重力稳定火烧油层介绍.ppt
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1、重力重力稳定泄油火燃油定泄油火燃油层机理及机理及应用研究用研究任韶然任韶然 中国石油大学(中国石油大学(华东)2011年年1月月1.内容提要内容提要1.重力泄油火重力泄油火烧油油层技技术2.现场试验现场试验介介介介绍绍3.研究目的研究目的4.研究内容和技研究内容和技术路路线5.技技术指指标一、一、课题立立项的必要性分析的必要性分析二、二、课题目目标和任和任务三、三、课题技技术方案方案四、基四、基础条件和条件和优势五、五、课题组织方式及管理机制方式及管理机制六、六、课题预算及筹算及筹资方案方案2.SAGD and Vapex 原原理:水平井理:水平井组组注井:水平井产油井油水油水蒸汽或溶解油气腔
2、蒸汽或溶解油气腔体体(steam or vapour chamber)Unswept zone未被未被驱驱替区替区3.火火烧烧油油层层原理原理注空气井注空气井燃燃烧区区生生产井井冷油区冷油区油焦油焦高温氧化高温氧化400-600 C燃料燃料(焦焦)4.v 反反反反应热应热:37,000 50,000 kJ/kg 37,000 50,000 kJ/kg 37,000 50,000 kJ/kg 37,000 50,000 kJ/kg 原油原油原油原油 蒸汽潜蒸汽潜蒸汽潜蒸汽潜热热:2,000 kJ/kg 2,000 kJ/kg 2,000 kJ/kg 2,000 kJ/kg原油原油热热裂解裂解 升
3、升级级重油重油 轻质轻质油油 +油焦(油焦(CokeCoke)v 驱驱替效率替效率替效率替效率:100%:100%:100%:100%驱驱替效率替效率替效率替效率 :75%:75%:75%:75%v 温度温度温度温度:400 800:400 800:400 800:400 800o o o oC C C C 温度温度温度温度:150300:150300:150300:150300o o o oC C C C 稠油开稠油开发技技术5.火火烧烧油油层层工工艺原理原理高温氧化反高温氧化反应油焦油焦油焦油焦 +O+O+O+O2 2 2 2 =CO CO CO CO2 2 2 2+CO+H+CO+H+C
4、O+H+CO+H2 2 2 20+0+0+0+热热量量量量重重重重质质油油油油 +O+O+O+O2 2 2 2 =CO CO CO CO2 2 2 2+CO+H+CO+H+CO+H+CO+H2 2 2 20 +0 +0 +0 +热热量量量量高温氧化反高温氧化反高温氧化反高温氧化反应过应过程程程程火火烧油油层原油原油原油原油热热裂解:裂解:裂解:裂解:重重重重质质油油油油 =轻轻油油油油 +油焦油焦油焦油焦6.Air Injection wellProducer wellIdeal Case(dry Combustion)Combustion front propagationCombustio
5、n front propagation火火烧烧油油层层-机理机理7.Ideal Case(dry Combustion)Burger.J.G.et al:Thermal Methods of Oil Recovery,Insitut Fracncais du Petrole Publications,(1985).vvTwo dimensionTwo dimensionCombustion front propagation最大波及最大波及效率效率 62%火火烧烧油油层层-机理机理8.Air,O2,Air+H2O,Cycles,etc.SweptzoneCombustionzoneReacti
6、onzoneCoolzoneOverride-气气顶窜顶窜ChannelingWellburnoutShearGasbreakthrough现场经验(1965-1985)Old Combustion Concepts(Courtesy of Prof.M.Dusseault)99.Oil bank(油聚集油聚集)反反应降低降低-fail!传统传统火火烧烧油油层层工工艺艺10.重力重力稳定泄油定泄油11.传统的的ISC井位布局:井位布局:长井距井距InjectionwellVerticalproducerwellSAGD and VAPEX:短井距:短井距InjectionwellHorizon
7、talproducerwell水平井火水平井火烧油油层新工新工艺t1t2t3t4InjectionwellHorizontalproducerwell12.水平井火水平井火烧油油层Mobile oil zone(MOZ)Air&WaterCombustion zoneProducer wellInjection wellCold Heavy OilCoke zoneToeHeel13.14.Cold Heavy Oil注气井Air生产井ToeHeel水平井火水平井火烧油油层15.Producer wellToeCold Heavy OilCoke zoneInjection wellMOZHe
8、el水平井火水平井火烧油油层起动点火16.Cold Heavy OilToeHeelInjection wellCoke zoneMOZProducer wellHeavy residual/coke水平井火水平井火烧油油层17.注气井注气井-生生产井井 井距短井距短重力重力稳定定驱替替减少气减少气窜顶适用于不流适用于不流动的超稠油的超稠油水平井火水平井火烧油油层高效的燃高效的燃烧过程程18.英国英国Bath大学大学THAI火火烧油油层实验研究研究19.20.GasAnalysersAirN2H2OControllerPCA/DinterfaceD/AinterfaceGas/LiquidSe
9、parationSamples3-Dcell21.火火烧油油层实验油砂填充Injection well温度测试22.0cm20cm40cm50cm60cm10cmCoke Zone53cm 60 cm油焦在油管内沉淀油焦在油管内沉淀23.实测的温度的温度场:11 小小时HorizontalproducerInjectionwell水平井火水平井火烧油油层实验Verticalmid-plane24.Horizontalmid-planeVerticalmid-planeHorizontalproducerCokedeposit水平井火水平井火烧油油层实验25.稳稳定的燃定的燃烧过烧过程程 top
10、-Burning Combustion fronttop-Burning Combustion front(a)t=35 min(b)t=120 min(d)t=600 min(c)t=360 min水平井火水平井火烧油油层实验26.Run 2000-01Run 2000-01产油率:油率:Athabasca Tar Sand Bitumen27.实测实测的的产产出油出油API 重度重度(干干烧烧及湿及湿烧烧):Wolf Lake oil(viscosity 50,000 mPa.s).28.火火烧烧油油层过层过程中程中产产油的油的API重度重度变变化:化:Athabasca tar sand
11、.CatalyticNon-catalytic29.油藏数油藏数值值模模拟拟30.模模拟实验拟实验室室实验实验:温度:温度场场 (600 min)31.实验实验室室实验实验模模拟拟:氧气分布:氧气分布场场32.实验实验室室实验实验模模拟拟:产产油量及油重度油量及油重度变变化化33.油田模油田模拟拟:温度:温度场场34.燃燃烧过程程稳定定 驱替效率高:替效率高:80-85%OOIP80-85%OOIP产 出出 油油 品品 位位 升升级 :6-8 6-8 o oAPIAPI空气可空气可注性高,注性高,产油率高油率高可用于有气可用于有气顶和底水的油藏和底水的油藏水平井火水平井火烧油油层工工艺特点特点
12、35.现场试验现场试验(Pilot)PetroBank Ltd.Canada36.现场试验现场试验,PetroBank Ltd.Canada三组井,100m间隔水平井段水平井段长500m,井井深深 500m油油层厚厚10m19口口 观观察井察井:P/T沥青青质油砂油砂,API o8设计产油油 629 桶桶/天天产水水189 桶桶/天天注气量注气量3百万百万ft3/天天空气空气/油比油比1500 m3/m3总总投投资资$3千万千万*地面设备:空气压缩机,移动蒸汽发生器,分离装置,管线37.风险风险及安全及安全问题问题n空气突破到水平井?空气突破到水平井?n高温高温对生生产井井结构的影响?构的影响
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