基于传递原理的稠油热驱机理研究

运用传递基本原理,以热驱域势场做研究载体,采用寻求"统一评价判据",解析"过程动态特性"的研究思路,在构建以驱动和驱抗势场为主体的热驱模型基础上,确认驱动(功)即是评价各势场作用的统一判据;运用传递分析揭示参与势场的动力特性与阻力特性,研究其协同作用机制;定义并运用场阻影响因子,以判别诸势场在驱油过程中的影响权重.

“S环形”轨迹运动的热驱小车设计

文中以热力势能作为驱动力,通过带传动与齿轮传动将动力传递给车轮与转向机构,驱动小车按照预定的“S环形”轨迹做连续避障运动。依照竞赛规则及驱动小车的最低功耗设计出一款单缸配气式自由活塞斯特林引擎作为热驱小车的原动机构,基于理论分析与MATLAB仿真对结构尺寸及轨迹进行优化,确定小车的传动比、齿轮齿数、模数、后轮半径等参数。通过将热驱小车的理想行进轨迹对照凸轮均分的“N”等分,使凸轮每次转动的度数与推杆位移相对应,利用前轮转角推导凸轮推程的方法,求解凸轮轮廓曲线。运动仿真结果显示,热驱小车能够按照理想轨迹行驶,并能够有效地避开障碍桩。最后,按照模拟仿真的分析结论将热驱小车制作成实物并加以测试,利用螺旋传动的微调机构修正小车的行进轨迹偏差,测试的结果与模拟仿真基本相同,进一步验证了热驱小车设计方法的有效性与可行性。

中质稠油的最优化开采方式—脉冲热驱

介绍了一种新型拼装式施工设备－ＨＴ－１２０型水泥混凝土路面摊铺整平机的主要技术参数，基本结构及工作原理，并简要叙述了在使用该设备中应注意的事项。

热复合驱中热、降黏剂、气体对原油黏度的影响

为了研究热、降黏剂、气体单独对原油黏度影响,以黏度、降黏率为指标,通过高温高压流变仪研究了复合驱中热、降黏剂、气体对原油黏度的影响规律。结果表明,升高温度是降低原油黏度的最有效方式,在一定压力范围内,N2对降低原油黏度起负作用,CO_(2)对降低原油黏度起正作用,降黏剂与CO_(2)可协同作用降低原油黏度。

普通稠油油藏多元热流体驱提高采收率实验研究

为了提高普通稠油热采效果,采用天然岩心填砂管模型,在室内开展蒸汽驱、CO_(2)+N_(2)驱、蒸汽+CO_(2)驱、蒸汽+N_(2)驱、蒸汽+CO_(2)+N_(2)驱实验研究。结果表明:在常规水驱至含水90%后,蒸汽+CO_(2)+N_(2)驱出口剩余温度最高,达到88℃,蒸汽驱剩余温度最低,仅为54℃;蒸汽+CO_(2)+N_(2)驱、蒸汽+N_(2)驱的地层压力保持水平最高,分别为80.3%、78.4%;N_(2)+CO_(2)驱的气油比上升最快,在注入量为2.5 PV时达到2000 m^(3)/m^(3),蒸汽驱的气油比上升最慢,在注入量达到4.52 PV时达到2000 m^(3)/m^(3);蒸汽+CO_(2)+N_(2)驱的驱油效果最好,采收率达到68.31%,比常规水驱高29.76%,而CO_(2)+N_(2)驱最低,仅比常规水驱高7.09%。

稠油热驱过程多场耦合的描述与分析

阐述了由达西定律反映的驱油过程速率、动力与阻力间的动力学基本关系,分析得到热驱过程耦合现象的本质是,通过加热改善了与驱动有关的传递过程的动力与阻力特性,使得采油速率及采收率同时得到提高。以势场为载体,根据驱油过程"流"与"力"的相互关系,将驱油过程多场耦合的多层次描述慨括为动力势场与阻力势场的耦合、动力势场间的耦合及阻力势场间的耦合。在此基础上,结合渗流力学的基本研究方法,给出多场耦合分析方法的一般步骤。最后以热水驱替过程为例作多场耦合分析,可从新的角度清晰、深入地描述此类过程。

稠油热/化学驱油技术现状及发展趋势

目前开采稠油的主要方法为蒸汽驱和蒸汽吞吐,但在蒸汽开采过程中,存在蒸汽超覆和气窜问题,从而减小了蒸汽波及体积;同时,受岩石-原油-水体系界面特性的影响,在蒸汽波及区域内有很大一部分稠油不能被剥离下来,即洗油效率低.为解决上述问题,发展了热/化学驱油技术.主要对稠油热/化学驱的最新研究成果进行了阐述.热/化学驱技术的主要作用机理为扩大热采波及体积、提高热采洗油效率以及降低原油黏度,主要包括热/碱复合驱、热/表面活性剂复合驱、热/聚合物复合驱及稠油井下改质技术.详细论述了每种开采技术的机理和特点,认为热/有机碱/表面活性剂复合驱与稠油井下改质技术是稠油开采的主要发展趋势.

一种稠油热/化学驱用表面活性剂性能研究

对一种热采用表面活性剂LC进行了性能评价,LC与孤岛三区原油动态界面张力在10-1mN/m数量级,与NaOH复配时则可达到超低界面张力。70℃下,LC在石英砂上的静态吸附量为3.618 5 mg/g。LC在150℃下具有很好的耐温性能,200℃下半衰期也在15天以上。LC溶液与原油质量比3∶7和2∶8混合,降粘率都在85%以上。150℃下动态驱替试验表明,采收率随着加入表面活性剂浓度的增大而增大,但是,活性剂浓度不宜太高;LC与0.5%的NaOH复配能显著提高采收率,当LC商品浓度为0.5%时,热水/碱/表面活性剂驱采收率比热水/碱驱提高10.85%,说明碱与表面活性剂具有很好的协同效应。试验表明LC可以作为稠油热采添加剂。

渤海N油田普通稠油多元热流体驱可行性研究

渤海N油田为我国海上一典型的薄互层普通稠油油藏,自2008年投入多元热流体吞吐开发,取得了显著的增产效果,但随着吞吐开采的进行,油藏压力下降、边水突进等问题逐渐显现,周期产量递减快。为提高采收率,针对油藏特点,从多元热流体驱油机理、油藏适应性、工艺参数等方面,对多元热流体驱可行性进行了系统分析研究,结果表明,采用多元热流体驱替开发可在吞吐开发基础上提高采出程度14.13%。

火驱稠油热采井TP90H-9Cr套管热处理工艺优化试验研究

分析了火驱稠油热采井套管钢种的化学成分特点和技术要求,选择电站锅炉用10Cr9Mo1VNb钢作为火驱稠油热采井套管的替代钢种,并对其原有的热处理工艺进行优化改进。结果表明:经过热轧态直接回火处理的TP90H-9Cr套管材料,其高温强度、抗氧化性能和抗CO_2腐蚀性能满足使用要求;TP90H-9Cr套管的室温组织存在一定程度的轧态组织位相遗传,但通过合金元素的固溶强化、析出强化可使其各项性能指标满足要求。

稠油油藏热活性水驱数值模拟

基于室内实验和矿场试验结果,对在稠油油藏热水驱中加入低质量分数表面活性剂时的驱替机理及所涉及的物理化学现象进行了研究,建立了三维三相的热活性水驱数学模型,并运用自行开发的软件对辽河油田一实际区块进行了模拟计算,对稠油油藏热活性水驱的渗流机理及加入表面活性剂时影响热活性水驱驱油效果的因素(加入表面活性剂的用量、时机、方式)进行了分析研究,得出了一些有益的认识。

渤海NB35-2油田“调驱+热采”提高采收率技术

以油藏工程理论为指导,以数值模拟技术为研究手段,以NB35-2油田B17井组为研究平台,开展了单独水驱、调驱、热流体吞吐和"调驱+热采"联合作业数值模拟研究。在此基础上,优化了注入工艺参数,开展了矿场试验及效果分析。研究结果表明,"调驱+热采"联合施工开发经济效果最优。矿场试验表明:B17井组注入压力大幅度升高表明聚合物弱凝胶能够有效地封堵大孔道,调整吸液剖面;油井注入热流体后,井筒附近储层温度大幅度提高,原油黏度明显下降,渗流阻力减小,生产压差增加,原油产量大幅度提高。理论和实践都证明"调驱+热采"联合施工可以比单独调驱或热流体吞吐获得更好的增油效果,为海上稠油油藏高效开发探索出了一条有效途径。

热—聚合物驱油研究

对热力驱后的油藏，提出了用热—聚合物驱油的方法来提高其采收率。建立了一个三维三相四组分非等温渗流的数学模型。该模型考虑了溶剂驱替过程中的对流、扩散现象，对该模型中所涉及的主要参数提出了易于应用的数学表达式；采用有限差分法对模型进行了求解。在求解时对浓度和能量方程中的空间项采用了二阶精度的差分格式；对时间导数项中的非线性系数进行了拟线性处理，编制了相应的数值模拟软件。经算例验证，表明对热力驱后的油藏进行热—聚合物驱是可行的，能够取得较好的效果。

稠油油藏多元热流体驱提高采收率研究

稠油油藏多元热流体吞吐后期受地层压力下降、边水突进等影响,周期产量递减快,继续吞吐开采提高采收率幅度有限。为研究多元热流体吞吐后期进一步提高采收率的有效开发方式,针对多元热流体的主要组成(蒸汽、氮气、二氧化碳),系统分析了多元热流体驱油机理,以我国渤海N油田为对象原型,通过数值模拟分析了多元热流体驱油藏适应性,优化了多元热流体驱工艺参数。结果表明,多元热流体驱替开发可在吞吐开发基础上提高采出程度14.13%,对同类稠油油藏大幅度提高采收率具有指导意义。

海上稠油油藏水平井多元热流体驱物理模拟实验研究

受海上采油平台的限制,实施注蒸汽热力采油的难度较大,而多元热流体技术发生设备体积小,因此具有非常大的应用潜力。为此,利用一维填砂管模型,研究注入温度和流体组成对多元热流体驱油效果的影响;在此基础上,通过二维比例物理模拟实验,开展水平井多元热流体驱物理模拟研究,通过分析多元热流体驱不同阶段的生产动态特征与温度场发育规律,总结多元热流体驱的驱油机理。研究结果表明:多元热流体驱的最佳注入温度为250℃,最佳气汽比为1∶3;多元热流体驱过程中,蒸汽腔呈三角形推进,整个过程可划分为启动、驱替、突破和剥蚀4个阶段,其中驱替阶段是主要的产油阶段;多元热流体驱主要机理包括:热力降黏是其最主要的机理,二氧化碳溶于原油而促进原油流动,二氧化碳析出时形成类似泡沫油的流体,一方面增大气相的流动阻力,另一方面又能改善原油的流动能力。

热/化学驱提高稠油采收率研究现状及进展

对稠油热/化学驱的研究现状及进展进行了综述。详细论述了各种开采技术的机理和特点,认为热/有机碱/表面活性剂复合驱与稠油井下改质技术是稠油开采的主要发展趋势。

利用地热能实现热CO_2驱的技术研究

热CO2驱作为油田开发提高采收率技术的一种,在油田开发过程中存在热能损耗大,开发成本高等特点,而油层附近普遍存在地热能资源也可以作为热CO2驱的辅助资源。若能利用地热能实现热CO2驱,将会大幅提高热CO2驱的使用价值,为提高原油采收率做出重大贡献。

稠油热采新技术研究现状及展望

全球稠油资源丰富,注蒸汽热采是主要的开发方式。文章概述了国内外稠油热采技术的现状,包括蒸汽吞吐、蒸汽驱、蒸汽辅助重力泄油(SAGD)、火烧油层等技术的基本机理和适用条件,以及近年来稠油热采新技术的主要机理和矿场应用实例。根据实例得出以下结论:针对隔夹层发育且渗透性差的强非均质超稠油油藏,通过改变井网井型、添加溶剂辅助、烟道气辅助等发展了多种形式的蒸汽辅助重力泄油技术(SAGD)。针对薄层、深层、超稠油油藏,通过复合化学剂(降黏剂/驱油剂/泡沫剂等)、气体(CO_(2)/N_(2)等),利用蒸汽、化学剂、气体三者的协同作用,形成了不同类型油藏多元热复合驱技术。针对蒸汽开采末期油藏,形成不同类型油藏火驱模式,矿场试验较蒸汽吞吐提高采收率25%~30%。热溶剂开采技术通过高温热溶剂传质、传热作用及脱沥青质反应对稠油进行原位改质,碳排放量比SAGD减少75%。稠油原位改质技术通过地下加热裂解、催化改质等方法,将超稠油改质为轻质原油,实现稠油有效开发。稠油热采技术的下步发展方向是多学科交叉结合,开发全过程节能降耗,向绿色低碳、清洁高效方向发展。

稠油水平井多元热流体驱影响因素敏感性研究

多元热流体驱替技术增产机理复杂,既受油藏地质条件的限制,又受注入强度、蒸汽温度、采注比等因素影响。在引入正交数值实验方法基础上,利用数值模拟手段对稠油油藏水平井多元热流体驱的地质和工艺参数影响因素进行敏感性分析。结果表明:地质因素敏感性依次为有效厚度、渗透率、油藏倾角、净总比、孔隙度、原油黏度、油藏埋深;工艺参数因素敏感性依次为采注比、注入温度、蒸汽干度、井距、气水比、CO2含量、注入强度。其中,影响显著因素为有效厚度、渗透率、净总比、油藏倾角、采注比、注入温度。该研究对多元热流体驱油藏筛选和注采参数优化设计具有指导意义。

出砂强敏感稠油油藏低效水驱转热采政策界限研究——以林东馆三段稠油油藏为例

林樊家油田林东馆三段地质条件复杂,地层敏感性强,供液差,产能低,油稠,出砂严重,多年来采用了各种工艺措施,均未取得好的水驱开采效果。文章运用数值模拟手段,分析了低水驱的主要原因和论证了低效水驱转蒸汽热采可行性。在此基础上,研究了该块低效水驱转蒸汽热采的开发经济技术政策界限。开发实践表明,低效水驱稠油油藏通过转热采可大幅提高采收率,同时研究成果对同类油藏的开发具有重要指导意义。