普通稠油降粘剂驱物理模拟和数值模拟

为实现普通稠油热采转化学驱,通过物理模拟实验和数值模拟方法研究了降粘剂驱提高稠油采收率的驱替机理。首先通过实验评价了降粘剂的性能参数,然后通过岩心驱替实验开展了降粘剂驱注入特征和驱油效果研究,通过微观可视化实验研究了降粘剂驱提高采收率的机理,最后对物理模拟实验结果进行了数值模拟和历史拟合。研究结果表明,稠油降粘剂驱过程中能够形成稳定的水包油乳状液,稠油驱替过程可划分三个阶段：启动压力突破阶段,压力快速下降阶段,压力低位运行阶段;降粘剂驱可以降低稠油启动压力梯度,减小驱替压力,实施降粘剂驱后采收率提高了12.4%,总采收率达到46.6%;降粘剂提高采收率的主要机理是降低原油粘度,减少残余油饱和度;采用非线性混合规则拟合实验结果,表征了原油粘度随降粘剂浓度的变化规律,可以应用于数值模拟计算,模拟结果和实验值拟合得较好;先导试验表明该技术能够降低水井注入压力,降水增油效果显著,试验区内油井全面见效。     

稠油油藏化学降黏驱全耦合数值模拟方法

化学降黏驱是提高稠油采收率的新方法,现有的数值模拟方法不能准确描述降黏驱过程中各组分、相间的物理化学变化过程。结合油水两相控制方程、降黏剂浓度传质方程及辅助方程,构建了浓度场-渗流场全耦合化学降黏驱替数学模型,获得了乳液黏度-含水率、降黏剂溶液黏度-浓度及降黏剂溶液与原油界面张力的辅助方程,采用具有有界性的高阶迎风格式克服了一阶迎风格式的不足,提高了浓度散度的计算精度,优选有限体积方法提高了解的准确性,并对降黏驱数值模拟结果与实验结果进行了验证。在此基础上开展了降黏驱数值化实验,优化了降黏驱的注采参数。研究表明：建立的模型可以表征降黏剂的控黏效果;随着降黏剂注入浓度、注入量和注入速度的增加,采出程度逐渐增加,但采收程度增长率逐渐减小;0.4%浓度的降黏剂采收程度提高幅度最大;合理注入量介于0.2～0.6 PV,PV(pore volume)表示孔隙体积;推荐选用段塞较大、段塞中降黏剂浓度较高的方案;合理的注入速度应根据油田自身产能设计。该研究为稠油油藏降黏驱开发方式优化与调整提供了重要技术手段。     

适合稠油油藏的新型复合降黏驱油体系研究与应用

海上常规稠油油田前期通常采用注水开发,由于原油黏度相对较高;并且目标储层黏土矿物含量较高,存在较强的水敏现象等原因,稠油油田注水开发效果逐渐变差。为此,以新型改性烷基磺酸盐为主要降黏驱油剂,通过复配以非离子表面活性剂、渗透剂以及高效防膨剂,研制出了一种适合于目标稠油区块的新型复合降黏驱油体系。分析了复合降黏驱油作用机理,并进行了室内实验评价。结果表明,新型复合降黏驱油体系能够有效降低稠油黏度,降低油水界面张力,对储层钻屑具有较好的防膨作用;并且与地层水的配伍性良好;该体系可以使岩心水驱后的采收率提高30%以上,具有良好的降黏驱油效果。现场应用结果表明,经新型复合降黏驱油体系处理的三口井,平均日产油量提高48.6m3/d,平均含水率下降82.7%,达到了良好的增产效果。     

氮气泡沫热水驱油机理及实验研究

借助室内实验和数值模拟,研究了氮气泡沫热水驱提高稠油采收率的机理.结果表明:在注热水的同时注入氮气和泡沫可以大大提高稠油的采收率,其机理主要表现在降黏、原油体积膨胀、调剖等方面.氮气泡沫热水驱和热水驱的对比试验显示氮气泡沫热水驱不仅可以提高采收率,而且还可以提高采油速度.     

氮气泡沫热水驱油机理及实验研究

借助室内实验和数值模拟，研究了氮气泡沫热水驱提高稠油采收率的机理．结果表明：在注热水的同时注入氮气和泡沫可以大大提高稠油的采收率，其机理主要表现在降黏、原油体积膨胀、调剖等方面．氮气泡沫热水驱和热水驱的对比试验显示氮气泡沫热水驱不仅可以提高采收率，而且还可以提高采油速度．     

乳化降黏剂改善稠油油藏开发效果可视化实验

利用静态实验法评价了不同浓度下乳化降黏剂的洗油效率,确定了降黏剂的最佳浓度范围;通过二维平板可视化装置对比了单纯蒸汽驱与降黏剂辅助蒸汽驱的开发效果,从微观角度解释了降黏剂辅助蒸汽驱提高采收率机理。静态实验结果表明,随着降黏剂质量分数的增加,静态洗油效率逐渐增加,降黏剂质量分数为0.5%时,静态洗油效率为34.1%,比单纯热水洗油效率增加了27.1%。二维平板可视化实验结果表明,降黏剂辅助蒸汽驱阶段采收率为14.2%,比单纯蒸汽驱增加了9.2%,含水率降低了5.5%;微观可视化实验结果表明,加入降黏剂后,驱替通道内形成了水包油乳状液,提高了原油的流动性,增大了洗油效率,同时乳化过程中形成较大的水包油乳状液在一定程度上可以对大孔道进行封堵,使得驱替液转向,扩大了波及体积。     

塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏注气驱油提高采收率机理研究

为了研究塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏注气替油提高采收率机理,开展了原油物性实验、相态分析和注气驱油数值模拟研究。结果表明:塔河油田注氮气驱油为非混相过程,注二氧化碳驱油为混相过程;注氮气驱油的作用机理为降低原油黏度、体积膨胀补充地层能量、驱替微小孔径中的原油及重力分异形成人工气顶置换顶部剩余油;注二氧化碳驱油的作用机理为降低原油黏度、体积膨胀补充地层能量及降低油气界面张力;非混相注气驱油比混相开发效果好。     

低渗稠油油藏蒸汽-CO2-化学剂复合吞吐研究

叙利亚O油田SH-B油藏为典型的低渗孔隙型块状碳酸盐岩稠油油藏,因埋藏深、渗透率低、原油黏度大等特点,注气困难,注气质量差,蒸汽吞吐开采效果差.通过室内实验和数值模拟研究了注蒸汽-CO2-化学剂复合吞吐的效果,结果表明,CO2伴注具有增溶、膨胀、降黏、改善储层渗透性等功能;高温驱油剂(BM02#)在质量分数为0.3％时即可有效降低界面张力、改变岩石润湿性、降低注气汽压力、廷缓蒸汽突破时间、扩大蒸汽波及体积的作用,提高驱替效率10％;油溶剂(OSVR)质量分数为5％时降黏率可达78.3％,且能有效降低注气启动压力以及注气压力,驱替效率提高16％.热化学复合蒸汽吞吐较之纯蒸汽吞吐,第一周期产油量提高49.4％,最终驱替效率提高25.7％,可有效改善油藏开发效果,提高采收率.     

超稠油热化学复合体系影响因素实验研究

胜利油田王庄郑411块运用热-化学复合体系实现了特超稠油油藏的有效动用,其影响热-化学复合体系驱油效率的因素主要有油溶性降黏剂、二氧化碳和蒸汽。运用正交设计原理,对热-化学复合体系驱油的影响因素进行了室内实验研究,分析不同因素对驱替效果及驱替特征的影响。结果表明,蒸汽对热-化学复合体系驱油效果的影响最大,其次是二氧化碳和油溶性降黏剂;且蒸汽对驱油效果的影响远大于后两者。通过分析热-化学复合体系的驱油特征发现,由于油溶性降黏剂和二氧化碳都有较好的降黏作用。先期注入油溶性复合降黏剂和二氧化碳,有效发挥了两者的协同降黏作用,大幅度降低超稠油黏度,从而有效的降低了注汽压力。     

非均质地层中黏弹性稠油的驱替特征

建立了非均质地层中考虑弛张特性的黏弹性稠油驱替的一维数学模型 ,并进行了解析求解 ,所得结果与一般非牛顿原油的驱替进行了比较 ,着重分析了在非均质地层中原油弛张特性对原油采收率的影响 .分析表明 :一定条件下 ,具有不同渗透率小层的地层内驱替黏弹性原油时 ,其采收率比驱替等黏度牛顿原油的要高 ,并且 ,相对采收率 (水驱黏弹性原油的采收率与驱替等黏度牛顿原油的采收率之比 )与地层非均质的变化呈非单调关系     

一种通过数值模拟手段划分CO2驱替相带的新方法 ——以高89块油藏为例

 CO₂驱油提高采收率是今后发展的方向.驱油方式存在混相驱、近混相驱、非混相驱3种.CO₂驱油可以膨胀原油体积、降低黏度、降低界面张力,增加注入量,实现大幅度提高采收率.高89块属于低孔特低渗储层,原油黏度低.通过对高89块地层油进行原油复配,划分了8个拟组分.利用PVTi模块进行相态拟合,拟合体积系数、密度、黏度等参数随压力变化的试验数据.该块地层油进行CO₂驱,原油最小混相压力为28.94MPa.利用软件计算的最小混相压力,与细管试验得到的最小混相压力一致.本文通过数值模拟手段调整生产指数、描述地下裂缝展布,进行了精确历史拟合.预测测试井的井底静压与实测的压力一致,证明了拟合的可靠性.基于高89油藏模型的数值模拟研究,建立了不同驱替方式的生产气油比与压力关系的图版和识别标准.不同的驱替模式在气体饱和度、界面张力、黏度场上存在很大的差异.参考该图版评价了重点见气井的驱替模式.该方法对现场实践具有较高的指导意义.     

非均质地层中黏弹性稠油的驱替特征

建立了非均质地层中考虑弛张特性的黏弹性稠油驱替的一维数学模型，并进行了解析求解，所得结果与一般非牛顿原油的驱替进行了比较，着重分析了在非均质地层中原油弛张特性对原油采收率的影响。分析表明：一定条件下，具有不同渗透率小层的地层内驱替黏弹性原油时，其采收率比驱替等黏度牛顿原油的要高，并且，相对采收率（水驱黏弹性原油的采收率与驱替等黏度牛顿原油的采收率之比）与地层非均质的变化呈非单调关系。     

等粘度聚合物溶液对驱油效果影响研究

通过室内物理模拟实验,设计等黏度驱替实验中两种不同相对分子质量(1.9×107和2.5×107)聚合物溶液的黏度为78.9mPa·s(45℃下),对比了两者的黏弹性及其在等速注入和恒压注入下的驱油效果。实验结果表明,在等速注入和恒压注入,通过降低聚合物相对分子质量提高聚合物溶液浓度保持聚合物溶液黏度不变,低分子量高浓度方案化学驱采收率比高分子量低浓度方案提高近一个百分点;以等速方案最高压力恒定注入方案的化学驱采收率最高;在注入PV数相等时,相同黏度的两种不同聚合物交替注入驱方案驱油效果要优于这两种聚合物整体段塞驱方案。     

稠油油藏注空气燃烧管实验及数值模拟研究

针对新疆某油田J7井区稠油油藏条件,利用燃烧管实验装置研究了火驱过程中温度场及压力场的分布规律,并结合数值模拟研究了影响火驱的重要因素。重点分析了火驱过程中油墙形成对高温燃烧前缘传播稳定性的影响。结果表明,J7井区稠油油藏原油在350℃且黏土存在条件下可实现点火及火线的推进;火线推进到燃烧管3/4处的采收率为60%;油墙的形成使得驱替压差增大,压降主要消耗在该段内,油墙的封堵效应,使得空气注入困难,燃烧变得不稳定。低渗稠油油藏火驱开发将面临2个难题:空气注入困难、火驱见效时间晚。     

低渗低黏油藏CO_2气水交替注入主控因素分析

针对低渗低黏油藏常规注水存在注采压差大、有效驱替压力系统难以建立、产量递减快及常规注气存在气体突破时间早、波及体积小等问题,以中东X油藏为例,利用数值模拟方法对低渗低黏油藏CO_2气水交替注入开发方式进行研究,分别研究储层渗透率、原油黏度、气水比、注入速度、注入周期和注入压力等因素对低渗低黏油藏采收率的影响;基于数值模拟结果,利用灰色关联分析法确定影响CO_2气水交替注入采收率的主控因素。研究结果表明:储层渗透率、原油黏度、气水比和注入速度是影响低渗低黏油藏CO_2气水交替注入开发效果的主控因素,其次是注入周期和注入压力。     

王庄稠油乳化降黏剂的筛选

针对胜利油田王庄稠油黏度大、开采难的问题,对其进行了降黏实验研究.首先测定了不同温度下王庄稠油的黏度.原油的黏温实验表明:王庄原油在温度超过60℃时,黏度随温度的升高变化趋缓.为王庄原油研制了降黏剂JDLH.影响降黏剂JDLH对王庄稠油降黏效果的因素有:降黏剂加量、油水比、降黏温度和矿化度等.实验结果表明:降黏剂JDLH最佳加入量为0.3%,最佳油水体积比为7∶3,降黏温度为50℃;降黏剂JDLH可耐盐15 000 mg/L.用5种不同的降黏剂对王庄稠油做了降黏实验,实验结果表明,降黏剂JDLH的降黏效果最好.     

特低渗透油藏注气驱长岩心物理模拟

西部某油藏的储层物性为低孔特低渗,平均孔隙度12.32%,平均渗透率2.1×10-3μm2,在开发过程中存在注水困难的问题.为了研究油藏注气可行性,在室内进行长岩心驱替实验,得到了不同气体(CO2、N2及烃类干气)改善原油物性的效果,以及注入不同流体(纯水驱、纯N2驱、纯CO2驱、烃类干气驱、N2泡沫驱)提高原油采收率的效果.研究结果表明:在CO2、N2及烃类干气中,CO2能明显改善原油的物性,对原油的降黏效果和膨胀效果较明显,而N2和烃类干气对原油的膨胀不是很明显.与注水相比,注入4种气体都可以大幅度提高特低渗油藏的采收率.在4种气驱中,N2泡沫驱的驱油效率最高,达到57.12%,但驱替压差随着驱替进行而一直升高,而且在实验过程中注入压力超过了地层破裂压力,且注入量也达到7.10 PV的体积,现场实施时应引起高度重视.其次是纯CO2驱,N2驱最差.     

旅大27-2油田稠油油藏流体流动性影响因素

旅大27-2油田开发已经进入到蒸汽吞吐中后期,目前油田含水上升快,蒸汽吞吐开发效果变差。为了更好地对旅大27-2油田进行储量评价以和开发动用。详细研究了稠油族组成、温度、油水乳化、压力、N_2溶解及降黏剂对旅大27-2油田稠油黏度的影响,然后通过流动性实验证实了稠油在储层中的流动性主要受到黏度的影响,明确了温度、油水乳化和降黏剂的使用是影响稠油黏度的主要因素。当温度从50℃升高到100℃时,旅大27-2油田稠油油样黏度从3 665 mPa·s降低到172 mPa·s,降低了95.31%;50℃时,70%含水原油黏度为不含水原油黏度的21.1倍;50℃、降黏剂含量为1.0%时,降黏率为94%。有效地避免或者减弱油水乳化形成油包水乳状液,是有效提高油田开发效果的重要途径。     

致密砂岩油藏CO2驱油提高采收率机理

为研究致密砂岩油藏CO_2驱油提高采收率机理,设计室内CO_2溶解性测试实验、黏度测试实验、高压PVT(压力-体积-温度)实验,并结合致密油CO_2驱现场试验数据,分析了CO_2在油水中的溶解与扩散性能和注CO_2后原油性质变化规律。得出以下结论:CO_2在水和油中的传质扩散系数和平衡溶解度都随压力增大呈线性增加。在油水两相共存情况下,CO_2的有效传质扩散系数降低96%。注CO_2后原油黏度大幅度降低,流动性明显增强。随着CO_2注入体积分数增加,原油密度降低,泡点压力增大,CO_2在原油中的溶解度上升,重质组分沉淀量也随之增加。同一体积分数下,随着CO_2注入压力升高,原油黏度降低、密度降低、重质组分沉淀量增加。实验结果可以为致密砂岩油藏CO_2驱油提供指导。     

彰武地区稠油黏度与温度、含水率关系的研究以及降黏剂的优选评价

以彰武地区稠油为研究对象,以室内实验为依据,讨论了温度、含水率对该地区稠油黏度的影响。实验表明,该区块稠油黏度对温度比较敏感,随着温度的升高呈现指数式减小,黏温曲线的拐点在50℃左右。原油黏度-含水率关系曲线转相点的含水率在50%左右;在该转相点之前,黏度随含水率的升高而增大;在转相点处达到最大值;转折点之后黏度随含水率的升高而降低。因此可以通过提高井筒温度降低原油黏度,同时控制原油的含水率远离黏度-含水率曲线的转相点。此外还针对该区块稠油黏度大、开采难的问题,进行了化学降黏剂的筛选评价。在所评价的11种降黏剂中,HEOR—5的降黏效果最好。