和非均质长方形岩心实验,在评价影响CO_2驱油效果的渗透率、采收率、驱替速度、气油比和渗透率级差的基础上,建立了测定最小混相压力的岩心驱替实验法。结果表明,该方法重复性好,可模拟低渗超低渗孔隙介质以及油藏非均质等性质,在模拟YC目标区块油藏非均质条件下测得CO_2与原油的最小混相压力为18.5 MPa,与数值模拟软件计算结果相同,比传统细管实验测值17.8 MPa高出0.7 MPa。两种方法所测结果基本一致。用岩心驱替实验法可以探究渗透率及其非均质性和驱替速度等不同因素对最小混相压力的影响规律。该岩心驱替实验方法可用于确定CO_2近混相驱最小混相压力,为深化CO_2近混相驱油机理的认识及矿场应用提供技术基础和理论指导。     

低渗透油藏 CO2混相条件及近混相驱区域确定

为了探究CO_2在低渗透油藏中与原油的混相条件及在近混相条件下的驱油效果,采用室内物理模拟方法,通过均质、非均质长方体岩心实验,在评价影响CO_2驱油效果的渗透率、岩心长度、渗透率级差和压力因素的基础上,借助采收率与各影响因素参数指标,分析非混相、近混相和混相不同阶段的曲线特征,建立了近混相驱区域的确定方法。采用该岩心实验方法,在模拟油藏条件下,CO_2与原油的最小混相压力为18.5 MPa左右,比传统细管实验确定的17.8 MPa高出0.7 MPa,同时根据驱油曲线特征,划分了CO_2非混相、近混相和混相区域,并根据驱油效率确定出近混相驱的压力区域为16.5数18.5 MPa。建立的最小混相压力岩心测定方法和近混相驱区域划定的方法,为进一步深化CO_2近混相驱油机理的认识及YC油田CO_2矿场驱油方案的设计提供了参考。     

氮气泡沫吞吐的控水增油机理

对于存在边水的复杂断块油藏,无法实现远距离的泡沫堵水调剖,而泡沫吞吐刚好解决了这一问题。为了明确吞吐井的泡沫控水增油作用机理,在评价泡沫体系的性能、动态吸附性能及封堵性能的基础上,通过物理模拟实验对比氮气体系、起泡剂+稳泡剂体系及氮气泡沫吞吐的实施效果,分析氮气、起泡剂及稳泡剂各自在氮气泡沫吞吐中所发挥的作用,明确氮气泡沫吞吐控水增油机理。研究结果表明:所选的氮气泡沫体系与目标地层适应性良好,在矿化度4176 mg/L、温度85℃下与原油的界面张力为1.097 mN/m,泡沫综合指数为14750 mL·min,阻力因子在地层渗透率500×10-3数1500×10-3μm2情况下为26数103。氮气泡沫吞吐的作用机理如下:氮气的保压增能作用贯穿始终,并且占主导地位;起泡剂+稳泡剂能控制氮气的气窜,与氮气形成泡沫扩大波及体积;泡沫的形成发挥了独有的选择性封堵作用,良好的控抑了边水。     

浅层边水断块油藏氮气复合吞吐实验

浅层边水断块油藏由于含油面积小、非均质性强、黏度高以及开发过程中存在边水突进快等问题,氮气吞吐可有效补充地层能量,具有控抑边水突进的潜力。通过采用高温高压边水径向流模型对氮气、氮气-表面活性剂和氮气-二氧化碳3种吞吐介质控水增油可行性进行室内实验研究,以吞吐阶段含水率最大降低值、控水持续时间和采收率提高程度为指标,并结合模型压力变化对3种吞吐介质控水增油效果进行评价和对比,并在此基础上分别分析3种吞吐介质控水增油机理。结果表明,3种吞吐介质均能控抑边水;氮气吞吐控抑边水能力最强,但氮气的驱油效率低,增油效果较差;而氮气复合吞吐在实现控抑边水的基础上,通过表面活性剂和二氧化碳提高了驱油效率,增油效果优于氮气吞吐。     

ASP体系在大庆二类油层中的色谱分离现象及其对采收率的影响

ASP体系在二类油层中运移不同距离时,体系的黏度和及其与原油间的界面张力等均会发生变化。本实验采用不同长度的人造岩心(10、20、30、60和80 cm)来模拟ASP体系在油藏中的运移距离,通过测定各组实验产出液的黏度及其与原油间界面张力,分析ASP体系运移不同距离时体系性能的变化及其对采收率的影响。实验结果表明,随着ASP驱油剂运移距离的增大,复合驱采收率逐渐降低,且在近井地带附近采收率降低的幅度较大。复合驱采收率受复合体系的黏度和其与原油界面张力影响,在0~30 cm运移范围内,由于超低界面张力和较强流度控制能力的综合作用,驱油剂在油藏中的波及体积和驱油效率较大,复合驱采收率和最终采收率较高;当运移距离大于30 cm时,由于界面张力值迅速升高,其对采收率的贡献较小,此时体系的黏度在驱油过程中起着主导作用;复合驱采收率随着驱油剂相对注入量的增大而增加,适当地增大ASP驱油剂的相对注入量可有效的提高大庆二类油层的采收率。     

高温油藏中梳形聚合物驱油技术可行性研究

针对地层温度为82℃的国外某油藏,通过室内试验,进行梳形聚合物驱油技术的可行性研究,评价了梳形聚合物溶液的热稳定性、剪切稳定性、抗温性、抗盐性,分析了梳形聚合物的剪切流变性和黏弹性,并在此基础上采用天然岩心进行驱油实验,对梳形聚合物溶液的段塞尺寸、段塞浓度、注入方式进行优化。结果表明：在82℃下老化30 d后,浓度为1500~2000 mg/L的梳形聚合物溶液黏度保留率仍大于40%;以1500 r/min的转速剪切梳形聚合物溶液120 min后,聚合物溶液的黏度仅降低8.95 mPa·s;与普通聚合物相比,梳形聚合物具有良好的抗温性和抗盐性,并且梳形聚合物溶液属于非牛顿流体。在聚合物段塞浓度相同的条件下,聚合物段塞尺寸越大,聚合物驱采收程度愈大;在聚合物段塞尺寸相同的条件下,聚合物溶液段塞浓度愈大,聚合物驱采收程度愈大;建议梳形聚合物段塞浓度为2000 mg/L,段塞尺寸为0.3 PV,注入方式为整体段塞注入。     

强水窜油藏凝胶/CO2复合吞吐三维物理模拟

针对华北油藏,选取淀粉凝胶在室内开展配方优选及性能评价,随后采用三维水窜模型开展凝胶/CO₂复合吞吐室内物理模拟实验,并提出了通过凝胶/CO₂复合吞吐提高采收率的方法。结果表明,优选的凝胶体系具有良好的注入性能,小剂量凝胶体系即可在水窜通道中形成I级刚性凝胶,其阻力系数仅为4.36,残余阻力系数高达604.70。三维物理模拟实验结果表明,凝胶/CO₂复合吞吐可提高采收率11.36%,降低含水量至4%～18%。在淀粉凝胶封堵强窜通道后,CO₂可有效置换近井地带剩余油,同时边水可动用基质内部剩余油,在CO₂和边水的双重作用下,大幅度提高强水窜油藏采收率。     

边水断块油藏水平井组CO2协同吞吐注入量优化实验研究

针对边水断块油藏单口水平井CO2吞吐过程中气体波及体积小、有效期短等问题,采用室内物理模拟实验方法,研究并优化了水平井组CO2协同吞吐注入量,分析边水断块油藏CO2吞吐控水增油效果。采用自行设计的三维水平井组开发物理模型,进行水平井组CO2吞吐实验,分析不同注入量的吞吐闷井压力变化以及开井的生产动态,并结合CO2气体本身物理性质以及其与原油的高温高压物性分析结果,明确了注入量对边水断块油藏水平井组CO2吞吐的影响机理,优化了实验条件下的注入量。实验结果表明:当CO2注入量由0.07 PV增至0.14 PV时,井组综合含水率降幅由0.72%扩大至5.93%,增油量由31.4 mL增至148.7 mL,增加注入量对水平井组CO2吞吐的控水增油效果促进明显;当CO2注入量增至0.14 PV时,采出程度增幅虽达22.36%,标况下累积产气量却高达8 050 mL,气体利用率降低。CO2控水增油的主要机理为:一定压力条件下,CO2的压缩系数降低,注入过程中能量损失小,促进气体进入地层,增加了气体波及范围;原油中CO2组分增加,原油流动性增强;增加注气量,提高注入气的波及效率。     

全焊接球阀封闭焊缝质量的控制措施

针对天然气长输管线用全焊接球阀的焊缝质量安全问题,提出了焊缝质量安全的控制措施,重点阐述了焊缝的焊接应力消除和焊接后免热处理的方法评定,通过焊接试样的焊接应力、HIC、SSC、CTOD等检测和评定,验证了封闭焊缝质量控制措施的可行性和稳定性,全面提高了全焊接球阀焊接性能,为解决全焊接球阀生产过程中免热处理技术难题提供理论支撑。