二氧化碳辅助蒸汽吞吐的传热及降粘机理研究

论文摘要

超稠油油藏由于粘度高、流动性差等原因其开采难度远高于普通稠油。CO2辅助蒸汽吞吐开采超稠油作为一种新的采油技术,现场应用取得了良好的开发效果,有着广阔的应用前景。本文建立了液态CO2在井筒内流动传热的温度场数值计算模型,可用于计算液态CO2注入时井筒、套管及地层内温度场,编制了计算程序,给出了结合现场实际的算例。计算结果表明,由于注入时间较短,且注入过程中采取使用隔热油管、环空内充氮气等保温措施,液态CO2温升较小;随着注入速度的变化,液态CO2到达井底的温度相差较大。利用多孔介质中流动与传热的理论,建立了地层温度场数学模型,通过应用油藏数值模拟软件分析了不同注入速度下,注入液态CO2对地层温度场分布的影响,对CO2注入方案的设计起到参考作用。利用高温高压PVT装置,对CO2在脱水及含水超稠油中的溶解能力进行了实验研究,并计算了各溶解度下对应的体积系数。实验结果表明,CO2在郑411块超稠油中的溶解度随温度的升高而减小,随压力的升高而增大;饱和压力下超稠油的体积系数随溶解CO2量的增大而增大;在相同的温度、压力条件下,与CO2在脱水原油中的溶解能力相比,CO2在含水原油中的溶解能力较小。利用高温高压油气水混合液粘度测量装置,对超稠油及溶解CO2后超稠油的粘温特性进行了实验研究,测量了不同气油比、不同含水率条件下溶解CO2后超稠油的粘度。实验结果表明,脱水超稠油及含水超稠油粘度与温度存在指数关系;CO2对超稠油的降粘效果比较明显,且降粘率随气油比的增大而增大;压力对油气混合物的粘度影响不大。利用高温高压界面张力仪测定了CO2-超稠油界面张力。实验结果表明CO2可降低油气界面张力,且随着压力的升高,CO2与原油界面张力逐渐降低。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 2 提高采收率的原理'>1.2.1 CO₂提高采收率的原理
• 1.2.2 井筒、地层温度场国内外研究现状
• 2 溶解、降粘机理国内外研究现状'>1.2.3 CO₂溶解、降粘机理国内外研究现状
• 1.2.4 存在的问题
• 1.3 本课题的主要研究内容
• 2时井筒温度场的计算'>第2章 注CO₂时井筒温度场的计算
• 2 的物性参数计算'>2.1 CO₂的物性参数计算
• 2.2 井筒内流体压力计算模型
• 2.3 竖直井段温度场计算模型
• 2.4 造斜段温度场计算模型
• 2.5 水平井段温度场计算模型
• 2.6 计算实例
• 2.7 小结
• 2期间油层温度场的计算'>第3章 注CO₂期间油层温度场的计算
• 3.1 地层中的传热机理及温度场模型的建立
• 3.2 地层温度场数值模拟方法研究
• 3.3 模型的建立
• 3.4 计算实例
• 2在超稠油中溶解能力实验研究'>第4章 CO₂在超稠油中溶解能力实验研究
• 4.1 实验设计
• 2 能力实验研究'>4.2 脱水原油溶解CO₂能力实验研究
• 2 溶解能力的影响'>4.2.1 温度对CO₂溶解能力的影响
• 2 后的体积系数'>4.2.2 脱水原油溶解CO₂后的体积系数
• 2 能力实验研究'>4.3 含水原油溶解CO₂能力实验研究
• 2 溶解能力的影响'>4.3.1 含水率对CO₂溶解能力的影响
• 2 后的体积系数'>4.3.2 含水原油溶解CO₂后的体积系数
• 4.4 小结
• 2对超稠油降粘作用实验研究'>第5章 CO₂对超稠油降粘作用实验研究
• 5.1 超稠油粘度室内测量实验
• 5.1.1 实验设计
• 5.1.2 脱水原油的粘温关系
• 5.1.3 含水原油的粘温关系
• 2 对超稠油降粘作用室内实验'>5.2 CO₂对超稠油降粘作用室内实验
• 5.2.1 实验设计
• 5.2.2 温度对降粘效果的影响
• 5.2.3 压力对降粘效果的影响
• 5.2.4 含水对降粘效果的影响
• 2-超稠油界面张力实验研究'>5.3 CO₂-超稠油界面张力实验研究
• 5.4 现场应用效果
• 5.5 小结
• 结论
• 1. 本文的主要工作和结论
• 2. 下一步工作展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢