注空氣提高采收率機理調(diào)研

《注空氣提高采收率機理調(diào)研》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、注空氣提高采收率機理調(diào)研輕質(zhì)油藏高壓空氣驅(qū)包含許多復(fù)雜的機理。這些機理包括煙道氣驅(qū)、油藏增壓。原油膨脹、黏度降低、原油中輕質(zhì)組分的抽提效應(yīng)以及熱效應(yīng)等。早期的注空氣應(yīng)用主要是利用空氣的增壓保壓等常規(guī)氣驅(qū)機理。因而空氣驅(qū)過程中作為次要機理的熱效應(yīng)并沒有考慮進來。氧化熱前緣直接驅(qū)替原油的程度取決于煙道氣的波及程度。1979年Chekalyuk等⑴認(rèn)為注空氣在提高原油采收率方面具有獨特的經(jīng)濟和技術(shù)優(yōu)勢，在輕質(zhì)油藏中具有如下機理：良好的驅(qū)替效率；近混相及煙道氣對輕坯類具有較好的抽提能力；空氣中的氧氣幾乎全部耗盡；高溫下水蒸氣的超級萃取效應(yīng)。

2、1996年Fassihi等⑵對MedicinePoleMilsUnit和WestHackberry油藏進行空氣驅(qū)經(jīng)濟性評價，認(rèn)為注空氣驅(qū)油主要考慮間接生成的煙道氣的驅(qū)替作用,至于生成的熱量則是次要的。并針對實際油藏把空氣驅(qū)機理分為以下2個模式：傾斜油藏屮的重力驅(qū)替機制和水平井屮氧化前緣驅(qū)替機制。同時他們認(rèn)為，就地燃燒過程中生成的(N285%+C0215%)煙道氣會明顯抽提大量的輕桂組分，隨后形成類似于液化天然氣(NGL)的作用。1998年Greaves等“對NorthSea等地的四個輕質(zhì)油藏的氧化及驅(qū)替機理進行研究，結(jié)果表明，低溫氧

3、化產(chǎn)生的驅(qū)替氣包括C02、CO、N2及蒸館/抽提的輕質(zhì)坯類，氣體突破Z前，產(chǎn)出的為未氧化的原油，煙道氣驅(qū)替波及區(qū)域中的油，并U—定條件下低溫氧化最多產(chǎn)生7-9.2%的C02o2002年Shokoya等⑷為了研究輕質(zhì)油藏注空氣就地生成的煙道氣與原油混相情況及其對采收率的貢獻開展了細(xì)管驅(qū)替實驗，結(jié)果表明油藏條件下，煙道氣無法與原油實現(xiàn)混相驅(qū)。而在高于油藏壓力條件下，向前多次蒸發(fā)/凝析過程中更多的輕質(zhì)、屮質(zhì)組分抽提到氣相中，并且在驅(qū)替前緣后面呈層狀流動，類似于近混相驅(qū)，會大幅提高原油輕采收率。2002年Moore等⑸某些情況下反應(yīng)層的溫度

4、升高對采收率起重要作用。在燃燒前緣周圍，一部分原油被蒸發(fā)，沒有被作為燃料消耗的蒸發(fā)相通過煙道氣和蒸汽攜帶到下游油藏的低溫部分，冷凝形成油帶。同時，此過程中的熱量傳遞會降低原油黏度，增加流動性。2006年Kikuchi等回對日本某油田2種不同含油飽和度(40%和17%)的油藏進行燃燒管實驗、PVT實驗及加速量熱實驗。結(jié)果表明對于高含水油藏，高溫氧化前緣的蒸憾作用是主要的驅(qū)替機理。2010年Montes等⑺通過室內(nèi)實驗及Buffalo油田現(xiàn)場情況認(rèn)為空氣驅(qū)不同于常規(guī)的氣體驅(qū)替，其機理不僅包括煙道氣驅(qū)，而且還包括氧化產(chǎn)生的熱效應(yīng)。并且證實

5、了空氣驅(qū)過程屮熱前緣對原油采收率的貢獻。從Buffalo油口注空氣驅(qū)現(xiàn)場效果來看，原油確實發(fā)生了自燃且燃燒前緣對原油產(chǎn)量有著非常重要的影響,通過GOR曲線可判斷，如果出現(xiàn)了平穩(wěn)階段說明發(fā)生燃燒，平穩(wěn)階段之后為常規(guī)的氣驅(qū)GOR特征，呈指數(shù)增加。且從現(xiàn)場取芯來看，確實找到了燃燒前緣驅(qū)替的證據(jù)?？諝庾⑷胗筒靥岣卟墒章始夹g(shù)綜合了許多驅(qū)油機理，對不同的油藏來說，其驅(qū)油機理也有所不同。稠油油藏注空氣是借助原油燃燒產(chǎn)生大量的熱，使稠油降粘而流動。而輕質(zhì)油藏注空氣一般具有以下幾種驅(qū)替機理l8-10J：(1)高壓注空氣補充或提高了油藏壓力；(2)通過

6、氧化或燃燒形成的熱效應(yīng)作用；(3)就地生成的二氧化碳的驅(qū)替作用；(4)二氧化碳溶解導(dǎo)致的降黏作用；(5)水的超抽提效應(yīng)；(6)低溫氧化把氧氣都消耗掉，至少可以實現(xiàn)氮氣驅(qū)或間接的煙道氣驅(qū)；(7)在適當(dāng)?shù)膲毫ο?，煙道氣可以與原油之間發(fā)展為近混相驅(qū)替；(8)由于氧化反應(yīng)的熱效應(yīng)可以產(chǎn)生原油蒸發(fā)氣化、降黏、熱膨脹效應(yīng)；(9)對陡山肖或傾斜的油藏頂部注空氣可以產(chǎn)生重力驅(qū)提作用。當(dāng)在殘余油飽和度下的油藏中注空氣提高采收率時，熱效應(yīng)形成的蒸發(fā)過程和煙道氣驅(qū)對驅(qū)油貢獻起主導(dǎo)作用。在油藏注空氣過程中，形成的煙道氣的主要成分是氮氣，另外含有少量CO、C

7、O2以及一定量的輕質(zhì)組分，因此煙道氣中起驅(qū)提作用的主要是氮氣，其提高采收率機理主要有以下幾個方面：(1)重力穩(wěn)定驅(qū)替。用氮氣進行混相驅(qū)替，往往最小混相壓力MMP比較高，實際油藏壓力無法滿足要求。然而氮氣與乙烷以上的桂類氣體含量高的天然氣、二氧化碳等相比，密度小，而且在油水中溶解性很弱，這些特點都是氮氣進行重力穩(wěn)定驅(qū)油的有利條件。(2)驅(qū)替溶劑段塞。因為二氧化碳和坯類氣體的價格不如氮氣優(yōu)越，為了降低二氧化碳和桂類氣體混相驅(qū)提成本，采用氮氣推動溶劑段塞混相驅(qū)替以提高采收率。如果溶劑段塞尺寸選擇合理，用氮氣推動溶劑段塞的驅(qū)油效果和連續(xù)注入

8、溶劑的效果是相同的，而前者的經(jīng)濟效益要比后者高的多。綜上所述，輕質(zhì)油藏注空氣過程中各種驅(qū)替機制的綜合作用將會使原油采收率大幅度提高。然而，從目前研究現(xiàn)狀來看，一些驅(qū)油機制仍然存在著爭議，而且每種驅(qū)替機制對采收率的貢獻大小也不明確。因此