稠油油藏CO_2辅助蒸汽吞吐的实验分析

作者:王飞; 刊名:化工管理 上传者:鞠永熙

【摘要】蒸汽吞吐技术在稠油开发作业中有着良好的应用效果,但是经过长期开发,稠油油藏地层压力和油汽比越来越小,降低了采油速度,而利用CO_2气体辅助蒸汽吞吐,可以有效改善这种现象,实现较为理想的稠油开发效果。文章从CO_2辅助蒸汽吞吐机理出发,进行了稠油油藏CO_2辅助蒸汽吞吐室内试验,并结合具体案例对数据模拟及试验结果进行了分析,为稠油油藏CO_2吞吐最优参数的选择提供了依据和参考。

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稠油是油气资源中的重要组成,主要采用蒸汽吞吐技术进行开发,但是就当前实际情况来看,蒸汽无效循环问题比较突出,实际利用率较低,难以实现较为理想的开发效果。针对这种现象,亟需探索开发新的技术对原油蒸汽吞吐技术加以优化,而通过添加CO2气体,可以有效改善稠油油藏蒸汽吞吐开发效果,显著提升了蒸汽循环利用率,在稠油油藏开发中具有较高的推广应用价值,所以必须加大对该项技术的研究力度,以便其作用的充分发挥。1 CO2辅助蒸汽吞吐机理在应用CO2辅助蒸汽吞吐开发稠油油藏之前,应先明确该项技术的运用机理,具体可从以下几方面考虑分析。第一,溶解降黏作用。稠油黏度较大,流动性较差,采用CO2辅助蒸汽吞吐技术,蒸汽中所携带的热量会逐渐扩散至油层中,稠油黏度会随着油层温度升高而降低,再加上CO2具有较强的原油溶解能力,都可以加快稠油流动。第二,降低界面张力作用。在蒸汽中加入CO2气体,可以增强油水亲和力,使其界面具有良好活性,此时可以大幅降低油水界面张力,提高采油效率[1]。第三,膨胀作用。CO2溶解于原油中之后,其体积会逐渐增大,当油层体积系数为1.03,地层温度为50℃时,在破裂压力范围内,CO2可以促使原油体积最大膨胀1.18倍,并且岩石也会在高温蒸汽作用下膨胀,可以实现较为理想的产出效果。第四,调整注汽剖面作用。运用CO2辅助蒸汽吞吐进行稠油开发作业时,CO2会先沿着原注汽超覆部位进入到油层中,在注入高温蒸汽后,会因为体积变大而形成相对高压腔,在这种作用下,后续注入的高温蒸汽会扩散至低渗透部位,进而实现对注气剖面的调整。并且超覆空间会被CO2填充满,对热量扩散流失起到了阻碍作用,能够使更多的热量进入到油层中,热效率得到了显著提升[2]。CO2辅助蒸汽吞吐技术所体现出的这些机理,都可以实现对稠油油藏开发效果的改善。2稠油油藏CO2辅助蒸汽吞吐室内实验为更加详细、深入的了解稠油油藏CO2辅助蒸汽吞吐技术,得到最优CO2吞吐参数,在实验室进行测试。2.1实验设计此次实验所用仪器和设备主要有温度传感器、旋转粘度 计、恒压恒速泵、压力变送器、恒温箱及填砂管,其中填砂管长度和内径分别为28cm和2.5cm。试验流程如图1所示。以某稠油油藏原油为实验样本,对其各项物性参数进行测试,并采用蒸馏水配置实验所需水,然后设计实验方案。图1 CO2辅助蒸汽吞吐实验流程实验共分为5步完成。第一步,用玻璃珠进行填砂管填砂,所用数量为110颗,粒径大小为0.11—0.13mm左右,并按照图1所示流程安装连接实验器材。第二步,向实验装置中通入氮气,静置一段时间进行气密性检验。第三步,饱和水后测量填砂管孔渗数据。第四步,严格控制好饱和速率,在油藏温度条件下,使样本原油逐渐达到饱和状态,并对原始饱和度场进行模拟[3]。第五步,当蒸汽和CO2注入速度分别达到2m L/min和100m L/min,且出口位置处含水量达到98%时,则可结束实验。2.2实验结果孔渗测量结果显示,该填砂管模型的孔隙度为32.54%,水测渗透率为2817×10-3μm2,束缚水饱和度为14.2%。按照上述实验方法设置两组实验,分别采用纯蒸汽吞吐和CO2辅助蒸汽吞进行测试,对比分析实验结果。通过比较可以发现,CO2辅助蒸汽吞吐试验组相较于纯蒸汽试验组,可以显著提高驱油效率,降低了含水上升速度。造成这一结果的原因是CO2有着较强的原油溶解能力,可以降低其粘稠性,提高其流动速率,进而实现更为理想的稠油油藏开发效果[4]。同时,CO2辅助蒸汽吞吐试验组压差变化平缓,压力值没有出现较大变化。并且,当稠油黏度不同时,同一种技术对其进行开

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