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烟道气驱油

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烟道 气驱油
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北京石大汉和石油技术开发有限公司2011年 11月烟道气驱油机理内 道气性质烟道气,也称惰性气体,是天然气或原油等有机物在完全燃烧后生成的产物,通常含 80%氮气和 15%二氧化碳以及少量杂质,也称排出气体。处理过的烟道气,可用作驱油剂。烟道气的化学成分不固定,其性质主要取决于氮气和二氧化碳在烟道气中所占的比例。烟道气具有可压缩性、 溶解性、 可混相性及腐蚀性。2、烟道气驱油机理经过对辽河油田洼 38块进行室内物模研究,烟道气的驱油机理主要表现在以下四个方面:1)增溶作用2)降粘作用3)强化蒸馏作用4)增强岩石的渗透能力1)增溶作用烟道气主要成分为氮气和二氧化碳。在同一压力条件下二氧化碳的溶解度最高,氮气溶解度最低,烟道气溶解度介于二者之间,且随着二氧化碳组分比例的增加而略有提高。烟道气溶于原油之后,会使原油体积膨胀,从而增加了弹性能量。气体使原油体积膨胀的效果与气体在原油中的溶解度有关,溶解度越高,原油体积膨胀效果越好,获得的弹性能量就越高。单纯的蒸汽几乎是不溶于原油的,而烟道气的溶解性增加了原油的弹性能,从而有利于原油的采出。2)降粘作用右图所示是加入烟道气前后洼 38块原油的粘温曲线。图中, 50 ℃ 时原 油 粘 度 高 达 35 000 m s,而相同条件下,加入一定量的烟道气后粘度最高值为 9 000 m s 左右。烟道气与原油混溶后,由于二氧化碳的羧化作用,使原油粘度降低,从而改善了流度比,有利于提高重质原油采收率。3)强化蒸馏作用在注蒸汽过程中 ,原油和水的汽化压力随温度升高而升高,当油和水的汽化压力等于油层当前压力时,原油中的轻质组分汽化成气相,产生蒸汽蒸馏作用。如果在蒸汽驱的过程中同时加入烟道气,则混注汽化压力将会降低,而且由于气体是热的不良导体的特性而增强了蒸汽的携热能力,从而减少热损失、 保持蒸汽温度、 减慢蒸汽干度的降低速度,进而强化了对原油中轻质组分的蒸馏效应。3)强化蒸馏作用实验方法:对复合驱过程中驱出的原油进行分时段取样,然后对样品进行模拟蒸馏实验,测定不同驱替时段的原油在不同实测沸点温度时馏出体积的变化 (如右图 ),以判断原油组分的变化。3)强化蒸馏作用由右图可见,由于烟道气的混注,原油蒸汽蒸馏效应得到了强化。实验过程中各驱替时段的原油组分是逐渐变化的,并且观察到当烟道气突破以后,在收集瓶的瓶壁上凝析了少量液态的烃类物质,而在单一的蒸汽驱替试验中就没有这样明显的现象。阶段 Ⅰ :混注气体未达到出口端,为无水采油期,原油组分的变化主要表现为温升的蒸馏效应;3)强化蒸馏作用阶段 Ⅱ :混注气体达到出口端,为蒸汽突破后的中低含水期,原油组分的变化表现在由于温升产生的蒸馏效应,以及烟道气的强化蒸馏效应,这一阶段驱出原油中的较轻组分比例最大;阶段 Ⅲ :为蒸汽突破后的高含水期,填砂管原油中较轻组分越来越少,因此该阶段驱出原油中的较轻组分相对于阶段 Ⅱ 要逐渐减少。4)增强岩石的渗流能力烟道气中的二氧化碳溶于地层水中可形成弱酸 — 碳酸。二氧化碳的酸化作用会使岩石中一些矿物成分 (如方解石、 白云石等 )被溶蚀,使得矿物颗粒间孔隙变大,增强了岩石的渗流能力。3、注入方式及驱油效果试验结果表明,随着注入速度的增大,产出油见水的时间也提前,注汽速度对最终驱油效率的影响也较大。在此次物理模拟系统中合适的注入蒸汽速度为 210 m L/ 此速度注入蒸汽可以达到最好的驱油效果。3、注入方式及驱油效果注入方式主要为以下三种:①蒸汽驱②烟道气 +蒸汽驱③蒸汽 +烟道气 +化学剂复合驱蒸 汽 驱目前国内开采稠油的方法主要是蒸汽吞吐和蒸汽驱,例如辽河油田,蒸汽吞吐已进入开发末期,处于大规模工业应用阶段。因此,在蒸汽驱开采过程中通常会遇到以下两个问题。1)蒸汽驱前的多轮次蒸汽吞吐开采使地层压力下降较快,而单靠注蒸汽不能长久地保持和补充地层压力;2)由于蒸汽和原油的流动能力相差很大,在蒸汽驱过程中会出现单层突进、 单井汽窜、 蒸汽超覆等现象,导致蒸汽驱热效率显著下降。烟道气 +蒸汽驱烟道气复合蒸汽驱是在蒸汽驱替的同时向地层中注入烟道气,其结果既可以大规模补充吞吐后期亏空的地层能量,又不会使地层温度明显降低,同时还可增强蒸汽的携热能力,控制蒸汽的走向,强化蒸汽与纵深地层原油的热交换过程,进而达到改善稠油热采效果的目的。烟道气 +蒸汽驱由右图可见,当同时注入不同比例的烟道气与蒸汽时,随着烟道气注入比例的增加,驱油效率也逐渐提高。其中,气 : 1的最终驱油效果为 ,气 : 2的为 ,气 : 1的为 。烟道气 +蒸汽驱虽然气 ∶ 1、 2∶ 1 时驱油效率提高幅度相对较大,但后者比前者仅高出了 ,而后者的烟道气注入量却较前者增加了 。综合考虑,选择气 ∶ 1 的烟道气注入量是合适的。蒸汽 +烟道气 +化学剂复合驱烟道气可以较好地改善稠油开发的驱油效果,但对于地层条件复杂的区块,也存在一些问题,较为突出的是油层非均质性的影响。注气开采时,气体在油层中渗透率高的部位较易突进,而渗透率较低的部位就被 “绕” 了过去。在烟道气驱的过程中添加合适的泡沫剂进行封堵调剖,不仅可以改善对低渗部位的驱油效果 ,同时也增加了烟道气与地层流体及岩石的作用时间,使蒸汽和热水均匀地在地层中推进,有效抑制蒸汽的超覆和窜槽。蒸汽 +烟道气 +化学剂复合驱由右图,当注入温度为 200℃ 时,在相同驱替倍数条件下,蒸汽 +烟道气 +化学剂驱的驱油效率最高,最终驱油效率可达到 而单一蒸汽驱和蒸汽 + 与蒸汽驱和蒸汽 +烟道气驱相比,蒸汽 +烟道气 +化学剂驱的残余油饱和度分别降低了 最终驱油效率分别提高了 谢 谢 !
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