注尿素輔助蒸汽驅開采

1、注尿素輔助蒸汽驅開采,氮氣在稠油熱采中的應用,煙道氣在稠油熱采中的應用,注尿素輔助蒸汽驅開采,尿素溶液在溫度高于150oC條件下分解為CO2和NH3氣體，其分解滿足以下方程式：CO(NH2)2+H2O→CO2+2NH3,CO2從多孔介質中驅油，主要有以下作用：CO2溶解于原油使原油膨脹降低原油粘度（原油粘度越大，降低的幅度越大）改變原油密度降低界面張力和毛管力地層水中CO2含量增加，改變了碳酸鹽－重碳酸鹽的平衡，導致孔隙體

2、積增大，滲透率提高,CO2驅主要機理,關于CO2改變原油密度的實驗結果表明：當原油被CO2飽和時，原油密度增加；同時，在驅替過程中，CO2溶解入水中（2~7%），水將膨脹并且密度減小。因此，當注入CO2時，油水密度將相互接近，這樣可以避免CO2－水的指進。,CO2驅主要機理,在土耳其Bati Raman油田注Dodan氣田（與油田相距85Km,其天然氣含有70~90%CO2)所產天然氣物模試驗表明：常規(guī)注水后，剩余油飽和度為47％孔

3、隙體積在高壓下向以前注過水的巖心注Dodan氣段塞，然后注水，剩余油飽和度不到30％孔隙體積,CO2驅主要機理,Bati Raman油田注Dodan天然氣物模試驗還表明：先注Dodan氣增壓，然后降壓，接著再注Dodan氣恢復壓力并高壓注水，剩余油飽和度為22％孔隙體積,CO2驅主要機理,調研顯示，CO2混相驅的原油重度都超過30OAPICO2非混相驅的篩選標準：原油粘度100～1000cp，根據(jù)Klins、Farouq.Ali

4、研究，對于100cp以上的原油，非混相CO2驅明顯優(yōu)于水驅；而對于1000cp以上的原油，注蒸汽將優(yōu)于注CO2的收益,CO2非混相驅篩選標準,CO2非混相驅的篩選標準（續(xù)）：原油重度：10～25oAPI含油飽和度：>0.5油藏埋深：>700m壓力：>6. 9MPa,CO2非混相驅篩選標準,其他CO2非混相驅的篩選條件：最好是薄油層（甚至是熱采無法進行的薄油層）最好是高傾斜層,CO2非混相驅篩選標準,根據(jù)J.

5、Shaw 等人的研究，篩選適合CO2驅的油藏條件主要為：原油比重含油飽和度油藏壓力,CO2非混相驅篩選標準,注CO2非混相驅采收率預測方法：通常采用美國溶解氣驅采收率計算公式：,注CO2采收率預測方法,此外，還有一些預測CO2驅的方法，包括盧因法改進的科瓦爾法油帶分相流動線性法油帶分相流動五點法,注CO2采收率預測方法,CO2驅油工藝已得到了商業(yè)上的證實，并在全世界76個提高采收率作業(yè)的井場上得到了應用，其中67個在美國

6、（50個在西得克薩斯和新墨西哥州的二疊盆地，那里都在利用天然的二氧化碳資源），其余的是在特立尼達、土耳奇和加拿大。,CO2非混相驅應用實例,CO2非混相驅應用實例,*——這里指WAG比水驅的增加量,CO2非混相驅應用實例,Bati Raman重油油田，位于土耳其東南部高比重，10－12oAPI 原油密度： 986～996 kg/m3 高粘度，592mPa.s 油層埋深：1300m平均孔隙度：0.18

7、 產油層為孔洞裂縫灰?guī)r滲透率變化范圍：10?100×10－3?m2(巖芯測試結果）原始油藏壓力：12.4MPa 原始溶解汽油比較低,CO2非混相驅應用實例,Bati Raman重油油田的基本開采情況：一次采油為降壓衰竭式開采開始注CO2之前，累積采油508×104m3,平均地層壓力降至2.76MPa，日產量降至239m3一次采油的最終采收率不到原始地質儲量的2％,CO2非混相驅應用實例,Bati

8、Raman重油油田的CO2驅基本開采情況：1986年在試驗區(qū)的17口井進行CO2吞吐，雖然有些井的壓力有所回升，但大多數(shù)井出現(xiàn)“氣鎖”現(xiàn)象在評價了氣驅示范區(qū)兩年的效果之后，土耳其石油公司將吞吐轉為氣驅；從1988年至1993年，氣驅面積逐步擴大，至1993年1月，整個油田都進行注氣開采；并同時安裝了循環(huán)注氣設備,CO2非混相驅應用實例,Bati Raman重油油田的CO2驅基本開采情況（續(xù)）：1992年5月，油田日產量從注CO2前

9、的239m3/d上升為2067m3/d；到1998年1月，注CO2累積階段采出程度已達1.85％Bati Raman重油油田的CO2非混相驅已10年以上，實踐證明了注CO2提高重油采收率的有效性,CO2非混相驅應用實例,阿肯色利克克里克工程基本情況：原油重度：17oAPI 原油密度：953 kg/m3 油藏埋深：776m 有效厚度：3.5m滲透率：1200

10、 ×10－3?m2 含油飽和度：0.68原油粘度：160cp（油藏溫度、壓力條件下）衰竭式開采及水驅采收率預計為19％采用WAG方法開采是一次采油的兩倍,CO2非混相驅應用實例,Camurlu重油油田，位于土耳其東南部與敘利亞交界處：高比重：10－12oAPI 原油密度：986～996 kg/m3 高粘度：284mPa.s 油藏埋深：1250m該油田一次采收率

11、不到10％在兩口井進行了3輪CO2吞吐試驗，產油量增加了2.5倍,注CO2可行性研究,長慶靖安注氣開發(fā)效果分析：注氣前投產的油井穩(wěn)產水平只有初產的30~40%；注氣后投產的油井見效后穩(wěn)產水平高，為初產的50~60%井組注氣見效情況比較好，近一年半時間，產量基本穩(wěn)定，平面各井見效也比較均勻,CO2非混相驅應用實例,CO2非混相驅應用實例,長慶靖安注氣開發(fā)效果分析（續(xù)）：沒有明顯的氣竄或方向性氣竄。油井見效后，各井生產氣油比明顯上升

12、，各井相差不大，一般為原始氣油比的3~4倍，目前除兩口邊井生產氣油比稍高，為原始氣油比的8~10倍，其它油井生產氣油比為原始氣油比的5~7倍,CO2非混相驅應用實例,江蘇富民油田CO2驅簡介試驗區(qū)油藏條件：面積0.57Km2 儲量32×104t孔隙度23.4% 滲透率854md原油地層粘度2.43cp 地面原油密度0.81~

13、0.83油層埋藏深度2090m 原始油氣比23m3/t,CO2非混相驅應用實例,江蘇富民油田CO2驅簡介（續(xù)）開發(fā)簡史：水驅階段末進行CO2驅三次采油氣驅前采油速度0.5%，含水92%，采出程度38%，水驅標定采收率43%注氣方式：1：1水氣交替,CO2非混相驅應用實例,江蘇富民油田CO2驅簡介（續(xù)）CO2驅開發(fā)效果：預計提高采收率16%，換油率2噸油/噸CO2實驗16井次，投產10井次，累計增油4000噸

14、以上，換油率1.7方/千方，平均有效期大于150天,CO2非混相驅應用實例,吉林兩井油田注CO2非混相驅研究兩井油田屬低滲、裂縫性油藏，預測其20年采出程度：枯竭開采為5.4%注水開發(fā)為12.9%注CO2氣水交替為21.5%,尿素輔助蒸汽驅應用實例,俄羅斯奧哈稠油油藏采用添加尿素輔助蒸汽驅技術，不僅提高了采油速度，且使單位采油量的蒸汽耗量減少到原來蒸汽耗量的1/30,尿素輔助蒸汽驅應用實例,河南油田泌淺10斷塊油藏基本情況：試

15、驗區(qū)遠離BQ10斷塊的北西兩條正斷層地層傾角12o 油層埋藏深度291m油層平均有效厚度9m 凈總厚度比0.67滲透率2880md 孔隙度0.34原油地層粘度50720cp 地面原油密度967Kg/cm3油層溫度30.3OC 原始含油飽和度0.75,尿素輔助蒸汽驅應用實例

16、,試驗區(qū)基本生產情況：試驗區(qū)投產于89年4月，截止98年12月底，井組內封閉區(qū)間吞吐采出程度24.1%，油汽比0.4該井組于98年12月，99年4月和2000年3月，開展三次間歇汽驅試驗，其中前兩次由于吸汽狀況差，汽驅效果不理想，后一次通過對注汽參數(shù)進行調整，增大了注汽量和注汽速度，見到了較好的汽驅效果,尿素輔助蒸汽驅應用實例,在研究尿素輔助蒸汽驅效果之前，為了能正確分析生產動態(tài)及剩余油分布，并進一步開展方式優(yōu)化及動態(tài)預測，需要建立

17、合理的包含已知油藏信息、能很好反映油藏實際的油藏模型，為了檢驗模型的合理性，需對生產動態(tài)進行歷史擬合,尿素輔助蒸汽驅應用實例,擬合采用加拿大CMG（Computer Modelling Group）公司的三維三相多組分熱采及化學添加劑油藏數(shù)值模擬軟件，它可以模擬注熱水、注蒸汽、火燒油層及添加各種化學添加劑、氣體添加劑、溶劑的開采過程,尿素輔助蒸汽驅應用實例,平面網(wǎng)格劃分重點考慮：①網(wǎng)格方向與井排方向一致；②網(wǎng)格盡量適應井的位置，保證兩

18、井間至少有三個空網(wǎng)格,尿素輔助蒸汽驅應用實例,尿素輔助蒸汽驅應用實例,尿素輔助蒸汽驅應用實例,試驗井組注尿素物理模擬試驗結論簡述：在物模研究的溫度、壓力范圍內，溫度升高，尿素的分解速率增大；壓力升高，分解速率減??；濃度對分解速率基本沒有影響濃度為45％的尿素溶液，溫度為200OC，壓力為2.0~4.0時，分解速率為3.3~2.7×10-3mol.l-1.s-1,尿素輔助蒸汽驅應用實例,試驗井組注尿素物理模擬試驗結論簡述：

19、尿素溶液高溫分解產生CO2和NH3，CO2溶解于油中，與原油中的酸反應，綜合表現(xiàn)為原油粘度降低；在50OC條件下，當油：尿素溶液＝8：2時，降粘率達73.5％單管驅油效率實驗表明，熱水中加入濃度30％尿素溶液，驅油效率提高6.5％,尿素輔助蒸汽驅應用實例,尿素輔助蒸汽驅應用實例,尿素輔助蒸汽驅應用實例,根據(jù)儲層及原油物性，試驗井組常規(guī)的蒸汽驅油汽比始終低于經(jīng)濟界限（極限油汽比取0.15） 添加尿素將提高采油速度，延長汽驅有效生產時間

20、 結合物理模擬結果，我們認為添加尿素將有效改善蒸汽驅效果，使處于蒸汽驅篩選邊際條件的稠油油藏實現(xiàn)蒸汽驅開采,尿素輔助蒸汽驅應用實例,分析認為，經(jīng)過長期蒸汽吞吐，油層壓力較低，油井生產壓差小，排液能力受到限制，客觀上決定了有一個壓力恢復過程汽驅開采不可能逾越這一過程，此時想保持蒸汽驅操作關鍵參數(shù)采注比大于1.2是困難的,尿素輔助蒸汽驅應用實例,只有當油層壓力逐步恢復，生產壓差逐步增大，油層逐步初加熱時，才有可能提高油井排量，達到采注比

21、1.2的要求，實現(xiàn)有效的汽驅開發(fā),尿素輔助蒸汽驅應用實例,高溫條件下注入尿素溶液，尿素分解為CO2和NH3氣體，能夠及時補充地層能量，使地層壓力恢復較快，縮短了汽驅初期壓力恢復的進程，生產中表現(xiàn)為汽驅初期低產階段持續(xù)時間短，排液速度上升較快，汽驅見效早，采油速度上升快。,尿素輔助蒸汽驅應用實例,在方案有較時間內，添加尿素蒸汽驅的蒸汽腔體積始終高于常規(guī)蒸汽驅。其原因主要有：注入的尿素溶液高溫條件下分解為CO2和NH3氣體，這兩種氣體的分

22、壓作用將使地層中已冷凝的蒸汽被再次汽化，從而擴大了蒸汽帶的范圍；,尿素輔助蒸汽驅應用實例,氣體由于重力作用裹挾著蒸汽攜帶部分熱量向油層上部運移，擴大了垂向蒸汽波及范圍；氣體相對于熱水擴散速度快，體積系數(shù)大，進入地層后將裹挾著蒸汽攜帶熱量快速加熱油層，這主要表現(xiàn)為蒸汽腔體積增長迅速。,尿素輔助蒸汽驅應用實例,同時我們認為添加尿素還有助于改善油層吸汽剖面，這主要是由于： 稠油油水流度比大，汽驅前緣冷凝水指進嚴重。當水與CO2、N

23、H3氣體同時進入地層時，在水中形成微氣泡，抑制了水的指進，使油水流度比得到一定改善，驅替前緣能夠較均勻。,尿素輔助蒸汽驅應用實例,尿素輔助蒸汽驅應用實例,G51110井組按設計的三個段塞進行增效汽驅的施工工藝，汽驅增油1856噸，生產效果得到了改善：壓力場分布均勻日均產油量由汽驅前的13.7t/d提高到18.0t/d 汽驅油汽比由0.67提高到1.49采注比由2.72提高到5.33,尿素輔助蒸汽驅應用實例,該技術具有較強的新穎性