超稠油油藏溶剂辅助重力泄油机理物理模拟实验
发布时间：2021-08-27 23:07
针对国内超稠油双水平井蒸汽辅助重力泄油（SAGD）油区原油高温黏度大、蒸汽腔扩展慢、产油量水平低、油汽比偏低等问题,在溶剂加速降黏特征实验基础上,建立溶剂辅助SAGD（ES-SAGD）泄油理论模型,开展ES-SAGD大型二维比例物理模拟实验,分析纯蒸汽、两种辅助溶剂配方的重力泄油开发效果。研究表明,轻烃溶剂对原油具有较好的降黏效果,50℃条件下原油中添加5%正己烷,降黏率可达96.5%;蒸汽中添加轻烃溶剂（实验中加量为10%）后,可发挥"溶剂溶油降黏+蒸汽高温降黏"的双重作用,加快蒸汽腔横向扩展速率和泄油速率,提高采出程度;蒸汽-溶剂体系中添加1%二甲苯,可以充分发挥其对沥青的溶解作用,减少沥青沉淀,有效降低渗流阻力,进一步提高采出程度;重复利用溶剂,采用ES-SAGD方式开发,可实现利用少量溶剂替代蒸汽,虽目前成本略有偏高,但其具有提高泄油速度、缩短生产周期、提高采出程度等优势,应用潜力巨大;引入轻烃溶剂溶油降黏特征,对SAGD进行修正后建立的ES-SAGD泄油理论模型,经实验数据拟合证实是可靠的,可用于ES-SAGD生产动态预测。图10表1参23
【文章来源】：石油勘探与开发. 2020,47(04)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
不同类型溶剂对原油的降黏特征曲线
在主剂优选的基础上，进一步开展不同比例正己烷对原油的降黏特征实验（见图2），同样可见，正己烷溶剂体系可呈指数降低原油黏度，原油中添加5%～10%正己烷溶剂，原油黏度降低90%～98%。尽管进一步增加溶剂比例会进一步降低原油黏度，但考虑轻烃溶剂的高额成本和实际储集层条件下的回采率，在矿场实施过程中注入过高比例的溶剂将大幅增加经济风险，因此在综合考虑技术经济界限的基础上，将二维物理模拟实验的溶剂浓度控制在10%。由原油降黏特征拟合曲线可知，轻烃溶剂降黏实验结果与Arrhenius黏度模型计算结果[14-18]具有很高的拟合率。因此，溶剂与原油混合后黏度可采用指数函数表示：
实验共分为9步：(1)实验前，模型本体及管路采用丙酮清洗，并吹氮气干燥。(2)根据储集层砂岩粒径分布，模型本体装填粒径80～120目（0.125～0.180mm）石英砂密封后从补砂孔进行填实，防止实验过程中砂粒运移。(3)模型本体抽真空到1.0 kPa。(4)饱和水：向模型本体中注水（注入水根据地层水矿化度配制），注入速度20 mL/min，注入完毕后老化48 h。(5)饱和油：将超稠油预置入中间容器，放入恒温箱并升温至80℃，确保超稠油的流动性；模型本体依靠保温套升温至80℃并保持2 h，然后向模型本体中注入脱水原油，注入速度10～20 mL/min，实时测量产出液体含水率，当含水率为0后继续驱替1 h停止。(6)饱和油完成以后，模型本体重新降温至地层温度20℃，老化48 h。(7)预热：向模型本体中的注汽井、生产井注入蒸汽进行循坏，利用监测软件实时监测注汽井、生产井之间模型的温度变化，当温度达到130℃时，确认注汽井、生产井间建立了热联通与水动力连通，停止预热，转为上部注汽井注汽，下部生产井连续生产，进入SAGD生产阶段。(8)SAGD生产：控制蒸汽注入速度，根据监测温度场判别，进入蒸汽腔上升阶段，注汽速度从初始的4 mL/min逐步提高到10 mL/min；进入蒸汽腔横向扩展阶段，保持10 mL/min注汽速度；进入蒸汽腔下降阶段，注汽速度逐渐降低到4 mL/min；利用回压阀控制产出液速度，确保采注比控制在1.1～1.2。(9)产出液处理：产出液采用离心机进行油水分离，并采用旋转蒸发器分离和计量产出的轻烃溶剂和油。图4 模型本体结构图
【参考文献】：
期刊论文
[1]双水平井蒸汽辅助重力泄油蒸汽腔扩展速度计算模型及其应用[J]. 周游,鹿腾,武守亚,石兰香,杜宣,王峻岭. 石油勘探与开发. 2019(02)
[2]超稠油油藏蒸汽辅助重力泄油后期注空气开采技术[J]. 高永荣,郭二鹏,沈德煌,王伯军. 石油勘探与开发. 2019(01)
[3]溶剂-蒸汽辅助重力泄油数值模拟研究[J]. 王大为,刘小鸿,张风义,杜春晓,耿志刚. 西安石油大学学报(自然科学版). 2018(02)
[4]溶剂辅助蒸汽重力泄油技术研究综述[J]. 罗健,李秀峦,王红庄,刘昊. 石油钻采工艺. 2014(03)
[5]蒸汽辅助重力泄油改善汽腔发育均匀性物理模拟[J]. 马德胜,郭嘉,昝成,王红庄,李秀峦,史琳. 石油勘探与开发. 2013(02)
[6]双水平井蒸汽辅助重力泄油注汽井筒关键参数预测模型[J]. 吴永彬,李秀峦,孙新革,马德胜,王红庄. 石油勘探与开发. 2012(04)
本文编号：3367279
【文章来源】：石油勘探与开发. 2020,47(04)北大核心EISCICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
不同类型溶剂对原油的降黏特征曲线
在主剂优选的基础上，进一步开展不同比例正己烷对原油的降黏特征实验（见图2），同样可见，正己烷溶剂体系可呈指数降低原油黏度，原油中添加5%～10%正己烷溶剂，原油黏度降低90%～98%。尽管进一步增加溶剂比例会进一步降低原油黏度，但考虑轻烃溶剂的高额成本和实际储集层条件下的回采率，在矿场实施过程中注入过高比例的溶剂将大幅增加经济风险，因此在综合考虑技术经济界限的基础上，将二维物理模拟实验的溶剂浓度控制在10%。由原油降黏特征拟合曲线可知，轻烃溶剂降黏实验结果与Arrhenius黏度模型计算结果[14-18]具有很高的拟合率。因此，溶剂与原油混合后黏度可采用指数函数表示：
实验共分为9步：(1)实验前，模型本体及管路采用丙酮清洗，并吹氮气干燥。(2)根据储集层砂岩粒径分布，模型本体装填粒径80～120目（0.125～0.180mm）石英砂密封后从补砂孔进行填实，防止实验过程中砂粒运移。(3)模型本体抽真空到1.0 kPa。(4)饱和水：向模型本体中注水（注入水根据地层水矿化度配制），注入速度20 mL/min，注入完毕后老化48 h。(5)饱和油：将超稠油预置入中间容器，放入恒温箱并升温至80℃，确保超稠油的流动性；模型本体依靠保温套升温至80℃并保持2 h，然后向模型本体中注入脱水原油，注入速度10～20 mL/min，实时测量产出液体含水率，当含水率为0后继续驱替1 h停止。(6)饱和油完成以后，模型本体重新降温至地层温度20℃，老化48 h。(7)预热：向模型本体中的注汽井、生产井注入蒸汽进行循坏，利用监测软件实时监测注汽井、生产井之间模型的温度变化，当温度达到130℃时，确认注汽井、生产井间建立了热联通与水动力连通，停止预热，转为上部注汽井注汽，下部生产井连续生产，进入SAGD生产阶段。(8)SAGD生产：控制蒸汽注入速度，根据监测温度场判别，进入蒸汽腔上升阶段，注汽速度从初始的4 mL/min逐步提高到10 mL/min；进入蒸汽腔横向扩展阶段，保持10 mL/min注汽速度；进入蒸汽腔下降阶段，注汽速度逐渐降低到4 mL/min；利用回压阀控制产出液速度，确保采注比控制在1.1～1.2。(9)产出液处理：产出液采用离心机进行油水分离，并采用旋转蒸发器分离和计量产出的轻烃溶剂和油。图4 模型本体结构图
【参考文献】：
期刊论文
[1]双水平井蒸汽辅助重力泄油蒸汽腔扩展速度计算模型及其应用[J]. 周游,鹿腾,武守亚,石兰香,杜宣,王峻岭. 石油勘探与开发. 2019(02)
[2]超稠油油藏蒸汽辅助重力泄油后期注空气开采技术[J]. 高永荣,郭二鹏,沈德煌,王伯军. 石油勘探与开发. 2019(01)
[3]溶剂-蒸汽辅助重力泄油数值模拟研究[J]. 王大为,刘小鸿,张风义,杜春晓,耿志刚. 西安石油大学学报(自然科学版). 2018(02)
[4]溶剂辅助蒸汽重力泄油技术研究综述[J]. 罗健,李秀峦,王红庄,刘昊. 石油钻采工艺. 2014(03)
[5]蒸汽辅助重力泄油改善汽腔发育均匀性物理模拟[J]. 马德胜,郭嘉,昝成,王红庄,李秀峦,史琳. 石油勘探与开发. 2013(02)
[6]双水平井蒸汽辅助重力泄油注汽井筒关键参数预测模型[J]. 吴永彬,李秀峦,孙新革,马德胜,王红庄. 石油勘探与开发. 2012(04)
本文编号：3367279
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