注空气开采过程中稠油结焦量影响因素

通过建立油藏高温、高压反应模拟实验装置,物理模拟了稠油注空气开采过程中焦炭的生成过程,研究了反应气氛、温度、压力以及空气通风强度对稠油生焦量的影响。研究表明:在空气气氛下,原油低温氧化显著促进了焦炭生成,5 MPa反应压力下,每克稠油最高焦炭生成量为0.375g,是氮气气氛下最高生焦量的2.5倍,焦炭初始生成温度受低温氧化影响比氮气条件降低了近200℃。随压力升高,加剧的低温氧化反应提高了焦炭生成量,但是5 MPa后压力影响不再显著。随空气通风强度增加,生焦量并非持续增加,而是在33.4 N·m3/(m2·h)附近存在极值。进一步对比分析了焦炭的高温氧化消耗与原油组分蒸馏失重对焦炭生成量的影响。其结果表明,焦炭氧化是空气气氛下温度自225℃升高至300℃过程中焦炭净生成量减少的主要原因。在氮气气氛下,随温度升高至450℃,加剧的原油热解缩聚反应增加了生焦量,但温度进一步升高引起焦炭自身热解失重,生焦量降低。另外,实验还发现,当温度超过200℃时,反应管内油砂中心温度超过外壁面加热控制温度。分析表明,超温现象由原油组分的低温氧化和部分活性较强的焦炭高温氧化引起,因此该稠油存在油层自燃点火的应用潜力。

重油油藏冷采后推荐的注空气开采方法

这篇概念设计文章探索了把注空气（火烧油层）方法用作重油冷采的后续采油工艺的可能性。由于大量的资源继续处在冷采的经济极限内以及在衰竭油藏中出现了条虫状气孔通道，因此冷采油田是注空气的理想候选油藏。作者建议向衰竭油藏短时期注蒸汽以破坏这些条虫状气孔，从而创造高渗透率加热通道。由于加热通道为可动油抵达生产井提供了流动路径，因此紧接着就可进行油层点火和注空气。注蒸汽／火烧联合法对注蒸汽不经济的薄油层是非常有效的。此外，该工艺解决了大量火烧项目失败的三个技术原因：无效点火、不适当的注空气速度和由高含液饱和度引起的地层暂堵。本文概述了重油冷采和火烧油层工艺，并详细论述了所推荐的工艺。

稠油注空气开发技术的基础研究与应用

稠油是未来重要接替能源之一,具有黏度高、储量大、开采难度高的特点。稠油注空气开发技术是我国稠油开发的重大战略接替技术,具有原位生热、高采收与绿色低碳的显著优势,但是,其地下的物理化学过程极其复杂,而相应的基础研究工作仍较薄弱。自“十二五”以来,本课题组逐渐在“稠油中低温氧化放热特征与影响因素”“稠油高温氧化燃料(焦炭)的形成和物理化学性质”“稠油氧化的拟组分反应动力学模型”“高温氧化前缘的多物理化学场耦合机制”“井组尺度下油藏中‘热流化’的耦合和传递规律”等研究方向开展了稠油注空气开发技术的基础科学问题研究和工程应用探索。建立了测量稠油氧化放热规律、产物性质与渗流参数的实验装置和方法,构建了多尺度的稠油氧化“热流化”耦合过程的数值模拟方法,这些研究成果有效推动了我国稠油注空气开发技术在基础研究和工程应用上的进步。