边水气藏水侵动态分析方法及水侵主控因素

基于经典分流理论与气水渗流规律,推导了考虑气体高速非达西渗流的边水气藏分流方程,并根据四川盆地某边水气藏多口产水气井的基础资料,分析了水侵动态特征参数的变化规律及主控因素,探讨了延缓气藏水侵的技术思路与对策。研究结果表明:(1)新的改进分流方程能够确定不同开发时刻气藏(或气井)边水的整体推进情况及见边水时间,相较于传统的基于达西定律的分流方程,该计算结果更加可靠。(2)边水气藏水侵动态受制于多种因素的综合影响,其中储层渗透率对其影响最为显著,其次为非达西流系数、相对渗透率及孔隙度,而有效厚度、供气边界及水侵流量的影响程度较小。(3)充分发掘物性较均一的低渗致密段储层的开发潜力是提升边水气藏开发效果的关键,制定合理的气藏采气强度是主动控水、稳水的重要手段。

边水气藏型储气库运行动态参数计算方法及应用

基于“罐式”概念的传统物质平衡方法无法定量计算储气库采气阶段的水侵区残余气量,也无法定量分析边水非稳态水侵过程中的工作井运行动态参数变化规律。为了解决该问题,文中首先建立了考虑水侵区残余气量的改进物质平衡方程,并在此基础上根据气水非稳态渗流理论推导了工作井采气阶段关键运行动态参数解析模型;然后采用某边水气藏型储气库工作井的基础资料,定量分析了其在采气阶段运行动态参数的变化规律,并对计算结果进行了对比验证;最后讨论了该计算方法的特点和适用性。研究表明:该方法能够定量分析边水气藏型储气库非稳态水侵过程中时变井控参数变化规律,掌握不同区域压力变化特征,量化计算水侵区残余气量,明确工作井有效井控库容量。运行动态参数计算结果表明,随着生产时间的增加,时变井控半径逐渐减小,水侵区残余气量逐渐增大;在相同水侵量下,相较于采气末期,采气初始阶段的时变井控参数与残余气损失的增加量较小,体现了储气库采气能量由早期主要依靠弹性能驱动向晚期依靠边水补能的转变过程。研究成果对同类边水气藏型储气库运行规律探究、库容参数及运行动态分析、工作井合理工作制度制定具有明确的现实意义与实用价值。

油藏型储气库库容影响因素及其变化规律研究

针对目前中、低含水饱和度对自由气库容量影响的研究较少的问题,开展室内实验模拟了多次注气-焖井-采气实验,并根据相似原理,利用实验数据建立了自由气库容量与初始含水饱和度、注采次数的量化表征模型。结果表明,自由气库容量随注采次数的增多而增大,但单次注采后的增幅快速降低;含水饱和度(初始含水饱和大于50%)的提高有利于油藏改建储气库,但是建库初期的注采能力和库容提高相对缓慢;当初始含水饱和度由50%提高到85%时,经过6次注采后,含气饱和度降低幅度约9.27%,而当注采次数分别增至20、30、50时,自由气库容量增加幅度分别为0.51%、3.34%、6.61%。研究结果可为油藏型储气库的注采能力及库容评价提供借鉴。

枯竭油藏型储气库库容量化室内实验研究

在油藏改建地下储气库时,为了研究不同初始含水饱和度对库容的影响,利用实际矿场岩心开展了不同初始含水饱和度条件下气驱油水多轮次注采实验,分析了不同初始含水饱和度下气驱油水后的驱替效率及建库效果。结果表明,低含水饱和度条件下,油相的相对渗透率显著高于水相而更易被驱替出,因此主要通过气驱油来提高储气空间;中、高含水饱和度时,水相更易被驱替出,储气空间的提高逐渐由被驱替出的原油体积贡献转向于由驱替出的水相体积贡献。相同注采轮次下,由于储层岩石水湿及渗吸作用,高初始含水饱和度时的剩余水饱和度增大,气驱油水总的驱替效率降低,储气库的注采能力和库容相对减小;储层初始含水饱和度增大会降低气驱油水的驱替效率,不利于提高原油采收率及储气库扩容;初始含水饱和度越高,储气库达容时间越久,建库初期的注采能力越低。该研究成果可为油藏型储气库注采能力评价和库容分析提供指导。

储气库干化盐析效应量化表征及干化扩展范围预测方法

储气库注采过程中存在近井地带干化盐析的问题,不仅影响储气库的注采能力,甚至影响储气库稳定运行及运行年限。文中基于BL经典分流理论及气水渗流规律,建立了储气库干化盐析效应量化表征数学模型及盐堵损伤量化评估方法,解决了储气库干化问题关键参数的量化表征及干化扩展范围的预测难题。研究结果表明:理论推导的盐饱和度、盐析出量是评估储层盐堵的重要表征参数,与储层温压条件、流体性质及气水相对渗透率等有密切的关系;储气库注采循环过程会导致干化扩展范围逐渐由近井向远井发展,仅依靠注入端短时间注水来解除近井堵塞,可能无法有效恢复地层孔隙度、渗透率及天然气注采能力;基于文中建立的数学模型得到的研究结论与前人实验研究结论具有较好的一致性。文中研究成果不仅具有较好的现场应用价值,而且对干化盐析现象的理论研究以及干化盐析机理的认识具有指导意义。

磁性纳米颗粒去除饮用水中铬和镉离子性能的初步研究

基于表面修饰的四氧化三铁磁性纳米材料具有高比表面积、高吸附能力及吸附速度快等优点。研究了Fe_3O_4磁性纳米材料的制备及表面修饰条件,及其对饮用水中微量铬和镉离子的吸附、脱附性能。结果表明,在氨水浓度为0.5 mol/L时,采用化学共沉淀法制备的四氧化三铁磁性纳米颗粒产率最大;十二烷基磺酸钠浓度为300 mg/L,与四氧化三铁磁性纳米颗粒配比为2∶3,溶液pH为5.0,表面修饰的四氧化三铁磁性纳米颗粒对重金属镉和铬离子有显著的去除能力,对镉和铬离子的饱和吸附量分别为3.09,2.11 mg/g,在pH为7时,其对镉和铬离子的解析率分别为79%,60.5%。所制备材料的平衡吸附量与平衡质量浓度之间符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程。

气水交替驱提高采收率室内实验研究

国内外矿场试验表明,WAG驱可进一步提高原油采收率5%~10%,是三次采油阶段经济、有效提高采收率的驱替方式。借助室内驱替实验,利用改进的模拟岩心,通过设置实验对照组,揭示和明确了WAG驱提高采收率的作用机理。结果表明,WAG驱可减缓气窜,改变不利的水油流度比。注入气加强了三相分子之间的交换、扩散、渗吸及突破作用。水气交替注入后水驱封堵高渗带,气驱驱扫微小孔隙,并伴随重力分异效果,且驱替过程是水在孔隙中的缚存状态不断打破、不断重建的一个动态过程;注入水交替封堵大孔隙,削弱了注入气对流体的突破作用,改善了吸水剖面,延长油井见水时间,有助于提高原油采收率。对于非均质性严重的储层,交替注水产生的动态封堵可进一步提高WAG驱油效果。

基于BP神经网络原理的人造岩心配比设计模型

利用人造岩心模拟已知物性参数的地层条件来替代天然岩心,已成为天然岩心存量较少条件下石油开发室内研究的一种趋势。通过综合全面地考虑人造岩心物性参数的影响因素,制定人造岩心配比设计正交方案,制备人造岩心,测试物性参数,分析预考虑影响因素与物性参数的关系;采用灰色关联法,明确岩心孔隙度、渗透率、粒度中值的主要控制参数,进一步分析和判断预考虑影响因素的合理性;基于影响因素分析结果、实验数据、BP神经网络原理,建立人造岩心配比设计数学模型。结果表明,预考虑影响因素的全面性和影响因素数据化、定量化是建立模型的基础。影响人造岩心物性参数的影响因素主要有砂型配比、胶结物加量、压制压力和加压时间等。其中,胶结剂加量和压制压力对孔隙度影响程度大;粒径为0.224数0.45 mm石英砂加量对渗透率影响最大;0.154数0.28 mm石英砂加量对粒度中值影响最大;0.074数0.18 mm石英砂加量对孔隙度、渗透率和粒度中值的影响最弱。由配比设计模型计算岩心制备加量,根据计算结果制备的人造岩心物性参数测试值与期望值的总体相对误差小于10%。该方法可用于指导定制物性参数模拟误差小的人造岩心。

平面非均质油藏水气交替驱提高采收率室内实验研究

水气交替(WAG)驱提高采收率技术和应用研究在我国处于起步阶段。借助室内驱替实验,明确了WAG驱在平面非均质油藏的适应性及其提高采收率的作用机理。将并联式填砂管替代常规岩心夹持器,进一步减弱了长岩心驱替产生的末端效应和应力敏感现象,模拟真实的平面非均质油藏条件。实验结果表明,WAG驱可减缓气窜,改善吸水剖面。注入N2可加强三相分子之间的交换、扩散、渗吸作用。对于非均质性严重的储层,水气交替注入后水驱封堵高渗带,气驱驱扫小孔隙,帮助形成稳定的驱替前缘,提高低渗储层的驱油效率。

致密砂岩油藏注表面活性剂驱油体系提高采收率实验

致密砂岩油藏由于储层物性较差及地层能量不足,自然产能较低,因此需要研究合理的提高采收率方法,以改善此类油藏的开发效果。通过室内实验优选出了具有良好界面活性的非离子氟碳表面活性剂FT-121,和能够有效改变岩石表面润湿性的润湿反转剂FZJ-14,并将两者进行复配,形成了一种新型表面活性剂驱油体系,评价了该驱油体系的注入时机对提高驱油效率的影响。结果表明:在注入压力稳定后,转注表面活性剂驱油体系仅能起到降低注入压力的作用,对驱油效率的影响较小,最终驱油效率仅为37.3%;在注入压力最大时,转注表面活性剂驱油体系提高驱油效率的幅度较大,最终驱油效率为50.8%;而不采用前期水驱,直接注表面活性剂驱油体系提高驱油效率的幅度最大,最终驱油效率可以达到65.6%。因此,致密砂岩储层越早注入表面活性剂驱油体系,提高驱油效率的幅度就越大。这说明表面活性剂驱油体系能够在油田进入高含水期前,通过降低界面张力、改变润湿性、乳化作用及增大波及体积等方式来提高采收率。

饮用水中微量铬离子高效去除方法的研究

用腐殖酸包覆磁性四氧化三铁纳米材料吸附饮用水中的六价铬离子。结果表明,最佳吸附条件为:腐殖酸包覆四氧化三铁质量比为1∶1,反应温度90℃,分散剂与去离子水的比例为1∶5,反应时间60 min,Fe_3O_4/HA对Cr(Ⅵ)的吸附时间为30 min。在最佳条件下,Fe_3O_4/HA对Cr(Ⅵ)吸附量为25.83 mg/g,氨水(25%~28%)用量为10 m L;Fe_3O_4/HA对Cr(Ⅵ)的吸附符合Freundlich吸附等温方程。

原油脱气对低渗透油藏有效驱替压差的影响

地层原油脱气导致渗流阻力增大,严重影响低渗透油藏的开发效果。以卫城某油藏为例,通过稳态法水驱油实验,研究了原油黏度变化对油水两相启动压力梯度的影响,进而研究了启动压力梯度变化对低渗透油藏有效驱替压差的影响。研究表明,地层原油脱气后,随着原油黏度的增大,启动压力梯度增大,导致井间有效驱替压差减小,当注采压差较小时,将难以建立有效驱替;提出了针对这一问题的应对措施。研究成果对于低渗透油藏注采井网设计及后期的治理调整具有指导意义。

基于神经网络的磁性活性炭吸附双酚A研究

对磁性活性炭吸附双酚A废水过程模拟进行了研究,采用BP人工神经网络算法,分别建立了双酚A的去除率与活性炭投加量、吸附时间、溶液浓度、温度的复杂非线性关系。用实验数据对该神经网络模型进行了训练,结果显示:训练组和验证组的计算结果与实验值的相对误差分别约为0.18%和0.21%,相关系数R分别为0.9610和0.9596,说明实验值和模拟值之间有紧密的相关性且离散程度不明显,该BP神经网络对磁性活性炭吸附双酚A的过程有较好的预测能力。

两种假单胞杆菌协同发酵产脂肪酶优化和酶性质研究

假单胞菌具有现有微生物中丰富的酶库,目前研究单一的假单胞杆菌发酵产脂肪酶的较多,而忽略了假单胞杆菌协同发酵产脂肪酶的能力。由此本研究选取假单胞菌种中具有代表性的荧光假单胞杆菌和绿脓杆菌作为研究对象,优化假单胞杆菌的协同作用产生高活性脂肪酶的条件。通过对菌种接种比例、碳源、氮源、初始p H值、温度、表面活性剂及发酵时间等进行单因素优化和正交试验获得最适发酵条件。荧光假单胞杆菌和绿脓杆菌最佳接种比例(w∶w)为1.3∶1,最适发酵产酶条件为α-乳糖6 g/L、蛋白胨8 g/L、吐温-80 1%、CaCl_20.5 g/L、KH_2PO_46 g/L、Mn SO_40.3 g/L、Na Cl 5 g/L、接种量8%,、初始p H7.5,培养温度32℃、摇床转速150 r/min,在最适发酵条件下,该菌株最大产酶酶活能达到(33.424±0.05)U/m L。荧光假单胞杆菌和绿脓杆菌协同发酵产生的脂肪酶比单一的荧光假单胞杆菌和单一的绿脓杆菌具有较高的单位酶活性催化合成单甘酯能力,具有良好的应用前景。

考虑微观渗流机理的致密气藏产量预测方法

致密气藏存在启动压力和应力敏感等特殊渗流机理,对气井产量有较大影响,由于现有产量预测模型大多未同时考虑两者影响,且启动压力梯度等关键参数难以准确获取,导致其不适用于致密气藏气井的产量预测。在顶底封闭的均质无限大致密气藏渗流模型基础上,建立了考虑启动压力梯度和应力敏感的致密气藏直井产量预测模型,绘制了产量递减理论图版,提出了基于产量历史数据获取模型关键参数来修正产量预测模型、提高产量预测精度的图版拟合方法。由敏感性因素分析可知,气井产量前期主要受应力敏感影响,应力敏感性越强则产量递减越快;后期主要受启动压力影响,启动压力梯度越大则气井生命周期越短;当无因次渗透率模量大于0. 000 1或无因次拟启动压力梯度大于0. 001时,气井产量快速递减,若不考虑启动压力和应力敏感将导致产量预测误差较大。苏里格致密气藏实例验证表明,该模型预测精度较高,应用效果较好。

水驱油藏合理地层压力确定方法综述

合理地层压力既能满足水驱油藏提高排液量时对地层能量的需求,又不会造成原油储量损失,对保证水驱开发效果有十分重要的意义。通过调研,总结了静水柱压力法、以不脱气为准则的地层压力确定法、注采平衡法、最小流压法、物质平衡法、水驱效果法、地层压力与累积注采比关系曲线法、损失函数法以及数值模拟法9种前人确定合理地层压力的方法,介绍了每种方法的原理和特点,分析了不同油藏类型和开发阶段选取合理地层压力确定方法时应注意的问题,对矿场实际选用合适方法确定水驱油藏合理地层压力有一定的实用价值。