注尿素辅助蒸汽驱开采

1、整理课件 注尿素辅助蒸汽驱开采注尿素辅助蒸汽驱开采氮气在稠油热采中的应用氮气在稠油热采中的应用烟道气在稠油热采中的应用烟道气在稠油热采中的应用整理课件注尿素辅助蒸汽驱开采注尿素辅助蒸汽驱开采添加尿素研究添加尿素研究整理课件l尿素溶液在温度高于尿素溶液在温度高于150150o oC C条件下分解为条件下分解为COCO2 2和和NHNH3 3气体，其分解满足以下方程式：气体，其分解满足以下方程式：CO(NH2)2+H2OCO2+2NH3添加尿素研究添加尿素研究整理课件 COCO2 2从多孔介质中驱油，主要有以下作用：从多孔介质中驱油，主要有以下作用：COCO2 2溶解于原油使原油膨胀溶解于原油使原

2、油膨胀降低原油粘度（降低原油粘度（原油粘度越大，降低的幅度越大）原油粘度越大，降低的幅度越大）改变原油密度改变原油密度降低界面张力和毛管力降低界面张力和毛管力地层水中地层水中COCO2 2含量增加，改变了碳酸盐重碳酸盐的平含量增加，改变了碳酸盐重碳酸盐的平衡，导致孔隙体积增大，渗透率提高衡，导致孔隙体积增大，渗透率提高CO2驱主要机理添加尿素研究添加尿素研究整理课件 关于关于COCO2 2改变原油密度的实验结果表明：改变原油密度的实验结果表明：当原油被当原油被COCO2 2饱和时，原油密度增加；同时，在驱替过饱和时，原油密度增加；同时，在驱替过程中，程中，COCO2 2溶解入水中（溶解入水中（

3、2 27%7%），水将膨胀并且密度），水将膨胀并且密度减小。因此，当注入减小。因此，当注入COCO2 2时，油水密度将相互接近，这时，油水密度将相互接近，这样可以避免样可以避免COCO2 2水的指进。水的指进。CO2驱主要机理添加尿素研究添加尿素研究整理课件 在土耳其在土耳其Bati RamanBati Raman油田注油田注DodanDodan气田气田（与油田相距（与油田相距8585Km,Km,其天然气含有其天然气含有7090%7090%COCO2 2) )所产天然气物模试验表明：所产天然气物模试验表明：常规注水后，剩余油饱和度为常规注水后，剩余油饱和度为4747孔隙体积孔隙体积在高压下向以

4、前注过水的岩心注在高压下向以前注过水的岩心注DodanDodan气段塞，然后注气段塞，然后注水，剩余油饱和度不到水，剩余油饱和度不到3030孔隙体积孔隙体积CO2驱主要机理添加尿素研究添加尿素研究整理课件 Bati RamanBati Raman油田注油田注DodanDodan天然气物模试验还表明：天然气物模试验还表明：先注先注DodanDodan气增压，然后降压，接着再注气增压，然后降压，接着再注DodanDodan气恢气恢复压力并高压注水，剩余油饱和度为复压力并高压注水，剩余油饱和度为2222孔隙体积孔隙体积CO2驱主要机理添加尿素研究添加尿素研究整理课件 调研显示，调研显示，COCO2

5、2混相驱的原油重度都超过混相驱的原油重度都超过3030OOAPIAPI COCO2 2非混相驱的筛选标准：非混相驱的筛选标准：原油粘度原油粘度10010010001000cpcp，根据根据KlinsKlins、Farouq.AliFarouq.Ali研究，对于研究，对于100100cpcp以上的原油，非混相以上的原油，非混相COCO2 2驱明驱明显优于水驱；而对于显优于水驱；而对于10001000cpcp以上的原油，注蒸以上的原油，注蒸汽将优于注汽将优于注COCO2 2的收益的收益CO2非混相驱筛选标准添加尿素研究添加尿素研究整理课件 COCO2 2非混相驱的筛选标准（续）：非混相驱的筛选标准

6、（续）：原油重度：原油重度：10102525o oAPIAPI油藏埋深：油藏埋深：700700mm压力：压力：6. 96. 9MPaMPaCO2非混相驱筛选标准添加尿素研究添加尿素研究整理课件 其他其他COCO2 2非混相驱的筛选条件：非混相驱的筛选条件：最好是薄油层（甚至是热采无法进行的薄油层）最好是薄油层（甚至是热采无法进行的薄油层）最好是高倾斜层最好是高倾斜层CO2非混相驱筛选标准添加尿素研究添加尿素研究整理课件 根据根据 等人的研究，筛选适合等人的研究，筛选适合COCO2 2驱的油藏条驱的油藏条件主要为：件主要为：原油比重原油比重含油饱和度含油饱和度油藏压力油藏压力CO2非混相驱筛选标

7、准添加尿素研究添加尿素研究整理课件 注注COCO2 2非混相驱采收率预测方法：非混相驱采收率预测方法：通常采用通常采用美国溶解气驱采收率计算公式：美国溶解气驱采收率计算公式：17410372200979016110121260.ab.wi.ob.obRppSKBwi.E)S(注CO2采收率预测方法17410372200979016110121260.ab.wi.ob.obRppSKBwi.E)S(添加尿素研究添加尿素研究整理课件 此外，还有一些预测此外，还有一些预测COCO2 2驱的方法，包括驱的方法，包括卢因法卢因法改进的科瓦尔法改进的科瓦尔法油带分相流动线性法油带分相流动线性法油带分相流动

8、五点法油带分相流动五点法17410372200979016110121260.ab.wi.ob.obRppSKBwi.E)S(注CO2采收率预测方法添加尿素研究添加尿素研究整理课件COCO2 2驱油工艺已得到了商业上的证实，并在全世界驱油工艺已得到了商业上的证实，并在全世界7676个提高采收率作业的井场上得到了应用，其中个提高采收率作业的井场上得到了应用，其中6767个在美国（个在美国（5050个在西得克萨斯和新墨西哥州的个在西得克萨斯和新墨西哥州的二叠盆地，那里都在利用天然的二氧化碳资源），二叠盆地，那里都在利用天然的二氧化碳资源），其余的是在特立尼达、土耳奇和加拿大。其余的是在特立尼达、土

9、耳奇和加拿大。 CO2非混相驱应用实例添加尿素研究添加尿素研究整理课件CO2非混相驱应用实例油田名称油田名称油田规模油田规模HansfordHansford砂岩砂岩1982198261.161.14848202038382.22.29.99.9* *Lick CreekLick Creek砂岩砂岩77877847.847.8120012009 9171716016010.110.1生产性先导试验生产性先导试验Hilly UplandHilly Upland灰岩灰岩59559525253 3131342421.71.75 5WilmingtonWilmington砂岩砂岩76276250.650

10、.6465465424214142832831111增加采收率增加采收率岩性岩性深度深度油层温度油层温度渗透率渗透率有效厚度有效厚度原油重度原油重度粘度粘度* *这里指这里指WAGWAG比水驱的增加量比水驱的增加量添加尿素研究添加尿素研究整理课件CO2非混相驱应用实例 Bati RamanBati Raman重油油田，位于土耳其东南部重油油田，位于土耳其东南部高比重，高比重，10101212o oAPI API 原油密度：原油密度： 986 986996 996 kg/mkg/m3 3 高粘度，高粘度，592592mPa.s mPa.s 油层埋深：油层埋深：13001300mm平均孔隙度：平均

11、孔隙度：0.18 0.18 产油层为孔洞裂缝灰岩产油层为孔洞裂缝灰岩渗透率变化范围：渗透率变化范围：101010010010103 3 mm2 2( (岩芯测试结果）岩芯测试结果）MPa MPa 原始溶解汽油比较低原始溶解汽油比较低添加尿素研究添加尿素研究整理课件CO2非混相驱应用实例 Bati RamanBati Raman重油油田的基本开采情况：重油油田的基本开采情况：一次采油为降压衰竭式开采一次采油为降压衰竭式开采开始注开始注COCO2 2之前，累积采油之前，累积采油50850810104 4mm3 3,MPa,MPa，日产日产量降至量降至239239mm3 3一次采油的最终采收率不到原

12、始地质储量的一次采油的最终采收率不到原始地质储量的2 2添加尿素研究添加尿素研究整理课件CO2非混相驱应用实例 Bati Raman Bati Raman重油油田的重油油田的COCO2 2驱基本开采情况：驱基本开采情况：19861986年在试验区的年在试验区的1717口井进行口井进行COCO2 2吞吐，虽然有些井的吞吐，虽然有些井的压力有所回升，但大多数井出现压力有所回升，但大多数井出现“气锁气锁”现象现象在评价了气驱示范区两年的效果之后，土耳其石油公司在评价了气驱示范区两年的效果之后，土耳其石油公司将吞吐转为气驱；从将吞吐转为气驱；从19881988年至年至19931993年，气驱面积逐步扩

13、年，气驱面积逐步扩大，至大，至19931993年年1 1月，整个油田都进行注气开采；并同时安月，整个油田都进行注气开采；并同时安装了循环注气设备装了循环注气设备添加尿素研究添加尿素研究整理课件CO2非混相驱应用实例 Bati Raman Bati Raman重油油田的重油油田的COCO2 2驱基本开采情况（续）：驱基本开采情况（续）：19921992年年5 5月，油田日产量从注月，油田日产量从注COCO2 2前的前的239239mm3 3/d/d上升为上升为20672067mm3 3/d/d；到到19981998年年1 1月，注月，注COCO2 2累积阶段采出程度已达累积阶段采出程度已达1.8

14、51.85Bati RamanBati Raman重油油田的重油油田的COCO2 2非混相驱已非混相驱已1010年以上，实践证年以上，实践证明了注明了注COCO2 2提高重油采收率的有效性提高重油采收率的有效性添加尿素研究添加尿素研究整理课件CO2非混相驱应用实例 阿肯色利克克里克工程基本情况：阿肯色利克克里克工程基本情况：原油重度：原油重度：1717o oAPI API 原油密度：原油密度：953 953 kg/mkg/m3 3 油藏埋深：油藏埋深：776776m mm m渗透率：渗透率：1200 1200 10103 3 mm2 2 原油粘度：原油粘度：160160cpcp（油藏温度、压力

15、条件下）油藏温度、压力条件下）衰竭式开采及水驱采收率预计为衰竭式开采及水驱采收率预计为1919采用采用WAGWAG方法开采是一次采油的两倍方法开采是一次采油的两倍添加尿素研究添加尿素研究整理课件CO2非混相驱应用实例 CamurluCamurlu重油油田，位于土耳其东南部与叙利亚交重油油田，位于土耳其东南部与叙利亚交界处：界处：高比重：高比重：10101212o oAPI API 原油密度：原油密度：986986996 996 kg/mkg/m3 3 高粘度：高粘度：284284mPa.s mPa.s 油藏埋深：油藏埋深：12501250mm该油田一次采收率不到该油田一次采收率不到1010在两

16、口井进行了在两口井进行了3 3轮轮COCO2 2添加尿素研究添加尿素研究整理课件注注COCO2 2可行性研究可行性研究 长庆靖安注气开发效果分析长庆靖安注气开发效果分析：注气前投产的油井稳产水平只有初产的注气前投产的油井稳产水平只有初产的3040%3040%；注气注气后投产的油井见效后稳产水平高后投产的油井见效后稳产水平高，为初产的，为初产的5060%5060%井组注气见效情况比较好，近一年半时间，产量基本稳井组注气见效情况比较好，近一年半时间，产量基本稳定，平面各井见效也比较均匀定，平面各井见效也比较均匀CO2非混相驱应用实例添加尿素研究添加尿素研究整理课件CO2非混相驱应用实例 长庆靖安注

17、气开发效果分析（续）长庆靖安注气开发效果分析（续）：没有明显的气窜或方向性气窜。油井见效后，各井生产没有明显的气窜或方向性气窜。油井见效后，各井生产气油比明显上升，各井相差不大，一般为原始气油比的气油比明显上升，各井相差不大，一般为原始气油比的3434倍，目前除两口边井生产气油比稍高，为原始气油比倍，目前除两口边井生产气油比稍高，为原始气油比的的810810倍，其它油井生产气油比为原始气油比的倍，其它油井生产气油比为原始气油比的5757倍倍添加尿素研究添加尿素研究整理课件CO2非混相驱应用实例江苏富民油田江苏富民油田COCO2 2驱简介驱简介试验区油藏条件：试验区油藏条件：KmKm2 2 储量

18、储量323210104 4t t孔隙度孔隙度23.4% 23.4% 渗透率渗透率854854mdmdcp cp 油层埋藏深度油层埋藏深度20902090m m 原始油气比原始油气比2323mm3 3/t /t添加尿素研究添加尿素研究整理课件CO2非混相驱应用实例江苏富民油田江苏富民油田COCO2 2驱简介（续）驱简介（续）开发简史：开发简史：水驱阶段末进行水驱阶段末进行COCO2 2驱三次采油驱三次采油气驱前采油速度气驱前采油速度0.5%0.5%，含水，含水92%92%，采出程度，采出程度38%38%，水驱标定采收率水驱标定采收率43%43%注气方式：注气方式：1 1：1 1水气交替水气交替添

19、加尿素研究添加尿素研究整理课件CO2非混相驱应用实例江苏富民油田江苏富民油田COCO2 2驱简介（续）驱简介（续）COCO2 2驱开发效果驱开发效果：预计提高采收率预计提高采收率16%16%，换油率，换油率2 2吨油吨油/ /吨吨COCO2 2实验实验1616井次，投产井次，投产1010井次，累计增油井次，累计增油40004000吨以上，吨以上，换油率换油率1.71.7方方/ /千方，平均有效期大于千方，平均有效期大于150150天天添加尿素研究添加尿素研究整理课件CO2非混相驱应用实例吉林两井油田注吉林两井油田注COCO2 2非混相驱研究非混相驱研究两井油田属低渗、裂缝性油藏，预测其两井油田

20、属低渗、裂缝性油藏，预测其2020年采年采出程度：出程度：枯竭开采为枯竭开采为5.4%5.4%注水开发为注水开发为12.9%12.9%注注COCO2 2气水交替为气水交替为21.5%21.5%添加尿素研究添加尿素研究整理课件尿素辅助蒸汽驱应用实例俄罗斯奥哈稠油油藏采用添加尿素辅助蒸汽俄罗斯奥哈稠油油藏采用添加尿素辅助蒸汽驱技术，不仅提高了采油速度，且使单位采驱技术，不仅提高了采油速度，且使单位采油量的蒸汽耗量减少到原来蒸汽耗量的油量的蒸汽耗量减少到原来蒸汽耗量的1/301/30添加尿素研究添加尿素研究整理课件尿素辅助蒸汽驱应用实例河南油田泌浅河南油田泌浅1010断块油藏基本情况：断块油藏基本情

21、况：试验区远离试验区远离BQ10BQ10断块的北西两条正断层断块的北西两条正断层地层倾角地层倾角1212o o 油层埋藏深度油层埋藏深度291291mm油层平均有效厚度油层平均有效厚度9 9m m 渗透率渗透率28802880md md 原油地层粘度原油地层粘度5072050720cp cp 地面原油密度地面原油密度967967Kg/cmKg/cm3 3油层温度油层温度OOC C 添加尿素研究添加尿素研究整理课件尿素辅助蒸汽驱应用实例试验区基本生产情况：试验区基本生产情况：该井组于该井组于9898年年1212月，月，9999年年4 4月和月和20002000年年3 3月，开展三次月，开展三次间

22、歇汽驱试验，其中前两次由于吸汽状况差，汽驱效果不间歇汽驱试验，其中前两次由于吸汽状况差，汽驱效果不理想，后一次通过对注汽参数进行调整，增大了注汽量和理想，后一次通过对注汽参数进行调整，增大了注汽量和注汽速度，见到了较好的汽驱效果注汽速度，见到了较好的汽驱效果 添加尿素研究添加尿素研究整理课件尿素辅助蒸汽驱应用实例在研究尿素辅助蒸汽驱效果之前，为了能正确分析在研究尿素辅助蒸汽驱效果之前，为了能正确分析生产动态及剩余油分布生产动态及剩余油分布，并进一步开展方式优化及动并进一步开展方式优化及动态预测，需要建立合理的包含已知油藏信息、能很好态预测，需要建立合理的包含已知油藏信息、能很好反映油藏实际的油

23、藏模型，为了检验模型的合理性，反映油藏实际的油藏模型，为了检验模型的合理性，需对生产动态进行历史拟合需对生产动态进行历史拟合 添加尿素研究添加尿素研究整理课件尿素辅助蒸汽驱应用实例拟合采用加拿大拟合采用加拿大CMGCMG（Computer Modelling GroupComputer Modelling Group）公司的三维三相多组分热采及化学添加剂油藏数值模公司的三维三相多组分热采及化学添加剂油藏数值模拟软件，它可以模拟注热水、注蒸汽、火烧油层及添拟软件，它可以模拟注热水、注蒸汽、火烧油层及添加各种化学添加剂、气体添加剂、溶剂的开采过程加各种化学添加剂、气体添加剂、溶剂的开采过程添加尿素

24、研究添加尿素研究整理课件尿素辅助蒸汽驱应用实例平面网格划平面网格划分重点考虑：分重点考虑：网格方向网格方向与井排方向与井排方向一致；一致；网格尽量网格尽量适应井的位适应井的位置，保证两置，保证两井间至少有井间至少有三个空网格三个空网格添加尿素研究添加尿素研究整理课件尿素辅助蒸汽驱应用实例添加尿素研究添加尿素研究整理课件尿素辅助蒸汽驱应用实例添加尿素研究添加尿素研究整理课件尿素辅助蒸汽驱应用实例试验井组注尿素物理模拟试验结论简述：试验井组注尿素物理模拟试验结论简述：在物模研究的温度、压力范围内，温度升高，尿素在物模研究的温度、压力范围内，温度升高，尿素的分解速率增大；压力升高，分解速率减小；浓度

25、对的分解速率增大；压力升高，分解速率减小；浓度对分解速率基本没有影响分解速率基本没有影响浓度为浓度为4545的尿素溶液，温度为的尿素溶液，温度为200200OOC C，2.72.71010-3-3molmol. .l l-1 -1. .s s-1 -1添加尿素研究添加尿素研究整理课件尿素辅助蒸汽驱应用实例试验井组注尿素物理模拟试验结论简述：试验井组注尿素物理模拟试验结论简述：尿素溶液高温分解产生尿素溶液高温分解产生COCO2 2和和NHNH3 3，COCO2 2溶解于油溶解于油中，与原油中的酸反应，综合表现为原油粘度降低；中，与原油中的酸反应，综合表现为原油粘度降低；在在5050OOC C条件

26、下，当油：尿素溶液条件下，当油：尿素溶液8 8：2 2时，降粘率时，降粘率达达73.573.5单管驱油效率实验表明，热水中加入浓度单管驱油效率实验表明，热水中加入浓度3030尿素尿素溶液，驱油效率提高溶液，驱油效率提高6.56.5添加尿素研究添加尿素研究整理课件尿素辅助蒸汽驱应用实例蒸汽驱蒸汽驱尿素辅助蒸汽驱尿素辅助蒸汽驱添加尿素研究添加尿素研究整理课件尿素辅助蒸汽驱应用实例0.000.000.030.030.060.060.090.090.120.120.150.150.180.180 03003006006009009001200120015001500生产时间（天）生产时间（天）油汽比（

27、f）油汽比（f）蒸汽尿素驱蒸汽尿素驱蒸汽驱蒸汽驱添加尿素研究添加尿素研究整理课件尿素辅助蒸汽驱应用实例 根据储层及原油物性，试验井组常规的蒸汽驱油汽根据储层及原油物性，试验井组常规的蒸汽驱油汽比始终低于经济界限（极限油汽比取比始终低于经济界限（极限油汽比取0.150.15） 添加尿素将提高采油速度，延长汽驱有效生产时间添加尿素将提高采油速度，延长汽驱有效生产时间 结合物理模拟结果，我们认为添加尿素将有效改善结合物理模拟结果，我们认为添加尿素将有效改善蒸汽驱效果，使处于蒸汽驱筛选边际条件的稠油油蒸汽驱效果，使处于蒸汽驱筛选边际条件的稠油油藏实现蒸汽驱开采藏实现蒸汽驱开采 添加尿素研究添加尿素研究

28、整理课件尿素辅助蒸汽驱应用实例 分析认为，经过长期蒸汽吞吐，油层压力较低，油分析认为，经过长期蒸汽吞吐，油层压力较低，油井生产压差小，排液能力受到限制，客观上决定了井生产压差小，排液能力受到限制，客观上决定了有一个压力恢复过程有一个压力恢复过程添加尿素研究添加尿素研究整理课件尿素辅助蒸汽驱应用实例只有当油层压力逐步恢复，生产压差逐步增大，油只有当油层压力逐步恢复，生产压差逐步增大，油层逐步初加热时，才有可能提高油井排量，达到采层逐步初加热时，才有可能提高油井排量，达到采注比注比1.21.2的要求，实现有效的汽驱开发的要求，实现有效的汽驱开发 添加尿素研究添加尿素研究整理课件尿素辅助蒸汽驱应用实

29、例高温条件下注入尿素溶液，尿素分解为高温条件下注入尿素溶液，尿素分解为COCO2 2和和NHNH3 3气体，能够及时补充地层能量，使地层压力恢复较气体，能够及时补充地层能量，使地层压力恢复较快，缩短了汽驱初期压力恢复的进程，生产中表现快，缩短了汽驱初期压力恢复的进程，生产中表现为汽驱初期低产阶段持续时间短，排液速度上升较为汽驱初期低产阶段持续时间短，排液速度上升较快，汽驱见效早，采油速度上升快。快，汽驱见效早，采油速度上升快。 添加尿素研究添加尿素研究整理课件尿素辅助蒸汽驱应用实例在方案有较时间内，添加尿素蒸汽驱的蒸汽腔在方案有较时间内，添加尿素蒸汽驱的蒸汽腔体积始终高于常规蒸汽驱。其原因主要有：体积始终高于常规蒸汽驱。其原因主要有：注入的尿素溶液高温条件下分解为注入的尿素溶液高温条件下分解为COCO2 2和和NHNH3 3气体，气体，这两种气体的分压作用将使地层中已冷凝的蒸汽被再这两种气体的分压作用将使地层中已冷凝的蒸汽被再次汽化，从而扩大了蒸汽带的范围；次汽化，从而扩大了蒸汽带的范围；添加尿素研究添加尿素研究整理课件尿素辅助蒸汽驱应用实例气体由于重力作用裹挟着蒸汽携