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。     

辛基酚聚氧乙烯醚羧酸钠对塔河稠油的降黏作用研究

通过丙酮溶剂法合成了降黏剂辛基酚聚氧乙烯醚羧酸钠(RJY-8),考察了其在不同条件下的热稳定性和耐盐性,降黏剂质量分数、油水比、温度对其降黏效果的影响,以及助溶剂、聚合物对它的降黏增效作用,得到了适应于塔河稠油的降黏配方。结果表明:RJY-8具有较高的热稳定性,在高盐地层水中仍能保持优异的界面活性;增大RJY-8用量、降低油水比以及升高乳化温度均可提高塔河稠油的降黏率;尿素及部分水解聚丙烯酰胺均可提高RJY-8的降黏效果,二者复配使用能降低降黏剂的成本。因此,选用RJY-8与部分水解聚丙烯酰胺、尿素复配作为塔河稠油的降黏配方。     

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.     

油溶性特稠原油降黏剂——PAEH的研制

首先合成了一定分子量的聚丙烯酸,然后再分别连续投加山梨醇和硬脂酸,通过两步酯化反应合成了一种聚丙烯酸高碳醇酯衍生物油溶性稠油降黏剂———PAEH.研究了合成条件对产物降黏效果的影响,得出了最佳合成条件:丙烯酸、多元醇、硬脂酸的物质量比为1∶0.6∶0.6,合成温度110~115℃,合成时间5~7h.讨论了该降黏剂加量和温度对其降黏效果的影响.结果表明,当其浓度为0.8g/L,温度在42.5~50.0℃时,具有最佳降黏效果.PAEH稠油降黏剂生产工艺简单,产率高,对高稠原油降黏效果明显.     

超深稠油高温高压井筒降黏举升摩阻的实验研究

新疆塔河油田深层稠油在井筒举升过程中,由于温度的降低,原油逐渐失去流动性。稠油降黏是有效降低井筒举升摩阻的途径。根据现场掺降黏剂工艺,建立了室内高温高压井筒流动模拟实验装置,实验研究了温度、压力及流速对稠油井筒举升流动摩阻的影响,得到了不同降黏方式井筒举升摩阻梯度分布,在已有井筒压降计算模型的基础上,构筑了室内井筒流动模拟装置与实际井筒之间的压降换算关系,得到了不同降黏方式塔河原油在实际井筒中的压力分布。实验结果表明:原油在垂直井筒中举升摩阻随压力和流速的增加而增大,随着温度的升高而降低,但流速越大,井筒流动摩阻增加趋势渐缓。在井下3 000 m处掺降黏剂使稠油更易举升至井口,降黏效果为复合降黏剂油溶性降黏剂掺稀降黏。     

超深稠油高温高压井筒降黏举升摩阻实验研究

新疆深层稠油在井筒举升过程中,由于温度的降低,原油会逐渐失去流动性。稠油降黏是有效降低井筒举升摩阻的途径。根据现场掺降黏剂工艺,建立了室内高温高压井筒流动模拟实验装置,实验研究了温度、压力及流速对稠油井筒举升流动摩阻的影响,得到了不同降黏方式井筒举升摩阻梯度分布,在已有井筒压降计算模型的基础上,构筑了室内井筒流动模拟装置与实际井筒之间的压降换算关系,得到了不同降黏方式塔河原油在实际井筒中压力分布。实验表明：原油在垂直井筒中举升摩阻随压力和流速的增加而增大,随着温度的升高而降低,但流速越大,井筒流动摩阻增加趋势渐缓。在井下3000m处掺降黏剂使稠油更易举升至井口,降黏效果：复合降黏剂＞油溶性降黏剂＞掺稀降黏。     

稠油油溶性降黏剂ASAM/C/O的合成与评价

分析了造成稠油高黏的原因及降黏剂的降黏机理,对降黏剂的分子结构进行设计.先以丙烯酸(A)、苯乙烯(S)、丙烯酰胺(AM)为原料合成了中间产物——三元共聚物ASAM,然后以ASAM、多元醇、长链烷基酸为原料通过两步酯化反应合成了一种稠油油溶性降黏剂ASAM/C/O.通过正交实验确定出中间产物ASAM的最佳合成条件:单体质量比m(丙烯酸)∶m(苯乙烯)∶m(丙烯酰胺)为6∶3∶2,引发剂质量分数1.3%,反应时间为6 h.降黏剂ASAM/C/O的最佳合成条件∶m(ASAM)∶m(C)∶m(O)取6∶2∶1.5,长链烷基酸的碳链长度取18,反应温度在110～120℃之间,反应时间为6 h左右.降黏剂ASAM/C/O具有较好的降黏效果;降黏率与温度有关,随温度降低,降黏率升高;加剂处理后稠油体系的活化能大幅度降低,说明体系内的结构强度减弱.     

落球黏度计对QK17-2油田原油黏温的影响

利用高温高压落球黏度计和高温高压转配样装置对QK17-2油田原油黏温特征进行了室内实验研究,分别测量了不同温度、不同压力条件下该油田原油和油水混合物的黏温及油藏条件下注入不同氮气量时油气混合液的黏温。研究结果表明,高含蜡导致QK17-2油田原油在一般高温下黏温异常增高,偏离黏温指数曲线;油水混合液的黏温随含水率变化存在极大值;注氮气达气油比为20以后,降黏效果不明显。     

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。     

稠油降黏新技术的研究进展

稠油中含有大量胶质、沥青质,造成其黏度高、密度大、流动性差,给稠油的开采和输送造成了很大困难.常规降黏方法,包括加热降黏、稀释降黏及乳化降黏,都有其不可克服的缺点.介绍了5种新型降黏技术的作用机理及其在国内的研究应用情况,包括油溶性降黏剂降黏、水热催化裂解降黏、微生物降黏、超声波降黏、磁处理降黏.指出目前单一降黏方法难以解决稠油的开采和输送问题,采用合理的复配技术是解决稠油降黏的有效途径.     

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。     

超低渗透油藏见水微观机理研究

从微观角度和宏观角度研究超低渗透油藏见水微观机理和见水特征。微观角度主要以室内实验为基础,首先通过恒流速和恒压差水驱油实验说明超低渗水驱过程中由于油水两相界面的存在导致的水驱油渗流阻力增加;然后通过渗流阻力分析和动态毛管压力实验研究了储层孔喉结构对水驱能力的影响以及水驱油渗流阻力增加的主要原因,结果表明当润湿相水与非润湿相油形成油水界面时,油水两相界面的阻力却远大于水驱油的毛管压力,会导致局部孔隙吼道被油水界面切断,从而不参与渗流。     

两亲性嵌段聚合物稠油降黏剂的合成与性能评价

稠油降黏冷采是一种重要的稠油开采方式。设计并合成一种两亲性嵌段聚合物降黏剂HPAM/AOS。该降黏剂具有较高的表面活性,且其亲水嵌段中含有大量极性基团,使其同时具有较强的乳化能力及稠油亲和性,从而有效提高了降黏效果。利用旋滴界面张力仪、电稳定性测定仪及激光粒度分析仪等测定降黏剂对稠油的乳化能力,通过Zeta电位仪测定降黏剂对稠油的亲和性。结果发现:与聚丙烯酰胺(hydrolyzed polyacrylamide,HPAM)相比,HPAM/AOS油水界面张力降低了98.2%,达0.007 mN/m,破乳电压提高了104.9%,达420 V;与α-烯烃磺酸钠(alpha-olefin sulfonate, AOS)相比,HPAM/AOS稠油乳液Zeta电势绝对值降低了75.3%,为-17.8 mV,具有更强的稠油亲和性。总体上,与HPAM及AOS相比,HPAM/AOS稠油降黏率分别提升了74.2%及48.7%,降黏效果明显。     

普通稠油降黏剂驱物理模拟和数值模拟

为实现普通稠油热采向降黏剂驱的转换,首先通过实验评价了降黏剂的静态性能参数,然后通过岩心驱替实验开展了降黏剂驱注入特征和驱油效果研究,其次通过微观可视化实验研究了降黏剂驱提高采收率的机理,最后运用非线性混合法则的方法,得到了降黏剂在数值模拟中的实现方法;并对物理模拟结果进行了数值模拟计算和历史拟合。研究结果表明,稠油降黏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、压力快速下降阶段和压力低位运行阶段;降黏剂驱可以降低稠油启动压力梯度,减小驱替压力,实施降黏剂驱后采收率提高了12. 4%,总采收率达到46. 6%;降黏剂驱提高采收率的主要机理是降低原油黏度,减少残余油饱和度;采用非线性混合规则表征了原油黏度随降黏剂浓度的非线性变化规律,该表征方法可以应用于数值模拟计算,计算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。     

安塞油田长10储层渗流特征研究

为了全面研究陕北低渗透油田—安塞油田长10油藏渗流机理,解决开发过程中渗流阻力大、注水效果差等问题,进一步改善油田开发效果,应用室内高精度微量泵和高精度压差传感器对长10储层岩心开展了油水渗流特征、水驱油效率、启动压力梯度等多项实验研究,并推导了低渗透油田IPR新方程,结果表明该储层原油的物性非均质性较强,流体渗流不遵循达西定律,存在启动压力梯度且启动压力梯度与储层的渗透率成反比;油水两相渗流特征反映束缚水饱和度较高,油水两相流动范围窄,具有典型的低渗亲水油藏特征,因此可通过降低启动压力梯度、增大生产压差来改善开发效果。     

破乳剂对含聚乳状液破乳及油水界面膜作用研究

采用界面张力仪、界面流变仪和微弱电特性分析仪研究了两种破乳剂对含聚乳状液油水界面张力、界面黏弹性和油膜破裂过程以及对乳状液破乳脱水效果的影响.结果表明:破乳剂顶替油水界面上的聚合物和天然活性物质吸附到界面,使界面黏弹性降低,界面膜变薄,最终导致膜破裂,乳状液破乳;破乳剂对油水界面黏弹性的影响表现出以弹性为主的特征,对含聚的水包油型乳状液的破乳,水溶性破乳剂更适合.     

超低渗油藏动态毛管压力研究

毛管压力对储层油水两相的渗流有重要影响。通过实验研究了超低渗储层的渗流阻力特征。在此基础上建立了考虑动态毛管压力的超低渗透储层油水两相渗流数学模型。分析了动态毛管压力的敏感因素和动态毛管压力对油水两相渗流的影响。研究表明:超低渗透油藏毛管压力的动态效应明显。动态毛管压力的τs因数或注入速度越大,动态毛管压力越大;水驱前缘处动态毛管压力最大,动态毛管压力的存在阻碍了油水前缘的推进速度,降低了产油量;对于水湿超低渗透油藏,动态毛管压力使含水率上升更快,而对于油湿性油藏来说,动态毛管压力的存在降低了含水率上升速度。研究成果对于认识超低渗透油层的油水两相渗流规律具有重要意义。     

稠油油溶性降黏剂的合成与评价

采用丙烯酸十八酯(SA)、苯乙烯(S)、顺丁烯二酸酐(MAH)、丙烯酰胺衍生物(AA)作为聚合反应的单体,通过溶液聚合的方法合成一种油溶性四元聚合物SSAM。在实验中探讨温度、时间和反应物的配比等因素对降黏效果的影响。结果表明:降黏剂加入量为700μg·g~(-1)时,在50℃使春晖稠油的表观黏度下降70%以上,净降黏率到达了40%,有良好的降黏效果。     

超稠油催化改质降粘研究

以春晖超稠油为原料,采用自制催化剂于高温高压反应釜中,模拟研究了稠油在开采过程中全温度段50~250℃下的催化水热裂解降黏反应;考察了反应温度、催化剂、供氢剂对稠油降黏率的影响,得到最佳工艺条件:反应温度为200℃,油水比为7∶3,反应时间为24 h,供氢剂为十氢萘,50℃的降黏率为98%。应用柱层析法对反应前后稠油的族组成进行了测定;并用红外光谱探索稠油反应前后胶质和沥青质的结构变化。反应后重质组分如胶质、沥青质含量明显减少,轻组分饱和分、芳香分组分显著增多;反应前后胶质和沥青质结构中部分烷烃支链断裂发生加氢反应。     

低渗-特低渗油藏非稳态油水相对渗透率计算模型

考虑低渗-特低渗储层多孔介质中油水渗流特征,建立考虑启动压力梯度、重力及毛管力影响的低渗-特低渗油藏非稳态油水相对渗透率计算模型,进行非稳态油水相对渗透率试验,计算不同影响因素下的油水相对渗透率曲线。结果表明,启动压力梯度作为油水渗流的阻力,对油水相对渗透率、储层压力、剩余油饱和度、产油及产水等影响最为显著,其次是重力,毛管力仅对油相相对渗透率有影响,对水相相对渗透率无影响。