畢業設計-提高原油采收率分析研究-wenkub.com

　 　

【正文】 溫度／℃ 深度／ m 與選用的菌種配伍 25% 可有某些例外 2438 表 43 油藏篩選程序 油藏參數 篩選程序 選用的菌種 礦化度 溫度 /深度 微量元素 地層滲透率 地層固有微生物 確定提高原油產量的內在機理 應用配伍性試驗評價微生物生長與代謝活動 在地層條件下用應用配伍性試驗評價微生物生長與代謝活動 應用配伍性試驗確定出微生物生長與代謝活動有害的影響 如果進行多井微生物務處理，應進行單井注入能力試驗和巖心驅替研究 在地層條件下用應用配伍性試驗評價微生物生長與代謝活動 對大多數自然界存在的細菌，壓力在 50 MPa以下時對細菌的活動沒有太 大的影響，但 50~60 MPa對 于大多數微生物的繁殖與代謝都有限制作用。 本科畢業設計（論文） 39 表 42 油被篩選標準 油藏參數 范圍 含鹽質量分數， % NaCl10% 微量元素／ (mgm2以上。因此，當孔徑直徑小于 ，細菌在巖石基質中的運 移會受到嚴重阻礙。 3. 影響微生物活動的油藏條件 采油微生物的繁殖生長和代謝都是在油藏孔隙介質中完成的，而油藏是一個非常復雜的環境，由固、液、氣三相組成，每種組成都可能對微生物的存活和生長產生有利或不利的影響。 (3)微生物配方要適用較寬的溫度、壓力、 pH值范圍。兼性厭氧菌的優勢還在于可以在好氧條件下培養，以縮短培養時間。 (2)所有的細菌最好是兼性菌。 (1)驅油效率高。篩選菌種所遵循的原則是所選擇的微生物應能適應油層環境條件。 (5)微生物在地下發酵過程中產生生物表面活 性劑，它能降低水一巖石一原油體系的界面張力，提高洗油效率。 (2)微生物在地下發酵過程中能產生各種氣體，如 CH4， C02， N2， H2等，這些氣體可增加油層壓力，降低原油粘度。實際上，地層條件對微生物的生長極其不利，而且同一種微生物不可能適應所有的油藏，也不是所有的油藏都適合微生物采油，許多油藏由于溫度或礦化度太高，不適合于進行微生物采油。微生物具有生長繁殖的特點，當其進人地層某處時，能就地生長代謝，產生代謝產物。熱化學法是指通過向油井注入化學生熱劑，經過燜井換熱，已達到降低原油粘度的采油工藝方法。熱力或溫度對稠油的影響比較大，使稠油粘度降低的幅度很大，提高了稠油的流動性。正向燃燒法所產生的熱量約一半 存在于燃燒前緣和注入井之間，為有效地利用這部分熱量，必須將其移至燃燒帶的前方，為此可采取注水方法。燃燒帶從生產井移動一個較短距離后，生產井停止注空氣，將原油驅向先前點火的生產井，如圖 45 所示。 按燃燒方法的不同，火燒 油層可分為正向燃燒、逆向燃燒和濕式燃燒。在高溫作用下，進井地帶的原油被蒸餾和液化；輕質油和蒸汽向前流動，由于換熱作用而凝析下來；蒸餾和裂化后殘留的重烴變成焦炭作為繼續燃燒的燃料，燃燒氣在向前流動時加熱和驅替原油；燃燒氣中的蒸汽再向前推進過程中形成熱水帶。 因此蒸汽驅的機理有降粘作用、蒸汽的蒸餾作用、熱膨脹作用、重力分離作用、蒸汽溫度 油藏溫度 溫度分布 距離 飽和度分布 飽和度分布 蒸汽 蒸汽水 油 蒸汽帶 蒸汽凝析帶和熱油帶 原始油帶 距離 圖 蒸汽驅的溫度及飽和度分布 本科畢業設計（論文） 32 相對滲透率及毛管壓力的變化、溶解氣驅作用、油相混相驅動、以及乳狀液驅替作用。 （ 3）熱油帶。蒸汽注入油藏后再注入井周圍形成一飽和蒸汽帶，其溫度和蒸汽的溫度相同，連續注入的蒸汽使蒸汽帶向生產井推進，在蒸汽帶前緣有部分冷凝水。 蒸汽吞吐的機理比較復雜，但比化學驅（尤其是復合驅）要清楚地多，可以認為原油粘度降低、流度改變、原油蒸餾和膨脹、相對滲透率改變、溶解氣驅和溶劑混相驅等作用都會使采收率提高。正其他吞吐后進行蒸汽驅開采，可以使一部分井間地 層中原油采出地面，可進一步提高稠油的采收率 20%30%。d1） 時間 /mon I注蒸汽 S關井 圖 蒸汽吞吐過程產量變化情況 本科畢業設計（論文） 30 周期吞吐增產的機理較為復雜，但可以肯定原油受熱降粘在提高稠油產 量中起著非常重要的作用，熱膨脹的溶解氣作用也促進了地層流體的流動，蒸汽井筒清洗效應以及回采過程中的污染的清除也是蒸汽吞吐增產的因素。注氣時間和注氣量、設備、井況、地層條件有關，一般為 1015 天。由于熱量被采出的油和水帶走以及油層熱損失，地層溫度下降，產量也逐漸下降，則又可 重新進行蒸汽吞吐，這個過程構成一個循環（圖 ），因此蒸汽吞吐也稱循環注蒸汽。 蒸汽吞吐采油法分為三步：注入蒸汽 關井浸泡 開井生產。蒸汽驅需要至少一口生產井即可，蒸汽驅與蒸汽吞吐相比能更大范圍地加熱油層，從地層中產出更多的稠油，采收率更高。目前火燒油層方法應用最多的是羅馬尼亞，而且成功的礦場試驗實例較多。 Wolcott 獲得了原油地下燃燒的專利，將空氣注入到油層，燃燒原油，產生的熱量用來降 低稠油粘度，同時產生驅提原油的驅動力。 本科畢業設計（論文） 28 第三 章 熱力采油法 熱力采油法是指 利用熱能加熱油藏，降低原油粘度，將原有從地下采出的一種提高采收率的方法。由于膜層粘度異常和孔徑改變，大孔道被堵塞，流體阻力不斷增大，使泡沫液依次進入較小的孔道，將原來水驅不能驅洗的小孔道中的油驅洗出來，具有假塑性的泡沫液可以適應孔道的不規則結構，將殘留油攜帶和推進。○3可與鈣、鎂離子反應，保護表面活性劑，使它不容易形成低表面活性的鈣、鎂鹽； ○4 增加體系的粘度，提高波及系數。 三元復合驅之所以有很好的驅油效果，主要由于復合驅中的聚合物、表面活性劑和堿之間的協 同效應，他們在協同效應中起各自的作用。該驅油技術對于酸值高的稠油油田是一種很有效的提高采收率的方法。 堿水驅在礦場實施中主要存在以下問題：一是堿液的損耗，二是結垢問題，三是乳狀液的破乳問題，四是堿驅過程中的流度控制問題。礦化度對堿水也有一定的影響。巖石組成對堿水驅的影響主要存在兩個方面：一方面是堿和巖石礦物之間相互作用，產生沉淀，傷害地層；另一方面是消耗大量的堿。 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 .0 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 .0 K r SW SW Kro Krw Kro Krw 圖 潤濕性改變引起的相對滲透率的改變 本科畢業設計（論文） 26 （ 4）增容剛性膜機理 在三次采油時，油處于分散狀態，瀝青質可在油水界面上形成一層剛性膜。 （ 3）乳化和捕集攜帶作用 當堿水驅產生的表面活性劑使油水界面張力足夠低時，在親水巖石中的剩余油將被乳化，形成水包油型乳狀液。巖石的潤濕性由親油向親水轉化，可以使水在毛管力作用下進入小孔道和本科畢業設計（論文） 25 顆粒表面，從而提高吸油效率，同時也會使油水相對滲透率發生變化，形成有利的流度比（見圖 ），從而提高原油采收率。堿水驅機理比較復雜，目前大家比較公認的有以下幾種： （ 1）降低界面張力 低濃 度的堿在某最佳含鹽量下，與原油中的酸性成分反應生成表面活性劑。 ○ 4 注入淡水緩沖帶。所以在進行礦場試驗時，膠束 微乳液通常并不是 單獨使用的，而是在注入膠束段塞后，緊接著注入聚合物段塞，以提高波及系數。其優點主要是： ○1 大幅度降低油水界面張力。從圖 ，當 Nc在 102數量級時，幾乎可將殘余油全部采出。同時，由于表面活性劑在油滴表面的吸附而使油滴帶有電荷，這樣油滴就不容易重新粘回地層表面，從而被活 性水夾帶流向生產井。表面活性劑在巖石表面的吸附可使巖石的潤濕性發生改變甚至反轉，由親油變為親水。降低界面張力可以增大毛管數，從而降低殘余油飽和度。這樣在親水巖石中處于高度分散狀態的殘余油就會被驅替出來，形成流動油。 （ 1） 活性水驅油 活性水驅是以質量分數小于臨界膠束質量分數的表面活性劑溶液作驅油介質的驅油方法。 1) 聚合物驅效果（如圖 ） 圖 雙河油田北塊實驗區產量變化圖 聚合物驅效果體現在以下幾個方面： （ 1）日產油量增加，綜合含水下降； 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1 998 1999 產油量，t/d 160 120 80 40 0 時間 水驅 注聚合物段塞 后續水驅 實際實線 預測虛線 聚合物驅 優化水驅 加密后水驅 加密前水驅 本科畢業設計（論文） 22 （ 2）地層壓力回升； （ 3）產出液礦化度、氯離子含量升高； （ 4）注入液推進速度減慢； （ 5）聚合物驅見效快 經濟評價結果（見表 22） 表 22 河南南陽油田聚合物驅先導試驗經濟評價結果 經濟評價指標 聚合物驅 +水驅 聚合物驅凈增效益 凈現值， 104元 凈現值率， % 內部盈利率， % 投資回收期， a 投資利潤率， % 投資利 稅率， % 平均單位成本，元 /t 3979 80 1 2205 綜上所述 ,雙河油田 Ⅱ 5層聚合物驅先導試驗在技術上和經濟上都取得了成功。其中前緣段塞注入S625聚合物（相對分子質量 1900 104） 。注入聚合物段塞設計見表 21。目前經網密度為 /km 2。外圍有單向一線受效油井 6口，注水井 6口。油藏溫度 73176。實驗層位 Ⅱ 145屬雙河油 田下第三系核桃園組核三段 Ⅱ 5油藏的一個小層，是多層段、多韻律、多言型組合的厚油層。 s時，采收率提高幅度較大，如圖 。 C。因此，適合聚合物驅的油藏，其滲透率變異系數取值范圍為 ~。 一般來說，聚合物驅適用于水驅開發開發的非均質油田。 聚合物是高分子化合物，他溶于水中之后，會使水的粘度增大。聚合物驅的機理是所有提高采收率方法中最佳單的一種，即降低水相流度，改善流度比，提高 波及系數。堿、表面活性劑和聚合物都是高效的驅油劑，復配的優勢在于既發揮單一驅油劑的長處，又可使其產生協同教應，獲得更好的驅油效果。 應用更廣泛，研究得更多的是復合驅．例如粘土含量高。 表面活性劑驅的研究始于 50年代， 60年代中期，美國已開始用磺酸鹽投井使用．目前該法已經成為三次采油提高采收率的重要方法之一。混相驅存在的問題是：富氣、干氣、 CO2或 N2等混相注入劑驅動原油時，由于流度比大，所以波及系數很低。 由于混相壓力高，所以 N2驅通常不用于三次采油，即通過注 N2保持地層壓力，防止注入氣 G G1 G2 G3 M2 M3 M1 油藏原油 B 油藏原油 A 極限連線 本科畢業設計（論文） 16 反凝析造成損失。 N2驅的混相過程如圖 。臨界點的流體是可以直接和油藏原油混相的，這樣就在距注入井一定距離的地層中形成混相帶。當把干氣注入到地層后，氣體和原油在剛開始時是不混相的，因次注入氣體開始從井眼向外不混相地驅提原油。 本科畢業設計（論文） 15 高壓干氣驅適用于富含 C2~C6成分原油（富又）。隨著壓力下降，富氣從原油中析出，產生原油內的氣體驅動，使采收率提高。富氣溶于原油后，可使原油的體積膨脹。進一步注氣便推動混相前緣通過油層，排驅在他前面的油和可流動的水。設油的組成為 1。 本科畢業設計（論文） 13 富氣驅是指以富氣作為混相注入劑的一種混相驅。數值模擬研究表明，注 CO2水平井水氣交替驅是地質儲存 CO提高石油采收率的最優方法，該方法累計產油量最大，儲置的 CO2也最多。 在歷史擬合結 束后，對上述的方案進行了生產預測，預測從 2021 年 12 月之后的20 a 的累計產油量和累計 CO2 儲置量。 方案 b：垂直井水氣交替驅 (早期水氣垂直井注入到底層 )。投產初期利用天然能量開發， 2021 年轉入注水開發。當今，為應對凝縮裝置 二氧化碳氣源 輸送裝置 高壓注入裝置 CO2分配站 注入井 分離提純裝置 生產井 CO2分配站 加壓裝置 二氧化碳分離、提純、壓縮或冷藏 儲藏系統：設備檢修、 WAG 使用 補充二氧化碳輸送過程中消耗的能量 提高壓力，使二氧化碳在油藏達到混相 實施二氧化碳的配注 氣體分離提純 根據各井段所需實施二氧化碳的配注 本科畢業設計（論文） 11 全球氣候變暖問題，以工業廢氣為主的 CO2捕集一封存與應用受到特別的重視。二氧化碳溶解于水生成碳酸 .碳酸可與地層中的石灰巖和白云巖反應生成水溶性的重碳酸鹽，提高地層的滲透率，擴大驅油介質的波及體積，有利于體高采收率。氣水交替注入的過程一般為：先注入 倍空隙體積 CO2段塞，然后交