稠油低温氧化过程结焦行为实验

采用热重(TGA)、差热(DSC)和高温高压反应釜实验,研究稠油在空气和氮气介质中热转化过程及其反应产物,分析稠油油藏注空气过程中低温氧化对稠油结焦反应的影响,考察稠油在不同反应条件下的临界结焦温度。实验结果表明:随着温度升高,稠油在空气介质中的热转化过程经历低温氧化、沉积结焦和高温氧化3个阶段;低温氧化使稠油的临界结焦温度降低,稠油在氮气介质中的临界结焦温度约为400℃,而在空气中经历低温氧化后其临界结焦温度降低至280℃。结合稠油结焦机制分析认为其临界结焦温度降低与低温氧化存在显著热效应及组分变化有关,低温氧化过程导致稠油上述变化降低其胶体结构稳定性,引起相分离,加速沥青质物理聚沉,发生化学共聚生焦。     

新疆油田低渗透区块空气驱实验研究

低渗透油藏由于地层能量衰竭较快且注水困难,一次及二次采收率较低,故考虑采用注空气技术来维持地层压力、提高采收率.相对于其他气驱技术,空气驱具有来源广、成本低的显著优势.通过对C-9井区原油低温氧化实验及空气驱实验,研究了目标区块原油的低温氧化特性及油藏条件下的空气驱提高原油采收率幅度.主要从注空气安全和提高采收率潜力方面评价了空气驱低温氧化工艺的可行性.实验结果表明,在相对低温条件下C-9区块原油可以有效消耗氧气,即使氧化速率缓慢,但是考虑空气在油藏中滞留时间及氧化反应的热效率,仍可以保证注气安全,空气驱二次采油可以得到较高的采收率,但是对于剩余油饱和度低的三次采油,空气驱提高采收率的幅度相对较低.     

轻质油藏注空气过程中原油低温氧化反应的O2-CO2转换率

根据注空气过程中原油低温氧化反应机理和实验结果,分析氧气消耗率和CO2转换率及其影响因素。根据不同条件下原油低温氧化实验和高温氧化实验,计算分析了不同反应条件下的CO2转换率。实验结果表明,原油的低温氧化活性和CO2转化率主要受原油种类、反应温度、气体压力和砂的影响。温度和压力越高,反应速率越快,氧气消耗越完全,CO2转换率越大;加入砂后,反应速率加快,氧气消耗量增多,CO2转换率增高。与高温氧化相比,低温氧化的CO2转换率低于65%,通常在20%~50%范围内。     

重力稳定气驱判别模型和试验

通过室内试验,研究储层倾角、注入速率和原油黏度等因素对重力稳定注气提高驱油效率的影响,根据注采数据和管内残余油砂分布,分析其提高采收率原理。通过理论推导,建立简易量化的顶部注气重力稳定判别模型NGAGI,综合考虑储层倾角、渗透率、驱替液与被驱替液密度差异、原油黏度和注气速率等因素的影响。结果表明:增大地层倾角、减小注气速率和降低原油黏度,可延长重力稳定高效驱油时间,提高采收率,气驱后管内残余油砂分布显示,排除端部效应导致模型两端效果不好,模型中部重力稳定气驱后残余油饱和度低于10%;当NGAGI1时,可实现重力稳定气驱模式,并通过室内和矿场试验验证,可有效评价重力稳定气驱前缘稳定性,为油田矿场应用提供一定的决策依据。     

注超临界CO_2开采高温废弃气藏地热机制与采热能力分析

高温废弃气藏具有巨大的地热开采潜力。在对比分析超临界CO2和常规携热介质水的热物性基础上,提出注超临界CO2开采高温废弃气藏地热的方法。利用数值模拟方法对CO2在高温废弃气藏中的采热能力及影响因素进行评估。结果表明,由于CO2具有很高的可注性和流动性,超临界CO2的采热速率可达到水的1.5倍;利用CO2循环开采高温气藏地热,不仅可以实现高效地热开发,还可以实现CO2地质埋存;对废弃气藏而言,可以充分利用现有井网和地面设施,减少初期资本投入,实现高温废弃气藏地热的有效和经济开发,进一步提高气藏的利用价值,延长其经济寿命。     

三牙轮钻头喷射流至井底位置及喷距的计算

本文在以钻头中心线为Z轴,钻头顶部端面为XOY平面所建立的空间坐标系OXYZ中,推导了射流轴线方程及井底形状曲面方程,从而提出了确定牙轮钻头喷射射流冲击井底位置及喷距计算的一种解析方法,并给出了计算机程序框图及计算示例。与原来的图解法相比,解析法具有简单、准确及通用性好等特点,为钻头设计及喷射钻井参数设计提供了方便。     

南海北部陆坡浅水流评估及深水钻井防治措施

深水钻井中浅水流喷发会对钻井安全产生很大影响。基于浅水流形成条件和南海北部陆坡古地质环境,分析目标海域浅水流的潜在风险。根据水流喷出速率,量化浅水流危害等级,并建立能够模拟浅水流上喷或喷出的数值模拟模型,分析典型工况下浅水流层压力、规模、孔渗条件及钻速对其喷出过程的影响。结果表明:南海北部陆坡存在浅水流形成的古地质条件,但浅水流规模较小,压力系数较低,钻进中发生严重浅水流危害的概率较低;浅水流喷发具有"压力-水瞬间高速释放"的特征;采用低密度海水钻井液钻进,钻遇压力系数为1.15的浅水流层,钻井液停止循环后水流喷出速率和喷出量可达70 m~3/h和60 m~3;浅水流喷发主要受其压力和规模控制。针对目标海域浅水流特征及控制因素,提出了控制浅水流危害的措施。     

注空气泡沫低温氧化工艺提高采收率试验

针对中原油田胡12块油藏非均质性严重及水驱效果差的现状,对原油-空气泡沫的氧化特性、封堵效果及其影响因素、驱油效果进行模拟试验研究.结果表明:胡12块原油具有较好的氧化活性,温度、压力、含水饱和度与黏土含量对氧化速率都有影响;空气泡沫的存在对原油静态氧化有一定影响,而对油藏条件下的动态氧化影响不大;气液比为1:1-2:1、温度越低、压力及岩心渗透率越高时,泡沫稳定性越好,封堵能力越强;空气泡沫驱阶段可提高驱油效率13%～24%,适用于非均质严重地层提高原油采收率.     

注空气采油油井产出气体燃爆特性

注空气采油工艺过程中存在产出气爆炸等安全问题,在分析产出气-空气混合物爆炸体积分数极限主要影响因素的基础上,利用Le Chatlier公式和图版计算混合物的爆炸体积分数极限,估算临界氧含量,采用圆柱状爆炸容器,在20～90 ℃、0.2～1.2 MPa下对产出气-空气混合物进行燃爆特性试验,确定爆炸体积分数极限范围、临界氧含量及爆炸区域,制定油井氧含量的安全标准.结果表明:可燃产出气的爆炸体积分数极限和临界氧含量受温度、压力、氧含量、点火能量、位置和惰性气体等因素的影响;爆炸范围随温度、压力和氧含量的升高而变宽,危险性增大;临界氧含量随温度、压力的升高而降低;高温高压模拟工况条件下,爆炸范围和氧含量随惰性气体体积分数的增加迅速减小,惰性气体体积分数和氧含量对爆炸体积分数下限影响较小,而对体积分数上限影响很大.     

原油乳状液稳定性光学评价方法研究

以光散射原理为基础,建立了原油乳状液比表面积与时间的关系模型,进一步推导了原油乳状液衰变速率表达式。借助近红外扫描仪,评价了石油磺酸盐原油乳状液和碱原油乳状液两种体系的稳定性。红外扫描实验结果表明,碱原油乳状液体系、石油磺酸盐阴离子表面活性剂原油乳状液体系、OP-15非离子表面活性剂原油乳状液体系的半衰期分别为10.92,0.96,0.26 h。对各种原油乳状液体系的衰变速率进行了定量计算,计算结果表明,碱原油乳状液体系、石油磺酸盐阴离子表面活性剂原油乳状液体系、OP-15非离子表面活性剂原油乳状液体系的液珠衰变速率分别为0.000 652,0.055 6,0.121 8。计算结果和常规析水指数测定结果在分析原油乳状液稳定性方面具有一致性,验证了所建立的数学模型在原油乳状液稳定性评价中的可行性。