缝洞型油藏氮气扩散系数测定及影响因素
发布时间：2021-04-15 07:30
针对塔河缝洞型油藏注氮气提高采收率深层次机理认识有待提高的问题,开展了该类型油藏条件下注氮气扩散系数影响因素的研究,采用压力衰竭法测定了氮气在油相和填充介质中的扩散系数,分析了原油黏度、气体组成、填充类型及流体饱和度对氮气扩散系数的影响。结果表明,氮气在稠油中的溶解度、扩散系数均低于稀油,但压力敏感性高于稀油;氮气中混合二氧化碳促进注入气在原油中的扩散。氮气在垮塌、砂泥和致密等3种常规缝洞油藏填充介质的扩散结果显示,填充介质的致密程度增加,氮气向填充介质内部扩散越困难,且致密介质中氮气的扩散系数达到固体扩散系数的级别(×10-11 m2/s);含水饱和度的增加减缓了氮气在填充介质中的扩散。首次测量了氮气在缝洞型油藏高温高压条件（温度>100℃,压力>20 MPa）下原油及填充介质中的扩散系数,并分析了相关影响因素,深化了缝洞型油藏注气提高采收率机理认识,为现场注气应用提供相应的理论指导。
【文章来源】：西南石油大学学报(自然科学版). 2020,42(04)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
图５氮气在不同填充介质中扩散无因次压力变??化（ｒ＝１２０?°Ｃ，／７＝５０?ＭＰａ）??Ｆｉ．?５?Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｌｅｓｓｒｅｓｓｕｒｅ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?Ｎｉｎ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｆｉｌｌｉｎｍｏｄｅｌｓ??
溶獬速率Ｐ随扩散的进行，压力曲线遂渐平稳，??最终达到溶解平衡－当二氧化碳摩尔分数由０升至??１００％时，扩散鑛的无茵次压力降幅＿?０．０３５?６增??Ｓ?０，０６５?５，降＿螬加达到８４．２０兔二氧ｆｔ微的存??在促进了往入气在油相中的瘠解。同吋氧化碳??摩尔分数的高低反映出复合气扩散过程中与纯气相??醜似：ｆｔＬ化碳摩雜数为２０－的：ｆｔ入气在??旗油中的扩散压降曲线与纯氮气相似ｆ当二氧化碳??摩尔分数升高至７０％时，注人气在原她中的扩散压??降曲线则与纯ｉ化破接近。??图３不同比例Ｎ２和Ｃ〇２在稀油油样扩散过程中无因次压??力变化（ｒ＝１２０?°Ｃ，／７＝５０?ＭＰａ）??Ｆｉｇ．?３?Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｌｅｓｓ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ｇａｓ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?Ｎ２?ｍｏｌｅ??ｆｒａｃｔｉｏｎｓ?ｄｕｒｉｎｇ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｄｅｃａｙ?ｐｒｏｃｅｓｓ（ｒ＝１２０?°Ｃ?，?ｐ￣５０?ＭＰａ）??注入气体组分不同，除了影晌注入气在地层流??体中的莰力变化规律之外，最终乳起扩散系数的变??化（图４）?［２Ｓ－２４１。根据碰量齡卖验数据，采用指数函??数拟合得到气二氧化碳摩尔分数与扩散系数??的关系式（１３），对于相同油样，奢注入气由纯氮气转??变至纯二氧化碳过程中．．气体扩散系数增加了?４倍４??￡？〇?＝?４．０５５５?ｘ?ｌｏｄｅ—１＇４０６１＊＇?（１．３：）??０????１?１?１??１０?３０?５０?７０??压力／ＭＰａ??图２稀油和稠油中氮气扩散系数与压力变化关系??Ｆｉｇ．?２?Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｂｅｔｗｅｅｎ?Ｎ２?ｄｉｆｆｕｓｉｏ
的??扩散系数叫麗６）。??挚合氮气＿不同填充介质中的扩散实濟结果，??对于现场注气开发角度，填：充介质的存在降低了??露气＿缝剩遞袖藏中的逢移速率＝．，．填宠介质的不＇均??句导致注人气在缝洞输集体内部运移的不均匈条填??充介质物性差异也会引起缝轲单沄内部注入气扩??散运轸不均匀；从扩散角度分析，注氮气开发致密??填充的缝洞单元，其效果远不及挎塌型填充或机械??０??１?１?１?１?１??０?０．２?０．４?０．６?０．８?１．０??氮气摩尔含量／无因次??图４注入气的扩散系数与氮气摩尔分数关系（ｒ＝１２０°Ｃ，??ｐ＝５Ｑ?ＭＰａ）??Ｆｉｇ．?４?Ｇａｓ?ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ?ｉｎ?ｂｕｌｋ?ｏｉｌ?ｖｓ?Ｎ２?ｍｏｌｅ??ｆｒａｃｔｉｏｎｓ（ｒ＝１２０?°Ｃ，ｐ＝５０?ＭＰａ）??結合不同比例鐘气和＝载化碳的扩散数据可以??看出＊二氧化碳的存在降低入气在原油，的溶??解平衡时间，同时促进了注人气在地层原油？的扩??散。＿此，：法氮，气过裎中，辊人一定比例的二氧化??碳，有助予提＿人气在地层原袖中的瘠解，促进??注入气在地晨原油中的扩散，迸而降低注人气的娴??井时词，扩大波及体积。??３．３填充介质物性对扩散系数的影响??研究表明，岧溶缝涧是缝洞ｍ油藏主要的空??间［２５］，但７０嗟以上的空词裤地下坷沉积砂泥和洞??穴垮塌角砾等物质充填膝，。在实臟气过程中，??除７与縫鋼体内？襲东的地ｇ扉体接触之外，大部??分注入气通过扩散作用进入填充介赓的流体中《?＿??此，．入气在缝酒遨油．藏中凿填充介质扩散特征有??助于分折注气开发效果《??根据金：强爭２８＠］对
【参考文献】：
期刊论文
[1]气体在原油中扩散系数影响因素研究进展[J]. 王志兴,侯吉瑞,李妍,李卉,朱贵良. 油田化学. 2019(03)
[2]CO2在饱和原油多孔介质中的扩散及影响因素[J]. 杜林,秦晓渊,任雪霏. 石油化工应用. 2019(04)
[3]塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏水驱后剩余油分布主控因素与提高采收率途径[J]. 郑松青,杨敏,康志江,刘中春,龙喜彬,刘坤岩,李小波,张世亮. 石油勘探与开发. 2019(04)
[4]已开发低渗油藏CO2与N2驱实验研究[J]. 范智慧,邴绍献,聂法健,田巍. 中外能源. 2017(05)
[5]高温高压条件下CO2-原油-水体系相间作用及其对界面张力的影响[J]. 李宾飞,叶金桥,李兆敏,冀延民,刘巍. 石油学报. 2016(10)
[6]多孔介质中迂曲度和渗透率的关系[J]. 吴金随,胡德志,郭均中,常浩宇. 华北科技学院学报. 2016(04)
[7]塔河油田奥陶系古径流岩溶带垮塌充填特征[J]. 金强,田飞,鲁新便,康逊. 石油与天然气地质. 2015(05)
[8]塔河油田奥陶系古岩溶径流带缝洞化学充填物成因和分布[J]. 金强,康逊,田飞. 石油学报. 2015(07)
[9]塔河油田单井注氮气采油技术现场应用[J]. 黄江涛,周洪涛,张莹,芦世娟,汤妍冰,杨博. 石油钻采工艺. 2015(03)
[10]塔河油田缝洞型油藏单井注氮气采油机理及实践[J]. 惠健,刘学利,汪洋,杨占红,陈勇. 新疆石油地质. 2015(01)
本文编号：3138903
【文章来源】：西南石油大学学报(自然科学版). 2020,42(04)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
图５氮气在不同填充介质中扩散无因次压力变??化（ｒ＝１２０?°Ｃ，／７＝５０?ＭＰａ）??Ｆｉ．?５?Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｌｅｓｓｒｅｓｓｕｒｅ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?Ｎｉｎ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｆｉｌｌｉｎｍｏｄｅｌｓ??
溶獬速率Ｐ随扩散的进行，压力曲线遂渐平稳，??最终达到溶解平衡－当二氧化碳摩尔分数由０升至??１００％时，扩散鑛的无茵次压力降幅＿?０．０３５?６增??Ｓ?０，０６５?５，降＿螬加达到８４．２０兔二氧ｆｔ微的存??在促进了往入气在油相中的瘠解。同吋氧化碳??摩尔分数的高低反映出复合气扩散过程中与纯气相??醜似：ｆｔＬ化碳摩雜数为２０－的：ｆｔ入气在??旗油中的扩散压降曲线与纯氮气相似ｆ当二氧化碳??摩尔分数升高至７０％时，注人气在原她中的扩散压??降曲线则与纯ｉ化破接近。??图３不同比例Ｎ２和Ｃ〇２在稀油油样扩散过程中无因次压??力变化（ｒ＝１２０?°Ｃ，／７＝５０?ＭＰａ）??Ｆｉｇ．?３?Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｌｅｓｓ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ｇａｓ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?Ｎ２?ｍｏｌｅ??ｆｒａｃｔｉｏｎｓ?ｄｕｒｉｎｇ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｄｅｃａｙ?ｐｒｏｃｅｓｓ（ｒ＝１２０?°Ｃ?，?ｐ￣５０?ＭＰａ）??注入气体组分不同，除了影晌注入气在地层流??体中的莰力变化规律之外，最终乳起扩散系数的变??化（图４）?［２Ｓ－２４１。根据碰量齡卖验数据，采用指数函??数拟合得到气二氧化碳摩尔分数与扩散系数??的关系式（１３），对于相同油样，奢注入气由纯氮气转??变至纯二氧化碳过程中．．气体扩散系数增加了?４倍４??￡？〇?＝?４．０５５５?ｘ?ｌｏｄｅ—１＇４０６１＊＇?（１．３：）??０????１?１?１??１０?３０?５０?７０??压力／ＭＰａ??图２稀油和稠油中氮气扩散系数与压力变化关系??Ｆｉｇ．?２?Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｂｅｔｗｅｅｎ?Ｎ２?ｄｉｆｆｕｓｉｏ
的??扩散系数叫麗６）。??挚合氮气＿不同填充介质中的扩散实濟结果，??对于现场注气开发角度，填：充介质的存在降低了??露气＿缝剩遞袖藏中的逢移速率＝．，．填宠介质的不＇均??句导致注人气在缝洞输集体内部运移的不均匈条填??充介质物性差异也会引起缝轲单沄内部注入气扩??散运轸不均匀；从扩散角度分析，注氮气开发致密??填充的缝洞单元，其效果远不及挎塌型填充或机械??０??１?１?１?１?１??０?０．２?０．４?０．６?０．８?１．０??氮气摩尔含量／无因次??图４注入气的扩散系数与氮气摩尔分数关系（ｒ＝１２０°Ｃ，??ｐ＝５Ｑ?ＭＰａ）??Ｆｉｇ．?４?Ｇａｓ?ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ?ｉｎ?ｂｕｌｋ?ｏｉｌ?ｖｓ?Ｎ２?ｍｏｌｅ??ｆｒａｃｔｉｏｎｓ（ｒ＝１２０?°Ｃ，ｐ＝５０?ＭＰａ）??結合不同比例鐘气和＝载化碳的扩散数据可以??看出＊二氧化碳的存在降低入气在原油，的溶??解平衡时间，同时促进了注人气在地层原油？的扩??散。＿此，：法氮，气过裎中，辊人一定比例的二氧化??碳，有助予提＿人气在地层原袖中的瘠解，促进??注入气在地晨原油中的扩散，迸而降低注人气的娴??井时词，扩大波及体积。??３．３填充介质物性对扩散系数的影响??研究表明，岧溶缝涧是缝洞ｍ油藏主要的空??间［２５］，但７０嗟以上的空词裤地下坷沉积砂泥和洞??穴垮塌角砾等物质充填膝，。在实臟气过程中，??除７与縫鋼体内？襲东的地ｇ扉体接触之外，大部??分注入气通过扩散作用进入填充介赓的流体中《?＿??此，．入气在缝酒遨油．藏中凿填充介质扩散特征有??助于分折注气开发效果《??根据金：强爭２８＠］对
【参考文献】：
期刊论文
[1]气体在原油中扩散系数影响因素研究进展[J]. 王志兴,侯吉瑞,李妍,李卉,朱贵良. 油田化学. 2019(03)
[2]CO2在饱和原油多孔介质中的扩散及影响因素[J]. 杜林,秦晓渊,任雪霏. 石油化工应用. 2019(04)
[3]塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏水驱后剩余油分布主控因素与提高采收率途径[J]. 郑松青,杨敏,康志江,刘中春,龙喜彬,刘坤岩,李小波,张世亮. 石油勘探与开发. 2019(04)
[4]已开发低渗油藏CO2与N2驱实验研究[J]. 范智慧,邴绍献,聂法健,田巍. 中外能源. 2017(05)
[5]高温高压条件下CO2-原油-水体系相间作用及其对界面张力的影响[J]. 李宾飞,叶金桥,李兆敏,冀延民,刘巍. 石油学报. 2016(10)
[6]多孔介质中迂曲度和渗透率的关系[J]. 吴金随,胡德志,郭均中,常浩宇. 华北科技学院学报. 2016(04)
[7]塔河油田奥陶系古径流岩溶带垮塌充填特征[J]. 金强,田飞,鲁新便,康逊. 石油与天然气地质. 2015(05)
[8]塔河油田奥陶系古岩溶径流带缝洞化学充填物成因和分布[J]. 金强,康逊,田飞. 石油学报. 2015(07)
[9]塔河油田单井注氮气采油技术现场应用[J]. 黄江涛,周洪涛,张莹,芦世娟,汤妍冰,杨博. 石油钻采工艺. 2015(03)
[10]塔河油田缝洞型油藏单井注氮气采油机理及实践[J]. 惠健,刘学利,汪洋,杨占红,陈勇. 新疆石油地质. 2015(01)
本文编号：3138903
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