注空气全温度域原油氧化反应特征及开发方式

通过模拟实验揭示了从30℃到600℃的注空气全温度域原油氧化反应特征,将原油注空气氧化反应划分为溶解膨胀、低温氧化、中温氧化和高温氧化4个温度区间,总结了不同温度区间的氧化反应机理。根据原油氧化特征结合矿场试验成果,提出稀油油藏注空气开发技术划分为减氧空气驱和空气驱,稠油油藏注空气火驱技术划分为中温火驱和高温火驱。稀油油藏温度低于120℃,应选择减氧空气驱,高于120℃,可直接采用空气驱开发;普通稠油油藏燃烧前缘温度低于400℃可选择注空气中温火驱开发,普通稠油油藏和胶质、沥青质含量较高的特/超稠油油藏,燃烧前缘温度高于450℃可选择注空气高温火驱开发。中国石油天然气股份有限公司近10年的攻关和开发试验证实,空气与其他气体驱油介质相比在技术、经济和气源等方面具有明显优势,不仅适用于低/特低渗透稀油油藏、中高渗透稀油油藏,也适用于稠油油藏,是一种很有潜力的新型驱油介质。

空气低温氧化原油产出气的爆炸极限研究

设计了可燃性气体的爆炸极限测定装置,通过测定其安全性和准确性均符合本实验要求。空气与原油在油藏温度和一定压力下,低温氧化后得到CO、CH4、CO2等气体,根据该产出气的组成配制模拟混合气体,研究其爆炸情况,通过人工配制,对原油低温氧化后产出气中各组分比例进行调节,研究测定了不同压力和温度条件下的被测气体爆炸极限以及最高允许氧含量。结果表明:按照产出气组分比例配制的混合气体,不会在油藏条件下发生爆炸;爆炸极限和最高允许氧含量随温度和压力条件改变而改变,高温低压条件易使混合气体发生爆炸,而低温高压条件混合气体不易发生爆炸;二氧化碳对混合气体的爆炸有一定的抑制作用。

注CO_(2)对原油体系黏度影响实验及其预测模型

为了探究不同温度、压力和CO_(2)含量对原油黏度的影响,采用轻质原油和CO_(2)体系室内实验的方法进行测试。结果显示:在一定温度或CO_(2)含量条件下,原油黏度随着压力的变化呈现出先降低、后升高的趋势,其中饱和压力起到关键的转折作用。此外,在保持压力恒定时,原油黏度随着温度的升高呈现出下降趋势。温度对黏度的影响相对于压力更为敏感,且随着CO_(2)含量的增加,温度对黏度的影响逐渐减弱。通过对贝格斯-罗宾逊模型进行修正,提出了一种含饱和压力的新预测模型,绝对平均百分比误差从52.83%降为8.96%。该模型在轻质原油条件下表现出更好的预测准度,为实际生产提供了一定的理论指导。

缝洞型碳酸盐岩油藏注氮气致稠机理研究

为了明确缝洞型碳酸盐岩油藏注氮气原油变稠的机理并制定相应的开发对策,提高注氮气的采收率,开展了缝洞型油藏注氮气致稠机理研究。该研究通过注氮气模拟试验,分析了氮气抽提作用、氮气含氧量和伴注水对原油黏度的影响。结果表明,氮气含氧是引起原油黏度增大的主导因素,含氧量为1%时,仅需2 d多即可将氧气耗尽,黏度达到18000 mPa·s,为初始黏度的6倍;含氧量为5%时,在7 d多时间内黏度持续升高达到1122000 mPa·s,为初始黏度的366倍。乳化含水和抽提对原油黏度的影响相当,黏度升高1~3倍。研究表明,提高注入氮气的纯度是防止塔河油田缝洞型油藏注氮气致稠的最有效方法,研究结果为解决缝洞型碳酸盐岩油藏注氮气原油致稠问题提供了理论依据。

新一代高效、低成本、绿色注空气开发技术进展

注空气开发技术虽由来已久,但因压缩机质量和空气与油气混合后易爆炸等问题未得到很好解决,该技术一直未能大规模工业化推广。从2009年开始,中国石油依托重大开发试验平台,在低渗透、水敏及高含水老油田、潜山等油藏开展减氧空气驱试验,在稠油油藏开展注空气火驱试验;开展顶层设计,组织联合多家单位共同攻关,明确了从低温段到高温段全温度域注空气开发机理;制定了《驱油用减氧空气》等相关标准。历经十多年持续攻关,注空气开发理论取得重大突破,开发技术基本成熟配套,现场试验取得显著效果,已累计生产原油375×10^4t。注空气开发技术适应的油藏类型广、油品种类多,注入介质空气不受环境和气候影响,易得且组分稳定。该项技术高效、低成本、绿色,将成为低渗透、高含水、高温高盐、稠油和非常规等特殊条件油藏最具发展潜力的战略性开发技术,应用前景广阔。目前已经开始工业化推广,2020年产量将突破100×10^4t,2025年产量有望达到400×10^4t规模。

Lohrenz剩余粘度模型的改进及其应用

用Peng Robinson状态方程计算的密度和典型原油粘度的实测数据对Lohrenz等提出的剩余粘度模型中对比密度多项式的系数进行了重新关联 ,并通过引入C+7组分的有效相对密度和CO2 的有效摩尔分数 ,使改进后的剩余粘度模型成功地用于预测油藏原油和注CO2 原油的粘度 ,预测精度可满足工程应用要求。