轻质油藏高压注空气氧化特征与热混相驱技术

通过物理模拟实验、数值模拟和现场实例分析,综合研究轻质油藏高压注空气热混相驱的地下热氧化状态、热氧化前缘稳定性及生产动态特征。研究结果表明,原油组分越轻、黏度越低,热氧化燃料消耗量越低,氧化生热温度越低。稀油和挥发油热氧化前缘能够稳定推进,形成高压条件下的轻质油藏中温热氧化稳定驱替状态。稀油和挥发油的热气化和蒸馏作用强,容易在高压高温热氧化前缘与热烟道气一起形成气化和蒸馏单相区带,形成注空气热混相前缘。轻质油藏高压注空气热混相驱开发过程可分为增压见效、低气油比高效稳产、高气油比生产等3个阶段,增压见效阶段和低气油比高效稳产阶段产出70%以上的原油。

基于稠油火驱机理改进的数值模拟方程

为解决火驱数值模拟组分间转换关系复杂、收敛性差、结果精度低等问题,从火驱燃料沉积角度出发,将反应方程改进为稠油裂解和焦炭燃烧反应方程,并建立具有重复性和准确性的燃料沉积量室内实验方法,求取稠油裂解沉积量,拟合得到改进的模拟方程。结果表明:改进模型更加合理,其粗化后与室内实验结果、加密后的经典方程模型温度场、燃烧前缘分布等模拟结果基本一致,可以真实地描述高温氧化过程,且运算时间大幅度降低。该研究成果对火驱方案编制具有一定指导意义。

空气/减氧空气驱氧气消耗规律分析

为明确空气/减氧空气驱过程中氧气在储层内的消耗规律,采用静态氧化方法模拟了原油单因素及实际储层条件下多因素氧化反应中氧气的消耗过程,定量表征静态氧化反应中氧气消耗程度;通过室内细长管空气驱替实验分析了氧气沿程的动态消耗规律。结果表明,原油发生低温氧化反应消耗氧气造成体系总压力降低,碳氢化合物发生加氧及断键反应生成CO_(2)及CH_(4);模拟实际储层中的耗氧过程,计算得到发生低温氧化反应消耗氧气占总消耗的87.84%,水中溶解氧气占比6.3%,地层水及岩心总消耗氧气占比5.86%;氧气沿程消耗,并观测到氧化前缘的推进,较高的温度、压力及含油饱和度均会提高低温氧化反应程度,从而加剧氧气消耗。研究结果可为实际矿场空气/减氧空气驱安全高效应用提供理论指导与帮助。