中原油田空气泡沫调驱提高采收率技术

通过物理模拟实验和数值模拟方法,研究了中原油田胡12块原油的氧化性能与氧化规律,确定了低温氧化动力学参数,评价了中、高渗透非均质油藏空气泡沫的封堵特性与调驱效果,优选了空气泡沫调驱的注采方案。矿场先导性试验结果表明,胡12块原油具有良好的氧化性能,在中、高渗透非均质油藏中,空气泡沫-空气-水交替注入效果较好。说明空气泡沫调驱提高采收率技术是安全可行的。

多孔介质中甲烷水合物形成与分解实验研究

基于实际海洋水合物资源的赋存状态及温度、压力条件,在人工多孔介质中物理模拟海底水合物稳定带的水合物藏进行了水合物的形成与分解的实验研究。分析甲烷水合物在多孔介质中的形成与降压开采过程,揭示了其温度、压力和产气速率的变化规律。采用逐步降压的方法测定了多孔介质中水合物在特定温度下最小分解推动力,比较了不同降压模式下的累计产气量。结果表明,水合物形成过程中通过不断注水保持系统压力,甲烷可完全生成水合物,最终水合物藏中仅有水和水合物两相;实验条件下水合物的分解主要受压差影响,压差越大,分解速率越大,累计产气量越高;在一定温度下水合物的分解需有一个最小推动力。比较不同降压模式发现,累计产气量只与压差有关,而与降压模式无关。

CO_2地质埋存监测技术及其应用分析

对CO2地质埋存监测目的和意义进行阐述,对地震、重力测试、井流体取样、示踪剂及CO2泄露等主要监测技术的原理、特点和应用进行分析,监测系统及相应的监测技术可对储层、盖层和周围环境进行描述,概括总结监测技术的研究进展和发展趋势。结果表明:示踪剂、井流体取样和测井技术是监测储层内流体运移和CO2状态以及油藏和井完整性的有效手段;土壤气体分析和大气监测能够有效地监测CO2泄漏和地表环境,监测系统的优化设计要结合监测目的和储层条件,根据现有的技术水平及应用经验合理筛选监测技术,可以经济有效安全地对注入CO2的状态和泄漏进行监测。

惰性及特种可燃气体对甲烷爆炸特性的影响实验及分析

天然气开采和集输过程中的防爆问题一直是安全控制的重点,常见的特种可燃气体(H2、H2S和CO)及惰性气体(CO2和N2)对天然气的爆炸特性有很大影响。为此,通过实验和理论模型,分析了惰性气体和特种可燃气体对CH4爆炸特性的影响规律。结果表明:①随着惰性气体含量的增加,CH4爆炸极限范围变窄,爆炸的临界氧含量值增大,爆炸的危险性降低,其中CO2比N2具有更好的爆炸抑制效果;②随着特种可燃气体含量的增多,混合可燃气的爆炸极限会向所添加特种气体的爆炸上下限逼近,明显扩大了CH4的爆炸极限范围,降低了发生爆炸的临界氧含量,增加了爆炸风险;③在有惰性气体存在的条件下,温度、压力的上升也会增加CH4的爆炸风险。该研究成果可应用于气田、煤田开发和天然气集输过程中的防爆工艺,预防和降低天然气爆炸风险,保证安全生产。

液氮对煤岩的冷冲击作用机制及试验研究

在煤层气开发过程中,利用液氮对近井地带煤层进行"冷冲击"能使煤层产生裂纹,同时液氮辅助煤层气压裂具有增能助排、减小地层伤害等优点。分析液氮对煤岩冷冲击的作用机制,建立煤岩基质的冷缩应力的计算模型,并进行不同条件下的冷冲击试验,测试冷处理前、后煤岩的声波传播特性,分析冷冲击对煤岩力学性质的影响。研究结果表明,液氮的超低温作用能使煤岩基质收缩,产生热应力裂缝,同时煤岩天然裂缝中的水结冰膨胀产生的应力超过煤岩的强度,可在煤岩内产生局部裂纹;冷冲击应力产生得裂缝将沿着垂直于面割理裂缝的方向延伸,有助于增加煤岩的整体渗透率。经过液氮处理,煤岩的声波速度与幅度有较大的下降,表明液氮冷冲击作用能对煤岩的内部结构和力学强度产生较大改变。

CO_2地质埋存:国外示范工程及其对中国的启示

介绍了油藏埋存、气藏埋存、煤层埋存和盐水层埋存等CO2地质埋存技术,并对各种埋存技术的成熟度及优缺点进行分析。综述了目前国外正在进行和将要进行的CO2地质埋存示范工程,并从工程目的、CO2气源、埋存体选择、资金来源、公众和政府的认可程度等方面总结示范工程的启示。建议中国应该加强国际间的合作,积极开展CO2地质埋存技术的研究和应用,可在油田首先实施CO2埋存示范工程,对国内各大盆地进行系统的埋存潜力评估,加强对盐水层地质资料的积累及对盐水层埋存机制的研究,鼓励发展与碳捕集和埋存技术相关的国产设备,制定合理的碳税政策等。

稠油油藏尿素辅助蒸汽驱油数值模拟研究

针对河南油田泌浅10块超稠油油藏蒸汽吞吐开发末期地层压力低、回采水效率低、井间剩余油多等特点,根据尿素辅助蒸汽驱油机理,在蒸汽中添加尿素以改善蒸汽驱的开发效果。利用物理模拟方法,建立了尿素分解模型,求取了分解反应动力学参数;利用数值模拟方法,建立了尿素辅助蒸汽驱数值模型,并进行了驱油机理分析。数值模拟结果表明,尿素辅助蒸汽驱是稠油油藏高轮次吞吐后进一步提高采收率的有效技术,可在蒸汽驱基础上提高采收率6.8个百分点。

重力稳定气驱判别模型和试验

通过室内试验,研究储层倾角、注入速率和原油黏度等因素对重力稳定注气提高驱油效率的影响,根据注采数据和管内残余油砂分布,分析其提高采收率原理。通过理论推导,建立简易量化的顶部注气重力稳定判别模型NGAGI,综合考虑储层倾角、渗透率、驱替液与被驱替液密度差异、原油黏度和注气速率等因素的影响。结果表明:增大地层倾角、减小注气速率和降低原油黏度,可延长重力稳定高效驱油时间,提高采收率,气驱后管内残余油砂分布显示,排除端部效应导致模型两端效果不好,模型中部重力稳定气驱后残余油饱和度低于10%;当NGAGI>1时,可实现重力稳定气驱模式,并通过室内和矿场试验验证,可有效评价重力稳定气驱前缘稳定性,为油田矿场应用提供一定的决策依据。

油田驱油用CO_(2)泡沫剂体系研究进展

利用CO_(2)泡沫体系控制气窜和降低气体流度是CO_(2)驱油工艺成功的关键技术。但由于CO_(2)的活性较高,常规表面活性剂形成的CO_(2)泡沫在油藏条件下没有氮气和天然气泡沫那样稳定,因此需要研发具有良好抗温、抗盐和稳定性能的CO_(2)表面活性剂体系。对CO_(2)泡沫剂体系的研发和应用进展进行总结描述,分析不同CO_(2)泡沫用表面活性剂体系的有效性及作用机制,包括基于常规表面活性剂的CO_(2)泡沫体系、CO_(2)气溶性表面活性剂体系、CO_(2)敏感性表面活性剂体系和不同表面活性剂/泡沫稳定剂复配体系,对高效CO_(2)表面活性剂的进一步研发和现场应用提供指导。

高压高温甲烷-空气混合物爆炸极限试验

通过室内试验,研究甲烷-空气混合物在0.1~20 MPa和25~100℃条件下的爆炸极限和理论临界氧含量。采用高能量的通电钨丝点火系统,按照逐步逼近法获取爆炸极限点。基于试验数据,建立甲烷-空气混合物的高压高温爆炸极限预测模型。结果表明:随着初始压力和温度升高,甲烷的爆炸下限降低,爆炸上限显著增加,爆炸极限范围扩大,爆炸所需的最低临界氧含量降低,爆炸风险增加;甲烷-空气混合物在20 MPa和100℃条件下的爆炸极限为2.87%~64.40%,爆炸所需理论临界氧含量可降低至5.74%。爆炸上限处为贫氧状态,反应后有CO生成,爆炸下限处为富氧状态,反应产物多为CO2。

新疆低渗透油田注气提高采收率技术筛选(英文)

针对新疆低渗透油藏,利用油藏数值模拟技术筛选不同注气提高采收率方案,包括CO2、空气、N2和烟道气,评价其技术和经济的可行性。采用改进的Corey模型计算各种气体在不同混相条件下的开发效果,重点分析温室气体CO2的埋存及提高采收率机制。在无廉价气源条件下,可以选取注空气低温氧化技术,直接注入电厂排放的烟道气也是一种不错的提高采收率技术并可减少温室气体的排放,但烟道气运输成本过高。通过可行性分析认为,不同注气开发方案在技术上是可行的,但在经济上受到一定限制。

CO_2在超稠油中的溶解特性实验

考察了CO2在不同含水率的超稠油油包水乳状液中的溶解度及不同溶解度下超稠油的体积系数、密度、粘度。结果表明:CO2在胜利油田郑411西区超稠油中的溶解度随压力的升高而增大,但远小于普通原油,超稠油的体积系数随溶解CO2量的增加而线性增加,密度却与之相反;饱和压力较低时温度越高超稠油溶解CO2的能力越弱,但饱和压力较高时与之相反;温度升高溶解CO2的超稠油体积系数略有增大,但密度有所减小;含水率升高超稠油溶解CO2的能力减弱,相同溶解度下超稠油体积系数减小而密度增大;超稠油溶解CO2后粘度急剧降低,且原油含水率越高CO2降粘效果越好。

注空气过程轻质原油低温氧化动力学

对于埋藏较深且注水困难的低渗透油藏,空气驱可作为二次采油方法。空气驱过程中地层内部分原油将和空气中的氧气发生低温氧化(LTO)反应生成烟道气(主要是N2、CO2)和油的氧化产物。通过分析轻质原油低温氧化机制,提出改进的低温氧化反应模型;采用小型台架反应器实验求取改进模型的动力学参数(Arrhenius活化能及频率因子),并利用热采数值模拟方法对氧化管(OT)实验进行历史拟合和验证,同时考察储层岩心对原油低温氧化的影响。结果表明,有储层岩心参与的反应和纯油相比具有较低的Arrhenius活化能和较高的反应频率因子。

注空气泡沫低温氧化工艺提高采收率试验

针对中原油田胡12块油藏非均质性严重及水驱效果差的现状，对原油一空气泡沫的氧化特性、封堵效果及其影响因素、驱油效果进行模拟试验研究。结果表明：胡12块原油具有较好的氧化活性，温度、压力、含水饱和度与黏土含量对氧化速率都有影响；空气泡沫的存在对原油静态氧化有一定影响，而对油藏条件下的动态氧化影响不大；气液比为1：1～2：1、温度越低、压力及岩心渗透率越高时，泡沫稳定性越好，封堵能力越强；空气泡沫驱阶段可提高驱油效率13％～24％，适用于非均质严重地层提高原油采收率。

胜利油田老油区CO_2提高原油采收率及其地质埋存潜力评估

胜利油田经过近40年的开采,大部分油藏已进入开发中后期,注CO2提高原油采收率(CO2EOR)及地质埋存技术应用前景广阔。以胜利油田老油区3个采油厂共183个油藏作为评估对象,依次从区域地质、CO2埋存油藏筛选、CO2EOR油藏筛选、增产油量及埋存潜力计算4个方面进行CO2EOR及埋存潜力评估。评估结果表明,胜利油田老油区距离CO2主要排放源近,具备CO2埋存的地理和地质条件,共有41个油藏适合埋存,其中18个适合EOR,23个可作为废弃油藏直接埋存,期望总增产油量为999.72×104t,CO2总埋存量为9 553.92×104t,整体可提高采收率5.76%。油藏的地质储量越大,CO2埋存量和增产油量越大,越适合大规模的埋存工程。地质储量大的CO2EOR油藏是将来CO2埋存的首选场地。可用于埋存的(即将)废弃油藏数量多且地质储量大,在不久的将来很有可能成为CO2埋存的主力油藏。

油井防垢:防垢剂挤注技术

综述论题如下。前言:油田结垢原因、类型、对生产的影响及防垢方法分类(物理、化学、工艺方法)。①油田用防垢剂概述:有机膦酸类,聚合物类。②防垢机理简述。③防垢剂投放方法,特别是近井地层挤注法及其工艺。④挤注技术应用实例,包括:英国北海Miller油田(钡锶垢);挪威北海Asgard油田(钙垢),Heidrum油田(钡锶垢);沙特阿拉伯H、Z、Ghawar油田(钙垢);中国河南油田(碳酸钙垢);长庆油田(碳酸钙/硫酸钙垢);胜利油田(高温、钙垢)及江苏油田。

胜利油田注空气提高采收率数模研究

根据胜利油田轻质油样的室内氧化实验,通过拟合动态氧化实验产出的O2与CO2含量,建立其低温氧化(LTO)动力学模型,并结合组分模型、PVT模型及相渗模型,研究低渗透油藏注空气低温氧化工艺的数值模拟方法;以胜利渤南油田罗36块为例,初步评价了油藏参数、开发参数及工艺参数等因素对注空气驱油效果的影响,同时分析了注空气提高采收率机理,并对比注空气与氮气工艺的驱油效果及经济可行性,对注空气开发矿场试验具有一定指导作用。结果表明,实验模拟与实际气体含量拟合较好,从而确定动力学参数;油藏初始温度、初始含油饱和度等是影响注空气效果的重要参数,而油藏倾角、网格大小、射孔位置等对采收率也有影响;注空气相对于氮气而言成本低,驱油效果好。

注空气采油油井产出气体燃爆特性

注空气采油工艺过程中存在产出气爆炸等安全问题,在分析产出气-空气混合物爆炸体积分数极限主要影响因素的基础上,利用Le Chatlier公式和图版计算混合物的爆炸体积分数极限,估算临界氧含量,采用圆柱状爆炸容器,在20～90℃、0.2～1.2 MPa下对产出气-空气混合物进行燃爆特性试验,确定爆炸体积分数极限范围、临界氧含量及爆炸区域,制定油井氧含量的安全标准。结果表明：可燃产出气的爆炸体积分数极限和临界氧含量受温度、压力、氧含量、点火能量、位置和惰性气体等因素的影响;爆炸范围随温度、压力和氧含量的升高而变宽,危险性增大;临界氧含量随温度、压力的升高而降低;高温高压模拟工况条件下,爆炸范围和氧含量随惰性气体体积分数的增加迅速减小,惰性气体体积分数和氧含量对爆炸体积分数下限影响较小,而对体积分数上限影响很大。

中高渗油藏空气泡沫调驱技术

研究了泡沫驱油机理,高温、高矿化度条件下泡沫体系,胡12块原油低温氧化性能,甲烷在空气中的爆炸极限,现场集输流程,安全控制系统。通过胡状油田12块沙三中86-8层系矿场试验,分析了空气泡沫调驱技术对储层的调剖能力、封堵能力。试验结果表明,空气中的氧气在地层中得到了充分氧化,产出氧气浓度<3%,阶段提高采收率幅度为3.94%,无安全事故。

纯梁油田樊41块油井挤注防垢技术

纯梁油田樊41块在注水开发后期发生严重的结垢问题，炮眼、射孔井段以上位置都出现结垢。3-6个月的垢厚度就达2-5mm，导致油井产量下降。分析了油井结垢特点、垢的组成和结垢机理，提出了采取化学防垢和挤注防垢剂的可行措施。根据防垢剂挤注技术的具体要求，进行了匹配性实验、静态防垢率与动态环路MIC实验、寿命实验和动态岩心驱替实验，对国内外不同防垢剂进行了评价，筛选出综合性能较好的防垢剂。现场试验1年多来未见结垢迹象，提高了油田产量，取得了良好的经济效益。