深层稠油天然气吞吐开发机理研究

【摘要】：我国稠油资源极为丰富,目前主要采用热采技术开发,热采技术适用于埋藏较浅的油藏,对埋深深的油藏热损失大,经济效益差,因此部分深层稠油无法进行有效的开发动用。天然气吞吐技术对降低深层稠油地层原油粘度、提高单井产量有很好的效果,是一项新的深层稠油开采技术,具有良好的推广应用前景。 本文在前人注气提高采收率和稠油CO_2吞吐研究基础上,研制了天然气吞吐物理模拟装置,开展了稠油／天然气平衡状态及非平衡状态性质及变化规律、天然气吞吐物理模拟实验研究,总结了天然气吞吐的一般规律,提出了天然气吞吐的主要增产机理为人工激励形成泡沫油的观点,建立了天然气吞吐过程中的分区渗流模型,并对天然气吞吐过程中的压力变化规律和流体变化规律进行了分析。利用物模和数模对天然气吞吐制度进行了优化研究,对矿场试验效果进行了分析评价。为天然气吞吐技术的推广应用提供了重要的理论和指导依据。 通过深入细致的研究,取得的成果主要有： 1、研究得到了天然气和稠油相互作用的机理和性质变化。采用室内实验的方法,确定了吐哈稠油的PVT性质,稠油和天然气非平衡状态的溶解、降粘规律。天然气吞吐开发机理除了常规的溶解降粘外,还存在“泡沫油”现象。为天然气吞吐开采稠油奠定了基础。 2、建立了天然气吞吐开采稠油的物理模型。根据天然气吞吐开采深层稠油的特点,研制了天然气吞吐开采稠油的物理试验模型,为开展注天然气吞吐开采稠油提供了室内实验论证工具。 3、利用所研制的实验装置,研究了天然气吞吐开采稠油的生产特点。天然气吞吐过程中,从注气井井底到地层远端,地层依次分为过饱和区、拟饱和区、饱和区及欠饱和区,拟饱和区为油井的主要生产期。 4、用物理模拟的方法,模拟了天然气吞吐开采稠油的不同开采方式。天然气吞吐开发中最好的方法是保持地层压力回采。 5、针对吐哈油田稠油油稠的特点,优化了矿场实施天然气吞吐开采的工作制度,得到了生产周期、注入量、注入速度、焖井时间等对生产动态的影响,并进行了矿场试验,取得了很好的效果。 【关键词】：深层稠油 天然气吞吐 泡沫油 拟饱和区
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TE345
【目录】：

• 中文摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-22
• 1.1 研究的目的和意义10-13
• 1.2 国内外相关研究现状13-18
• 1.2.1 稠油油藏注气提高采收率机理13-14
• 1.2.2 国内外对CO_2吞吐研究取得的认识14-16
• 1.2.3 国内外CO_2吞吐及CO_2驱开发状况16-18
• 1.3 研究目标、内容与技术路线18-19
• 1.3.1 研究目标18
• 1.3.2 主要研究内容18
• 1.3.3 技术路线18-19
• 1.4 取得的成果与创新点19-20
• 1.5 本文的主要内容构成20-22
• 2 鲁克沁深层稠油区域概况22-28
• 2.1 油田地里概况22
• 2.2 区域地质特征22-24
• 2.2.1 地层层序22-23
• 2.2.1 构造特征23-24
• 2.3 储层特征24-25
• 2.3.1 岩石学特征24
• 2.3.2 储层物性24-25
• 2.3.3 储层敏感性分析25
• 2.3 流体性质25-27
• 2.3.1 地面原油性质25
• 2.3.2 地层原油性质25-26
• 2.3.3 粘温特性26
• 2.3.4 地层水性质26-27
• 2.4 温度、压力系统27
• 2.5 开发动用状况27-28
• 3 天然气吞吐机理基础试验研究28-58
• 3.1 流体基本性质28
• 3.1.1 脱气原油组分28
• 3.1.2 试验用天然气性质28
• 3.2 稠油/天然气平衡状态性质及变化规律研究28-40
• 3.2.1 实验仪器及流程28-32
• 3.2.2 脱气原油物性测定32-34
• 3.2.3 不同温度条件含气油高压物性34-36
• 3.2.4 不同气体与原油相平衡实验36-40
• 3.3 稠油/天然气非平衡状态性质及变化规律研究40-56
• 3.3.1 非平衡态下的PV关系实验结果40-47
• 3.3.2 拟泡点的理论依据47-50
• 3.3.2 泡沫油研究现状及主要影响因素50-54
• 3.3.4 非平衡态粘度分布规律54-56
• 3.4 认识与结论56-58
• 4 天然气吞吐物理模拟研究58-72
• 4.1 模型设计58-62
• 4.1.1 以往注气吞吐模型系统存在的主要问题58
• 4.1.2 天然气吞吐物理模拟试验系统的主要功能58-59
• 4.1.3 模型本体及测控系统59-61
• 4.1.4 注入及恒温系统61-62
• 4.2 天然气吞吐物理模拟实验方法62-63
• 4.3 实验方案及结果分析63-72
• 4.3.1 初步实验63-65
• 4.3.2 增加轮次天然气吞吐实验65-69
• 4.3.3 实验初步认识69-72
• 5 天然气吞吐不同开采方式物理模拟研究72-85
• 5.1 天然气吞吐+水驱开采方式物理模拟试验72-75
• 5.2 高轮次天然气吞吐加气-水交替注入保压实验75-76
• 5.3 天然气吞吐工作制度优化研究76-79
• 5.4 天然气吞吐过程中地层压力及生产压差变化规律79-83
• 5.5 天然气吞吐过程中的原油组份变化83-85
• 6 天然气吞吐参数优化及实施效果85-104
• 6.1 吞吐参数优化设计85-93
• 6.2 天然气在地层中的扩散规律及地层压力变化规律93-94
• 6.3 天然气吞吐轮次94-96
• 6.4 开发方式研究96-99
• 6.5 天然气吞吐矿场试验评价99-104
• 7 结论及建议104-107
• 7.1 主要结论104-106
• 7.2 建议106-107
• 参考文献107-112
• 个人简历和攻读博士学位期间发表的论文112-113
• 致谢113

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