稠油热采增效蒸汽驱技术(总公司验收多媒体)课件.ppt
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1、中石化河南油田分公司石油工程技术研究院中石化河南油田分公司石油工程技术研究院中石化河南油田分公司石油工程技术研究院中石化河南油田分公司石油工程技术研究院20032003年年年年3 3月月月月汇报提纲汇报提纲 河南稠油油藏的特点与开发现状河南稠油油藏的特点与开发现状 高周期开采存在的问题与对策高周期开采存在的问题与对策 新型蒸汽增效剂的研制新型蒸汽增效剂的研制 现场应用效果分析现场应用效果分析 结论和认识结论和认识 :埋深埋深90-1100m90-1100m,小于小于700m700m占占85%85%以上,特、超稠油埋深一般小于以上,特、超稠油埋深一般小于400m400m,储层胶结疏松。,储层胶结
2、疏松。:油层单层厚度油层单层厚度1-4m1-4m,层系组合厚度层系组合厚度3-10m3-10m。:油层温度下脱气原油粘度油层温度下脱气原油粘度90-160000mPas90-160000mPas,特超稠油占探明特超稠油占探明 储量的储量的50%50%,占稠油总储量的,占稠油总储量的60%60%。:开发层系纯总厚度比开发层系纯总厚度比0.50.5左右,油砂体面积小,左右,油砂体面积小,一般为一般为0.1-0.5km0.1-0.5km2 2。稠油油藏的特点与蒸汽开采区块开发现状稠油油藏的特点与蒸汽开采区块开发现状稠油油藏的特点与蒸汽开采区块开发现状稠油油藏的特点与蒸汽开采区块开发现状稠油储量品位低
3、,达不到注蒸汽开采筛选标准。稠油储量品位低,达不到注蒸汽开采筛选标准。浅薄稠散 稠油注蒸汽开发稠油注蒸汽开发7个区块,地质储量个区块,地质储量1962万吨万吨,可采储量可采储量430.1万万吨。平均吞吐吨。平均吞吐8.8个周期个周期,累积吞吐油汽比为累积吞吐油汽比为0.33,采出程度达到,采出程度达到23%,储采比不到,储采比不到1,年自然递减在,年自然递减在30%以上。剩余可采储量仅以上。剩余可采储量仅123万吨,万吨,后备资源十分贫乏,注蒸汽开发稳产难度很大。后备资源十分贫乏,注蒸汽开发稳产难度很大。汇报提纲汇报提纲 河南稠油油藏的特点与开发现状河南稠油油藏的特点与开发现状 高周期开采存在
4、的问题与对策高周期开采存在的问题与对策 新型蒸汽增效剂的研制新型蒸汽增效剂的研制 现场应用效果分析现场应用效果分析 结论和认识结论和认识 高周期吞吐开采阶段,地层压高周期吞吐开采阶段,地层压高周期吞吐开采阶段,地层压高周期吞吐开采阶段,地层压力下降幅度大力下降幅度大力下降幅度大力下降幅度大,产量递减幅度大。产量递减幅度大。产量递减幅度大。产量递减幅度大。问题与对策问题与对策问题与对策问题与对策之一之一之一之一年自然递减率高达年自然递减率高达34.8%34.8%增压驱动增压驱动强化回采强化回采油层压力已降到1.0MPa以下,吞吐井出供液不足,据统计,低效井回采水率在1660%,地下存水量大,导致
5、蒸汽热效降低,使吞吐效果逐次变差。蒸汽的超覆和窜流使地层纵向动用差异大蒸汽的超覆和窜流使地层纵向动用差异大蒸汽的超覆和窜流使地层纵向动用差异大蒸汽的超覆和窜流使地层纵向动用差异大制约着热采吞吐采收率的提高。制约着热采吞吐采收率的提高。制约着热采吞吐采收率的提高。制约着热采吞吐采收率的提高。统计资料表明统计资料表明:吸汽好的吸汽好的油层油层,占占30-40%,吸汽差的占,吸汽差的占27-38%。据井楼一区两口观察。据井楼一区两口观察井的动态监测资料,蒸汽仅波井的动态监测资料,蒸汽仅波及油层厚度的及油层厚度的15.4%,中下部,中下部三分之二的厚度仍是冷油带,三分之二的厚度仍是冷油带,几乎没有动用
6、。几乎没有动用。问题与对策问题与对策问题与对策问题与对策之二之二之二之二汽窜已由单向窜发展到成片窜,由单层窜发展到层间窜。汽窜已由单向窜发展到成片窜,由单层窜发展到层间窜。扩大蒸汽扩大蒸汽波及体积波及体积蒸汽前沿的冷凝液(热水带)蒸汽前沿的冷凝液(热水带)蒸汽前沿的冷凝液(热水带)蒸汽前沿的冷凝液(热水带)的驱油效率低的驱油效率低的驱油效率低的驱油效率低高周期的吞吐开采使地层存水增多,导致热水带变宽,蒸汽热效降低,形成注汽、采水的恶性循环。因此,河南油田的高周期吞吐开采和间歇蒸汽驱实际是一个热水洗油的过程,热水的驱油效率要比蒸汽低得多。问题与对策问题与对策问题与对策问题与对策之三之三之三之三蒸
7、汽带95%凝析油热水带50%冷油带提高热水带驱油效率提高热水带驱油效率高周期注蒸汽开采后期提高采收率的途径高周期注蒸汽开采后期提高采收率的途径采收率采收率=波及体积波及体积驱油效率驱油效率增压回采增压回采+提高驱油效率提高驱油效率+提高波及体积提高波及体积泡沫活性剂非凝气体+新型蒸汽增效剂新型蒸汽增效剂SEPASEPA 汇报提纲汇报提纲 河南稠油油藏的特点与开发现状河南稠油油藏的特点与开发现状 高周期开采存在的问题与对策高周期开采存在的问题与对策 新型蒸汽增效剂的研制新型蒸汽增效剂的研制 现场应用效果分析现场应用效果分析 结论和认识结论和认识 代号代号实验编实验编号号乳化情况乳化情况乳化液粘度
8、乳化液粘度mPas原油粘度原油粘度WPS-32好好68.5JSF-10B3不乳化不乳化60940KW-14不乳化不乳化60940BK-15好好58.760940HB-16好好51.860940JN-17不乳化不乳化60940QY-18不乳化不乳化60940HCS-19不乳化不乳化60940代号代号浓浓度,度,%乳化情况乳化情况乳化液粘度乳化液粘度降粘率,降粘率,%WPS-32.0乳化,乳化,稳稳定定68.599.891.0乳化,乳化,稳稳定定8099.870.8乳化,不乳化,不稳稳定定0.5不乳化不乳化BK-12.0乳化,乳化,稳稳定定58.799.901.5乳化,不乳化,不稳稳定定1.0不乳
9、化不乳化HB-12.0乳化,乳化,稳稳定定51.899.910.5乳化,乳化,稳稳定定40.599.930.25乳化,乳化,稳稳定定46.299.920.15乳化,不乳化,不稳稳定定浓度的优选浓度的优选 常用的驱油碱剂有常用的驱油碱剂有Na4SiO4、Na5P3O10、NaOH、Na2CO3等,综合考虑环保、乳化能力、等,综合考虑环保、乳化能力、与地层水配伍性等因素,现场一般采用复合碱,即与地层水配伍性等因素,现场一般采用复合碱,即NaOH和和Na2CO3的混合物,复配比例为的混合物,复配比例为1:3。表面活性剂的优选表面活性剂的优选助剂的优选助剂的优选SEPA-提高驱油效率提高驱油效率提高驱
10、油效率提高驱油效率SEPA-SEPA-蒸汽增效剂溶液蒸汽增效剂溶液与原油的界面张力与原油的界面张力静态洗油效果试验静态洗油效果试验SEPA-SEPA-型蒸汽增效剂:型蒸汽增效剂:0.30.50.30.5%HB-1+%HB-1+0.010.01%FJ+%FJ+005 5%NS%NSSEPA-SEPA-对三个区块稠油的降粘效果对三个区块稠油的降粘效果油样来源油样来源反应前稠油反应前稠油的粘度的粘度mpasmpas反应后稠反应后稠油的粘度油的粘度mpasmpas降粘率降粘率%古城古城BQ10BQ10区区46004600474798.9998.99井楼特超井楼特超稠油区块稠油区块63810638106
11、4.464.499.999.9井楼六区井楼六区4800480048.548.598.9998.99驱油效率提高幅度与驱替驱油效率提高幅度与驱替PVPV数关系数关系(热水(热水+SEPA-+SEPA-)SEPA-在蒸汽中产生非凝集在蒸汽中产生非凝集性气体气体性气体气体(如如:氮气、氮气、甲烷、甲烷、二氧化碳二氧化碳)形形成混相驱动。成混相驱动。增压驱动增压驱动增压驱动增压驱动提高波及体积提高波及体积提高波及体积提高波及体积碳酸碳酸铵铵碳酸碳酸氢氢铵铵碳酸碳酸氢氢钠钠尿素尿素分解温度分解温度()5835270150溶解度溶解度2015251511.13010017价格(元价格(元/吨)吨)1000
12、12004006001500200011001300在相同条件下,氮气的两相区比在相同条件下,氮气的两相区比二氧化碳、甲烷都大,因此它的二氧化碳、甲烷都大,因此它的混相压力高。氮气驱只适应于相混相压力高。氮气驱只适应于相对密度小于对密度小于0.8500.850的轻油。二氧化的轻油。二氧化碳比甲烷有更低的混相压力,有碳比甲烷有更低的混相压力,有更小的两相区。而且由于二氧化更小的两相区。而且由于二氧化碳在水中的溶解度比甲烷在水中碳在水中的溶解度比甲烷在水中的溶解度更高,更容易通过水相的溶解度更高,更容易通过水相扩散至油相,达到混相的目的。扩散至油相,达到混相的目的。尿素高温分解反应方程式尿素高温分
13、解反应方程式CO(NH2)2+H2OCO2 +2 NH3150 1 1。尿素能化合蒸汽中的冷凝水,。尿素能化合蒸汽中的冷凝水,有利于保持蒸汽干度。有利于保持蒸汽干度。2 2。氨水能和稠油中的环烷酸、长链脂肪。氨水能和稠油中的环烷酸、长链脂肪 酸发生化学反应,生成具有酸发生化学反应,生成具有 表面活性的物质表面活性的物质 3 3。二氧化碳极易溶于原油中,使原油膨胀,降。二氧化碳极易溶于原油中,使原油膨胀,降 低原油的粘度低原油的粘度 ;4 4。二氧化碳易与活性剂形成泡沫,起到蒸汽转向和扩大波及作用。二氧化碳易与活性剂形成泡沫,起到蒸汽转向和扩大波及作用。假设一口吞吐井参数如下:T=200 P=5
14、MPa H=5m =30%Q=2t R=2m 则:V孔=3.14*22*5*30%=18.84(m3)PCO2=nRT/(V-n*0.0427-n23.59/V2=11.6(MPa)PNH3=2 nRT/(V-2n*0.0371-4n24.17/V2=13.9(MPa)PCO2+PNH3=25.5MPa 2t 尿素分解后可使2m以内的封闭地层的压力达到30.5 MMPa,达到原来的6 6 倍以上这说明在地层条件下,分解气体有很大的聚能作用。这一特征对低压地层的吞吐回采非常有利,也为蒸汽转向、扩大波及提供了驱动能量。产生多大压力?产生多大压力?扩大多少波及体积?扩大多少波及体积?假设产生的压力扩
15、散至地层压力仍为5MPa,2t 尿素分解后可生成33333.33摩尔的二氧化碳和66666.66摩尔的氨。由非理想气体的状态方程得:(50+n23.59/V2)(V-n*0.0427)=nRT VCO2=25.9(m3)(50+n24.17/V2)(V-n*0.0371)=nRT VNH3=51.8(m3)V总=VCO2+VNH3=77.7(m3)V总/V孔=4.13即:2t 尿素分解后产生的气体可使可使77.7m3的地层达到200、5MPa的条件,蒸汽的波及体积提高到原来的4倍以上。若压力降低到100、1MPa,则蒸汽的波及体积可达到306.4 m3,达到原来的16 16 倍以上。注汽温度:
16、注汽温度:230270230270 注汽压力:注汽压力:4646MPaMPa 尿素溶液在尿素溶液在150 150 以上是一个快速分解反应,其分解速以上是一个快速分解反应,其分解速率基本不受浓度、压力、和温度的影响。率基本不受浓度、压力、和温度的影响。尿素溶液分解尿素溶液分解产物产物对稠油的对稠油的降粘效果试验降粘效果试验结果结果粘度(粘度(mPasmPas)溶液:原油溶液:原油反应前反应前反反 应应 后后降粘率降粘率%505040405050808050501 1:9 9348134813609360915491549174.6174.655.555.52 2:8 83481348125882
17、588922.7922.7152.8152.873.573.53 3:7 7348134813037303711661166156.9156.966.566.5驱油效率提高幅度与驱替驱油效率提高幅度与驱替PVPV数关系数关系(热水(热水+SEPA-+SEPA-)三管非均质岩心提高三管非均质岩心提高驱油效率驱油效率试验结果试验结果序序号号驱替方式驱替方式渗透率渗透率(umum2 2含油饱和含油饱和度度%残余油饱和残余油饱和度度%驱油效率驱油效率%1 1纯蒸汽驱纯蒸汽驱5.4575.45767.667.614.214.279.079.02.9062.90620.220.270.170.10.299
18、0.29923.123.165.865.82 2蒸汽蒸汽+SEPA-+SEPA-5.5715.57169.169.17.97.988.688.62.9152.9158.48.487.987.90.3960.3968.28.288.188.1 蒸汽蒸汽+SEPA-+SEPA-驱替时,中渗和低渗岩心提高驱油效率幅度都比纯蒸汽驱替时,中渗和低渗岩心提高驱油效率幅度都比纯蒸汽驱的大驱的大 ,且较为均一,说明能够有效的扩大蒸汽的波及体积,有一定的调整,且较为均一,说明能够有效的扩大蒸汽的波及体积,有一定的调整吸汽剖面作用。吸汽剖面作用。SEPA-型蒸汽增效剂:30%NS+0.25%HB-1汇报提纲汇报提
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