超稠油燃烧基础参数特征研究

针对超稠油油藏开展火烧油层技术可行性研究的需要，利用自行设计研制的火烧油层物理模拟实验装置，分别采用超稠油、特稠油、普通稠油开展了火烧油层燃烧基础参数物理模拟实验。对比了不同类型稠油门槛温度、燃料消耗量等燃烧基础参数，结合产出油组分及温度场发育特征，分析了超稠油燃烧基础参数特征。研究认为，超稠油油藏开展火烧油层试验是可行的，超稠油门槛温度、燃料消耗量等燃烧基础参数值均高于其他类型稠油：稠油火烧油层的驱油效率与黏度相关，黏度越大其燃料消耗量越大，其最终的驱油效率相对较低；火烧后原油性质发生了明显改善。

火驱高温氧化特征判识方法研究

针对火驱地下高温氧化特征状态难以判识的问题,利用自主研制的火烧油层物理模拟装置,有针对性地开展了K039井天然岩心火驱物理模拟实验,研究不同温度、不同区带内尾气组分与原油性质变化规律,提出了氧气转化率、加氧程度、主峰碳、轻重比等火驱高温氧化特征判识方法。结果表明,当满足氧气转化率大于50.00%、加氧程度高于原始状态1倍、主峰碳前移、轻重比增大等条件时,火驱处于高温氧化阶段。将室内实验建立的判识指标应用于D66块取心井,分析表明,D66块火驱实现了高温氧化,纵向波及埋深为939.1~950.6 m,动用程度占火驱主力层段的40.3%,具有较大的调整潜力。该项研究可为火驱方案调整、生产动态调控提供技术支持。

深水钻井井筒中天然气水合物生成区域预测

综合考虑天然气水合物生成热力学、温度和压力条件,预测深水钻井井筒中天然气水合物生成区域。针对深水钻井的特点,建立了多相流控制方程组(包括各相的连续性方程和动量守恒方程)、环空和钻杆内的温度场方程以及水合物生成热力学方程。针对不同的钻井工况给出了方程的定解条件、方程离散方法以及求解步骤。通过仿真算例讨论了在钻进、停钻和压井过程中相关参数对天然气水合物生成区域的影响规律。结果表明:循环流量越高,抑制剂浓度越大,停钻时间越短,节流管线尺寸越大,水合物的生成区域就越小。算例研究还表明,多因素相结合抑制水合物生成的效果比单因素抑制水合物生成的效果更好。依据此计算方法还可对各参数进行优化。

深水钻探井筒温度场的计算与分析

通过对海水温度数据回归分析,得到了南海海水温度场随深度的分布。以传热学基本理论为基础,通过理论推导,得到了循环及停止循环条件下的深水钻探井筒温度场理论计算公式。计算结果表明,循环钻进期间,要维持隔水管内的温度,应保证隔水管的保温层完好,并在满足钻井施工条件下尽量增大循环排量;停止循环时,随着关井时间的增加,井筒内流体温度逐渐接近外界环境温度,为避免在井筒及防喷器处生成大量水合物,关井时间要尽量短。

重力火驱比例模拟实验研究

重力火驱比例模拟实验结果表明,火线形成后受生产压差及气体超覆影响,同时向水平井方向、向上方及侧上方扩展,但向生产井拓展的趋势明显。水平井注水蒸汽与开启排气井两种调控方法可以防止火线突破水平井,扩大火线波及范围。重力火驱比例模拟实验生产阶段可划分为:预热阶段、点火阶段、火线拓展阶段、火线调整阶段和气驱阶段。

火烧油层燃烧反应数学模型研究

针对稠油油藏火烧油层特点,利用Arrhenius公式,采用燃料转化率方法,建立了火烧油层三维四相七组分燃烧动力学模型,推导出多孔介质条件下原油各组分热解与氧化反应速率表达式。通过双膜理论解决了各组分在相间的质量传递及相平衡关系,并根据各组分在多孔介质中分子扩散与对流弥散关系,建立了火烧油层燃烧过程中各组分的质量、能量守恒方程,为火烧油层物理模拟、数值模拟及现场试验方案设计提供了可靠的依据。

深水井控过程中天然气水合物生成区域预测

针对深水井控的特点,建立了多相流控制方程,给出了温度场方程和水合物生成热力学方程,并给出了不同工况下求解上述方程的定解条件和离散方法以及求解步骤。数值计算表明:随着关井时间的增加,环空内的温度越接近环境温度,水合物的生成区域越大;随着压井排量的增加,天然气水合物的生成区域变小,可适当提高流量使水合物的生成区尽量远离海底,减小防喷器管线被水合物阻塞的危险;由于节流管线摩阻的原因,与钻进时相比,压井时水合物的生成区域会变大,且随着节流管线内径的减小,水合物的生成区域会变大;随着抑制剂浓度的提高或钻井液入口温度的升高,天然气水合物的生成区域也随之变小。

稠油油藏火烧—蒸汽复合驱开发效果实验

稠油油藏单一方式火烧开采后期存在易气窜、燃烧不充分、波及效果差等问题。以辽河油田G3块火驱试验区天然岩心为研究对象,进行稠油油藏一维火烧物理模拟实验,结合产出流体、储层矿物特征,分析火烧—蒸汽复合驱热采技术优势,应用数值模拟进行特征验证和生产预测。结果表明:火烧—蒸汽复合驱比单一方式火烧的火线最高温度提高150℃以上、高温区域扩大2倍以上。水蒸汽参与火烧过程产生化学反应,降低开发后期对空气的需求;反应过程中释放大量热能,既加热原油促进流动性,又加热储层岩石提高储层渗流能力。火烧—蒸汽复合驱提高阶段采油速度,改善开发效果,数值模拟结果与物理模拟实验特征吻合。该结果为稠油油藏进一步改善火烧油层开发效果提供依据。

深层超稠油油藏蒸汽吞吐后转汽驱实验研究

辽河油田曙一区深层超稠油油藏经历多年蒸汽吞吐开发,取得了一定的开发效果,但进入吞吐开发中后期,面临周期产油量低、油汽比低及稳产难度逐年增大等问题,蒸汽吞吐后接替技术的研究已迫在眉睫。在室内利用高温高压比例物理模拟装置,针对蒸汽吞吐后转蒸汽驱的影响因素、调控策略和生产特征开展了实验研究。结果表明,蒸汽吞吐阶段形成的温场对后续蒸汽驱开发有较大影响。蒸汽吞吐转汽驱的前提条件,一是注采井间油层热连通温度要达到原油转驱温度以上,二是吞吐阶段培育的蒸汽腔体积要足够大,横向波及注采井距1/3左右为宜。注采井段调整是改善汽驱效果的重要影响因素。对于层内无稳定分布的夹层情况,蒸汽吞吐及蒸汽驱阶段注汽井采用下1/2井段注汽,能够有效抑制汽体超覆,提高采出程度。当蒸汽驱达到剥蚀生产阶段后,将生产井由全井段调整为下1/2井段生产,能够在一定程度上扩大波及体积,提高采出程度;超稠油蒸汽驱生产特征以剥蚀作用为主,驱替作用为辅。研究结果为深层超稠油油藏蒸汽吞吐后转汽驱开发方案优化设计及矿场试验提供理论依据。

稠油低温氧化过程结焦行为实验

采用热重(TGA)、差热(DSC)和高温高压反应釜实验,研究稠油在空气和氮气介质中热转化过程及其反应产物,分析稠油油藏注空气过程中低温氧化对稠油结焦反应的影响,考察稠油在不同反应条件下的临界结焦温度。实验结果表明:随着温度升高,稠油在空气介质中的热转化过程经历低温氧化、沉积结焦和高温氧化3个阶段;低温氧化使稠油的临界结焦温度降低,稠油在氮气介质中的临界结焦温度约为400℃,而在空气中经历低温氧化后其临界结焦温度降低至280℃。结合稠油结焦机制分析认为其临界结焦温度降低与低温氧化存在显著热效应及组分变化有关,低温氧化过程导致稠油上述变化降低其胶体结构稳定性,引起相分离,加速沥青质物理聚沉,发生化学共聚生焦。

火烧油层物理模拟相似原理研究

根据火烧油层燃烧特征,提出一种表征稠油燃烧过程参与反应的四相七组分化学动力学关系式,建立了描述火烧油层采油过程中质变、传质、传热数学模型。采用无因次处理及量纲分析方法,推导出较为完整的火烧油层物理模拟相似准则数群,示例了3种条件下的相似准则数,并对其适应性进行了分析。该研究可用于指导火烧油层物理模拟实验研究工作。

火驱尾气CO2含量与燃烧状态对应关系研究

针对火驱尾气CO2含量界限与高温氧化状态关联性不明确的问题,利用自主研制的火烧油层物理模拟装置,以D66块为研究对象,开展了不同氧化程度样品的高温氧化实验,探索了CO2含量与燃烧状态对应关系。研究结果表明:原油、低温氧化过的原油、焦炭3种样品400℃高温氧化产生的CO2含量分别为12.29%、13.88%、17.98%,即原油氧化程度越高,其高温氧化产生的CO2含量越高,主要原因是低温氧化形成的含氧化合物在高温氧化过程中被转化为CO2。作为直接的判识指标,当CO2含量超过15.00%时可界定为高温燃烧。利用该指标分析了D66块先导试验井组与平面燃烧状态波及情况。结果表明,39%油井实现高温燃烧,转驱时间较长井组燃烧状态较好,井组匹配率可达70%以上。该项研究可为生产动态调控、火驱方案调整提供技术支持。

稠油油藏火驱取心井高温氧化区带识别方法

为了准确识别火驱取心井的高温氧化区带,利用杜66块曙1-46-K037取心井的岩心对原油的族组分、饱和烃、官能团、有机元素和储层的碳酸盐矿物、黏土矿物开展分析。研究表明:受火驱高温作用的影响,高温氧化区带内原油族组分中的饱和烃与芳烃含量增加,非烃与沥青质含量降低;饱和烃气相色谱图中主峰碳降低,轻重比增加,红外光谱中的含氧度增加,有机元素中H/C原子比增加。由于高温条件下矿物存在热分解和相互转化,在高温氧化区带,储层中的碳酸盐矿物(白云石、方解石、菱铁矿)含量降低,黏土矿物中的高岭石、伊利石、绿泥石含量升高,伊蒙混层含量降低。利用原油的特征参数判识的高温氧化区带要窄于利用储层矿物特征判识的高温氧化区带。该研究探索了火驱开发过程原油和储层矿物的变化规律,完善了利用取心井识别高温氧化区带的技术方法。

超稠油油藏火驱辅助重力泄油技术实验研究

火驱辅助重力泄油技术是一种能把火驱的高热效、重力对燃烧前缘的稳定特性、油藏热油运移距离短综合在一起的火驱开发前沿技术。以S1-38-32块超稠油油藏为研究对象,利用自主研制的火烧油层比例模拟实验装置,分析了实施火驱辅助重力泄油技术的可行性。根据火线形成与拓展特征,认为点火之前初始热通道的建立、维持泄油斜面的稳定是实现稳定泄油、避免气窜导致火线烧毁水平生产井的重要条件。探索了火线沿水平井段完整推进的3种调控方法。该研究可为试验方案设计、现场实施提供有效的技术指导。

镰形棘豆对SMMC-7721细胞线粒体膜电位和凋亡相关蛋白表达的影响

目的研究藏药镰形棘豆对SMMC-7721人肝癌细胞活性、线粒体膜电位,细胞色素C(Cyt C)及Caspase-3蛋白表达的影响与细胞凋亡的关系。方法以镰形棘豆总黄酮0.05、0.075、0.1g/L处理肝癌细胞SMMC-7721,24h后观察细胞的生长状况;镰形棘豆总黄酮作用于SMMC-7721细胞后,流式细胞仪检测细胞总体凋亡率和线粒体膜电位,Western blot检测对凋亡相关蛋白Cyt C及Caspase-3表达的影响。结果结果表明,镰形棘豆总黄酮抑制肝癌细胞SMMC-7721的生长,呈浓度依赖关系;镰形棘豆作用后可观察到凋亡细胞的比例升高;可导致细胞的线粒体跨膜电位明显降低,与药物浓度呈负相关。中、高剂量组的细胞中Cyt C及Caspase-3蛋白表达明显升高(P<0.01)。结论镰形棘豆总黄酮诱导SMMC-7721细胞的凋亡可能是通过线粒体途径,并且与影响Cyt C及Caspase-3的表达有关。为镰形棘豆抗肿瘤的作用机制的实验和临床研究提供依据。

CTGF特异性siRNA慢病毒表达载体的构建及鉴定

目的:构建CTGF特异性siRNA慢病毒表达载体并观察其介导的RNA干扰(RNA interference,RNAi)对人肝癌细胞CTGF(connective tissue growth factor,CTGF)表达的影响。方法:针对已经筛选确定的人CTGF基因RNAi有效靶序列,合成靶序列的OligoDNA,退火形成双链DNA,与Plk0.1-GFP-SP6载体连接产生shRNA慢病毒载体,经PCR筛选阳性克隆进行DNA测序鉴定。用脂质体转染法将质粒共转染293T细胞,将包装产生的慢病毒颗粒感染HepG2细胞,Real-timePCR、Western-blot检测CTGFmRNA和蛋白的表达。结果:PCR与DNA测序证实合成的含CTGF shRNA慢病毒载体寡核苷酸链插入正确。经RNA干扰后的靶细胞CTGF mRNA以及蛋白表达水平明显降低。结论:成功构建人CTGF基因RNA干扰慢病毒载体,体外感染HepG2细胞可有效降低CTGFmRNA和蛋白的表达,为以CTGF基因为靶点的肝癌基因治疗研究奠定了基础。

基于阶段演化特征的稠油氧化动力学

原油氧化阶段可分为低温氧化前段、低温氧化后段、燃料沉积和高温氧化4个阶段,在对各阶段氧化动力学参数的求取时,一些文献中依然应用同一反应机制函数进行计算。采用Coats-Redfern积分法对原油氧化过程中动力学参数进行计算,在假设简单反应机制函数情况下分别取反应级数为0、0.5、1进行计算,得到反应级数对氧化动力学参数的影响。通过对已有的30种反应机制函数计算得到不同原油氧化反应阶段逻辑上合理的反应机制方程及动力学参数。结果表明:在低温氧化阶段以相边界反应为主,在高温氧化阶段以三维扩散反应为主,Coats-Redfern积分法适用于计算原油氧化的动力学参数,所得到的曲线线性度较高。

深水井筒气液两相流传热规律实验研究

根据深水油气开发中面临的低温及复杂第3类边界条件特点,设计并建立了模拟深水油气传热实验系统,进行了大量室内实验,得到深水低温第3类边界条件下的对流换热关系式及气液流量对气液两相流各流型传热的影响,结果表明:层流下所得关系式与常温简单边界条件下的对流换热关系式相差较大,紊流时基本一致;在泡状流、段塞流和环状流下液相流量是影响传热的主要因素,而搅拌流下气液两相流量对传热影响都很小。研究结果为海洋深水油气开采工艺参数设计提供依据。

含油饱和度对火驱开发影响的实验研究

在室内利用火烧油层物理模拟实验装置,开展了稠油油藏不同含油饱和度条件下燃烧基础参数测试和火驱开发效果评价实验研究。实验结果表明,同一油品条件下,含油饱和度对门槛温度、燃料消耗量和空气耗量等燃烧基础参数影响较小,但对火线推进速率有较大影响,火线前缘推进速率随含油饱和度增加而降低;实验条件下能够实现高温燃烧的最低含油饱和度界限值为15%,低于该含油饱和度无法形成持续稳定的火驱前缘。从驱油效率和空气油比指标评价了不同含油饱和度条件下火驱的驱油效果,综合分析认为火驱开发含油饱和度下限值为30%。