高温混合气采油技术

1、1234q设备简介设备简介 混合气发生器成套装置是利用液体火箭发动机高压高温燃烧技术研制的一种油田用石油热采注气装备，由以下五部分构成：混合发生器本体（气-汽发生器）高压空气供应系统（高压空压机）燃料供应系统（柴油供应系统）水供应系统测控中心（测控系统） 气气-汽发生器汽发生器 高压空压机高压空压机 水供应系统水供应系统柴油供应系统柴油供应系统测控系统测控系统低成本、热效率高、灵活机动低成本、热效率高、灵活机动核心装置：气核心装置：气-汽发生器汽发生器 q 气气-汽发生器工作原理汽发生器工作原理利用燃烧学、流体力学、传热学、工程热力学的原理与工程技术研制的供石油热采使用的“高温混合气体注气装置

2、”。l 工作介质：燃料（柴油、原油、天然气等）、空气和水。 l原理过程：用空气中的氧作为氧化剂，用柴油（原油、天然气）作燃烧剂，在高温下进行燃烧，产生高温燃气（2000），再通入水与之掺混进行热交换，使水吸热汽化，使燃气放热降温，产生的蒸汽燃气混合气，成分为水蒸汽（干度大于95%）50%、氮气40%、二氧化碳10%。装置基本参数装置基本参数l 蒸汽燃气混合气体产生量：G=8001200 m3/hl 燃料（以柴油为例）消耗量：Gr=120160kg/hl 电力消耗：235Kwl 高温混合气体干度：95%l 高温混合气体压力（随井压自动调节）：P=125 MPal 高温混合气体温度（按采油工艺需要

3、设定）：T=150350 装置的特点装置的特点 l 能源利用率高l 不污染环境l 含有效成分，与原油混相l 体积小、重量轻l 运行成本低 较快提高地层压力较快提高地层压力l高温混合气注入速度可达到1440024000m3/d，比常规注水恢复地层压力速度快；l气相渗透率远大于液相，压力波及范围更大、更快，驱替效果和排液效果更好；l高温混合气在地层内的重力分异作用，形成局部气顶和气体的超覆，具有重力驱油作用，并能够在一定范围内压制底水或边水。 防析蜡和降粘防析蜡和降粘l高温混合气中的水蒸气热焓高，保证注入介质的温度，防止油层析蜡，对稠油又有降粘作用；l高温混合气中的二氧化碳具有一定的溶解性，可使稠

4、油粘度降低2030%。 改善微观驱替效果改善微观驱替效果l高温混合气中添加表面活性剂，可减小驱替介质与原油界面的表面张力，降低驱替压力，同时改变岩石表面的润湿性，从而提高驱替效率；l高温混合气添加发泡剂形成的泡沫，可封堵非均质油层中的大空隙及通道，具有调驱作用，提高储量的动用程度；l高温混合气中的二氧化碳溶于水中具有酸化作用。提高油层渗透率；l高温混合气中添加防膨胀剂可防止粘土矿物的膨胀；l高温混合气可防止对油层的冷伤害；l高温混合气非常适合水敏以及注水较困难的区块。稀油油藏（含高凝油油藏）稀油油藏（含高凝油油藏） 具有气顶（或无气顶）带边、底水的层状或块状砂岩、裂缝性油藏具有气顶（或无气顶）

5、带边、底水的层状或块状砂岩、裂缝性油藏可采用注入高温混合气的方法，即可提高地层压力又可压制边底水，提高油井产量、控制含水上升速度或降低含水。 注水开发油藏（尤其是中质油油藏）注水开发油藏（尤其是中质油油藏）确定合理的段塞比及注入参数，实施水与高温混合气段塞驱，降低原油粘度，扩大扫油面积，提高注入介质的波及体积。 析蜡严重油藏析蜡严重油藏可用高温混合气进行解堵和驱替。 水琐严重区水琐严重区添加防膨剂等药剂可有效解除水锁，并将井底周围存水大量排出。特别适合水敏油藏、高凝油藏和不适宜注水开发的油藏特别适合水敏油藏、高凝油藏和不适宜注水开发的油藏中质稠油油藏中质稠油油藏 高轮次吞吐开发的中后期油藏高轮

6、次吞吐开发的中后期油藏油汽比已到经济极限值，采用高温混合气驱或与水蒸气混注或进行段塞驱，是改变蒸汽吞吐开发方式的经济有效方法之一。 常规开发的稠油油藏常规开发的稠油油藏利用高温混合气辅助蒸汽吞吐即经济又有效。 蒸汽吞吐过程中产生了大量井下存水蒸汽吞吐过程中产生了大量井下存水利用高温混合气进行吞吐排液，既可继续向油层提供热量同时大量的气体又可将地下存水排出，提高稠油油藏的回采水率。 原油粘度小于原油粘度小于5000mPs5000mPs的吞吐开发油藏的吞吐开发油藏特别适合开发中后期的普通稠油油藏特别适合开发中后期的普通稠油油藏高温混合气选井及现场条件要求高温混合气选井及现场条件要求 地质构造上贴近

7、顶部； 油层井段相对集中，完井质量合格； 油层单层厚度大于2m； 油层连通系数大于0.3； 油层孔隙度大于10%，渗透率大于10毫达西； 初期产量较高、累积产量高、目前液面较低、产量较低； 井场具备变压器且不小于250KVA（或者具有同样功率的发电机）； 注气井口要求是热采井口； 注气管柱最好采用热采管柱。q 曙曙1-43-530井组试验（辽河油田曙光油田杜井组试验（辽河油田曙光油田杜66块）块） 1998年气-汽发生器试验装置研制成功后，当年在曙光油田杜66块的曙1-43-530井组进行了气-汽段塞驱开采工艺试验。试验取得成功后，于2000年在美国SPE发表题为“气-汽段塞驱提高中质稠油采收

8、率”的论文，同年美国JPT杂志予以转载。【1 1】气气- -汽段塞技术汽段塞技术(WAG(WAG技术技术) )提高采收率油田试验提高采收率油田试验曙曙1-43-530井组试验（辽河油田曙光油田杜井组试验（辽河油田曙光油田杜66块）块）l 油藏概况油藏概况油层厚度：17.4m 地下原油粘度：107.8mPa.s 原始地层温度：47.0C 孔隙度：24% 地面原油粘度：3321.7mPa.s 原始地层压力：11MPa 渗透率：675mD 油层埋深：10201160m 目前地层压力：1.01MPa l 开发概况开发概况蒸汽吞吐方式开采 平均吞吐周期：5.3 区块油汽比：0.44 平均单井日产油：1.

9、8t 综合含水：64% 采油速度：1.28% 采出程度：25.8% 平均油井动液面：981ml 试验前井组生产现状试验前井组生产现状9口生产井有4口停产，日产液14.2t，井组日产油1.7t，综合含水88%。该井组几乎处于停产状态。【1 1】气气- -汽段塞技术汽段塞技术(WAG(WAG技术技术) )提高采收率油田试验提高采收率油田试验曙曙1-43-530井组试验（辽河油田曙光油田杜井组试验（辽河油田曙光油田杜66块）块）l 实验过程实验过程第一段塞第一段塞 时间： 1998.12.071999.02.10，中心井43-530井注入气-汽混合物 累计注入时间：1106hr（65d） 注入压力：

10、78MPa 注入温度：200250 累计注入量：72104m3 井底压力：4.11MPa 井底温度：88.8 时间： 1999.04.18，开始注热水 注水压力：02 Mpa 注水温度：8090 日注水量：100m3第二段塞第二段塞 时间：1999.12.032000.01.20 累计注入时间：936hr（48d） 注入压力：610MPa 注入温度：200250 注水压力：35MPa 注水温度：8090 日注水量：100m3【1 1】气气- -汽段塞技术汽段塞技术(WAG(WAG技术技术) )提高采收率油田试验提高采收率油田试验非常好的增产效果非常好的增产效果曙曙1-43-530井组试验（辽河

11、油田曙光油田杜井组试验（辽河油田曙光油田杜66块）块）l 实验效果实验效果试验后(1999年3月13日)4口停产井全部恢复生产，见到产液量大幅度增加，含水下降，井组最高日产液48.5t，日产油29.2t，含水39.8%。截止2000年1月31日，该井组累计增产原油4215.8t。【1 1】气气- -汽段塞技术汽段塞技术(WAG(WAG技术技术) )提高采收率油田试验提高采收率油田试验曙曙1-43-530井组试验（辽河油田曙光油田杜井组试验（辽河油田曙光油田杜66块）块）l 实验效果实验效果吸气剖面测试：吸气剖面测试：1998年报12月16日测四参数，测试曲线见下图。测试结果表明：测试结果表明：

12、井深900m处温度曲线出现明显拐点，认为是气水混相带。油层底部吸气好，层号：49、50、51、48、44。吸气厚度15.4m，占油层总厚度的33.6%。【1 1】气气- -汽段塞技术汽段塞技术(WAG(WAG技术技术) )提高采收率油田试验提高采收率油田试验曙曙1-43-530井组试验（辽河油田曙光油田杜井组试验（辽河油田曙光油田杜66块）块）l 实验效果实验效果地层压力测试：地层压力测试：试验前测得地层压力为1.01 MPa。注气后，距中心注入井100m的43-0530井，测压结果为2.47 MPa。油井液面测试：油井液面测试：油井液面测试结果见表。 【1 1】气气- -汽段塞技术汽段塞技术

13、(WAG(WAG技术技术) )提高采收率油田试验提高采收率油田试验油田试验结论：油田试验结论： 1998-2000年期间，在辽河油田共进行气-汽段塞驱试验5井次（4个井组），吞吐试验2个井次。通过上述试验取得如下认识：气-汽段塞驱（WAG）试验见到提高地层压力、降低油井含水、提高产液及产油量的好效果。说明此项技术（WAG）提高油田采收率是可行的。此次试验尚存在不足。其一，气段塞过大，其二，段塞数量太少。因此，表明试验参数控制合理，效果将会更好。 采用吞吐方式效果较好，两口井分别注高温混合气72000m3、75000 m3;分别增油556吨、479吨，平均单井增油518吨。【1 1】气气- -汽

14、段塞技术汽段塞技术(WAG(WAG技术技术) )提高采收率油田试验提高采收率油田试验油田试验结论：油田试验结论： 吞吐井效果较好的主要原因吞吐井效果较好的主要原因两口的原油粘度较低为30004700mPs,注高温混合气前两口井由于地层能量低，产量较低，平均单井产油0.4吨。 高温混合气中的CO2与原油混相，可以有效的改变流体性质。特别对稠油、高凝油可以起到降粘和降凝的效果。CO2+N2作为助排剂，提高了油井产量，因而提高油田的开采效果。高温混合气即可提高地层压力又可压制边底水，提高油井产量、控制含水上升速度或降低含水；蒸汽吞吐过程中所产生的大量井下存水，利用高温混合气进行吞吐排液，既可继续向油

15、层提供热量同时大量的气体又可将地下存水排出，提高稠油油藏的回采水率； 由此可见常规开发的稠油油藏，利用高温混合气辅助蒸汽吞吐经济有效。【1 1】气气- -汽段塞技术汽段塞技术(WAG(WAG技术技术) )提高采收率油田试验提高采收率油田试验非常好的增产效果非常好的增产效果q GD2-31N520井组（胜利油田孤岛采油厂）现场试验井组（胜利油田孤岛采油厂）现场试验为了配合中石化进行的提高稠油油藏采收率技术研究先导试验，探寻新的稠油增油工艺，解决注水、注聚等措施后的接替增油工艺。孤岛采油厂选取GD2-31N520井组做混合热流体驱油，实施提高稠油油藏开发效果的现场试验。该井组周围的20口井，依据地

16、层构造条件和距离分为一线采油井9口，二线采油井11口。在注入施工过程中，分别对一线采油井、二线采油井的油井产液量、产气量、温度、动液面及油套压、示功图等参数进行监测。对一线采油井加密观测，二线采油井每天监测，二线以外的采油井定期观测。【2 2】气气- -汽混合热流体驱油试验汽混合热流体驱油试验非常好的增产效果非常好的增产效果q GD2-31N520井组（胜利油田孤岛采油厂）现场试验井组（胜利油田孤岛采油厂）现场试验GD2-31N520井位于中二中Ng5稠油单元，低效水驱转蒸汽驱的调整区的中心部位，与它同层近距井有18口。 GD2-31N520井作为混合热流体驱的注入井。根据设计要求注入用段塞方

17、式，从注气第6天加入0.04%的DP-4泡沫剂，注入施工严格按预定方案进行。根据收集监测资料进行分析、研究、调整优化注气参数。注57天，空气进入量约61.56104m3(9927m3/d)，注入泡沫剂共4100kg，最后注100m3水作为封堵。生产观察分析认为，一线井9口, 在DG2-31N520注气后出现明显增产、稳产的变化，特别是31-522和32-526井，经统计这两囗井共增油3311.4吨。二线井9口也有不同程度的增油表现。【2 2】气气- -汽混合热流体驱油试验汽混合热流体驱油试验初期生产现状图【3 3】九九5 5区区C C油藏驱油试验油藏驱油试验累计生产现状图【3 3】九九5 5区

18、区C C油藏驱油试验油藏驱油试验2013年4月生产现状图951666 J451 951787 951496 95954 951683 951745 951697 951754 951681 951769 951723【3 3】九九5 5区区C C油藏驱油试验油藏驱油试验2013年4月生产现状图951666 J451 951787 951496 95954 951683 951745 951697 951754 951681 951769 951723【3 3】九九5 5区区C C油藏驱油试验油藏驱油试验检451井【3 3】九九5 5区区C C油藏驱油试验油藏驱油试验2004.05.08投产，C射孔厚度19.0m。至2013年，平均日产2t持续生产24周，关停3月左右，处于低能低产的间开状况。检451井【3 3】九九5 5区区C C油藏驱油试验油藏驱油试验2013.12.06-18:00开始注入高温混合气，至2013.12.07-08:30注入压力达7.3mPa，井口漏气，停机，修井口；2013.12.1213日分别尝试注气，注入压力达11mPa ，井口漏气，停机终止注气，累计注入高温混合气14746m3。检451井【3 3】九九5 5区区C C油藏驱油试验油藏驱油试验停止注气后焖井3周后，于2014.01.06开井，至2013.03.23，已连续生产77天，最高日产油8t，