CO2驱油效率的物理模型实验,该文是实验研究类硕士学位论文范文和物理模型和CO2驱油效率和实验研究类在职开题报告范文.
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摘 要：随着石油资源的不断枯竭,如何提高原油开采率成为了当前原油开采技术发展中急需解决的问题,本文研究和分析了CO2的驱油机理,在对CO2的物理化学性质的分析基础上,提出了蒸汽+CO2+助剂的驱油方法,并与已有的蒸汽和蒸汽+CCO2驱油方法进行物理模型实验研究对其驱油效果进行了对比分析,实验结果表明,采用本文提出的CO2+助剂+蒸汽的驱油方案相对于传统的蒸汽驱油方案和CO2+蒸汽驱油方案的驱油效果有了明显的提升,原油采收率增幅高达18%以上,对促进原油开采技术发展具有非常重要的意义.
关键词：原油开采；CO2；物理模型；高凝原油；超稠原油
1 引言
CO2驱油技术是当前常用的一种提高石油开采采收率的采油技术[1],其是通过向目标的油藏注入一定量的CO2,通过利用CO2溶于原油对原油的粘度、体积等物理性质进行改变,最终提高目标油藏开发中的原油的流动性便于出油,提高油井产量[2-4].
目前已有的CO2驱油技术,通常可以提高原油采收率10%左右,同时,目前也有大量的研究机构和学者开始对CO2驱油技术及相关理论进行了大量的实验研究,如文献[5]中就提出了一种通过控制CO2的溶度来实现对超稠原油的油性进行改变,提高其流动性,使其更加易于开采；在文献[6]和[7]中也提出了相似的技术,并且通过大量的数值模拟对不同的基于CO2驱油的物理模型进行了实验研究分析,找出了适合高粘度的原油的油田开采的CO2驱油物理模型；这些研究在一定程度上都有效的验证了通过CO2可以有效的提高原油的采收率,但是并没有给出具体的物模实验分析和综合性的分析,实用性较低.
针对这一背景,本文通过在理论研究和分析的基础上,提出了CO2+助剂辅助蒸汽吞吐的驱油方式,同时在超稠原油采油过程中进行了物理模型实验研究,并与已有的蒸汽驱油和蒸汽+CO2驱油方式进行对比分析,验证了该驱油方法的可行性和优势.可以有效的提高超稠原油采收率.
2 CO2+助剂辅助蒸汽吞吐采油物模实验
2.1 实验地质概况
本文开展的物模实验的油井位于D油田的S油田区域,该区域的油质为超稠油质,其含油量丰富,但是经过长时间的开采,目前该油区的出油量已经明显减少.
在S油田油区的整个储油层的物理性质良好,非均质性表现较强,并且属于大孔、高渗油藏类型.油层为亲水性油层,随着底层的温度的增高整个油层的亲水性增强,目前经整个油区已经经过了多年的蒸汽吞吐生产,油井主要是以高轮次油井为主,并且随着生产时间的加强,目前井下技术状况已经逐渐变差.
2.2 模型参数设置及实验条件
在进行CO2+助剂辅助蒸汽吞吐采油物模实验过程中,采用的物理模型主要是根据D油
田的S油田区域的平均渗透率,孔隙度等参数,利用油层的砂建立的松散砂线性物理模型,其具体的模型参数设置如表1所示.
在实验过程中,控制实验的温度为地层温度38℃,原始的压力为原始地层的压力,为7.38Mpa,同时实验过程中采用的是恒压注入方式进行注入,为18MPa,注入的气体的温度大小为260℃,注入的蒸汽的干度为75%.
（1）原油
实验过程中的实验用原油为D油田S区原油.
（2）地层水
地层水为D油田S区的地层水,矿化度为1917.4mg/l.
（3）蒸汽
实验过程中控制其温度为260℃,干度为75%.
（4）CO2
实验过程中所用的CO2其纯度为99.7%,压力为6MPa.
（5）助剂
实验用助剂为WZ-AS 高温泡沫助排剂、EOR-CL/LHXIII磺酸盐助排剂和混和型助排剂.
2.3 物模实验装置及流程设计
在CO2+助剂辅助蒸汽吞吐采油物模实验模型和条件的基础上,为进一步完成物模的实验内容,本文给出了如图1所示的物模实验流程设计,整体流程主要油蒸汽发生器、注入系统、岩心夹持器系统、原油采出计量系统组成.在实验过程中,首先设置蒸汽发生器的相关控制参数,产生满足实验需求的蒸汽,然后由注入系统注入蒸汽和CO2,注入系统由注入泵,流体样品筒、温度控制空气浴三个部分组成,流体样品筒主要是由地层原油储样器、地层水储样器、注入气储样器等样品存储器组成,为实验过程中提供各种流体；完成注入后,原油出来后通过计量系统进行计量.
本文实验过程中对D油田S油区进行蒸汽吞吐（实验中编号为A）、蒸汽+CO2吞吐（实验编号为B）、蒸汽+CO2+助剂吞吐（实验编号为C）三种实验,对不同吞吐方式下的驱油的效率进行对比分析.
3 实验及结果分析
为了验证本文提出的蒸汽+CO2+助剂驱油方式的优越性和可靠性,本文通过三组实验进行了对比测试和分析,首先对三组实验中的吞吐方式和注气量与周期数的关系进行了测试,其测试数据结果如下表1所示.
为了更加直观的判断出三种驱油方式下的注气量随着周期的变化关系,本文对其数据进行了统计得到了如图2所示的统计结果,通过该结果可以容易的对比分析得出,其中B和C实验方案的蒸汽的注入量在第二个周期内明显小于A组的蒸汽注入量,但是在第二周期以后B和C组的实验中,其蒸汽的注入量明显增加,相对于A组其增速明显加大,并且在第三个周期后B和C组实验的注气量明显高于A,并且保持着一定的增速平稳增长,而A组实验在第三周期后注气量增速下降,到第五周期后注气量出现减少趋势,其结果表明,虽然CO2、助剂的注入对蒸汽注入的能力有一定的提升,但是CO2和助剂在注入过程中需要占据一部分的孔隙体积,这样导致岩芯的可注入的体积下降,进而导致了出现第二周期的过程中注入CO2和助剂的B和C组实验过程中能够注入的蒸汽量比单独的蒸汽吞吐方式下的A组实验略有下降,但是随着CO2和助剂的溶入后,整个注气量在后期还是呈现增加的趋势,相对于没有注入CO2和助剂的C组其注气量得到了明显的提升.这表明本文提出的蒸汽+CO2+助剂的驱油方式的注气量在后续周期内明显增加,即原油在该种驱油方式下,其可以溶解更多的CO2,可以更好的改善超稠油的粘性,提高其流动性,使得其开采更加容易.
同时根据实验中统计的采出计量数据,本文统计了A、B、C三组实验条件下的周期收率随着周期数据如下表2所示.
在此基础上,对三种不同方式下的不同周期内的原油采收率的进行了统计分析,通过采出数据的变化很容易发现B、C组的驱油效果明显要优于A组,其中A组在九个实验周期内积累的采收率只有30.23%,而B组实验中该数据可以达到35.7%,A组实验中该数据可以达到38.69%,A组实验的驱油效果明显提升,提升程度高达8.46%,这表明采用CO2+助剂+蒸汽的吞吐方式,对提高驱油效果非常明显.
通过从上述实验结果来看,A、B、C三种实验方案中,C组方案的实验数据结果最优,即本文提出的CO2+助剂+蒸汽方式对提高D油田S油区的超稠油的采收率具有非常明显的效果.
4 结语
D油田S油区长期以来作为D油田的主产油区,但是随着长期的开采该油区的油质和出油量明显下降,油井开采出来的原油的粘稠度也越来越高,这给S油区稳产稳质带来了严重的挑战.本文通过研究和分析该油区的原油特点,通过构建物模实验,探讨和分析了采用CO2和助剂的方式来实现对超稠油的开采,提高其采油量,物模实验结果表明,采用本文提出的CO2+助剂+蒸汽的混合式驱油方法,可以有效的提高采油量,对进一步开采和充分利用萨尔图油区的石油资源,保证该油区的原油产量的稳定和质量的可靠具有非常重要的意义.
参考文献
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