火驱尾气回注过程相态及工艺研究

发布时间：2020-06-23 02:47

【摘要】：近年来稠油开采事业不断发展,火驱技术作为稠油热采的有效接替技术,在胜利、辽河、新疆等油田得到了广泛应用。但是随着产量的持续增加,火驱尾气的处理和利用逐渐成为火驱技术系列的关键问题。如何高效益、低成本、零排放处理尾气成为制约火驱工业化扩大的重要因素,需要探索和尝试火驱尾气回注技术。本文以火驱先导试验区的尾气为气源进行关键技术研究,建立火驱尾气回注相关理论和方法体系,提高火驱整体开发效益。首先,针对HQ井区火驱尾气现场组分,分析尾气生成机理与组分特征,并运用国际成熟工艺模拟软件HYSYS进行相态分析。研究过程中发现HYSYS自动生成工具无法准确描述含水率对火驱尾气相图的影响。因此,需要开发相应的以火驱尾气为对象的物性及相态分析软件。其次,结合相平衡准则与状态方程建立火驱尾气物性及相态模型,以火驱尾气为对象开发物性及相态分析平台,实现火驱尾气在回注过程中较大温度、压力范围的水力热力参数分析计算。并且以自主开发软件为基础,计算HQ井区火驱尾气物性及相变过程参数,分析火驱尾气实际含水量,以干、湿两类火驱尾气组分绘制相图,深入研究压力/温度与露点变化关系。同时,采用正交分析计算现场组分波动时引起的相图变化,考虑各因素对工况分析的实际影响范围。形成工程实用技术为后期回注系统设计提供基础依据。最后,基于对回注过程中的物性及相态变化的研究,采用HQ井区火驱先导试验站现场数据,通过技术、经济比选,确定尾气回注过程是否需要进行脱水预处理工艺,明确具体的预处理工艺及各工艺的参数界限。根据不同类型压缩机特点、增压过程中火驱尾气的相变因素及设备类型对尾气压缩工况的适应性等,对不同工况的压缩机压力匹配情况、压缩级数设置等进行详细研究。在各工艺环节研究基础上,针对HQ井区火驱尾气初步设计一套完整的回注工艺方案,包含管输设计、脱水方案设计、增压设计、井口调压设计以及回注井筒流动分析,设计内容覆盖回注系统各工艺环节,对后期投产具有重要的指导意义。
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE357.44
【图文】：

示意图,火驱,尾气,回注

成相图工具的不足。(3) 火驱尾气物性及相态分析软件对比应用：采用 HQ 井区火驱尾气组分数据，分别运用 HYSYS 软件、“火驱尾气物性及相态分析”软件对比计算火驱尾气相图，并与实际检测数据进行误差分析，总结各类相图工具对火驱尾气的适用性，并通过正交分析法对组分含量波动与相图变化相关性作探讨。(4) 火驱尾气回注工艺设计：基于对回注过程中的物性及相态变化的研究，通过技术经济比选，确定尾气回注过程脱水预处理工艺，并依据 HQ 区块尾气回注条件分析注入过程相态，就注入过程压缩、管输系统工艺流程进行设计与操作参数确定。最终实现一套完整的回注方案设计，为油田火驱开发提供有力的技术支撑。

界面图,火驱,相态分析,软件输入

17（a）不同目标输入界面 1 （b）不同目标输入界面 2图 3-2 部分火驱尾气物性及相态分析软件输入界面输出界面：主要由气相组分、液相组分、相平衡常数、相态及性质等部分组成。气相组分：计算各组分气相摩尔（体积）分数；液相组分：计算各组分液相摩尔（体积）分数；相平衡常数：热力学参数相平衡参数 K；相态及性质：根据模型计算气相、液相、混相各相特性参数，包括闪蒸点温度、闪蒸点压力、相分数、分子质量、分子密度、焓、比热容等。

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