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中原油田明15块空气泡沫驱实验研究

作　者: 刘印华
导　师: 任韶然
学　校: 中国石油大学
专　业: 油气井工程
关键词: 非均质空气泡沫低温氧化泡沫性能提高采收率实验研究
分类号: TE357.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

目前我国多数油田进入开发中后期,原油产量下降较快,空气泡沫驱是具有挖潜中高渗轻质油藏剩余油的一项经济可行的提高采收率技术,真对非均质性严重油藏,调剖和驱油效果明显。论文针对中原油田明15区块开发现状,选用明15原油,进行原油静态、动态氧化反应实验、泡沫筛选及封堵能力评价实验和均质、非均质油藏模型空气泡沫驱油实验,开展注空气泡沫提高采收率技术实验研究。原油静态、动态氧化反应实验表明,明15原油具有良好的低温氧化反应特性:较高压力可以促进氧化反应进行,但影响幅度不大;温度越高,原油低温氧化反应越剧烈;地层流体也有影响,地层水矿化度越高,氧化反应速率越高;水中不同无机盐的影响也不同,流体所含阳离子化合价的总和越高,影响幅度越大;泡沫液有利于氧化反应;粘土对氧化反应影响较小,可忽略;进行油样/油砂氧化实验,在油砂中原油的氧化较快;实验加入地层岩心,可以促进氧化反应进行。原油动态氧化反应实验可以使注入的空气泡沫与原油充分接触,可以准确模拟在油藏注空气泡沫过程中原油的低温氧化特性。最后建立明15原油氧化反应动力学模型,得出该原油氧化动力学参数。中原明15区块为高温高盐油藏,通过泡沫筛选实验筛选出抗温、抗盐的ZY-1型泡沫体系,并进行封堵性实验研究:温度越高,多孔介质中泡沫体系的阻力系数越小;压力越大,泡沫直径越小,越稳定,封堵能力越大;ZY-1泡沫抗盐性很好,随矿化度的升高其封堵能力增大;随注入流速的增加,阻力系数增大。在以不同注入方式驱替泡沫段塞实验发现:以空气驱替泡沫段塞,空气突破较早,阻力系数先增加,后降低;以水驱替,在较长时间内阻力系数慢慢升高,到注水2PV左右,阻力系数开始缓慢下降;在以不同流速驱替泡沫段塞时,不论是以空气还是水作为驱替介质,阻力系数随注入流速的增加而增大,即较高的流速对应较大的阻力系数。为研究空气泡沫驱在中高渗非均质油藏中的调剖和驱油特性,在综合考虑明15油藏特性的基础上,建立均质、非均质两类油藏模型进行空气泡沫驱实验,研究发现:对于均质模型,渗透率越高,采收率也越高,原油越容易开采;在注水开发后,可以通过注空气、空气泡沫进一步提高原油的采收率;而对非均质油藏模型进行空气泡沫驱替实验发现,当高渗部分注入水突破后,注入水主要从模型中阻力较小的突破处流走,低渗部分几乎没有流体通过,驱油效率降低,采收率几乎没有增加;注空气泡沫可以封堵高渗层和大孔道,进一步深挖低渗层剩余油潜能,提高油藏总体的采收率。因此,通过研究发现空气泡沫驱提高采收率技术是一项安全、有效的三次采油方法。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
第一章前言  11-29
  1.1 课题研究目的与意义  11-13
  1.2 国内外注空气泡沫技术研究现状  13-28
    1.2.1 轻质油藏注空气技术现状  14-22
    1.2.2 泡沫驱提高采收率技术现状  22-26
    1.2.3 空气泡沫驱技术现状  26-28
  1.3 本章小结  28-29
第二章注空气泡沫提高采收率技术机理研究  29-39
  2.1 轻质油藏注空气技术  29-32
    2.1.1 注空气低温氧化反应  30-31
    2.1.2 注空气提高采收率机理  31-32
  2.2 泡沫驱提高采收率技术  32-37
    2.2.1 泡沫基本概念及评价指标  33-34
    2.2.2 泡沫产生机理  34-35
    2.2.3 泡沫破灭机理  35-36
    2.2.4 泡沫驱油机理  36-37
  2.3 空气泡沫驱机理  37-38
  2.4 本章小结  38-39
第三章明15块油藏地质特征及开发概况  39-45
  3.1 明15块油藏地质特征  39-41
    3.1.1 构造特征  39
    3.1.2 储层特征  39-40
    3.1.3 流体特性  40
    3.1.4 小层储量特征  40
    3.1.5 油藏温度压力  40-41
  3.2 明15块油藏开发概况  41-44
    3.2.1 明15块开发历程  41
    3.2.2 明15块水淹情况分析  41-43
    3.2.3 明15块剩余油潜力分析  43
    3.2.4 明15块开发中存在的主要问题  43-44
  3.3 本章小结  44-45
第四章明15原油氧化特性实验研究  45-80
  4.1 明15块基本油藏特性  45-46
  4.2 原油氧化反应实验设备及方法  46-55
  4.3 明15原油静态氧化实验设计及数据处理  55-70
    4.3.1 压力对氧化反应的影响  56-58
    4.3.2 温度对氧化反应的影响  58-61
    4.3.3 矿化度对氧化反应的影响  61-65
    4.3.4 泡沫液对氧化反应的影响  65-67
    4.3.5 粘土对氧化反应的影响  67-68
    4.3.6 油样/油砂对氧化反应的影响  68-69
    4.3.7 地层岩心对氧化反应的影响  69-70
  4.4 明15原油动态氧化实验设计及数据处理  70-76
    4.4.1 注空气动态氧化反应实验及分析  71-73
    4.4.2 注空气泡沫动态氧化反应实验及分析  73-76
  4.5 原油氧化反应动力学模型  76-78
    4.5.1 氧化反应动力学模型  76-77
    4.5.2 确定明15原油氧化反应动力学参数  77-78
  4.6 本章小结  78-80
第五章空气泡沫体系筛选及泡沫性能实验研究  80-100
  5.1 实验设备及方法  80-86
    5.1.1 起泡剂筛选实验  80-82
    5.1.2 空气泡沫封堵能力实验  82-84
    5.1.3 空气泡沫段塞驱替及封堵实验  84-86
  5.2 空气泡沫体系筛选实验分析  86-89
    5.2.1 泡沫体系的抗温性能评价  86-87
    5.2.2 泡沫体系的抗盐性能评价  87-89
  5.3 空气泡沫封堵实验分析  89-94
    5.3.1 温度对空气泡沫封堵能力影响  89-90
    5.3.2 压力对空气泡沫封堵能力影响  90-91
    5.3.3 矿化度对空气泡沫封堵能力影响  91-92
    5.3.4 注入速率对空气泡沫封堵能力影响  92-93
    5.3.5 油藏条件下ZY-1泡沫体系的封堵能力  93-94
  5.4 空气泡沫段塞驱替及封堵实验分析  94-99
    5.4.1 泡沫段塞在不同驱替方式下的封堵能力  94-98
    5.4.2 泡沫段塞在不同驱替速率下的封堵能力  98-99
  5.5 本章小结  99-100
第六章注空气泡沫提高采收率实验研究  100-107
  6.1 注空气泡沫驱实验设备及方法  100-103
  6.2 注空气泡沫驱实验结果及分析  103-106
    6.2.1 均质油藏模型空气泡沫实验分析  103-105
    6.2.2 非均质油藏模型空气泡沫实验分析  105-106
  6.3 本章小结  106-107
结论  107-109
参考文献  109-116
致谢  116

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