【摘要】：稠油在世界石油供應中扮演者重要的角色。隨著單純注蒸汽開發(fā)后期矛盾的加劇,如何進一步高效地提高稠油采收率成為了一個重點。本文以工程熱力學、油藏工程、物理模擬實驗以及油藏數(shù)值模擬方法為基礎,研究了空氣輔助蒸汽開發(fā)稠油油藏過程中的諸多問題。利用工程熱力學理論公式,計算飽和蒸汽和空氣-蒸汽混合氣體的熱物理性質包括密度、粘度、比熱容、焓值和導熱系數(shù),并將其進行對比。利用熱采二維可視化物理模擬模型,從宏觀和微觀兩方面觀察空氣-蒸汽復合體系在多孔介質中的運動情況,直觀展示了空氣輔助蒸汽擴大油層平面波及的情況,并揭示了其機理。通過相似準則設計了熱采三維物理模擬實驗裝置,通過監(jiān)測三維模型內(nèi)部溫度分布和計量沿程產(chǎn)液量的變化,分析了空氣輔助蒸汽改善稠油油藏縱向波及機理。通過測試化驗實驗測定了稠油的基礎物理化學性質。在高溫高壓反應釜中開展稠油與空氣的高溫高壓反應實驗,記錄反應過程中壓力、原油粘度、尾氣組成及原油組成的變化,揭示在不同條件下稠油與空氣的氧化特征。在此基礎上,探究含水量、溫度、氣油比以及催化劑含量對稠油與空氣氧化反應的影響,并對注空氣的重要參數(shù)進行優(yōu)化。最后通過管式填砂實驗,對比了不同方式動態(tài)驅油特征及最終采收率。采用油藏數(shù)值模擬方法,以河南油田某特超稠油區(qū)塊的實際生產(chǎn)狀況和地質狀況為基礎,首先篩選了影響了空氣輔助蒸汽開發(fā)效果的主控因素。然后建立實際地質模型,在歷史擬合的基礎上,對稠油油藏空氣輔助蒸汽開發(fā)技術的注采參數(shù)進行優(yōu)化。
【圖文】：

蒸汽中添加適量的空氣后有利于提高氣體熱膨脹，同時降低氣體導熱。那么，復合氣體進入地層后在多孔介質中的運移情況也是一個值得研究的問題。在注汽開發(fā)稠油的過程中，稠油采收率的定義為波及效率與驅油效率的乘積。為研空氣輔助蒸汽提高稠油采收率的機理，應從提高波及效率和提高驅油效率兩個面入手。而由于在注蒸汽的過程中，往往會存在蒸汽超覆的現(xiàn)象。本章借助實室物理模擬手段，研究了空氣輔助蒸汽前后，油層在平面和縱向受波及的情況。3.1 蒸汽/空氣復合體系改善油層平面波及研究.1.1 實驗準備(1) 實驗材料及設備實驗材料主要包括：耐高溫高壓打孔石英玻璃片、粒徑為 40 目的玻璃微珠、于生成高溫蒸汽的蒸餾水、工業(yè)用空氣等。實驗用油為某油田地面脫氣原油。實驗設備中二維可視化物理模型是實驗中最重要的部分，模型的原理和實物別如圖 3.1 和圖 3.2 所示。

a b c圖 3.2 可視化模型實物圖. (a)石英玻璃片.(b)可視化模型側視圖.(c)可視化模型俯視圖Fig. 3.2 Diagram of the 2D visualized model. (a) Quartz glass. (b) Side elevation diagramof the visualized model. (c) Top view diagram of the visualized model.如圖所示，在石英玻璃片的四個角上，對稱的打有四個孔，用來放置四口模擬的直井，可以模擬一注一采井網(wǎng)以及九點井網(wǎng)的四分之一等多種井網(wǎng)模式。本章節(jié)模擬的是一注一采井網(wǎng)模式。在制作二維可視化模型時，首先分別在兩塊石英玻璃片上貼上一層雙面膠，在雙面膠上鋪上一層玻璃微珠后將兩塊玻璃片扣在一起用耐高溫玻璃膠密封�？梢暬Ｐ椭谱魍瓿芍鬁y得孔隙度為 0.41，滲透率為 2.85 μm2。其他的設備主要包括：佳能 EOS 70D（W）高清照相機（帶尼康微距鏡頭）、ISCO 恒速平流泵、蒸汽發(fā)生器、秒表、壓力計、量筒若干等。實驗利用二維平板可視化模型進行驅油實驗，通過圖像采集系統(tǒng)記錄空氣輔助蒸汽前后油層受波及的情況，，并分析在此過程中的微觀驅油特征。實驗流程圖
【學位授予單位】：中國石油大學(北京)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TE357.44

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本文編號：2678562