2010河南油田分公司第二采油厂稠油热采氮气泡沫调驱技术应用研究 (2)ppt课件

1、汇报提纲汇报提纲 经过开展高温发泡剂的性能评价和优选，蒸汽氮经过开展高温发泡剂的性能评价和优选，蒸汽氮气泡沫的封堵才干、参数优化和驱油效率物模实验研气泡沫的封堵才干、参数优化和驱油效率物模实验研讨以及蒸汽驱泡沫调驱数值模拟研讨，优选出最正确讨以及蒸汽驱泡沫调驱数值模拟研讨，优选出最正确的泡沫调驱注入工艺及注入参数，构成一套适宜于河的泡沫调驱注入工艺及注入参数，构成一套适宜于河南稠油油藏的蒸汽氮气泡沫调驱工艺技术。南稠油油藏的蒸汽氮气泡沫调驱工艺技术。 高温发泡剂的优选；高温发泡剂的优选； 蒸汽氮气热力泡沫驱物理模拟研讨；蒸汽氮气热力泡沫驱物理模拟研讨； 蒸汽氮气热力泡沫驱数值模拟研讨；蒸汽氮气

2、热力泡沫驱数值模拟研讨； 稠油油藏蒸汽氮气泡沫驱注入工艺及经济评价研讨；稠油油藏蒸汽氮气泡沫驱注入工艺及经济评价研讨； 不同注入方式的注入工艺优化研讨；不同注入方式的注入工艺优化研讨； 氮气泡沫调驱现场实验及效果评价。氮气泡沫调驱现场实验及效果评价。方案目的方案目的实践完成实践完成1 1工艺胜利率工艺胜利率 90% 90%100%100%2 2措施有效率措施有效率 70% 70% 100%100%3 3施工井数施工井数 8-10 8-10井组井组8 8井组井组4 4措施增油措施增油 2000t 2000t2652.9t2652.9t年年 份份方案内容方案内容实践完成实践完成20212021年年

3、上半年上半年1.1.完成高温发泡剂的优选完成高温发泡剂的优选完成完成2.2.开展蒸汽氮气热力泡沫驱物理模拟和数值模拟研讨开展蒸汽氮气热力泡沫驱物理模拟和数值模拟研讨完成完成3.3.挤注设备的配套挤注设备的配套完成完成下半年下半年4.4.完成物模、数模研讨完成物模、数模研讨完成完成5.5.现场实验现场实验2-42-4井组井组完成完成1 1井组井组6.6.跟踪效果和分析，完成工程阶段总结跟踪效果和分析，完成工程阶段总结完成完成20212021年年上半年上半年1.1.完成注蒸汽井组泡沫调驱注入方式优化研讨完成注蒸汽井组泡沫调驱注入方式优化研讨完成完成2.2.蒸汽氮气泡沫调驱注入参数优化及经济评价研讨

4、蒸汽氮气泡沫调驱注入参数优化及经济评价研讨完成完成3.3.现场实验现场实验4-54-5井组井组完成完成3 3井组井组下半年下半年4.4.扩展现场实验扩展现场实验3-43-4井组井组完成完成4 4井组井组5.5.跟踪效果和分析，完成工程总结跟踪效果和分析，完成工程总结估计完成估计完成汇报提纲汇报提纲 序号序号20212021年工程完成内容年工程完成内容主要成果主要成果1 1完成技术调研完成技术调研. .资料搜集，资料搜集，分析研讨蒸汽氮气泡沫调分析研讨蒸汽氮气泡沫调驱封堵机理及驱油机理驱封堵机理及驱油机理调驱机理：改善流度比，调整注入剖面，扩展涉及体积；调驱机理：改善流度比，调整注入剖面，扩展涉

5、及体积；泡沫具有泡沫具有“遇油消泡，遇水生泡的特点；外表活性剂降低遇油消泡，遇水生泡的特点；外表活性剂降低油水界面张力，提高洗油效率；提高注入热能的利用率。油水界面张力，提高洗油效率；提高注入热能的利用率。2 2调研并采集调研并采集5 5种高温发泡剂种高温发泡剂的样品，完成了高温发泡的样品，完成了高温发泡剂性能评价实验研讨剂性能评价实验研讨高温发泡剂的室内优选结果为：高温发泡剂的室内优选结果为：5 5号、号、3 3号和号和4 4号号3 3经过调研，对挤注设备进经过调研，对挤注设备进展了选型和配套展了选型和配套挤注计量泵型号：挤注计量泵型号：PJ25-400/25B PJ25-400/25B 压

6、力压力25MPa 25MPa 流量流量400L/h400L/h4 4开展完成了蒸汽氮气热力开展完成了蒸汽氮气热力泡沫调驱物理模拟研讨泡沫调驱物理模拟研讨泡沫封堵才干实验：温度、浓度、气液比、浸透率和含油饱和度对泡沫封堵才干实验：温度、浓度、气液比、浸透率和含油饱和度对泡沫封堵性能的影响；单管蒸汽驱、蒸汽氮气泡沫复合驱驱油效率泡沫封堵性能的影响；单管蒸汽驱、蒸汽氮气泡沫复合驱驱油效率对比实验；双管蒸汽驱、蒸汽氮气泡沫驱驱油效率对比实验对比实验；双管蒸汽驱、蒸汽氮气泡沫驱驱油效率对比实验5 5开展完成开展完成LZ27LZ27井区蒸汽氮井区蒸汽氮气泡沫调驱数值模拟研讨气泡沫调驱数值模拟研讨完成模型建

7、立及参数选取；历史拟合及结果分析完成模型建立及参数选取；历史拟合及结果分析6 6开展完成了楼开展完成了楼3171731717井氮气井氮气泡沫调驱实验泡沫调驱实验从实验效果看，氮气泡沫调驱对汽窜通道起到了一定的封堵作用，从实验效果看，氮气泡沫调驱对汽窜通道起到了一定的封堵作用，对应汽窜井汽窜减弱，邻井汽窜干扰得到有效控制，增油对应汽窜井汽窜减弱，邻井汽窜干扰得到有效控制，增油380.3t380.3t填砂管物性参数表填砂管物性参数表填砂管填砂管(#)(#)玻璃砂玻璃砂( (目数目数) )孔隙体积孔隙体积(mL)(mL)孔隙度孔隙度(%)(%)浸透率浸透率( (10-10-3m2)3m2)4#4#发

8、泡剂发泡剂16016022422432.9432.94326632665#5#发泡剂发泡剂16016024024035.2935.2930713071 从实验结果可以看出：两种发泡剂均表现出从低温到高温阻力因从实验结果可以看出：两种发泡剂均表现出从低温到高温阻力因子在各个实验温度点比从高温到低温阻力因子大，阐明发泡剂溶液在子在各个实验温度点比从高温到低温阻力因子大，阐明发泡剂溶液在高温热处置后泡沫封堵才干变差。高温热处置后泡沫封堵才干变差。 实验安装为双管填砂模型，实验用油采用采油二厂高浅实验安装为双管填砂模型，实验用油采用采油二厂高浅3 3区区L958L958井地面脱气原油，原油粘度为井地面

9、脱气原油，原油粘度为6785.0 mPas(25)6785.0 mPas(25)。发泡剂选用。发泡剂选用5#5#，浓度为，浓度为0.5%0.5%。 实验所用填砂管参数实验所用填砂管参数 填砂管填砂管玻璃砂玻璃砂( (目数目数) )孔隙体积孔隙体积(mL)(mL)孔隙度孔隙度(%)(%)浸透率浸透率( (10-3m2)10-3m2)1#(1#(高渗管高渗管) )202041541536.6336.638960.218960.212#(2#(低渗管低渗管) )16016041141136.2836.28930.88930.88(1) (1) 先进展先进展1.8PV 1.8PV 蒸汽驱，蒸汽驱，再转

10、再转0.1PV 0.1PV 蒸汽氮气泡沫蒸汽氮气泡沫驱，然后蒸汽驱驱到最后。驱，然后蒸汽驱驱到最后。(2) (2) 转泡沫驱后，压差急转泡沫驱后，压差急剧上升，从剧上升，从200kPa 200kPa 升到升到1400kPa, 1400kPa, 以为泡沫有效封以为泡沫有效封堵高渗管。堵高渗管。(3) (3) 当压差降到最初蒸汽当压差降到最初蒸汽驱压差程度时，以为泡沫驱压差程度时，以为泡沫失效，在泡沫有效期内，失效，在泡沫有效期内，低渗管驱油效率提高低渗管驱油效率提高6 6个百个百分点，两管平均驱油效率分点，两管平均驱油效率提高提高5 5个百分点。个百分点。 在参数敏感分析根底上，选取粘度、浸透率

11、、胶结程度和注汽强度不在参数敏感分析根底上，选取粘度、浸透率、胶结程度和注汽强度不同程度下，共设计了同程度下，共设计了192192个计算方案，计算出热侵体积。个计算方案，计算出热侵体积。 粘度为粘度为4000mPas4000mPas时的热侵体积回归模型：时的热侵体积回归模型：ln()1000npKVmq粘度粘度(mPas)胶结程度胶结程度mn40000.0112.5130 -0.1006 40000.0312.3734 -0.0907 40000.0512.2611 -0.0806 40000.0712.1657 -0.0744 粘度为粘度为9000mPas9000mPas时的热侵体积回归模型

12、：时的热侵体积回归模型：粘度为粘度为20000mPas20000mPas时的热侵体积回归模型：时的热侵体积回归模型：ln()1000npKVmq粘度粘度(mPas)(mPas)胶结程度胶结程度m mn n900090000.010.0110.621210.6212-0.1525-0.1525900090000.030.0310.424210.4242-0.1340-0.1340900090000.050.0510.320510.3205-0.1266-0.1266900090000.070.0710.152810.1528-0.1116-0.1116ln()1000npKVmq粘度粘度(mPa

13、s)胶结程度胶结程度mn200000.0110.3648-0.2100200000.0310.1400-0.1929200000.059.9438-0.1660200000.079.7456-0.1526 将不同粘度下回归公式的系数归纳后，经过数学分析将不同粘度下回归公式的系数归纳后，经过数学分析及拟合，最终得到热侵体积与原油粘度及拟合，最终得到热侵体积与原油粘度(，单位，单位mPas)、油藏浸透率油藏浸透率(K，10-3m2)、胶结程度、胶结程度()、注汽强度、注汽强度(q，t/(mdha)之间的关系式为：之间的关系式为： 0.12310.4134 0.062428.7118ln()1000

14、LnepKVqLn 在楼资在楼资2727井区井区4 4个蒸汽氮气泡沫调驱实验井组前期注蒸汽开发个蒸汽氮气泡沫调驱实验井组前期注蒸汽开发历史拟合模拟计算误差到达了数值模拟精度要求历史拟合模拟计算误差到达了数值模拟精度要求(5%)(5%)的根底上，对的根底上，对注蒸汽井组泡沫调驱注入工艺及参数进展数值模拟优化研讨。注蒸汽井组泡沫调驱注入工艺及参数进展数值模拟优化研讨。 根据蒸汽驱热侵体积回归模型模拟计算出注蒸汽井根据蒸汽驱热侵体积回归模型模拟计算出注蒸汽井组的热侵体积：组的热侵体积：LZ27LZ27蒸汽驱注汽井组热侵体积蒸汽驱注汽井组热侵体积 井组井组L31513井组井组L31713井组井组L31

15、717井组井组L31917井组井组热侵体积热侵体积(m3)21436.8222579.3520730.7415592.801 1注汽井组热侵体积的计算注汽井组热侵体积的计算2 2泡沫调驱注入参数优化泡沫调驱注入参数优化A.A.气液比优化气液比优化 模型中气液比分别设定为模型中气液比分别设定为1 1：4 4、1 1：2 2、1 1：1 1、2 2：1 1；单级段塞；单级段塞大小为大小为0.10.1倍的汽窜通道孔隙体积；发泡剂浓度倍的汽窜通道孔隙体积；发泡剂浓度0.5%0.5%；根据段塞蒸汽；根据段塞蒸汽氮气泡沫注入方式设计不同气液比下的注入参数。氮气泡沫注入方式设计不同气液比下的注入参数。 不同

16、气液比的模型均模拟到泡沫段塞的有效期终了为止不同气液比的模型均模拟到泡沫段塞的有效期终了为止 气液比气液比1 1：4 41 1：2 21 1：1 12 2：1 14 4：1 1起始时间起始时间2021.5.112021.5.112021.5.12021.5.11 12021.5.112021.5.112021.5.112021.5.112021.5.112021.5.11终了时间终了时间2021.7.62021.7.62021.7.82021.7.82021.7.162021.7.162021.7.302021.7.302021.7.122021.7.12累积增油累积增油(t)(t)48.84

17、8.896.196.1262.8262.8880.3880.3178178B.B.段塞大小优化段塞大小优化 模型中蒸汽氮气泡沫段塞大小设定为模型中蒸汽氮气泡沫段塞大小设定为0.050.05、0.10.1、0.150.15、0.20.2、0.250.25倍的热侵体积，气液比倍的热侵体积，气液比2 2：1 1，发泡剂浓度，发泡剂浓度0.5%0.5%；根据段塞蒸汽；根据段塞蒸汽氮气泡沫注入方式设计不同段塞大小下的注入参数。氮气泡沫注入方式设计不同段塞大小下的注入参数。 2 2泡沫调驱注入参数优化泡沫调驱注入参数优化不同段塞大小的模型均模拟到泡沫段塞的有效期终了不同段塞大小的模型均模拟到泡沫段塞的有效

18、期终了 结果阐明：随着氮气泡沫注入结果阐明：随着氮气泡沫注入量的添加，累积增油量逐渐上升，量的添加，累积增油量逐渐上升，但当注入量超越但当注入量超越0.1PV0.1PV时，增油幅时，增油幅度明显减小，因此选择度明显减小，因此选择0.1PV0.1PV段塞段塞较为适宜。较为适宜。段塞大小段塞大小0.05PV0.1PV0.15PV0.2PV0.25PV起始时间起始时间2021.5.112021.5.112021.5.112021.5.112021.5.11终了时间终了时间2021.7.202021.7.312021.8.62021.8.182021.8.30累积增油累积增油(t)398.4900.2

19、11292.37不同段塞大小累产油对比曲线不同段塞大小累产油对比曲线 C.C.注入方式对比注入方式对比2 2泡沫调驱注入参数优化泡沫调驱注入参数优化延续注入：将一个大的氮气泡沫段塞延续注入地层；延续注入：将一个大的氮气泡沫段塞延续注入地层；段塞注入：将一个大的氮气泡沫段塞分成段塞注入：将一个大的氮气泡沫段塞分成4-5个小的段塞注入个小的段塞注入 地层。地层。两种注入方式均模拟到氮气泡沫有效期终了为止两种注入方式均模拟到氮气泡沫有效期终了为止 不同段塞分级模拟结果统计表不同段塞分级模拟结果统计表 由模拟结果可以看出，将一个大的氮气泡沫段塞分成由模拟结果可以看出，将一个大的氮气泡沫段塞分成4-54

20、-5个小的段个小的段塞注入地层会有更好的增油效果，所以注入的时候采用段塞注入。塞注入地层会有更好的增油效果，所以注入的时候采用段塞注入。注入方式注入方式延续注入延续注入段塞注入段塞注入起始时间起始时间2021.5.112021.5.112021.5.112021.5.11终了时间终了时间2021.7.312021.7.312021.7.312021.7.31累积增油累积增油(t)(t)742.2742.2900.2900.2C.C.发泡方式对比发泡方式对比2 2泡沫调驱注入参数优化泡沫调驱注入参数优化地面发泡地面发泡- -伴随注入方式：即氮气和发泡剂在地面上发泡再和伴随注入方式：即氮气和发泡剂

21、在地面上发泡再和蒸汽一同注入地层；蒸汽一同注入地层；地面发泡地面发泡- -分段注入：即氮气和发泡剂在地面发泡，并且注入分段注入：即氮气和发泡剂在地面发泡，并且注入泡沫段塞时暂停注入蒸汽，将泡沫段塞注完后接着注入蒸汽；泡沫段塞时暂停注入蒸汽，将泡沫段塞注完后接着注入蒸汽；地下发泡地下发泡- -伴随注入：即将氮气、发泡剂和蒸汽一同注入地层，伴随注入：即将氮气、发泡剂和蒸汽一同注入地层，在地下发泡；在地下发泡；地下发泡地下发泡- -分段注入：即先将氮气和发泡剂一同注入地层，接分段注入：即先将氮气和发泡剂一同注入地层，接着再往里面注入蒸汽。着再往里面注入蒸汽。 不同发泡方式模拟结果统计表不同发泡方式模

22、拟结果统计表 从模拟结果可以看出，采用地面发泡从模拟结果可以看出，采用地面发泡- -伴随注入方式，其累积伴随注入方式，其累积增油量最多，因此选择地面发泡增油量最多，因此选择地面发泡- -伴随注入方式。伴随注入方式。发泡方式发泡方式地上发泡地上发泡伴随注伴随注地上发泡地上发泡分段注分段注地下发泡地下发泡伴随注伴随注地下发泡地下发泡分段注分段注起始时间起始时间2021.5.112021.5.112021.5.112021.5.11终了时间终了时间2021.7.312021.7.312021.7.312021.7.31累积增油累积增油(t)900.2726354383.71 1蒸汽氮气泡沫调驱优化方

23、案预测蒸汽氮气泡沫调驱优化方案预测 结合物模和数模实验结果，对楼资结合物模和数模实验结果，对楼资2727井区井区4 4个蒸汽驱实验井组进个蒸汽驱实验井组进展蒸汽氮气泡沫调驱优化方案的设计；选取展蒸汽氮气泡沫调驱优化方案的设计；选取4#4#发泡剂，浓度发泡剂，浓度0.50.5，泡沫段塞大小为泡沫段塞大小为0.10.1倍汽窜体积，气液比倍汽窜体积，气液比2 2：1 1，采用地面发泡混合注，采用地面发泡混合注入的方式进展注入入的方式进展注入 。注汽井组最优方案注入参数设计表注汽井组最优方案注入参数设计表 L31513L31513井组井组L31713L31713井组井组L31717L31717井组井组

24、L31917L31917井组井组注汽速度注汽速度(t/d)(t/d)6060606060606060注氮速度注氮速度( (地下，地下，m3/d)m3/d)120120120120120120120120注氮速度注氮速度( (地上，地上，m3/d)m3/d)60006000600060006000600060006000注氮天数注氮天数5 55 55 54 4发泡剂总量发泡剂总量(t)(t)6 66 66 64.84.8注发泡剂速度注发泡剂速度(t/d)(t/d)1.21.21.21.21.21.21.21.2注发泡剂天数注发泡剂天数5 55 55 54 4 由模拟结果可知，在最优注入条件下，四

25、个井组可累积净增油由模拟结果可知，在最优注入条件下，四个井组可累积净增油900.2900.2吨。吨。2泡沫调驱优化方案经济评价泡沫调驱优化方案经济评价 经济评价方法：首先确定消费周期有效期累积净增油量；经济评价方法：首先确定消费周期有效期累积净增油量；根据油价计算产出收入，再计算调驱措施发生的直接作业费用，即根据油价计算产出收入，再计算调驱措施发生的直接作业费用，即可求出实施蒸汽氮气泡沫调驱措施的净现值和投入产出比。可求出实施蒸汽氮气泡沫调驱措施的净现值和投入产出比。 根据蒸汽驱实验井组实施蒸汽氮气泡沫调驱措施的消费本钱，利用根据蒸汽驱实验井组实施蒸汽氮气泡沫调驱措施的消费本钱，利用数值模拟的

26、结果和技术经济评价手段，对优化的方案进展经济评价。数值模拟的结果和技术经济评价手段，对优化的方案进展经济评价。净现值的计算公式为：净现值的计算公式为：式中：式中： NPV NPV净现值，净现值，104104元；元； CI CI现金流入，现金流入，104104元；元； CO CO现金流出，现金流出，104104元；元； 经济评价时，利用一个调驱周期内的净增产油量所获得的收入减去经济评价时，利用一个调驱周期内的净增产油量所获得的收入减去所投入的总本钱进展评价。所投入的总本钱进展评价。 增产油量指的是实施蒸汽氮气泡沫调驱增油措施后的累积产油量与增产油量指的是实施蒸汽氮气泡沫调驱增油措施后的累积产油量

27、与延续蒸汽驱采油方式的累积产油量的差。延续蒸汽驱采油方式的累积产油量的差。 NPVCI-CO 相关参数表相关参数表 参数称号参数称号参数值参数值原油销售价钱元原油销售价钱元/ 吨吨4410原油商品率原油商品率%89.8操作费元操作费元/ 吨吨1320管理费元管理费元/ 吨吨118发泡剂费用元发泡剂费用元/ 吨吨12000氮气车及泵租赁费元氮气车及泵租赁费元/天天12000NPV900.2900.289.8%89.8%4410-900.24410-900.2(1320+118)-12000(1320+118)-1200022.8-1200022.8-120001919=3564954-12944

28、87-273600-228000=3564954-1294487-273600-228000=176.9(=176.9(万元万元) )计算结果阐明：计算结果阐明：LZ27LZ27蒸汽驱实验井组实施一次蒸汽氮气泡沫调驱措施后的蒸汽驱实验井组实施一次蒸汽氮气泡沫调驱措施后的净收益可以到达净收益可以到达176176万元。万元。调驱井号调驱井号施工日期施工日期调剖剂类型调剖剂类型调剖剂用量调剖剂用量(t)(t)氮气量氮气量(Nm3)(Nm3)注入方式注入方式L31513L315131 12021.1.202021.1.203#3#发泡剂发泡剂12.5712.572750027500地下发泡地下发泡-

29、-分段注入分段注入L31513L315132 22021.7.7-122021.7.7-124 #4 #发泡剂发泡剂5.45.43000030000地面发泡地面发泡- -伴随注入伴随注入L31713L317132021.7.12-172021.7.12-174 #4 #发泡剂发泡剂5.65.63000030000地面发泡地面发泡- -伴随注入伴随注入L31917L319171 12021.7.242021.7.242021.7.31-8.32021.7.31-8.3颗粒颗粒+ +3 #3 #发泡剂发泡剂14.37+14.37+4 41920019200段塞段塞+ +地面发泡地面发泡- -伴随注入伴随注入L31717L317171 12021.7.252021.7.252021.8.6-8.92021.8.6-8.9颗粒颗粒+ +4 #4 #发泡剂发泡剂13.72+13.72+6 624