稠油油藏空气辅助蒸汽增产机理研究及应用

发布时间：2020-05-24 05:57

【摘要】：稠油在世界石油供应中扮演者重要的角色。随着单纯注蒸汽开发后期矛盾的加剧,如何进一步高效地提高稠油采收率成为了一个重点。本文以工程热力学、油藏工程、物理模拟实验以及油藏数值模拟方法为基础,研究了空气辅助蒸汽开发稠油油藏过程中的诸多问题。利用工程热力学理论公式,计算饱和蒸汽和空气-蒸汽混合气体的热物理性质包括密度、粘度、比热容、焓值和导热系数,并将其进行对比。利用热采二维可视化物理模拟模型,从宏观和微观两方面观察空气-蒸汽复合体系在多孔介质中的运动情况,直观展示了空气辅助蒸汽扩大油层平面波及的情况,并揭示了其机理。通过相似准则设计了热采三维物理模拟实验装置,通过监测三维模型内部温度分布和计量沿程产液量的变化,分析了空气辅助蒸汽改善稠油油藏纵向波及机理。通过测试化验实验测定了稠油的基础物理化学性质。在高温高压反应釜中开展稠油与空气的高温高压反应实验,记录反应过程中压力、原油粘度、尾气组成及原油组成的变化,揭示在不同条件下稠油与空气的氧化特征。在此基础上,探究含水量、温度、气油比以及催化剂含量对稠油与空气氧化反应的影响,并对注空气的重要参数进行优化。最后通过管式填砂实验,对比了不同方式动态驱油特征及最终采收率。采用油藏数值模拟方法,以河南油田某特超稠油区块的实际生产状况和地质状况为基础,首先筛选了影响了空气辅助蒸汽开发效果的主控因素。然后建立实际地质模型,在历史拟合的基础上,对稠油油藏空气辅助蒸汽开发技术的注采参数进行优化。
【图文】：

蒸汽中添加适量的空气后有利于提高气体热膨胀，同时降低气体导热。那么，复合气体进入地层后在多孔介质中的运移情况也是一个值得研究的问题。在注汽开发稠油的过程中，稠油采收率的定义为波及效率与驱油效率的乘积。为研空气辅助蒸汽提高稠油采收率的机理，应从提高波及效率和提高驱油效率两个面入手。而由于在注蒸汽的过程中，往往会存在蒸汽超覆的现象。本章借助实室物理模拟手段，研究了空气辅助蒸汽前后，油层在平面和纵向受波及的情况。3.1 蒸汽/空气复合体系改善油层平面波及研究.1.1 实验准备(1) 实验材料及设备实验材料主要包括：耐高温高压打孔石英玻璃片、粒径为 40 目的玻璃微珠、于生成高温蒸汽的蒸馏水、工业用空气等。实验用油为某油田地面脱气原油。实验设备中二维可视化物理模型是实验中最重要的部分，模型的原理和实物别如图 3.1 和图 3.2 所示。

a b c图 3.2 可视化模型实物图. (a)石英玻璃片.(b)可视化模型侧视图.(c)可视化模型俯视图Fig. 3.2 Diagram of the 2D visualized model. (a) Quartz glass. (b) Side elevation diagramof the visualized model. (c) Top view diagram of the visualized model.如图所示，在石英玻璃片的四个角上，对称的打有四个孔，用来放置四口模拟的直井，可以模拟一注一采井网以及九点井网的四分之一等多种井网模式。本章节模拟的是一注一采井网模式。在制作二维可视化模型时，首先分别在两块石英玻璃片上贴上一层双面胶，在双面胶上铺上一层玻璃微珠后将两块玻璃片扣在一起用耐高温玻璃胶密封。可视化模型制作完成之后测得孔隙度为 0.41，渗透率为 2.85 μm2。其他的设备主要包括：佳能 EOS 70D（W）高清照相机（带尼康微距镜头）、ISCO 恒速平流泵、蒸汽发生器、秒表、压力计、量筒若干等。实验利用二维平板可视化模型进行驱油实验，通过图像采集系统记录空气辅助蒸汽前后油层受波及的情况，，并分析在此过程中的微观驱油特征。实验流程图
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE357.44

【参考文献】

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本文编号：2678562