页岩油藏提高采收率技术现状、瓶颈及对策

介绍了页岩油的储量分布、成因及赋存机理,详细概述了页岩油早期勘探、储层改造及后期提采等不同阶段的开发现状。在此基础上,着重综述了当前国内外页岩油藏提高采收率主体技术的应用现状及进展,深入分析了不同页岩油提采技术的优势与不足,同时给出了针对理论认识、技术及经济壁垒的相应策略,最后从不同角度入手,展望了今后页岩EOR的发展前景。

厨余垃圾厌氧消化反应器起泡的驱动因子

为探析厨余垃圾厌氧消化(AD)反应器起泡的驱动因子,在半连续式厌氧消化反应器中引入超负荷、氨抑制和长链脂肪酸抑制三种扰动诱导反应器起泡,探索了起泡进程中反应器状态参数,消化液流变特性、表面特性、起泡潜能参数及胞外聚合物(EPS)浓度等的响应.结果表明,随着扰动程度的加剧,三个反应器中都诱导出了150~300mm高的泡沫.起泡初期三个反应器内的挥发性脂肪酸(VFAs)、表面活性度(SA)、起泡潜能、表面张力和粘度分别在1948~5978mg/L,8.28~30.15,312.5~350mL,37.89~41.04mN/m和120~183.6mPa·s,可见其起泡阈值并不相同,甚至部分参数的变化趋势与泡沫的发展趋势也不一致.相比之下,EPS相关参数在不同反应器中均与泡沫高度存在明确的相关性,其中溶解型EPS总浓度及其蛋白质浓度、紧密结合型EPS的多糖浓度及总EPS的多糖浓度在三个反应器中都与泡沫高度呈极显著正相关(P<0.01,R^(2):0.64~0.81);紧密结合型EPS和总EPS浓度也与三个反应器的起泡高度呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)相关(R^(2):0.61~0.81).各类参数的交互分析表明,超负荷和长链脂肪酸抑制反应器中是酸积累刺激了微生物分泌EPS,而氨抑制反应器中游离氨才是EPS浓度上升的主因.但尽管不同反应器中引起EPS积累的内因不同,EPS增加却无一例外会显著增加消化液粘度,甚至改变其表面张力,最终阻碍气体从液相中排除,引起泡沫.后期研究EPS抑制技术也许有望原位、高效的解决反应器起泡问题.

全液压驱动泡沫排液车设计

为实现泡排车在施工过程中对泡沫助排剂压力和流量的智能控制,并改变传统的“带传动+手动变速箱”的机械传动方式在泵注过程中存在的传动部件易损坏和可靠性不高的现象,设计了一种全液压驱动泡沫排液车。该设计中,车载柴油机通过变速箱的取力装置直接驱动变量泵;然后,通过液压驱动定量马达旋转驱动注液泵运行;同时,采用电液比例控制和PLC技术对注液泵输出流量和输出压力进行控制。通过29井次泡沫排水采气作业的实际应用表明,该全液压驱动泡沫排液车作业效率高、能耗显著减小、运行成本低、噪音小、操作轻便。

井下自生气复合泡沫技术在稠油热采中的研究与应用

针对乐安稠油老区吞吐末期开发效果日益变差的状况 ,开展了井下自生气复合泡沫技术研究。根据室内研究 ,在高温下引发剂迅速分解产生的CO2 等气体 ,能扩大蒸汽扫油面积 ,降低原油粘度 ,提高注汽效果。当引发剂与泡沫剂混合注入时 ,则兼具气驱、活性液驱与泡沫驱的功效。该工艺现场施工简单 ,费用低 ,在草 2 0区块开展了 3口井的现场应用试验 。

多元泡沫化学剂复合驱油数值模拟研究

对多元泡沫复合驱油进行了实验研究,分析了渗流机理、渗流规律,根据质量传输流体力学、化学动力学、物质平衡原理和泡沫上浮运动机理,建立了多元泡沫化学剂复合驱油渗流数学模型。结合实验结果建立了描述泡沫流动机理和物理化学性质的数学模型方程。实验研究表明,多元复合泡沫具有驱油、调堵及提高驱油效果的多重作用。泡沫上浮总体上有利于开采及提高油层的驱油效率。采用复合泡沫驱油对高含水油田仍有较好的驱油效果。该方法可以作为三次采油后和高含水期进一步提高采收率的有效手段。

冷43块稠油油藏氮气泡沫驱油试验研究

根据冷 4 3块油藏实际情况 ,压制了平面非均质性单层模型、纵向非均质性三层模型 ,研究了不同气液比、不同起泡剂浓度、不同温度和回压下氮气泡沫在模型中的驱油能力 。

泡沫在不同渗透率级差填砂管中的调驱特性研究

为了解决胜利油田稠油油藏开采时蒸汽波及效率低的问题,利用泡沫作为蒸汽流度调剖剂,在温度为90℃的条件下通过物理模拟实验测算了泡沫在不同渗透率级差的两并联岩心管中的阻力因子、高低渗管中产液速度变化特征及泡沫驱油时的采出程度与注入压差的变化特征。实验结果表明:起泡剂FCY产生的泡沫阻力因子随渗透率级差的增大而先增大后减小;泡沫能使高渗管的产液速度减小,而使低渗管的产液速度增大;并联岩心管饱和油后采用泡沫驱,注入0.85PV泡沫时,才能形成有效封堵,而且渗透率级差越大,最终注入压差越低;泡沫驱能同时提高高渗管和低渗管的原油采出程度,但随着渗透率级差的增大,高渗管采出程度略有增加,而低渗管采出程度略有降低。

起泡剂稳定性能评价实验

对于高含水油藏后期开采,采用气水交替技术可以提高波及效率、改善油层的动用程度,达到提高原油采收率的目的。由于泡沫可以作为驱替介质的流度控制剂,如果在气水交替注入方式中采用合适的泡沫,则可以改善吸水(吸气)剖面,提高油层动用程度,从而显著改善气水交替注入方式的开采效果。针对油藏地质特点,在不同条件下对几种起泡剂的发泡能力和稳定性进行了测试评价并优选了起泡剂用量。综合考虑几种因素后选择出性能最佳的一种起泡剂,能够满足气驱过程中选择性地堵塞高含水层的要求,起到调驱和调剖的作用。

胜利油田稠油热采数值模拟研究进展

"十一五"以来,胜利油田将数值模拟技术贯穿于稠油热采开发的整个过程,在常规应用方面取得了巨大进展,新建产能超过800×104t。回顾了"十一五"以来胜利油田稠油热采数值模拟方面的研究成果,对近年来稠油油藏开发的热点技术,如火烧油层、泡沫蒸汽驱、HDCS强化热采、热采多分支井等的驱油机理进行了总结概括;在此基础上,重点分析了这几种稠油热采开发方式数值模拟的技术关键,详细说明了模拟过程中其具体的处理办法及现场应用效果。根据研究现状指出了稠油热采数值模拟软件的发展方向,当前最主要是解决稠油油藏敏感性、热化学驱及稠油的非达西渗流3方面的数值模拟问题。

注蒸汽热力采油泡沫剂的热稳定性

利用建立的细长管流动模型,进行了蒸汽驱泡沫剂的热降解实验研究,以确定添加的泡沫剂在蒸汽腔中的持久性。细长管流动模型中装填辽河油田锦45块于楼油层实际岩心砂,在中国蒸汽驱典型区块的油藏压力与饱和蒸汽温度条件下进行20 d实验,结合实验结果与理论公式计算分析后发现:添加的泡沫剂热降解反应模式为一级反应,200℃、250℃和300℃下的热降解速率常数分别为9.35×10-8 s-1、17.80×10-8 s-1和24.53×10-8 s-1。建立了泡沫剂热降解动力学模型,可以计算任意温度条件下泡沫剂热降解速率和半衰期,100℃、150℃、200℃、250℃和300℃时,泡沫剂的半衰期分别为370 d、160 d、83 d、49 d和31 d,说明对中国大多数注蒸汽油藏可以通过注入泡沫剂改善注蒸汽开发效果,但对于深层高压稠油油藏,当温度超过300℃时,泡沫剂持久性较差。

注蒸汽气化氮碳泡沫封堵汽窜技术及应用

针对单家寺油田单56块部分油井汽窜严重的实际情况,研制了封堵汽窜调剖剂。在分析封堵汽窜机理的基础上,对封窜剂性能进行了实验评价,形成了注蒸汽气化氮碳泡沫封堵汽窜工艺技术,即先将引发剂氨基甲酸铵与发泡剂QP-2混合注入地层,然后注蒸汽,在高温下氨基甲酸铵气化产生的氨气和二氧化碳以及QP-2产生的泡沫在注入蒸汽的推动下进入汽窜通道,进行封堵。该技术已在单56块应用了三个井组11井次,有效率100％,平均井组产油量由措施前的49.2t/d上升到措施后的60.7t/d,累积增产原油10632.5t,取得较好的应用效果。

蒸汽驱二氧化碳泡沫调驱技术研究与应用

杜229块超稠油蒸汽驱先导试验区井组自转驱以来,经历"蒸汽吞吐预热"和"蒸汽驱替"阶段以后,进入"蒸汽突破"阶段,蒸汽驱替效率低,油层在纵向上动用不均,油井在平面上受效不同,大部分油井温度高、含水高、产油量下降快。为延缓"蒸汽突破"阶段产油量递减,进一步提高油藏采收率,通过室内实验研究评价得到CO_2泡沫复合体系。该体系能够有效补充油层能量,对油层大孔隙、高渗透通道进行有效封堵,迫使蒸汽转向驱扫低渗透油层区域,调整蒸汽驱替方向,起到调整油层纵向动用剖面和改善油井平面均匀受效程度的作用,同时溶解原油降黏,产生弹性驱动力,增加助排渗流能力,达到提高蒸汽驱替效率的目的。现场应用表明,井组油层纵向动用程度明显改善,平面上各口生产井受效程度得到调整,整个井组生产效果明显提高,对维持油田持续稳产具有重要作用。

缝洞型油藏裂缝中泡沫辅助气驱运移特征

泡沫辅助气驱是缝洞型油藏极具潜力的提高采收率技术。裂缝作为缝洞型油藏流体的主要流动通道,在岩溶成藏过程中以“等径”和“变径”形式发育。为了系统地研究泡沫辅助气驱在缝洞型碳酸盐岩油藏裂缝介质中的流动特征及驱油效果,本文设计了不同开度的等径、变径裂缝相似模型和微观可视化模型,开展泡沫辅助气驱物理模拟实验。结果表明:小开度裂缝中,泡沫辅助气驱容易形成气液段塞,气体被微小压缩后易突破泡沫段塞形成气体优势通道;大开度裂缝中,泡沫以多个微小段塞的形式堆积,产生堆积叠加效应,驱油效果优于比小开度裂缝;在变开度裂缝中,泡沫段塞随裂缝开度变化而发生形变,泡沫堆积程度越高,则稳定性越强,提高采收率效果越好。泡沫前缘有4种类型:微尺度泡沫伴随堆积型、小尺度泡沫堆积型、中尺度泡沫轻微变形型、大尺度泡沫严重变形型,它们的稳定性依次递减。在亲油性裂缝中,泡沫前缘气液界面的流动基本符合Poiseuille速度分布,随着弯曲液面附加压力不平衡逐渐加剧,气相逐渐突破气液界面的趋势明显。

阻断清道夫受体AⅠ对巨噬细胞源泡沫细胞基质金属蛋白酶及其组织抑制剂表达的影响

为探讨巨噬细胞源泡沫细胞基质金属蛋白酶及其组织抑制剂的表达及活性与清道夫受体AⅠ的关系 ,应用油红O染色、高效液相色谱法检测巨噬细胞的泡沫化 ,逆转录聚合酶链反应检测细胞清道夫受体AⅠ的表达 ,Westernblot、明胶酶谱法观测巨噬细胞泡沫化后阻断清道夫受体AⅠ对THP 1细胞基质金属蛋白酶 2、基质金属蛋白酶 9、组织型基质金属蛋白酶抑制剂 1及组织型基质金属蛋白酶抑制剂 2表达的影响。结果发现 ,THP 1细胞在佛波酯处理 2 4h后有清道夫受体AⅠ的表达 ,清道夫受体AⅠ反义寡核苷酸及其抗体能显著降低基质金属蛋白酶2和基质金属蛋白酶 9的蛋白表达和活性 ,并增加组织型基质金属蛋白酶抑制剂 1和组织型基质金属蛋白酶抑制剂 2的表达。结果提示 ,阻断清道夫受体AⅠ有助于基质金属蛋白酶与组织型基质金属蛋白酶抑制剂的平衡维持 。

高温气体驱油技术在超稠油开发中的应用

针对辽河油区超稠油蒸汽吞吐中、后期暴露出来的开采矛盾,利用注入到地层内的高温气体驱油体系在地层条件下发生反应生成的CO2气体、反应生成物以及表面活性剂的协同效应,达到提高蒸汽波及体积和驱油效率的作用。研究表明,开发研制出的高温气体驱油剂具有较好的发泡和降粘作用,且对油层不产生任何污染。该项技术的成功应用,为改善超稠油高轮次井蒸汽吞吐效果提供了新的技术途径,在稠油开采领域具有广阔的应用前景。

一种提高稠油采收率的技术──混相水驱

稠油混相水驱是稠油吞吐热采降压开采后提高采收率的一种技术。它是利用氮气、泡沫及活性剂各自不同的特性，来提高驱油效率和扩大波及体积，达到提高最终采收率的目的。经室内模拟认为：该技术比常规水驱驱油效率提高30％，采收率提高7％；配套工艺技术比蒸汽驱简单且投资少。

氮气泡沫调驱技术及其矿场应用

渤海油田储层非均质、原油黏度大,强注强采引起注入水层内绕流和层间窜流,水驱开发效果较差。采用室内实验和物理模拟方法研究了氮气泡沫调驱工艺技术,根据泡沫半衰期、阻力系数和采收率等指标优选出氮气泡沫体系并确定了注入方案,水驱阶段采收率分别为27.7%,26.8%和28.3%,相比水驱泡沫连续注入、2个段塞注入、3个段塞注入分别提高19.7%,23.5%和31.7%;泡沫采取小段塞分段注入效果更好。矿场应用表明:泡沫连续注入井组平均含水率下降5%,累计增油量1.86×10~4 m^3,有效期12个月;而泡沫分段塞间隔注入井组平均含水率下降7.6%,累计增油量3.58×10~4 m^3,有效期19个月。泡沫分段塞间隔注入好于连续注入,可有效解决气窜和吸液剖面反转问题,为改善水驱开发效果提供了新途径。

CO_2泡沫蒸汽驱油藏适应性研究

根据胜利地质条件,利用数值模拟方法,采用半经验模型,研究了CO2泡沫蒸汽驱对油藏的适应性。研究结果表明:CO2泡沫蒸汽驱对不同韵律地层都有较好的适应性,更适用于正韵律地层;油藏深度是影响开发效果的重要因素,采用CO2泡沫蒸汽驱技术的油藏埋深下限为1400m;地层连通性好的地层,开发效果较好;该开发方式对于非均质性地层和不同粘度的油藏都有非常良好的适应性。所得结果对于现场应用具有借鉴和指导作用,为我国处于蒸汽驱的稠油油藏提供了一种有效的开发技术。

泡沫辅助减氧空气驱关键技术及应用

泡沫辅助减氧空气驱技术突破单一气驱局限性,综合气驱和泡沫驱的技术优势,具有快速补充地层能量、提高波及体积的双重效果,又克服了空气气窜的缺点。通过对气液比、注采比等关键技术参数优化,在特低渗油藏历经十年的现场应用表明,该技术在扩大波及体积、提高地层能量和采收率方面效果显著,且未发生气窜,具有较强的技术适应性和良好的推广应用前景。

杜66块火驱注气井耐高温泡沫调剖技术

辽河油田杜66块为薄互层稠油油藏,经多周期蒸汽吞吐后转入多层火驱开发,因储层非均质性较强、蒸汽吞吐动用不均、空气超覆等原因,注入空气推进不均匀,纵向动用程度不足70%,井组各生产井尾气排量大,影响了开发效果。结合火驱开发特点及温场情况,优选了具有耐高温性能的泡沫调剖剂,其在300℃下阻力因子可达40,并优化了施工参数及施工工艺。现场试验表明,耐高温泡沫调剖技术可有效改善火驱注气井吸气剖面,缓解平面气窜。该工艺为多层火驱开发积累了宝贵经验,值得借鉴与推广。