文南油田注天然气提高原油采收率可行性研究

【摘要】：国内近年发现和未投入开发油田主要以低渗透油田为主,约占发现储量的50%—60%,其中特低渗透油藏在低渗油藏中占60%—70%。低渗透油藏储层物性差,注水压力高,难以实现注水开发,高效地开发这类油藏是一个世界性的难题。论文通过对文南低渗、高温高压挥发性油藏注气提高原油采收率的可行性研究,为文南油田的开发提供一条新的途径。 国内外对低渗透油藏注气提高原油采收率开展了一系列的室内研究和现场先导试验,并取得了一些成功的经验。但是,对于低渗、高温高压挥发性油藏注气提高原油采收率还没有见到相关的室内研究和现场试验报道。论文在对注气驱机理详细论述的基础上,开展了注气混相驱和非混相驱理论研究、室内实验评价和现场注气试验等工作,形成了低渗、高温高压挥发性油藏注气提高原油采收率研究方法和配套的高压注气工艺技术,为文南油田实施注气提高原油采收率提供了技术保证。可行性研究工作包括: 1.对目前石油工业界广泛采用的立方型状态方程的结构体系、适应性和精度进行了全面地分析,并选择出适用于气-液二相相平衡计算的状态方程。建立适合注气混相和非混相驱的相态模拟计算模型,对混相驱和非混相驱的机理进行了深入的分析; 2.进行了水驱、非混相气驱和非混相驱水气交替长岩心驱替实验,评价了不同的注入介质和水气交替对提高原油采收率的影响。同时,评价了注水、注气和水气交替注入的最大注入压差,从实验上证明了低渗透油藏不能实施水气交替注入的原因; 3.用细管实验确定气驱最小混相压力。设计了富化天然气驱细管实验,确定了天然气与地下原油混相所需的中间烃含量;开展了混相驱长岩心驱替实验,评价了混相条件下长岩心驱替原油采收率; 4.完成了流体相态拟合分析,建立了三维地质模型,并完成了选定先导试验区生产历史拟合。在此基础上,用三维三相多组分模型对文南油田注天然气和注入不同富化度天然气驱的开发效果进行了模拟研究; 5.分析了气驱过程中有机固相沉积机理,结合实验研究结果,对文南油田可能出现的固溶物沉积进行了研究分析; 6.根据氮气试注情况和对国内外天然气增压设备的调研,对现有天然气压缩机、注气井口、井下管柱及封隔器等能否满足文南油田注天然气的需要进行了分析; 7.用现金流量和换油率法对先导试验区进行了经济评价。 通过以上研究表明,文南油田低渗、高温高压透挥发性油藏注气可以大幅度地提高原油采收率;经济评价和对国内外天然气增压设备的调研也表明,文南油田注天然气具有良好的经济效益,现有天然气压缩机、注气井口、井下管柱及封隔器等均能满足文南油田高压注天然气的需要。本文所研究的内容已经被中石化总公司立为重大研究课题。其中,对文南低渗、高温高压油藏进行注入天然气提高原油采收率的研究成果已经在SPE上发表(见SPE77799)。 【关键词】：近混相驱 低渗透 挥发油 数值模拟 提高采收率
【学位授予单位】：西南石油学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TE357.4
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-8
• 1 引言8-14
• 1．1 研究的目的和意义8-9
• 1．2 国内外技术现状及发展趋势9-11
• 1．2．1 国外注气技术现状及发展趋势9-10
• 1．2．2 国内注气技术现状及发展趋势10-11
• 1．3 本文研究思路11
• 1．4 本文研究目标，内容及技术路线11-12
• 1．5 研究成果和技术创新12-14
• 2 注气驱的油气两相平衡理论基础14-27
• 2．1 注气过程油气体系相平衡计算原理14-19
• 2．1．1 油气体系相平衡计算物料平衡方程组14-15
• 2．1．2 油气体系相态计算热力学平衡方程组15-17
• 2．1．3 常用的两类相平衡计算数学模型17-19
• 2．2 常用状态方程的选择及分析19-27
• 2．2．1 范德华(Van der Waals)方程19-20
• 2．2．2 RK(Redlich，Kwong)方程20
• 2．2．3 SRK(Soave-Redlish-Kwong)方程20-22
• 2．2．4 PR(Peng-Robinson)方程22-23
• 2．2．5 LHSS(李士伦等人改进的)方程23-27
• 3 注气混相驱机理27-36
• 3．1 注气过程的相态变化机理27-28
• 3．1．1 用拟三元相图表示多组分的相态27
• 3．1．2 用压力-组成图(p－X)表示相态27-28
• 3．2 注气混相驱机理概述28-33
• 3．2．1 一次接触混相过程29-30
• 3．2．2 多级接触混相驱替过程30-31
• 3．2．3 非混相驱过程31-32
• 3．2．4 近混相驱过程32-33
• 3．3 注气多级接触过程相态模拟原理33-36
• 3．3．1 向前接触(蒸发混相)过程的模拟原理33
• 3．3．2 向后接触(凝析混相)过程的模拟原理33
• 3．3．3 向前、向后接触过程相态参数的计算方法33-36
• 4 文72块沙三中注天然气非混相驱替实验研究36-49
• 4．1 原油流体和注入天然气组分实验分析36-38
• 4．1．1 原油流体的组分实验分析36-37
• 4．1．2 注入天然气的组分实验分析37-38
• 4．2 天然气细管驱替实验研究38-44
• 4．2．1 细管实验的设计原则39-40
• 4．2．2 细管实验装置和实验步骤40-42
• 4．2．3 细管实验条件和数据结果处理42-43
• 4．2．4 文72块注天然气细管驱替实验43-44
• 4．3 天然气长岩心驱替实验44-48
• 4．3．1 实验条件44-47
• 4．3．2 天然气长岩心驱替实验47-48
• 4．4 文72块沙三中注天然气与气水交替注入可行性评价48-49
• 5 文72块沙三中注气混相驱实验研究49-60
• 5．1 文72块地层流体PVT相态特征49-52
• 5．1．1 实验仪器与流程49
• 5．1．2 地层原始流体的配制49-50
• 5．1．3 地层流体相态特征实验研究50-52
• 5．2 细管驱替实验研究52-55
• 5．2．1 细管实验确定最佳注入气组成52-55
• 5．3 注气对流体相态特征影响的实验55-57
• 5．3．1 MMC注入对原油相态特征的影响55-57
• 5．4 长岩心驱替实验研究57
• 5．5 注气混相驱固溶物沉积实验研究57-60
• 5．5．1 沥青沉降的机理57-58
• 5．5．2 沥青沉积量和沉积点的实验测定58-59
• 5．5．3 文南油田沥青沉积的测定59-60
• 6 文72块沙三中注气数值模拟研究60-71
• 6．1 文72-467注气室内实验模拟研究60-63
• 6．1．1 相态参数的拟合60-62
• 6．1．2 文72-467注气井长岩心注富化天然气驱替模拟62-63
• 6．2 文72-467注气井组油藏数值模拟研究63-71
• 6．2．1 三维地质模型建立63-64
• 6．2．2 储量拟合64
• 6．2．3 历史拟合64-65
• 6．2．4 文72-467注富化天然气驱开发方案设计及动态预测65-68
• 6．2．5 混相驱替开发效果分析68-71
• 7 注天然气工艺技术71-83
• 7．1 氮气试注71-75
• 7．1．1 试注方案设计71-72
• 7．1．2 氮气试注现场实施72-74
• 7．1．3 氮气试注结果分析74-75
• 7．2 天然气试注75-79
• 7．2．1 天然气注气流程75
• 7．2．2 天然气注气设备的选择75-78
• 7．2．3 注气管柱78-79
• 7．3 注气效果监测方案设计79-83
• 7．3．1 天然气驱气体突破特征分析80
• 7．3．2 现场判断气窜的两种方法80-81
• 7．3．3 监测内容81-83
• 8 先导试验经济评价83-90
• 8．1 注气方案83-85
• 8．2 经济评价依据与原则85
• 8．2．1 评价依据85
• 8．2．2 评价原则85
• 8．3 注气开发方案经济评价方法85-86
• 8．3．1 评价方法85
• 8．3．2 注气开发经济评价的基本步骤85-86
• 8．4 现金流量法的经济评价86-88
• 8．4．1 评价标准86
• 8．4．2 公用参数86
• 8．4．3 方案一的经济评价86-88
• 8．4．4 方案二的经济评价88
• 8．4．5 方案的优选88
• 8．5 换油率法的经济评价88-90
• 8．5．1 经济分析的前提条件88-89
• 8．5．2 压缩机运行费用89
• 8．5．3 注单位标方气成本89
• 8．5．4 增产吨油成本89
• 8．5．5 措施增油成本89-90
• 9 结论与认识90-92
• 致谢92-93
• 参考文献93-95

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