注烴氣驅(qū)機(jī)理分析

1、注烴氣驅(qū)機(jī)理分析注r捉鬲采收率技術(shù)的方法有兩種方戎.種是混相.另-種減展非混乳扎吒驅(qū)的分類(lèi)有很多種,常見(jiàn)的分法按根據(jù)注入氣體類(lèi)型的不同，氣驅(qū)可分為燒類(lèi)驅(qū)和非炷類(lèi)驅(qū)、其中，烽類(lèi)驅(qū)包括下氣貧氣）驅(qū)、富氣馳s液化石油氣（LFG）段塞驅(qū)等，非燒類(lèi)驅(qū)包括二氧化碳驅(qū)、氨氣驅(qū)、煙道氣驅(qū)等，而根據(jù)混相機(jī)理的不司.注汽混和驅(qū)可分為2種，一是一次接繪混相驅(qū)，比jfflLPG段塞驅(qū)*二是霽次接觸混相哌，其屮多沈接觸混書(shū)驅(qū)乂可進(jìn)一歩分為2種，第一足凝析厲墾，如富氣驅(qū)，第二是蒸發(fā)氣驅(qū).如二耗化報(bào)驅(qū)、干氣駆，氮?dú)怦Y、煙道氣驅(qū)等O婭類(lèi)葩是將較輕的碳?xì)浠衔镒⑷胗蛯有纬苫煜囹?qū)的種褪高采收率方法，它包括髙IE卡氣駆（蒸發(fā)氣驅(qū)h

2、富氣驅(qū)（凝折氣馳hLPG段辜馳（一次接觸混相）筆幾種類(lèi)型。3tl注氣基本機(jī)理最早被探岀的改善石油開(kāi)采的方法也許就是回注天然氣.早朗應(yīng)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(qū)替原油，井推動(dòng)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(jī)理（驅(qū)替效率）和注入流體能夠進(jìn)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(dá)到這兩個(gè)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(jì)上將有一定的優(yōu)越性*注氣基本機(jī)理，一俶有非混相驅(qū)油與混相驅(qū)油之分?；煜啵∕iscible）

3、的足義長(zhǎng)i當(dāng)兩種或更多種流體按任何比例混合時(shí).浪有流味間的相界聞形成，所有的混合物都保持單均質(zhì)相時(shí)，則稱(chēng)這些瀝體是灑相的。反之，若有流怵相界面存農(nóng).則認(rèn)為這些涼怵是不混相的.混相驅(qū)M（Miscibledisp!acemenO是提高石油采收率的車(chē)要方法之r它的基本機(jī)理是驅(qū)替剤（注入的混相氣怵）利般驅(qū)劑（地層原油）在油減條件卜形成混ttK消除界面，使多孔介質(zhì)屮的毛細(xì)管力隔至零.從向降低IAIE細(xì)腎效應(yīng)產(chǎn)出毛細(xì)骨滯留所圈閉的石油，嵐則上可以使敢規(guī)咽油效帑達(dá)到百分之百。注氣驅(qū)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(gè)足鰐大的烷燒帶.達(dá)到非混相

4、或渥槨狀態(tài).在非混相馳時(shí).汽化利萃取達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡：在混相驅(qū)時(shí).汽化、萃取或凝析作用停止，而在混相帶前緣由于擴(kuò)敵作用、分散混合、粘性指進(jìn)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(gè)驅(qū)普過(guò)程中混相帶形成、消失、再形成，直至在驅(qū)替之后，只留下少:&的殘余油.注氣采油技術(shù)工藝有以下幾種：（】連續(xù)注氣驅(qū)：（2）氣體段塞后緊跟著水驅(qū)；（3）水氣同時(shí)注入；（4）水氣交曾注入法姪氣驅(qū)油原理注炷類(lèi)氣混相驅(qū)是行之有效的三次采油方法，是美國(guó)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(qū)油效率而被廣大石油工作者青睞用于注氣開(kāi)采的氣休，在具體

5、應(yīng)用過(guò)程中各有利弊。烷燒氣體具有地層油的某些特性，在注入時(shí)不污染、不損壞地層，持別是它同地層油之間可以進(jìn)行十分有利的物質(zhì)傳遞，以至達(dá)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(lèi)氣體用于氣驢是很有誘惑力的.用于驅(qū)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(chēng)為干氣，這些氣體在相對(duì)低的壓力下可與原油混相，或者在驅(qū)曾過(guò)程中發(fā)展成混相。注繪氣驅(qū)主要的驅(qū)油機(jī)理是體積膨脹、粘度降低及重力穩(wěn)定驅(qū)替等，主要優(yōu)點(diǎn)為不傷害地層，適用于開(kāi)發(fā)富凝析氣藏。婭類(lèi)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(duì)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(qū)替過(guò)程中發(fā)展成混相。即使注入氣和氐油之間不能達(dá)到混相，通過(guò)氣一液的傳質(zhì)作用、氣體的溶解也會(huì)使原油體積膨脹、粘度降低，地層能量補(bǔ)充以及重力穩(wěn)定驅(qū)替等機(jī)理也可以起到提高采收率的作用。根據(jù)不同繪類(lèi)氣體自身及其與原油系統(tǒng)的特性，炷類(lèi)氣體驅(qū)油可貝有:（一）初次接他混相驅(qū);（二）多次接觸混相（汽化氣驅(qū)和凝析氣販）;（三）非混相驅(qū)替幾種驅(qū)替方式.（一）初接觸混相驅(qū)替達(dá)到混相驅(qū)替最簡(jiǎn)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(guò)去最常用來(lái)進(jìn)行初接觸混相的溶剤。對(duì)于初接他混相驅(qū)來(lái)說(shuō)，中間分子最的婭溶劑將會(huì)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(yán)重時(shí)可以在生產(chǎn)井中引起堵塞。連續(xù)注入液化氣進(jìn)行初接觸混相.費(fèi)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(fèi)用較低的流體如天然氣或煙逍氣混相驅(qū)替溶劑段塞.在理想情況下，洛劑段塞混相驅(qū)中的溶剤混相地驅(qū)替油藏原油，而驅(qū)動(dòng)氣混相地驅(qū)替溶劑，推動(dòng)小的溶劑段塞通過(guò)油藏。洛劑與驅(qū)動(dòng)氣之間的混相，通常決定著初接觸混相段塞驅(qū)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(qū)動(dòng)氣混合物臨界凝析壓力.（二）多次接觸混相驅(qū)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(zhì)作用，形成一個(gè)驅(qū)替相渡帶，其流休組成由原油組成變化過(guò)渡為注入流體的組成，這種原油與注入涼體在流過(guò)程中垂復(fù)接觸而靠組分的就地傳質(zhì)作用達(dá)到混相的過(guò)程，稱(chēng)為多次觸混相或動(dòng)態(tài)混。在多次接觸混相驅(qū)中，常用到兩個(gè)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(guò)蒸發(fā)或抽捉作用進(jìn)行相間傳質(zhì).而向后接觸是指平液相與新鮮注入氣Z間的不斷進(jìn)行的相間傳質(zhì)。這兩種驅(qū)替過(guò)程是同時(shí)但在地層中不同地點(diǎn)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(zhì)方式不同分為凝析氣驅(qū)（富氣驅(qū)）及汽化氣驅(qū)（貧氣驅(qū)）.1）凝析氣驅(qū)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(dāng)?shù)膲毫ο驴膳c油瞰原油達(dá)到凝析氣驅(qū)動(dòng)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(zhì)相同而實(shí)現(xiàn)混相。通常必須注入相當(dāng)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(qū)汽化氣驅(qū)是通過(guò)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(guò)富化注入氣而達(dá)到混相的的-種方法.這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是貧（干）氣多次接觸混相驅(qū)法的驅(qū)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(qū)可大大降低

10、殘余油飽和度；高壓干氣混相驅(qū)的注入氣成本要比富氣混相驅(qū)的氣體（丙烷或富氣）低：蒸發(fā)氣驅(qū)混相帶的再生能力強(qiáng)；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(qū)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(diǎn)繪注入壓力高限制了該方法的應(yīng)用。原油的特性必須是富含C2G組分，而在實(shí)際應(yīng)用中，這種油藏的數(shù)量很少：注入壓力高導(dǎo)致高的壓縮費(fèi)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(qū)過(guò)程注入溶劑時(shí)，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(yùn)移，與更多的油藏流體接融，從油

11、藏流體中抽提（萃?。┏鲆恍┲虚g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(dá)到均質(zhì)混相。由于較高的流度，上相繼續(xù)莊前面流動(dòng)，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(yuǎn)達(dá)不到嗆相體系。桂類(lèi)混相驅(qū)篩選準(zhǔn)則3.1.3.1一次接觸混相驅(qū)一次接觸混相不能不加區(qū)別地加以應(yīng)用，它僅對(duì)一定類(lèi)型的油藏原油適用。一般的指導(dǎo)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(duì)水平驅(qū)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(cè)甬力驅(qū)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(qū)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(jìn)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(yán).沒(méi)有杲大深度的限制，但在油藏溫度超過(guò)臨界溫度的深度上，或當(dāng)液化氣被輕婭氣稀釋時(shí)，油誡壓力應(yīng)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(yè)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(qiáng)烈水驅(qū)，并且滲透率差別大，會(huì)增加工程的風(fēng)險(xiǎn)性，5、原油飽和度是工程可行性的個(gè)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(qū)混相凝析氣驅(qū)也只適用于一定類(lèi)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(qū)相同，與蒸發(fā)氣驅(qū)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(shè)計(jì)和操作的靈活性是另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，只要還是注入具有設(shè)計(jì)組成的富氣來(lái)把油藏壓力恢復(fù)到設(shè)計(jì)壓力，就能重建動(dòng)態(tài)混相，改變富化婭類(lèi)氣體的濃度和組成，能上下調(diào)節(jié)泯相壓力。判斷油藏適合于混相礙析氣驅(qū)的其余指導(dǎo)原則是：1、原油粘度小于ImPa.S，有利于水平驅(qū)替.上限未定，也可接近5mPa,S.車(chē)力垂向穩(wěn)定驅(qū)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(duì)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(duì)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(qū)替過(guò)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(gòu)造隆起的油藏應(yīng)優(yōu)先使用垂向重力穩(wěn)定混相驅(qū)。在水平油祓中，由于存在分散的頁(yè)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(yán)重的重力舌進(jìn)；4、裂縫發(fā)育和油藏有氣頂、強(qiáng)水驅(qū)和滲透率差異大，都會(huì)增加工程的風(fēng)險(xiǎn)；5、原浪飽和度應(yīng)當(dāng)高一些，可接受的含油飽和度決定于注入流體的費(fèi)用、油價(jià)、油藏及流體特性，25%PV的含油飽和度是-個(gè)接近的最低值創(chuàng).3.1.3.3蒸發(fā)氣驅(qū)混相亦該驅(qū)替過(guò)程中，一般甑替相對(duì)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(qū)動(dòng)氣之間的總粘度要比其它混相驅(qū)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(kāi)釆油井有困難。判曲油藏實(shí)行蒸發(fā)氣驅(qū)工程的指導(dǎo)原則是：1、大部分在深度人于2745m進(jìn)行;混相壓力一般在范曲；2、油澈原汕富含中間燒組分;相對(duì)密度0.825I(400AP1),原油是欠飽和的；3、在水平驅(qū)替中，原油粘度不存在上限，隨著晾油粘度的增加，驅(qū)掃效率變差，原油帖度1mPa.S合適，實(shí)際上限約3mPa.s;4、水平驅(qū)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(qiáng)水驅(qū)和滲透率差別大筆這些因素都?jí)埣庸こ痰娘L(fēng)險(xiǎn)性；6、最低允許含油飽和度取決于工程的經(jīng)濟(jì)效益，25%PV的含油飽和度是大致的下限值.婭類(lèi)混相驅(qū)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?qū)替出所有的接觸油.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(dāng)注入的氣體接觸到原油時(shí)，注入氣中的富組分開(kāi)始脫岀，被吸附到