降混剂对二氧化碳在稠油中的溶解度和最小混相压力的影响

针对CO_(2)驱油过程中,稠油体系与CO_(2)难混相,最小混相压力高于地层破裂压力的问题,对CO_(2)与原油的混合体系进行了分子模拟,考察了降混剂种类和加量、温度、压力的影响。由径向分布函数得到混相过程中CO_(2)分子及沥青质分子的聚集程度,进而明确各类分子的分散状态,分析其作用机理。在此基础上,开展高温高压PVT相态实验,测定CO_(2)与原油混合体系中添加不同降混剂后的体积膨胀系数和CO_(2)溶解度,对分子模拟结果进行验证。最后,对柠檬酸三甲酯、苯甲醇、苯甲酸乙酯3种降混剂进行优选,得到最优复配配方,并通过细管实验评价其降混性能。分子模拟结果表明,柠檬酸三甲酯的降混效果最为显著,可有效增大CO_(2)分子间的聚集程度,降低沥青质分子间的聚集程度;在高压(6.90 MPa)低温(308.15 K)的条件下,降混剂更能发挥其作用。PVT相态实验结果表明,0.23%柠檬酸三甲酯的增溶与增膨作用最佳,与分子模拟结果一致。降混剂最优复配配方为80%柠檬酸三甲酯+20%苯甲酸乙酯。在原油-CO_(2)体系中加入0.23%复配降混剂,最小混相压力降幅为21.47%,CO_(2)溶解度和原油采收率提高。降混剂含有亲油的烃类基团和亲CO_(2)的酯基,不仅能与原油体系中的极性分子结合,拆散各沥青分子的聚集体,同时在双亲性能作用下,能吸附在原油与CO_(2)的界面上,降低原油与CO_(2)的界面张力,进而降低最小混相压力。

细管实验法测定CO_(2)驱最小混相压力

CO_(2)驱是一种针对低渗透油藏物性差、非均质性强、采收率低等问题的更高效和更具潜力的提高采收率方法。本文使用细管实验对延长油田白湾子区块和樊学区块CO_(2)驱最小混相压力(MMP)进行测定。实验得到白湾子区块的原油MMP为21.30 MPa,樊学区块的原油MMP为16.60 MPa。实验结果可为目标区域注CO_(2)驱提高采收率及降低操作成本提供科学理论依据。

海上低渗油田注入伴生气驱油最小混相压力实验

为分析L油田注入伴生气驱油能否实现混相驱,开展了最小混相压力测定实验。采用长细管实验法分别测定了海上低渗L油田W31、W32和W51油组含CO_(2)伴生气驱油的最小混相压力,并通过气相色谱仪分析了长细管末端见气前后产出油气组分变化规律。结果表明:气驱前期(0~0.5PV),注入气未运移至长细管末端,产出流体为原油,不同压力下驱油效率和气油比的变化规律相近;随压力增大,注入气与原油两相相态从非混相到近混相再到混相,气液界面逐渐消失,驱油效率不断增大;在地层压力下,L油田W31和W32油组注入伴生气无法实现混相驱,W51油组注入伴生气可以实现混相驱;伴生气驱油过程中主要萃取原油中的轻烃组分,同时伴生气中CO_(2)和C^(5+)会溶解于原油。

确定CO_2最小混相压力的状态方程法

混相压力是确定油藏能否采用混相驱的重要依据,测定混相压力的最好方法是细管实验法,但室内实验法测定费时费力。基于细管实验的结果,结合“混相函数”的概念,提出了一种利用组分分割和组合的方法,即将C7+组分分割为几种以后,对利用修正的Redlich-kwong状态方程确定CO2最小混相压力的方法进行了研究和改进,克服了原方法中重组分临界值难以确定的缺点;同时提高了温度对计算结果的敏感性。计算结果与实验结果对比表明,确定的最小混相压力误差小于5%,充分证明该方法的有效性。

用界面张力法测定CO_2与原油的最小混相压力

采用悬滴法，测定了在模拟地层温度为356．5K、压力为8．54～23．43MPa时的CO2与原油间的界面张力。实验发现，CO2与原油间的界面张力随压力的增加近似呈线性下降趋势。对该数据进行了线性回归，并用外推法计算出当界面张力为零时的最小混相压力为24．17MPa，与实验观测达到一次接触混相状态时的压力（23．43MPa）相比，相对误差为3．16％。采用界面张力确定CO2与原油间的最小混相压力，既可通过直接观测接触混相状态确定，也可利用所测界面张力数据进行估算，操作简单易行，且耗时少。

CO_2驱最小混相压力的测定与预测

在细管驱替实验数据的基础上,对确定CO2驱最小混相压力的各种方法进行了评价。对于细管驱替实验,混相条件的判断标准应该是采收率随驱替压力变化曲线上的拐点,而不是高的采收率。经验关联式计算最小混相压力简单、方便,但可靠性较差,且对于高温、高CH4和N2含量、高气油比等比较特殊的原油,须进一步增加关联参数。状态方程能较准确快速地计算最小混相压力,但对混相函数值难以给出一个实用的判断标准,计算时应根据泡点压力变化、温度、CO2浓度和混相函数值综合确定体系的最小混相压力。综合研究对比表明,细管驱替实验仍是最准确的、不可替代的确定最小混相压力的方法。

二氧化碳-原油体系最小混相压力预测模型

二氧化碳-原油体系的最小混相压力(CCMMP)是CO2驱油方案设计的关键参数之一。为了提高CCMMP的预测精度,利用实验测定的46个二氧化碳-原油体系最小混相压力数据,选取油藏温度、原油中的挥发组分、中间组分、C5+、注入二氧化碳中所含的甲烷、乙烷-丁烷、氮气和硫化氢的含量8个因素,运用统计与回归理论建立了8参数的CCMMP预测模型。并将本模型和已经发表的9种方法预测的46个油样的最小混相压力结果进行了对比,结果表明本模型的预测精度大幅度提高。利用该模型对吉林油田CO2驱油试验区的5口井油样的CCMMP进行了预测,并与实验结果进行了对比,相对误差范围0.05%～3.39%,进一步验证了本模型的可靠性。

低渗透油藏CO_2驱最小混相压力预测研究

注CO2提高低渗透油藏采收率研究中,最小混相压力是CO2驱过程中的重要参数。以国内某低渗透油藏流体为研究对象,在室内相态实验研究基础上,综合运用多级接触和多因素回归分析方法,考虑原油组分和温度,建立适合目标油藏实际的CO2最小混相压力预测公式。与传统经验公式相比,该公式提高了典型区块最小混相压力的预测精度,为现场确定最小混相压力提供了简单、可靠的计算方法,为低渗透油藏CO2驱最小混相压力的预测提供了新的思路。

注烃混相驱最小混相压力确定方法研究

确定混相压力是混相驱的一项重要工作,核心问题是最小混相压力的确定,它是确定原油与排驱气体是否能达到完全混相的一个非常重要的参数。最小混相压力的确定方法很多,文章综合分析了实验测定和理论计算的几种常用方法,并进行了相应评价,给出了各种方法的优缺点和通用性,最终得出了确定最小混相压力的较好的几种方法,为油田注烃混相驱实践提供借鉴。

预测烃类气体-原油体系最小混相压力的改进模型

根据30组烃类气体-原油体系最小混相压力细管实验数据(8组贫气驱,22组富气驱),运用修正共轭梯度和全局优化算法,回归拟合了一个新的统一的计算烃类气体-原油体系最小混相压力经验关联式。该关联式是一个关于油藏温度、原油中C7+相对分子质量、原油中挥发组分(CH4)、中间组分(CO2,H2S和C2—C6)和注入气中C2—C5的摩尔百分含量、C2—C5相对分子质量的函数,是一个统一的可以用来计算干气和富气驱油最小混相压力的经验关联式。对比了文献上3种(Kuo、Firoozabadi-Azia和Pedrood)常用的精度较高的烃类气体-原油体系最小混相压力经验关系式,结果表明,该经验关联式计算结果与文献上的实验数据更为接近,相对误差绝对值的平均值为6.11%,相对误差的绝对值最大为16.39%.为进一步验证新的经验关联式的预测能力,用其他6组最小混相压力组细管实验测试的数据进行检验,新的经验关联式预测精度也相对较高,相对误差绝对值的平均值为1.94%,相对误差的绝对值最大为4.10%.

缝洞型油藏不同注入气体最小混相压力计算方法

近年来,塔河油田缝洞型油藏注氮气驱替增油效果显著,但气体驱替发生混相的机理尚不明确,且无针对缝洞型油藏不同油品性质、不同注入气体的最小混相压力计算公式。为解决上述问题,基于长细管原理,设计了缝洞型油藏最小混相压力实验,并测试了4种油样在N_2、N_2+CO_2复合气(N_2与CO_2含量的比分别为80∶20、50∶50、30∶70)及CO_2等5种注入气中的最小混相压力。基于Alston关联式,引入CO_2占注入复合气比值R,通过多元回归方法,建立了适合塔河油田不同油品性质、不同注入气体条件下的最小混相压力计算方法。实例应用表明,W-1井油藏压力为62 MPa,注气方案采用N_2与CO_2含量比为40∶60,现场实施后,取得较好效果,换油率达到0. 5 t/m^3。该方法为注入气的筛选提供了重要的依据。

葡北油田气驱最小混相压力的确定

新疆吐哈葡北油田为一典型的挥发性油藏 ,是我国首先开展混相驱实验的油田。混相压力是决定该油藏能否实现混相驱的重要依据。为了确定葡北油田注气的最小混相压力 (MMP) ,对地层流体PVT数据进行了模拟后 ,应用数值模拟方法进行细管模拟研究 ,计算出多次接触混相的最小混相压力 ,并用拟三元相图对MMP进行了分析和解释。计算结果与实验室测定的MMP基本吻合 ,模拟计算和实验结果说明了葡北油田在目前地层条件下能达到混相驱开采。

杂质气体对二氧化碳驱最小混相压力和原油物性的影响

注入二氧化碳中混有的杂质气体会不同程度地影响二氧化碳驱最小混相压力和原油物性。研究杂质气体含量对二氧化碳驱的影响对制定合理有效的开发方案具有重要意义。利用数值模拟方法,在原油PVT数据拟合的基础上,研究了甲烷与氮气这2种杂质气体的含量对二氧化碳驱最小混相压力的影响,分析了杂质气体对二氧化碳驱原油物性的影响。结果表明,甲烷与氮气会不同程度地增大二氧化碳驱最小混相压力,且氮气对最小混相压力的影响更显著。当注入气的摩尔分数为60%时,纯二氧化碳气体可使原油粘度降低71.9%,体积膨胀系数达1.42;含30%摩尔分数的甲烷注入气使原油粘度降低69.72%,体积膨胀系数为1.41;而含30%摩尔分数氮气的注入气使原油粘度降低65.92%,体积膨胀系数为1.36。对于目标区块,注入二氧化碳中甲烷的临界摩尔分数为5.6%,氮气的临界摩尔分数为2%。

CO_2混相驱最小混相压力确定方法研究

CO2混相驱是低渗透油藏提高采收率的三次采油技术,而CO2混相驱最小混相压力是研究的关键。文章从经验公式计算、室内实验和数值模拟三个方面进行了研究,分析论证了确定CO2混相驱最小混相压力的方法;通过岩心驱替实验研究证明了混相驱可以大幅度提高油藏采收率,混相驱应用于低渗透油藏开发是可行性的;在确定了最小混相压力的基础上,把CO2混相驱应用于东营凹陷樊124块的油藏开发取得了良好的效果。

溶度差法计算地层油-CO_2体系的最小混相压力

从分子间作用力角度,利用经典溶度理论和PR-EOS状态方程,在油藏条件下推导出地层油的溶度参数计算公式,并结合纯气体溶度计算公式,对不同油藏条件下的地层油-CO2最小混相压力进行理论计算。该方法仅需油藏温度、地层油组分(C1—C3+6)和C3+6分子质量3组参数。研究表明,在分析了中国17个陆相沉积特点地层油的细管测试实验结果基础上,得出地层油-CO2体系达到混相时,两者的溶度差与C3+6组分的分子质量存在较好的线性关系,利用该关系可以反求出地层油-CO2体系达到混相所需的压力,为数值模拟的修正和油藏工程方案设计提供了1种可行的计算方法。

基于GA-SVR的CO_2驱原油最小混相压力预测模型

为了得到更精确的CO_2驱原油最小混相压力,考虑挥发组分(N_2+CO_2+CH_4+H_2S)含量、中间烃组分(C_(2-6))含量、重质组分(C_7^+)含量、重质组分的相对分子质量、重质组分密度以及温度的影响,建立了基于遗传算法参数寻优的支持向量回归机模型。模型优点在于使数据结构风险最小化,是基于数据精度高和回归函数复杂性适宜的条件下进行全局参数寻优得到最优模型,根据测试样本数据可以给出预测结果,得到更为准确的最小混相压力数值。该模型计算结果平均相对误差为3.44%,与文献中的实验结果、细管实验结果对比,具有较好的准确性。

利用PR状态方程确定CO_2驱最小混相压力

CO2与原油接触时会发生传质现象直到两相组成相似,此时界面张力消失,即达到混相。最小混相压力(MMP)是CO2混相驱的重要参数之一,目前主要采用细管实验法来确定其大小,但该方法费时费力,而经验公式法又存在较大的局限性。利用PR状态方程确定了气、液达到平衡时的各组分组成,并结合混相函数计算出了此时的MMP值。实例表明:与经验公式法相比,由PR状态方程计算出的MMP值最接近细管实验值;混相函数的迭代精度对计算出的MMP值影响较大。

大庆榆树林油田最小混相压力的确定

为了确定了CO2与榆树林油田原油的最小混相压力,在传统的测试方法的基础之上,提出并且完善了新的原油与CO2最小混相压力的确定方法;应用了高温高压的微观模型实验寻找原油与CO2的最小混相压力,对比进行了细管实验和长岩心注入工艺实验的研究,证明综合应用结果要比以往的更直观和准确;确定了CO2与榆树林油田原油的最小混相压力。证明了微观实验确定最小混相压力的可靠性。

基于广义回归神经网络的CO_2驱最小混相压力预测

针对传统的最小混相压力预测方法应用不便或误差较大等问题,提出利用广义回归神经网络进行CO2驱最小混相压力预测。以油藏温度、C5+分子量、中间组分摩尔分数、挥发组分摩尔分数为输入变量,以最小混相压力为输出变量,建立广义回归神经网络预测模型,对CO2驱最小混相压力进行预测,将结果与其他预测方法进行对比,并做误差分析。实例计算结果表明,广义回归神经网络用于CO2驱最小混相压力预测是可行的,且具有精度高、收敛快、适用范围广、使用简便等特点。

大庆油田二氧化碳驱油最小混相压力预测

本文综合分析了见诸国外文献的18种二氧化碳驱油最小混相压力预测方法的应用条件。不同油田的原油性质不同,要得到符合实际的最小混相压力预测值,必须根据应用条件认真选用适合本油田原油的预测公式。本文在分析对比各种公式的基础上,找出了适用于预测大庆油田石蜡基原油与二氧化碳最小混相压力的Silva方法。