稠油拟启动压力梯度测定实验方法及应用(1)-图文

62石油化工高等学校学报第24卷值,从而选择合适的不稳定流动实验方法。流量/(rnL・rain一1Fig.2HeavyoilthresholdpressuregradientVS.1iquidfluxatdifferenttemperature图2不同温度条件下压力梯度随稠油流量的变化图3(a一(c为定注入流量时不同温度条件下计算与实验无因次压力随无因次时间的拟合关系曲线。由图3(a一(c可知,通过调整稠油的拟启动压力梯度值可以使计算无因次压力曲线和实验测定值得到很好的拟合,但是不同流量同一温度时相同油样的计算拟启动压力梯度有所差别。图4为不同温度下停止注入时计算与实验测定无因次压力随无因次时间的拟合关系曲线。将两种实验方法拟合后的拟启动压力梯度与稳定状态下测定的值列于表2中。由表2可知,随温度的升高拟启动压力梯度逐渐降低;定注入流量时,相同温度时不同流量的拟启动压力梯度有所差别,与稳定状态下测定的启动压力梯度值误差较大;关闭注入端时,相同温度时不同流量的拟启动压力梯度与稳定状态下测定的启动压力梯度误差小,均低于l%。因此,关停注入端的实验方法测定注入端压力随时间的变化更能精确测定稠油的拟启动压力梯度。Fig.4Comparisonofdimensionlesspressurebetweenexperimentsandcalculationsatdifferenttemperature图4不同温度下停止注入时实验结果与计算结果对比3实验方法及求解计算3.1实验方法设计由上述的分析可知,关闭注入端的实验方法具有的优点为实验简单、实验条件易于控制、达到稳定状态时间较短、测量精度高,而无需进行大量的重复性实验。实验方法为首先将填砂后的填砂管安装在恒温箱内并恒温至所需温度,在低注入流量下将岩心饱和原油;将出口端关闭,以低流速继续向填砂管内注入稠油直至填砂管入口端压力达到一定值为止;关闭注入端的阀门和恒流泵,将恒温箱设定为更高的温度(一般高于120℃以便于填砂管内的压力达到平衡,待系统压力达到平衡;将实验系统冷却至原设定温度,将出口端打开(出口压力为标准大气压,同时连续记录填砂管入口端的压力变化,直至系统达到稳定状态为止;为计算方便,直接绘制不同实测压力随无因次时间的变化曲线,利用停止注入方式的计算方法拟合实验曲线,从而求得稠油的拟启动压Fig.3Tk伽n髑ofdime鹏ionI瞵pres蚰reVs・d‘m。璐ionl嘲力梯度。limeofdifferentfinxatdifferenttemperature图3不同温度不同流量时无因次压力随无因次时间的变化第1期宁丽华.稠油拟启动压力梯度测定实验方法及应用表2不同实验方法拟启动压力梯度计算值及误差对比Table2Comparisonofheavyoilthresholdpressuregradientofdifferentexperimentalmethods3.2启动压力梯度的计算方法利用停止注入过程的理论公式,将填砂管尺寸、多孑L介质参数、原油物性参数、系统初始压力以及一系列拟启动压力梯度值输入后,计算出一系列无因次压力随无因次时间的变化曲线,利用公式(11反求出对应的多孔介质两端的压差,将实测数据与计算压力进行拟合,就可以计算得到稠油的拟启动压力梯度。Ap=lcln(夕。(11取与上述验证实验相同的基本参数。计算初始压力选择3MPa,80℃对应原油粘度的拟启动压力梯度分别取0,0.0005,0.0010,0.0020和0.0050MPa/m时的多孔介质两端压差随无因次时间的变化曲线。对公式(10中的求和部分直接取前100项进行计算,此时的计算精度已经满足计算要求。为说明计算前100项的计算精度,选取计算前100项和前200项的计算结果进行对比。图5为计算前100项与前200项的结果对比图。由图5可知,两种计算的结果曲线完全重合,因此取前100项进行计算完全满足精度要求。利用实验数据和理论数据拟合求解稠油启动压力过程中,采用了地层原油的压缩系数计算启动压力梯度,而实验用油的压缩系数与油藏条件有所差异,使得拟合得到的启动压力与油藏实际条件下稠油的启动压力存在误差。实验过程中,直接采用油藏的温度和压力条件,即可得到该油藏条件下的稠油启动压力梯度,从而得到对油田开发有价值的计算结果。3.3稳定时间预测如图5所示,当无因次时间达到5时,压力分布已经趋于稳定,因此稳定状态时对应的实验时间为.r2t=5X1000筚(12^取80℃验证实验中的基本参数,≯=0.35,肛一237.04mPa・S,c=4.5X10一3MPa_。,L=0.6m,K=2.7027肚m2,计算稳定时间为￡=248.64S,即关闭人口端打开出口端后4rain可视为达到稳定状态,因此实验过程中数据采集系统的压力记录时间间隔必须设定足够小才能有效采集数据。Fig.5Comparisonofpressuredifferencebetweenthefrontofi00and200图5前100项与前200项计算结果对比参考文献[1]宋付权,刘慈群,昊柏志.启动压力梯度的不稳定快速测量[J].石油学报,2001,22(3:67—70.[2]申龙涉。王戬丽,李恩田,等.含水超稠油流变性试验与研究rJ].油气储运。2007,26(9:24—26.[33杨文新,何顺利.不同条件下原油流变性实验研究[J].石油大学学报:自然科学版,2003,27(6:39—40.(下转第85页第１期孙二国等．输油管道堵塞水力瞬变模拟分析８５４０３５暑３０＼暑杀２５蠼甜ｌ１５ｌＯｏ水诏２（Ｉ４（１６（）８ｒ｝１００时间／ｓ时间＾Ｆｉｇ．６ＰｒｅｓｓｕｒｅｃｈａｎｇｅｓｏｆｄｏｗｎｓｔｒｅａｍｏｆＦｉｇ．７Ｐｕｍｐｉｎｌｅｔｐｒｅｓｓｕｒｅｃｈａｎｇｅｓｏｆｄｏｗｎｓｔｒｅａｍｏｆｊａｍｊａｍ图７堵塞点下游泵入口压力变化图６堵塞点下游压力变化参［１］［２］［３］［４］［５］［６］［７］［８］考文献邱正阳。邓松圣，蒋仕章．长输管道探堵水力瞬变理论与模拟计算［ｊ］．重庆科技学院学报：自然科学版，２００５，７（４）：１３—１４．颜锦文，黄仕元，姜彦立．水泵及水泵站［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００６．王岳，冯玉国，魏同锋．加油系统的管网布置对水力瞬变的影响［Ｊ］．辽宁石油化工大学学报，２００８，２８（１）：３１—３３．王玮，马贵阳，孙志民．输油管网水击危害及其防治［Ｊ］．油气田地面工程，２０１０，２９（３）：４５—４６．刘晓娜，张廷全．复杂长输管道水力瞬变计算［Ｊ］．天然气与石油，２００９，２９（３）：１１～１２．聂平一，邓松圣，文俊．管道泄漏水力瞬变模拟研究［Ｊ］．油气储运。２００６。２５（７）：１９—２０．ＦｉｎｎｅｍｏｒｅＥＪ，ＦｒａｎｚｉｎｉＪＢ．流体力学及其工程应用［Ｍ］．钱翼稷，周玉文，译．北京：机械工业出版社，２００５．罗惕乾．流体力学［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２０００．（Ｅｄ．：ＷＹＸ，Ｚ）（上接第６３页）［４］ＭａｇｏｍａｄｏｖＡＳ．Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙａｎｄｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆｈｅａｖｙｏｉｌｓｉｎｔｈｅｒｅｇｉｏｎｏｆｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｓ［Ｊ］．Ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，２００４。４２（２）：２３８—２４１．［５］［６］许家峰，程林松。李春兰，等．普通稠油油藏启动压力梯度求解方法与应用［Ｊ］．特种油气藏，２００６，１３（４）：５３—５７．田冀，许家峰，程林松．普通稠油启动压力梯度表征及物理模拟方法［Ｊ］．西南石油大学学报：自然科学版，２００９（３）：１５８—１６２．［７］ＷａｎｇＳＨｊ，ＨｕａｎｇＹＺＨ，ＦａｒｕｋＣｉｖａｎ．ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＺａｏｙｕａｎｆｉｅｌｄｈｅａｖｙｏｉｌｆｌｏｗｔｈｒｏｕｇｈｐｏｒｏｕｓｍｅｄｉａ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆｐｅｔｒｏｌｅｕｍｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００６。５０（２）：８３—１０１．ｐｏｒｏｕｓ［８３ＴｈｏｍａｓＬＫ。ＫａｔｚＤＬ，Ｔｅｋ１８４．ＭＲ．Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｐｒｅｓｓｕｒｅｐｈｅｎｏｍｅｎａｉｎｍｅｄｉａ［Ｊ］．ＳＰＥｊｏｕｒｎａｌ，１９６８，８（２）：１７４—［［［］］陈铁铮．超稠油油藏双水平ＳＡＧＤ优化设计［Ｊ］．辽宁石油化工大学学报，２００７，２７（２）：２２—２３．杨琼，聂孟喜，宋付权．低渗透砂岩渗流启动压力梯度［Ｊ］．清华大学学报：自然科学版，２００４，４４（１２）：１６５０—１６５２．ＳｏｎｇＦｐｒｅｓｓｕｒｅＱ，ＬｉｕＣＱ，ＬｉＦＨ．Ｔｒａｎｓｉｅｎｔｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｐｅｒｃｏｌａｔｉｏｎｔｈｒｏｕｇｈｏｎｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎｐｏｒｏｕｓｍｅｄｉａｗｉｔｈｔｈｒｅｓｈｏｌｄｇｒａｄｉｅｎｔ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃｓ。１９９９，２０（１）：２７—３５．［１２］［１３］程亮，邹长军，杨林，等．稠油化学组成对其粘度影响的灰熵分析［Ｊ］．石油化工高等学校学报，２００６，１９（３）：６－－１０．ＳｋｏｐｅｔｓｋｉｉＶＶ，ＤｅｉｎｅｋａＶＳ。ＳｋｌｅｐｏｖａｙａＬＩ．ｅｔａ１．Ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｕｎｓｔｅａｄｙｏｆｔｈｉｎｗｅａｋｌｙｐｅｒｍｅａｂｌｅｓｅｅｐａｇｅｉｎａｐｒｅｓｓｕｒｅｇｒａｄｉｅｎｔｉｎｔｈｅｐｒｅｓｅｎｃｅｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｓｃｉｅｎｃｅｓ。１９９４，７２（２）：２９９２—２９９７．ｐｒｅｓｓｕｒｅ［１４３ＡｌｅｘａｎｄｅｒＪＢ，ＴａｗｆｉｋＮＮ．Ａｎａｌｙｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｆｏｒｔｈｅｃａｐｉｌｌａｒｙｐｏｒｏｕｓｇｒａｄｉｅｎｔｉｎｏｉｌ—ｗａｔｅｒ～ｒｏｃｋｓｙｓｔｅｍ［Ｊ－］．Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｍｅｄｉａ，２００６。６５（２）：３５９—３６２．（Ｅｄ．：ＳＧＬ，Ｚ）万方数据稠油拟启动压力梯度测定实验方法及应用作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期：宁丽华，NINGLi-hua辽河油田金马油田开发公司,辽宁盘锦,124010石油化工高等学校学报JOURNALOFPETROCHEMICALUNIVERSITIES2011,24(1参考文献(14条1.陈铁铮超稠油油藏双水平SAGD优化设计[期刊论文]-辽宁石油化工大学学报2007(022.ThomasLK;KatzDL;TekMRThresholdpressurephenomenainporousmedia1968(023.WangSHJ;HuangYZH;FarukCivanExperimentalandtheoreticalinvestigationoftheZaoyuanfieldheavyoilflowthroughporousmedia[外文期刊]2006(024.田冀;许家峰;程林松普通稠油启动压力梯度表征及物理模拟方法[期刊论文]-西南石油大学学报(自然科学版2009(035.许家峰;程林松;李春兰普通稠油油藏启动压力梯度求解方法与应用[期刊论文]-特种油气藏2006(046.MagomadovASViscosityandthermalconductivityofheavyoilsintheregionofhightemperaturesandpressures[外文期刊]2004(027.AlexanderJB;TawfikNNAnalyticalmodelforthecapillarypressuregradientinoil-water-rocksystem[外文期刊]2006(028.SkopetskiiVV;DeinekaVS;SklepovayaLICalculatingunsteadyseepageinapressuregradientinthepresenceofthinweaklypermeableinclusions1994(029.程亮;邹长军;杨林稠油化学组成对其粘度影响的灰熵分析[期刊论文]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