海上稠油热化学驱三维物理模拟
发布时间：2022-02-08 12:05
依据渤海某稠油油藏的地质特征自主研发设计大型三维物模设备,研究在蒸汽驱过程中伴注化学剂和烟道气等增产措施对稠油热采的强化作用,分析模型温度场和剩余油饱和度场的分布特征,根据三维物模实验条件建立数值模型,验证三维物模实验结果的精确性。结果表明:相比于普通蒸汽驱,热化学驱的单井采收率可提高5.89%,加入烟道气进行强化热化学驱后,气体的隔热增能作用和泡沫的调堵驱油作用可以大幅度扩大油层的热波及面积,提高原油采收率,模型的单井含水率下降了28.17%,采收率提高了37.19%;数值模拟结果与物模实验结果具有良好的拟合程度。
【文章来源】：中国石油大学学报(自然科学版). 2020,44(02)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
稠油热采三维高温高压物理模拟实验系统流程
三维实验模型为人工填制模型,本文中使用粒径为0.420～0.425 mm的玻璃微珠与油水充分混合后(油水体积比为4∶1)自下而上逐层填入模型,模型的几何尺寸为540 mm×400 mm×540 mm,模型内布有1口注入井和4口采出井,用于模拟渤海某稠油井区的反五点井网,如图2所示。在三维模型入舱后,通过高压舱顶盖向舱体内注水以实现实验模型围压的控制;待舱体内充满水后,通过调节舱底的加热装置来控制实验模型的初始温度。在实验进行过程中,使用保温带将实验舱体及舱体的两端盖裹紧。Pujol等[10]综合考虑了原油黏度、毛管压力和油藏单位体积的累积注入能量等因素对室内模型和实际储层的影响,并据此制定了稠油热采物模实验的相似准则,本文中参照Pujol等的相似准则将模拟的真实油藏区块参数按比例转化为模型参数,则模型的主要参数如表1所示。实验模型参数和注采参数能够很好地反映渤海油田实际的地质条件和生产参数。
由于在实验过程中各井的生产动态较为近似,所以仅以1号生产井为例说明驱替情况,如图3所示,在蒸汽驱结束时1号生产井的采收率仅为5.18%,而在热化学驱结束时,其采收率却增至11.07%,较蒸汽驱提高了5.89%,说明注入化学剂可以有效地起到原油乳化降黏的作用,从而使蒸汽热量得以向油层深部传递。这主要是由于注入的化学剂能够降低油水界面张力,形成水包油的乳液,降低原油黏度,稠油降黏后蒸汽更容易向油藏深部流动,所以使得蒸汽热量得以向油层深部传递。在烟道气强化热化学驱与后续蒸汽驱结束时,1号生产井采收率增至48.26%,较单纯热化学驱又提高了37.19%,说明烟道气辅助热化学驱的增油效果非常明显,这是因为在伴注烟气后,由于气体的上浮作用和增能作用增加了蒸汽对模型顶部原油的动用程度,大幅度降低了采出液含水率,增加了热化学驱的波及体积和洗油效率,可以发现,烟道气与化学剂的协同作用大幅度提高了蒸汽驱采收率。图4为模型中部横切面位置处在不同驱替实验阶段的实测温度场。可以看出,前置蒸汽驱在油层中的作用范围比较有限,等温线主要在注入井附近聚集,远注入井处的高温受效范围较窄,这是因为纯蒸汽在注入油层的过程中受到高黏度原油的层层阻隔易被冷却成热水,而热水所含的热量远不及蒸汽的热量,所以导致前置蒸汽驱的油层热波及面积小;在伴注化学剂后,蒸汽驱的热波及范围明显增大,模型的等温线分布也相对分散,这体现了热化学驱的独特优势,化学剂可以起到原油乳化降黏作用从而使得蒸汽易于向油层深处流动,所以蒸汽在油层中的波及面积变大;烟气则具有抑制蒸汽与油层冷体之间传热的作用,其可以减少蒸汽在流动过程中的热量损失[11-12],所以烟气辅助热化学驱较普通热化学驱平均温度更高,此外烟气与化学剂在地层中充分混合后可产生泡沫,泡沫则具有一定的封堵作用[13-14],所以烟气辅助热化学驱的等温线分布较密;后续注入的蒸汽可以沿着先前被烟气打开的通道流向油层深处,所以后续蒸汽驱结束时油层的热波及面积要比热化学驱结束时更大。综上所述,热化学驱与烟气辅助热化学驱可以大幅度地增加油层的热波及面积。
【参考文献】：
期刊论文
[1]稠油油藏溶剂辅助蒸汽驱前缘预测模型[J]. 刘昊,程林松,黄世军,李春兰,张忠义,贾品. 中国石油大学学报(自然科学版). 2017(01)
[2]水平井开发底水稠油油藏氮气泡沫和冻胶控水三维物理模拟试验[J]. 王春智,李兆敏,李松岩,李宾飞,叶金桥. 中国石油大学学报(自然科学版). 2015(06)
[3]CO2,N2与蒸汽混合增效作用研究[J]. 林涛,孙永涛,刘海涛,王少华,顾启林,王通. 断块油气田. 2013(02)
[4]多元热流体中热—气降黏作用初步探讨[J]. 林涛,孙永涛,马增华,孙玉豹,刘海涛,王少华. 海洋石油. 2012(03)
[5]海上稠油多元热流体吞吐工艺研究及现场试验[J]. 唐晓旭,马跃,孙永涛. 中国海上油气. 2011(03)
[6]世界稠油资源的分布及其开采技术的现状与展望[J]. 于连东. 特种油气藏. 2001(02)
本文编号：3615036
【文章来源】：中国石油大学学报(自然科学版). 2020,44(02)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
稠油热采三维高温高压物理模拟实验系统流程
三维实验模型为人工填制模型,本文中使用粒径为0.420～0.425 mm的玻璃微珠与油水充分混合后(油水体积比为4∶1)自下而上逐层填入模型,模型的几何尺寸为540 mm×400 mm×540 mm,模型内布有1口注入井和4口采出井,用于模拟渤海某稠油井区的反五点井网,如图2所示。在三维模型入舱后,通过高压舱顶盖向舱体内注水以实现实验模型围压的控制;待舱体内充满水后,通过调节舱底的加热装置来控制实验模型的初始温度。在实验进行过程中,使用保温带将实验舱体及舱体的两端盖裹紧。Pujol等[10]综合考虑了原油黏度、毛管压力和油藏单位体积的累积注入能量等因素对室内模型和实际储层的影响,并据此制定了稠油热采物模实验的相似准则,本文中参照Pujol等的相似准则将模拟的真实油藏区块参数按比例转化为模型参数,则模型的主要参数如表1所示。实验模型参数和注采参数能够很好地反映渤海油田实际的地质条件和生产参数。
由于在实验过程中各井的生产动态较为近似,所以仅以1号生产井为例说明驱替情况,如图3所示,在蒸汽驱结束时1号生产井的采收率仅为5.18%,而在热化学驱结束时,其采收率却增至11.07%,较蒸汽驱提高了5.89%,说明注入化学剂可以有效地起到原油乳化降黏的作用,从而使蒸汽热量得以向油层深部传递。这主要是由于注入的化学剂能够降低油水界面张力,形成水包油的乳液,降低原油黏度,稠油降黏后蒸汽更容易向油藏深部流动,所以使得蒸汽热量得以向油层深部传递。在烟道气强化热化学驱与后续蒸汽驱结束时,1号生产井采收率增至48.26%,较单纯热化学驱又提高了37.19%,说明烟道气辅助热化学驱的增油效果非常明显,这是因为在伴注烟气后,由于气体的上浮作用和增能作用增加了蒸汽对模型顶部原油的动用程度,大幅度降低了采出液含水率,增加了热化学驱的波及体积和洗油效率,可以发现,烟道气与化学剂的协同作用大幅度提高了蒸汽驱采收率。图4为模型中部横切面位置处在不同驱替实验阶段的实测温度场。可以看出,前置蒸汽驱在油层中的作用范围比较有限,等温线主要在注入井附近聚集,远注入井处的高温受效范围较窄,这是因为纯蒸汽在注入油层的过程中受到高黏度原油的层层阻隔易被冷却成热水,而热水所含的热量远不及蒸汽的热量,所以导致前置蒸汽驱的油层热波及面积小;在伴注化学剂后,蒸汽驱的热波及范围明显增大,模型的等温线分布也相对分散,这体现了热化学驱的独特优势,化学剂可以起到原油乳化降黏作用从而使得蒸汽易于向油层深处流动,所以蒸汽在油层中的波及面积变大;烟气则具有抑制蒸汽与油层冷体之间传热的作用,其可以减少蒸汽在流动过程中的热量损失[11-12],所以烟气辅助热化学驱较普通热化学驱平均温度更高,此外烟气与化学剂在地层中充分混合后可产生泡沫,泡沫则具有一定的封堵作用[13-14],所以烟气辅助热化学驱的等温线分布较密;后续注入的蒸汽可以沿着先前被烟气打开的通道流向油层深处,所以后续蒸汽驱结束时油层的热波及面积要比热化学驱结束时更大。综上所述,热化学驱与烟气辅助热化学驱可以大幅度地增加油层的热波及面积。
【参考文献】：
期刊论文
[1]稠油油藏溶剂辅助蒸汽驱前缘预测模型[J]. 刘昊,程林松,黄世军,李春兰,张忠义,贾品. 中国石油大学学报(自然科学版). 2017(01)
[2]水平井开发底水稠油油藏氮气泡沫和冻胶控水三维物理模拟试验[J]. 王春智,李兆敏,李松岩,李宾飞,叶金桥. 中国石油大学学报(自然科学版). 2015(06)
[3]CO2,N2与蒸汽混合增效作用研究[J]. 林涛,孙永涛,刘海涛,王少华,顾启林,王通. 断块油气田. 2013(02)
[4]多元热流体中热—气降黏作用初步探讨[J]. 林涛,孙永涛,马增华,孙玉豹,刘海涛,王少华. 海洋石油. 2012(03)
[5]海上稠油多元热流体吞吐工艺研究及现场试验[J]. 唐晓旭,马跃,孙永涛. 中国海上油气. 2011(03)
[6]世界稠油资源的分布及其开采技术的现状与展望[J]. 于连东. 特种油气藏. 2001(02)
本文编号：3615036
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