气体混相驱_0812.ppt

第四章：气体混相驱MiscibleGasFlooding,基本概况,凝析式气体混相驱(CondensingGasDrive),注入气中的轻质和中间烃类组分凝析到原油中，改变原油的组成（加富原油），使其与注入气混相。,2)气体混相驱机理(DisplacementMechanisms),基本概况,蒸发式气体混相驱(VaporizingGasDrive),注入气从原油中抽提轻质和中间烃类组分，改变注入气的组成（加富气相），使其与原油混相。,CO2对原油的抽提作用,在一定温度压力条件下，CO2不仅能溶于原油中，而且可置换出原油中的轻质和中间组分的烃类物质，这种置换作用被称为CO2对原油的抽提作用。,1、CO2抽提原油的特性,比较G1与CO2,G1中除主要是CO2外还有部分轻质烃类,称G1为富含CO2的气相,比较L1与O,L1中除主要是原油外还有部分CO2,称L1为富含烃类的液相,比较G2与G1,G2中含有更多的烃类组分,比较L2与L1,L2失去了更多的烃类组分,CO2对原油的抽提特性,1、CO2抽提原油的特性,抽提效率,对于某种原油，在一定温度压力下，单位体积CO2抽提出的烃类体积称为该温度压力下CO2对该原油的抽提效率。,1、CO2抽提原油的特性,原油密度与抽提次数的关系示意图,接触次数,抽提结果,气液两相密度增加；随抽提次数增加，进入气相的烃类组分从轻质向中间组分变化；压力越高，抽提能力越强。,1、CO2抽提原油的特性,抽提出的油量,CO2与原油的气油比与抽提量的关系,随压力增加，抽提油量增加存在一最小抽提压力存在最佳气油比,1、CO2抽提原油的特性,CO2/烃类体系的相态特性(PhaseBehaviorofCO2/HydrocarbonSystem),2.气体混相驱油机理,CO2和CH4与原油体系的拟三元相图对比BetweenCO2/OilSystemandCH4/OilSystem,CO2(CH4)多级接触混相驱(MultipleContactMiscibleGasDriveCO2orCH4),富气多级接触混相驱(MultipleContactMiscibleGasDrivebyEnrichedGas),最低混相压力(MMP-MinimumMiscibilityPressure),根据CO2/烃类的压力-组成(P-x)图的特点，R.S.Metcalfe和L.Yarborough将CO2/原油的相态分成两类:TypeI和TypeII,TypeI:在P-x图的多相区中只有气液两相共存,(L+V),气液两相共存,(LL+V),液液两相共存(LL+UL),气液液三相共存(LL+UL+V),UL:富含CO2的液相(CO2-richliquid)LL:富含烃类的液相(oil-richliquid),2.1CO2/烃类体系的相态特性PhaseBehaviorofCO2/HydrocarbonSystem,TypeII:在P-x图的多相区中有：,轻质和中间组分,2.1表示多组分的拟三元相图,2.1表示多组分的拟三元相图,x1,G1,L1,Ln,Gn,X:总组成L:液相组成G:气相组成,采用PVT实验可绘制相图,1）CO2/原油体系的P-X图,CO2的摩尔分数(XCO2),2.2CO2/烃类体系的相态特性,2）CO2/原油体系的拟三元相图,P=PA,2.2CO2/烃类体系的相态特性,3）CO2/原油体系的拟三元相图,P=PB,2.2CO2/烃类体系的相态特性,4）CO2/原油体系的拟三元相图,P=PC,2.2CO2/烃类体系的相态特性,T,P,2.3CO2和CH4与原油体系的拟三元相图对比ComparisionofPseudoternaryDiagramsBetweenCO2/OilSystemandCH4/OilSystem,T,P,2.3CO2和CH4与原油体系的拟三元相图对比,T,P,2.3CO2和CH4与原油体系的拟三元相图对比,比较要点：相包络线的大小系线的方向,通过比较理解：相同条件下，CO2对C2-6的抽提能力大于CH4对同一原油，CO2与之的混相能力高于CH4,分析段塞前缘和注入端孔隙中流体组成变化,2.4CO2(CH4)多级接触混相驱（蒸发式）(MultipleContactMiscibleGasDrivebyCO2orCH4),分析段塞前缘和注入端孔隙中流体组成变化,2.4CO2(CH4)多级接触混相驱（蒸发式）,段塞前缘,K+A混相排驱,2.4CO2(CH4)多级接触混相驱（蒸发式）,2.4CO2(CH4)多级接触混相驱（蒸发式）,注入气沿程不断抽提原油中的C2-6来加富自己,当把气相加富到临界点K时,实现与前方原油混相排驱。,混相发生在排驱前缘,2.4CO2(CH4)多级接触混相驱（蒸发式）,相同温度压力条件下原油组成的影响,某条延长线过B点的系线与露点线的交点(Gn),原油B不能将注入气G加富到K,不能实现多级接触混相排驱,2.4CO2(CH4)多级接触混相驱（蒸发式）,对于一定的油藏原油，CO2和CH4能否与之实现多级接触混相驱，关键在于该原油是否含有足够多的C2-6(即是否有足够的富度)。,2.4CO2(CH4)多级接触混相驱（蒸发式）,注入端孔隙,某条延长线过G点的系线与泡点线的交点(Ln),2.4CO2(CH4)多级接触混相驱（蒸发式）,随着气体的不断注入，注入端孔隙中的原油中的C2-6不断被抽提，直到完全失去加富气相的能力。,2.4CO2(CH4)多级接触混相驱（蒸发式）,分析段塞前缘和注入端孔隙中流体组成变化,2.5富气多级接触混相驱（凝析式）MultipleContactMiscibleGasDrivebyEnrichedGas,分析段塞前缘和注入端孔隙中流体组成变化,2.5富气多级接触混相驱（凝析式）,注入端孔隙,K+G混相排驱,2.5富气多级接触混相驱（凝析式）,注入气不断把所含的C2-6凝析到原油中来加富原油,当把液相加富到临界点K时,实现与后部注入气混相排驱,混相发生在注入端,2.5富气多级接触混相驱（凝析式）,相同温度压力条件下注入气组成的影响,某条延长线过P点的系线与泡点线的交点(Ln),注入气P不能将原油A加富到K,不能实现多级接触混相排驱,2.5富气多级接触混相驱（凝析式）,对于一定的油藏原油，富气能否与之实现多级接触混相驱，关键在于该注入是否含有足够多的C2-6(即是否有足够的富度)。,2.5富气多级接触混相驱（凝析式）,段塞前缘,某条延长线过A点的系线与露点线的交点(Gn),2.5富气多级接触混相驱（凝析式）,注入气沿程不断加富原油,随着气相中的C2-6不断凝析到原油中,注入气逐渐失去加富原油的能力。,2.5富气多级接触混相驱（凝析式）,2.6最低混相压力MinimumMiscibilityPressure-MMP,压力对拟三元相图的影响,MMP压力的确定方法,压力对拟三元相图的影响,则该油藏原油与CO2的MMP=P3,MMP压力的确定方法,1、细管实验(Slim-TubeExperiments),2、直接观测法(VisualCellObservations-RisingBubbleExperiments),1、细管实验(Slim-TubeExperiments),注入PV与采收率的关系,P=P1T=Treservoir,2、直接观测法(VisualCellObservations-RisingBubbleExperiments),P=P2P1T=Treservoir,P=P3P2T=Treservoir,P=P4P3T=Treservoir,MMP=P4,？,P=P5P4T=Treservoir,MMP=P5,Why?,最小混相压力的影响因素,原油的组成和性质原油的API重度C5C30的含量C5+分子量温度注入气体的组成,混相压力与原油分子量的关系,二氧化碳驱的筛选,二氧化碳混相驱过程,二氧化碳气源,二氧化碳气藏天然气合成氨厂天然气处理厂电厂等排放的废气,二氧化碳注入工艺,二氧化碳源二氧化碳凝缩装置输送装置储藏系统变压注入装置二氧化碳分配站分离装置,二氧化碳注入工艺流程,二氧化碳吞吐技术,CO2单井吞吐机理CO2的溶解特性降低原油粘度膨胀原油体积碳酸水溶解钙质而获得增产的。CO2单井吞吐特点投资少、见效快，增产单位体积原油所用CO2量少等特点，适合于CO2气源不丰富的井场、水驱效果差的低渗透油藏，也是一种稠油冷采的工艺技术。,CO2单井吞吐方法,用卡车（恒温罐）将CO2拉至井场要泵将液态的CO2挤入油井附近地层并关井一段时间（几周）后，使CO2充分地渗入地层并溶解于原油开井生产后就可获得较高的采油量。如果油井产量降到原来水平，即可进行下一轮的吞吐。,影响CO2吞吐效果的因素,周期次数：CO2的有效性随着周期吞吐次数的增加而降低。生产期间的回压：在生产期间，回压越高CO2吞吐的效果越好。这是由于高回压下原油中的CO2的溶解度较高，存在较高的原油潜在产量。注入压力：高的注入压力迫使更多的CO2进入地层中，原油粘度降低的幅度会增大。因而，处理压力越高，CO2吞吐的效果越好。,原油的粘度：CO2吞吐提高原油产量主要是降低原油的粘度，高粘原油的吞吐效果较好。但过高的原油粘度的CO2吞吐的效果较差。因此，大规模的应用通常要求原油的粘度低于2000mPa.s含油饱和度：含油饱和度的高低直接关系着任何提高采收率的方法的采收率和经济效益。含油饱和度越高的油层CO2吞吐的技术效果和经济效益肯定越好。渗透率：对于粘度较高的原油，高的渗透率起到增强CO2吞吐增产的作用。而对于低粘度原油，其意义不大明显。,影响CO2吞吐效果的因素,二氧化碳驱流度控制技术,二氧化碳驱的一个严重缺陷二氧化碳与原油的粘度差二氧化碳/原油之间密度差油藏的非均质性二氧化碳驱过程中现象粘性指进现象和超覆现象，使得二氧化碳在生产井提前突破（气窜），降低二氧化碳的波及系数。,控制二氧化碳驱的流度,提高二氧化碳波及效率的方法水气交替注入法（Water-Alternating-Gas）二氧化碳泡沫法弱凝胶处理,水气交替注入法,增加水相饱和度降低注入流体的流度水气交替注入技术是利用注入的水段塞作为“堵塞剂”阻碍二氧化碳在多孔介质中的流动，达到控制流度的目的。在实际应用中，通常是将二氧化碳和水分成若干个小段塞，交替注入到油层。有助于控制二氧化碳的超覆现象，提高垂向波及效率。,二氧化碳泡沫法,改善二氧化碳驱流度比最为直接的方法是增加驱替相本身的粘度。二氧化碳泡沫可以明显改善注入井的吸气剖面，与水气交替注入联合使用时，可使二氧化碳的流度降低50%以上。二氧化碳泡沫可抑制二氧化碳驱前缘的不稳定性缓解粘性指进和重力超覆。,二氧化碳泡沫,表面活性剂在油藏温度下必须稳定，不能产生降解。这种表面活性剂在地层中的吸附损失量要小。选用表面活性剂时还需考虑它与地层水中二价离子的配伍性。保证表面活性剂在油藏孔隙介质的流动过程中，能使泡沫液膜稳定,聚合物弱凝胶方法,弱凝胶是一种由低浓度聚合物（100-1200mg/l）和交联剂(20-100mg/l)形成的以分子内交联为主，以分子间交联为辅的弱凝胶体系。弱凝胶技术可以大幅度地降低化学剂用量。由于弱凝胶体系成胶时间长和成胶强度小，可以进入油藏深部，因此，弱凝胶可以用于油藏的深度调剖。,弱凝胶体系的特点,聚合物用量很小具有凝胶属性有很好的耐温性和抗二价离子能力成胶时间长，流动性好注入能力好,二氧化碳驱工程问题,腐蚀结垢沥青和石蜡的沉淀水化物形成,防腐工艺及措施,1、管材的选择。管材的选择应该是高合金钢，井下管柱应采用：13%铬马氏体不锈钢；9%铬，1%钼钢；冷加工双炼不锈钢。2、防腐采用的涂层有水泥、环氧树脂、塑料衬料、改进的聚胺脂和酚醛树脂。涂层必须完整无损，在涂层上不能有金属暴露的地方。,结垢的预防方法,磁法防垢。利用永磁软水器可以抑制水垢的形成。产出水通过软水器时，受到磁力作用，改变水垢的结晶形态，使之质地疏松，不易附着在管壁上而被液流携走。阻垢剂防垢无机磷酸盐有机磷化合物聚合物氨基三甲叉磷（ATMP）是一种对硫酸盐垢有良好抑制效果的阻垢剂,气体水化物形成的条件,1、气体温度不能超过出现游离水的露点湿度；2、低温；3、高压；4、气流速度高；5、压力脉动；6、小水化物晶体的引入；7、存在诸如管子弯头、锐孔、温度计套插孔、以及管线结垢位置。,抑制水化物形成的措施,脱水防