高温高压CO_2泡沫性能评价及实验方法研究

CO2驱和CO2泡沫驱是提高采收率的有效技术。研究利用改进的高温高压可视化CO2泡沫仪,针对不同表面活性剂,在不同CO2相态、温度和压力条件下进行了CO2泡沫性能测试实验。根据泡沫性能的不同评价指标,分析了影响CO2泡沫性能的主要因素,及其不同实验条件和实验方法下测得的泡沫性能参数的相关性。结果表明,CO2的相态(气态、液体和超临界状态)对产生泡沫的形态和泡沫性能影响很大。泡沫的起泡体积和稳定性主要受表面活性剂的类型和性能、温度和压力的影响。利用填砂管驱替实验装置,在不同压力、温度和渗透率条件下进行了CO2泡沫流动实验,根据测试的阻力因子评价CO2泡沫的封堵剂流度控制能力,并与高温高压泡沫仪的测试参数进行对比和关联。实验结果表明,填砂管的渗透率对CO2泡沫的封堵和流度有很大影响,渗透率越大,泡沫的封堵能力越强,有利于提高波及效率和降低CO2的流度。驱替实验所测得的CO2泡沫的流动阻力因子与泡沫仪测试的起泡体积和半衰期正相关,但泡沫的半衰期对泡沫的封堵和流度影响更大,即泡沫的稳定性是影响其在地层内流度控制作用的主要因素。     

地层挤注防垢剂返排质量浓度预测模型

地层挤注是一种有效的防垢剂投放工艺技术。生产过程中,防垢剂的返排质量浓度是确定再次挤注时机的一个重要依据。文中基于室内实验测定的防垢剂吸附、解吸与返排特征曲线,建立了一种简单实用的地层挤注防垢剂返排质量浓度预测模型,并可以根据预测的防垢剂返排质量浓度进一步估算出所需防垢剂的挤注量和在地层中的初始吸附量等重要参数。将现场监测的挤注防垢剂返排质量浓度与模型预测值进行对比,证明了模型的可靠性。同时,开展了防垢剂挤注寿命影响因素敏感性分析,结果表明,解吸速率常数绝对值越小、防垢剂吸附剩余质量浓度越大、产液量越低、防垢剂返排质量浓度越大,则挤注寿命越长。该模型可以用于防垢剂挤注工艺设计和效果预测。     

聚合物驱后油藏提高采收率技术研究

根据室内实验和现场试验效果分析了聚合物驱后油藏进一步提高原油采收率的技术潜力。室内驱油实验表明,聚合物＋表面活性剂二元复合驱提高采收率为17．6％～20．1％,提高采收率幅度高于单一表面活性剂驱（3％左右）和单一聚合物驱（11％～15％）,高于表面活性剂驱和聚合物驱二者之和,优于同等经济条件下聚合物驱的效果。孤岛中一区Ng3～6和孤东六区聚合物注入完成后接着实施二元复合驱,综合含水进一步下降,日产油量明显增加。聚合物溶液中加入粘弹性颗粒PPG（PreformedParticleGel）后,体系从偏粘性转变为偏弹性,具有较强的剖面调整能力。2009年2月在聚合物驱转后续水驱多年的孤岛中一区Ng3单元实施聚合物＋PPG驱,注入压力上升了1．4MPa,油层纵向非均质性明显改善,纵向各层吸水趋于均匀。     

天然气水合物注热开采能量分析

天然气水合物储量巨大、清洁环保，作为一种潜在战略能源逐渐受到了重视。综述了天然气水合物开采方式并进行了分析，认为由于水合物以固体形式存在，原始状态下渗透率极低，压力传播范围十分有限，降压法开采面临一定的困难；考虑了加热法开采水合物过程中地层内的所有吸热因素，把水合物加热分解过程分为了三个阶段；计算了各部分吸收热量占注入热量的比例。结果表明：注热开采水合物的大部分能量被非水合物升温所消耗，因此提供足够的热源是水合物开发的关键。针对海底水合物开采所需要大量能量供给的状况提出了两种经济廉价的热源。     

钻井液添加剂JLX-B抑制天然气水合物形成的实验研究

利用模拟深水井筒条件的实验设备,对纯水-甲烷体系中的天然气水合物进行了实验,建立了基础对比体系,并对钻井泥浆添加剂JLX-B抑制天然气水合物形成的作用进行了室内实验,得到了聚合醇JLX-B在不同浓度和相同浓度不同初始压力下的温压曲线.实验结果表明,在深水钻井用的钻井液中加入一定质量分数的聚合醇类处理剂JLX-B,可以延迟天然气水合物的形成.在添加剂量允许的条件下,加入质量越多,抑制效果越明显.     

高温高矿化度CO2泡沫性能实验研究

在高温、高矿化度条件下,通过测试起泡剂浓度、温度、矿化度和压力对CO₂泡沫性能的影响,筛选出了耐温、耐盐性能良好的表面活性剂作为起泡剂,并通过动态驱替实验,考察了起泡剂在高温、高矿化度条件下的CO₂泡沫的流度控制和封堵能力。实验结果表明,HLB值在14¹6之间的两性和非离子表面活性剂复配的起泡剂泡沫稳定性较好;高压下（15MPa）所产生CO₂泡沫更为稳定,在100℃下驱替实验所测得最大阻力因子达130,表现出良好的封堵和流度控制性能。泡沫仪测试和驱替实验结果对比表明,泡沫半衰期对阻力因子的影响更为敏感,是衡量泡沫稳定性和封堵能力的主要因素。表4图5参11     

低渗油藏注空气低温氧化数值模拟研究

针对胜利油田低渗透油藏注空气低温氧化提高采收率,基于室内实验和数值模拟相结合的手段,通过拟合氧化实验的压力降、产出气体含量,建立了注空气低温氧化(LTO)模拟模型,评价了注空气效果影响因素的敏感性及作用机理,对比了注空气与注N2的驱油效果及经济可行性.实际应用表明,模拟与实验结果吻合较好,数值模拟方法可行;胜利油田渤南罗36断块注空气效果影响因素的重要性大小依次为注气速度、油藏温度、剩余油饱和度、油藏倾角、射孔位置等;注空气相对于注N2而言成本低,驱油效果好.为胜利油田低渗油藏注空气动态监测及方案调整提供了依据,对注空气提高采收率开发方案的制订及优化具有借鉴意义.     

油田含CO2伴生气变压吸附材料实验研究

变压吸附工艺是国内小规模CO_2驱产出气处置的常用手段,而吸附剂是吸附分离的基础。选用6种沸石类吸附剂,测试了CO_2/CH4单组分吸附平衡等温线,分析了温度对吸附量的影响。优选了两种材料进行了CO_2-CH4混合气体竞争吸附实验,重点分析了温度、压力、气体组分、CO_2含量等因素对吸附剂吸附分离效果的影响,评价了油、水含量对吸附剂的损伤。实验结果表明:吸附剂的分离系数与混合气体中CO_2含量无明显相关性,但吸附体系压力的变化对混合气体分离效果影响较大。在初始气体CO_2摩尔分数50%、温度20℃、压力2.5MPa条件下,优选的吸附剂13X对混合气体的分离系数为25。油水的存在会对吸附剂的分离性能产生较大影响,在温度20℃、压力2.5 MPa、13X吸附剂含水摩尔分数10%及含油摩尔分数10%条件下,吸附总量分别下降32%和78%,分离系数分别下降48%和78%。     

基于模糊评判的轻质油藏注空气筛选评价方法

轻质油藏注空气是二次或三次采油的新技术,其关键在于低温氧化消耗氧气,达到有效地补充地层能量和气驱的目的,从而提高采收率.由于工艺实施过程中存在设备投资大、可能出现气驱效率低、安全和腐蚀等问题,使得该项目具有一定的风险.在实施注空气驱开发前,对候选油藏进行适宜度评价可提高工程的成功率和经济效益,有效降低投资风险.为此,在分析注空气机理和影响因素的基础上,综合选择了12个油藏参数作为评价指标,利用隶属函数将评价指标量化,建立了针对具体油藏注空气适宜度的模糊评判方法.实例计算表明,该方法可快捷、科学地评价候选油藏的注空气适宜度.     

地质封存过程中CO2泄漏途径及风险分析

CO₂捕集和地质封存可望成为减少温室气体排放的重要且有效的方法,但其安全性一直受到广泛关注。在研究各种CO₂地质封存体及其圈闭机理的基础上,根据不同封存体中潜在的泄漏途径及主控因素,结合实例对可能的CO₂泄漏进行了描述和相应的风险分析。研究结果表明,枯竭油气藏的地质封闭性已得到证实,井的失效将是CO₂泄漏的主要途径。通过与提高油气采收率技术相结合,在油气藏中封存CO₂具有一定的经济性,但由于油气田分布不广,封存潜力有限,仅适合于中短期的CO₂处置。深部盐水层分布较广,可选择的圈闭和封存机理较多,泄漏途径和未知因素也较多,泄漏风险较高,但封存潜力巨大,是最具前景的CO₂封存体。煤层通过吸附可达到封存CO₂的目的,但其圈闭机理单一,对煤层压力的依附性较大,且影响未来煤资源的利用,其安全性和经济性相对较差。海底水合物封存方案具有热力学可行性,但海底水合物层埋深浅,地质圈闭性差,CO₂泄漏风险较高,其封存和泄漏机理以及CO₂注入方法有待进一步研究和关注。