注烴氣驅機理分析

1、注烴氣驅機理分析注r捉鬲采收率技術的方法有兩種方戎.種是混相.另-種減展非混乳扎吒驅的分類有很多種,常見的分法按根據(jù)注入氣體類型的不同，氣驅可分為燒類驅和非炷類驅、其中，烽類驅包括下氣貧氣）驅、富氣馳s液化石油氣（LFG）段塞驅等，非燒類驅包括二氧化碳驅、氨氣驅、煙道氣驅等，而根據(jù)混相機理的不司.注汽混和驅可分為2種，一是一次接繪混相驅，比jfflLPG段塞驅*二是霽次接觸混相哌，其屮多沈接觸混書驅乂可進一歩分為2種，第一足凝析厲墾，如富氣驅，第二是蒸發(fā)氣驅.如二耗化報驅、干氣駆，氮氣馳、煙道氣驅等O婭類葩是將較輕的碳氫化合物注入油層形成混相驅的種褪高采收率方法，它包括髙IE卡氣駆（蒸發(fā)氣驅h

2、富氣驅（凝折氣馳hLPG段辜馳（一次接觸混相）筆幾種類型。3tl注氣基本機理最早被探岀的改善石油開采的方法也許就是回注天然氣.早朗應用注氣足為了曲接増加產(chǎn)能，后期的注氣方案則很多都是為了提高原汕采收率審在二次采油中注入的詭體，除了壇加油藏的能宦外，還必須驅替原油，井推動原油流向生產(chǎn)井.一次采油方第的成功，取決于注入流體騎件原油的機理（驅替效率）和注入流體能夠進入油獗體積f波及系數(shù)或掃油系數(shù)h在大那分的二次采油方案中，注V不可能向注水一樣達到這兩個冃的*但是，由于注氣較為容易，且如果氣源方便的話*注氣在經(jīng)濟上將有一定的優(yōu)越性*注氣基本機理，一俶有非混相驅油與混相驅油之分?；煜啵∕iscible）

3、的足義長i當兩種或更多種流體按任何比例混合時.浪有流味間的相界聞形成，所有的混合物都保持單均質相時，則稱這些瀝體是灑相的。反之，若有流怵相界面存農(nóng).則認為這些涼怵是不混相的.混相驅M（Miscibledisp!acemenO是提高石油采收率的車要方法之r它的基本機理是驅替剤（注入的混相氣怵）利般驅劑（地層原油）在油減條件卜形成混ttK消除界面，使多孔介質屮的毛細管力隔至零.從向降低IAIE細腎效應產(chǎn)出毛細骨滯留所圈閉的石油，嵐則上可以使敢規(guī)咽油效帑達到百分之百。注氣驅提高采收率的基本原理罡：注入氣從原油中汽化、萃取.或者注入氣中的燒瓏析到地層油中.自到在騾替前緣存在個足鰐大的烷燒帶.達到非混相

4、或渥槨狀態(tài).在非混相馳時.汽化利萃取達到動態(tài)平衡：在混相驅時.汽化、萃取或凝析作用停止，而在混相帶前緣由于擴敵作用、分散混合、粘性指進以及段寒稀釋等作用有可能使混相帶逐漸被破壞，直到混相消失。然后，再一次發(fā)生上述作用以重新建立混相。在整個驅普過程中混相帶形成、消失、再形成，直至在驅替之后，只留下少:&的殘余油.注氣采油技術工藝有以下幾種：（】連續(xù)注氣驅：（2）氣體段塞后緊跟著水驅；（3）水氣同時注入；（4）水氣交曾注入法姪氣驅油原理注炷類氣混相驅是行之有效的三次采油方法，是美國和加拿大原油增產(chǎn)的主要途徑之一，因其接近100%的微觀驅油效率而被廣大石油工作者青睞用于注氣開采的氣休，在具體

5、應用過程中各有利弊。烷燒氣體具有地層油的某些特性，在注入時不污染、不損壞地層，持別是它同地層油之間可以進行十分有利的物質傳遞，以至達到混相，使注入氣同接觸的區(qū)域內(nèi)殘留油飽和度很低。因此，燒類氣體用于氣驢是很有誘惑力的.用于驅油的坯氣中主要成分為C2C6,其中，液化石油氣（LPG）C?G婭含童大于50%：富氣中的C2C6煙含縈30%50%：貧氣中C2C6繪的含量小于30%而在貧氣中又將甲烷含雖大于98%的氣體稱為干氣，這些氣體在相對低的壓力下可與原油混相，或者在驅曾過程中發(fā)展成混相。注繪氣驅主要的驅油機理是體積膨脹、粘度降低及重力穩(wěn)定驅替等，主要優(yōu)點為不傷害地層，適用于開發(fā)富凝析氣藏。婭類氣可以

6、是甲烷（干氣）、富氣、以及象丙烷這樣的液化氣，這些氣體在相對低的壓力下依地層油的組成及溫度可以與原油混相，或者在驅替過程中發(fā)展成混相。即使注入氣和氐油之間不能達到混相，通過氣一液的傳質作用、氣體的溶解也會使原油體積膨脹、粘度降低，地層能量補充以及重力穩(wěn)定驅替等機理也可以起到提高采收率的作用。根據(jù)不同繪類氣體自身及其與原油系統(tǒng)的特性，炷類氣體驅油可貝有:（一）初次接他混相驅;（二）多次接觸混相（汽化氣驅和凝析氣販）;（三）非混相驅替幾種驅替方式.（一）初接觸混相驅替達到混相驅替最簡單、最宜接的方法，是注入按任何比例都能與原油完全混合的溶劑，以便使所有的混合物為單相。中等分子量矩，如丙烷、烷或液化

7、天然氣，是過去最常用來進行初接觸混相的溶剤。對于初接他混相驅來說，中間分子最的婭溶劑將會從瀝青原油中沉淀出某些瀝斉，從而影響井的注入能力和產(chǎn)能，嚴重時可以在生產(chǎn)井中引起堵塞。連續(xù)注入液化氣進行初接觸混相.費用太高.代替的是注入一定體積的液化石油氣洛劑段塞，其體積只有油蔽孔隙體積的一小部分，并用費用較低的流體如天然氣或煙逍氣混相驅替溶劑段塞.在理想情況下，洛劑段塞混相驅中的溶剤混相地驅替油藏原油，而驅動氣混相地驅替溶劑，推動小的溶劑段塞通過油藏。洛劑與驅動氣之間的混相，通常決定著初接觸混相段塞驅中所必須的最低壓力。洛劑段塞尾部的壓力必須高于溶劑與驅動氣混合物臨界凝析壓力.（二）多次接觸混相驅替在

8、注入氣體后，油藏脈油與注入氣之間出現(xiàn)就地的組分傳質作用，形成一個驅替相渡帶，其流休組成由原油組成變化過渡為注入流體的組成，這種原油與注入涼體在流過程中垂復接觸而靠組分的就地傳質作用達到混相的過程，稱為多次觸混相或動態(tài)混。在多次接觸混相驅中，常用到兩個槪念：即向前接觸和向后接觸。向前接觸是指平氣相與新鮮的原油相接觸.通過蒸發(fā)或抽捉作用進行相間傳質.而向后接觸是指平液相與新鮮注入氣Z間的不斷進行的相間傳質。這兩種驅替過程是同時但在地層中不同地點發(fā)生。向前接觸發(fā)生在前緣，而向后接觸發(fā)生在后緣.多次接觸混相根據(jù)傳質方式不同分為凝析氣驅（富氣驅）及汽化氣驅（貧氣驅）.1）凝析氣驅混相富炷氣富含C2C6中

9、間組分，它不能與油威原油發(fā)生一次接觸混相，但在適當?shù)膲毫ο驴膳c油瞰原油達到凝析氣驅動態(tài)混相，即注入的富氣與油就原油多次接觸，并發(fā)生多次凝析作用，富氣中的中間組分不斷凝析到油藏原油中，原油逐漸加京，貢到在注入氣的后端與原油性質相同而實現(xiàn)混相。通常必須注入相當多的富氣才使混相前緣的混相得以保持，一般采用的富氣段塞為10%20%的孔隙體積。2）汽化氣驅汽化氣驅是通過向原油中注入比較貧的氣體，讓原油中的中間組分汽化到注入氣中，通過富化注入氣而達到混相的的-種方法.這種方法的主要優(yōu)點是貧（干）氣多次接觸混相驅法的驅替效率高.盡管這種方法不能把注入氣波及范圍內(nèi)的殘余油全部采出，但是高壓干氣混相驅可大大降低

10、殘余油飽和度；高壓干氣混相驅的注入氣成本要比富氣混相驅的氣體（丙烷或富氣）低：蒸發(fā)氣驅混相帶的再生能力強；同丙烷或富氣法相比，具有較好的流度比.由于用于貧氣混相驅的原油粘度-般較低，注入氣體與原油的流度比值較為有利；產(chǎn)出的干氣可以回注.缺點繪注入壓力高限制了該方法的應用。原油的特性必須是富含C2G組分，而在實際應用中，這種油藏的數(shù)量很少：注入壓力高導致高的壓縮費用：雖然波及效率一般比丙烷或富氣法要好，但與注水法相比則仍然是低的；崑力分異可能在高滲透的油澈內(nèi)仍然存在.（三）非混相驅過程注入溶劑時，一些溶于油載流體中，一些保留為上相，因此形成兩相體系.形成的上相向前運移，與更多的油藏流體接融，從油

11、藏流體中抽提（萃取）出一些中間婭組分，或原油從溶劑中抽提i部分中間炷組分，但上相抽提的組分不足以在排娶前緣或后緣達到均質混相。由于較高的流度，上相繼續(xù)莊前面流動，一些溶解于油藏流體，更多的是從原油中抽提或從上相凝析中間炷組分，但永遠達不到嗆相體系。桂類混相驅篩選準則3.1.3.1一次接觸混相驅一次接觸混相不能不加區(qū)別地加以應用，它僅對一定類型的油藏原油適用。一般的指導原則如下：1、原油粘度低，最大限度地降低不利粘度比的影響.對水平驅替，原油粘度最好小于ImPa.s,粘度的上限尚未很好確定，但可接近于5mPa.S測甬力驅普，上眼取決于油藏滲透率，粘度的限制一般就排除；2、用干氣驅替C3或液化石油

12、氣，Cj與干氣間的混相壓力約在之間，視油藏破裂壓力不同，在MMP以上進行作業(yè)所更求的油藏繪小深度為45757625m之何,富氣C?的段塞，要求的混相壓力更低些，約6.38MP嚴.沒有杲大深度的限制，但在油藏溫度超過臨界溫度的深度上，或當液化氣被輕婭氣稀釋時，油誡壓力應足以持溶劑和原油的混相性；3、在水平油藏中，由于分故的頁巖透鏡體和薄層或致密隔層可能使垂向滲透率腿.這有利于減少靈力分異；4、裂縫發(fā)育，有氣頂，有強烈水驅，并且滲透率差別大，會增加工程的風險性，5、原油飽和度是工程可行性的個重要因素，可接受的飽和度取決于注入流體成本、油藏特性和流體待性。3. 凝析氣驅混相凝析氣驅也只適用于一定類型

13、的油藏和原油它的混相壓力范圍大致與一次接觸混相驅相同，與蒸發(fā)氣驅相比，它能適用于淺得多的油藏.富氣與原油間的混相性要比與頂替干氣的混相更易控制.設計和操作的靈活性是另一個優(yōu)點，只要還是注入具有設計組成的富氣來把油藏壓力恢復到設計壓力，就能重建動態(tài)混相，改變富化婭類氣體的濃度和組成，能上下調節(jié)泯相壓力。判斷油藏適合于混相礙析氣驅的其余指導原則是：1、原油粘度小于ImPa.S，有利于水平驅替.上限未定，也可接近5mPa,S.車力垂向穩(wěn)定驅替粘度上限取決于油藏的滲透率。由于粘度的限制，原油的相對密度小于0.8762(30°API);2、所耍求的混相壓力在10.6421.27MPa之間，根據(jù)

14、油藏溫度和原油相對密度，可能要求更高的混相壓力。視油藏破裂壓力的不同，使用該驅替過程的最小油藏深度為610-9l5m,w,;3、如果滲透率高.在那些具有巨大構造隆起的油藏應優(yōu)先使用垂向重力穩(wěn)定混相驅。在水平油祓中，由于存在分散的頁巖體和薄層或致密夾層，垂向滲透率受限，但有利于最大限度地控制嚴重的重力舌進；4、裂縫發(fā)育和油藏有氣頂、強水驅和滲透率差異大，都會增加工程的風險；5、原浪飽和度應當高一些，可接受的含油飽和度決定于注入流體的費用、油價、油藏及流體特性，25%PV的含油飽和度是-個接近的最低值創(chuàng).3.1.3.3蒸發(fā)氣驅混相亦該驅替過程中，一般甑替相對密度低一些、粘度低-共的原油.它藝求油滅

15、原油有高濃度的中間分子雖性。因此，原油與驅動氣之間的總粘度要比其它混相驅更有利。它主要用于不太適合注水的油藏中，原因是滲透率低、注水能力差或油碩深、高含水開釆油井有困難。判曲油藏實行蒸發(fā)氣驅工程的指導原則是：1、大部分在深度人于2745m進行;混相壓力一般在范曲；2、油澈原汕富含中間燒組分;相對密度0.825I(400AP1),原油是欠飽和的；3、在水平驅替中，原油粘度不存在上限，隨著晾油粘度的增加，驅掃效率變差，原油帖度1mPa.S合適，實際上限約3mPa.s;4、水平驅替中以垂向滲透率受限的油藏合適，以耳度小于3.05m薄油層自利;5、裂縫發(fā)育、有氣頂、強水驅和滲透率差別大筆這些因素都増加工程的風險性；6、最低允許含油飽和度取決于工程的經(jīng)濟效益，25%PV的含油飽和度是大致的下限值.婭類混相驅替方式1) 液化石油氣混相方式：用丙烷或其它液化氣做汝段，后緊跟著注天然氣、水或其它氣體?？梢则屘娉鏊械慕佑|油.2) 富氣混相方式：先往油層中注入富含乙烷、丙烷或丁烷的甲烷段塞，再跟著注入千氣或水。當注入的氣體接觸到原油時，注入氣中的富組分開始脫岀，被吸附到