海上稠油火烧油层物理模拟实验研究

doi:10.11885/j.issn.1674-5086.2018.06.15.01

西南石油大学学报(自然科学版) ›› 2019, Vol. 41 ›› Issue (4): 107-112.DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.06.15.01

海上稠油火烧油层物理模拟实验研究

郑伟^1,2, 朱国金^1,2, 谭先红^1,2, 刘新光^1,2, 王磊^1,2

1. 中海油研究总院有限责任公司, 北京朝阳 100028;
2. 海洋石油高效开发国家重点实验室, 北京朝阳 100028

收稿日期:2018-06-15 出版日期:2019-08-10 发布日期:2019-08-10
通讯作者: 郑伟,E-mail:weizheng_0601@163.com
作者简介:郑伟,1984年生,男,汉族,山东五莲人,高级工程师,博士,主要从事海上油气田开发方案编制研究工作。E-mail:weizheng_0601@163.com;朱国金,1963年生,男,汉族,江苏丹阳人,教授级高级工程师,硕士,主要从事海上油气田开发方案编制研究工作。E-mail:zhugj@cnooc.com.cn;谭先红,1971年生,女,汉族,山东烟台人,高级工程师,硕士,主要从事海上油田开发技术研究与实践。E-mail:tanxh@cnooc.com.cn;刘新光,1984年生,男,汉族,河北石家庄人,高级工程师,硕士,主要从事海上油气田开发方案编制研究、加拿大油砂开发研究工作。E-mail:liuxg4@cnooc.com.cn;王磊,1988年生,男,汉族,山东济宁人,工程师,硕士,主要从事油藏工程和数值模拟工作。E-mail:gkwlwanglei@126.com
基金资助:
国家科技重大专项（2016ZX05025-004）；中国海洋石油总公司重大科技项目（2013-YXZHKY-013）

Experimental Study on Physical Simulation of In-situ Combustion in Offshore Heavy Oilfields

ZHENG Wei^1,2, ZHU Guojin^1,2, TAN Xianhong^1,2, LIU Xinguang^1,2, WANG Lei^1,2

1. CNOOC Research Institute Co. Ltd., Chaoyang, Beijing 100028, China;
2. State Key Laboratory of Offshore Oil Exploitation, Chaoyang, Beijing 100028, China

Received:2018-06-15 Online:2019-08-10 Published:2019-08-10

摘要/Abstract

摘要： 为探索海上稠油火烧油层开发的可行性，针对渤海稠油油藏开展了火烧油层物理模拟实验。根据石油沥青组分测定法，分析渤海稠油原油组分；通过热失重与扫描量热同步热分析仪测试活化能等高温氧化反应动力学参数；采用一维燃烧管实验模拟评价燃烧稳定性及驱油效果。研究结果表明，渤海稠油组分特征与国内陆上油田相似；稠油高温氧化活化能为157 kJ/mol，与陆上油田相近；油藏火驱前缘推进稳定，燃烧前缘最高温度773 K左右，出口CO₂浓度长期稳定在12%以上，高温氧化燃烧状态良好；火烧驱油效率95.1%，空气油比548 m³/t，驱油效果较好。研究成果为海上稠油油藏火烧油层开发提供技术支持。

关键词: 海上稠油, 火烧油层, 物理模拟, 高温氧化, 动力学参数

Abstract: This study has conducted a physical simulation experiment on the in-situ combustion of offshore heavy oil in the Bohai heavy oil reservoir region to explore the possibility of further development of the in-situ combustion. It has analyzed the composition of crude oil in the Bohai heavy oil region using the method employed for determining the components of asphalt and crude oil. The kinetic parameters of high-temperature oxidation reactions, such as the activation energy, were evaluated using the thermogravimetric analysis and scanning thermal analyzer. This work has used a one-dimensional combustion tube for the simulation experiment to evaluate the combustion stability and oil displacement efficiency. The results demonstrate that the composition of crude oil in the Bohai heavy oil region is similar to that of the onshore oil fields in mainland China. The high-temperature oxidation activation energy of heavy oil is 157 kJ/mol, which is similar to that of the onshore oil fields; the burning front moves forwards steadily, and the highest temperature of the combustion front is estimated at approximately 773 K. The concentration of CO₂ at the outlet is estimated over 12%, and the high-temperature oxidation combustion is observed to be good. The oil displacement efficiency is estimated at 95.1%, and the air-oil ratio is 548 m³/t, It is established that the oil displacement efficiency is fairly satisfactory.

Key words: offshore heavy oil, in-situ combustion, physical simulation, high temperature oxidation, kinetic parameters

中图分类号:

TE345

郑伟, 朱国金, 谭先红, 刘新光, 王磊. 海上稠油火烧油层物理模拟实验研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2019, 41(4): 107-112.

ZHENG Wei, ZHU Guojin, TAN Xianhong, LIU Xinguang, WANG Lei. Experimental Study on Physical Simulation of In-situ Combustion in Offshore Heavy Oilfields[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2019, 41(4): 107-112.

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参考文献

[1] 袁士义,王强. 中国油田开发主体技术新进展与展望[J]. 石油勘探与开发, 2018, 45(4):657-668. doi:10.11698/PED.2018.04.11 YUAN Shiyi, WANG Qiang. New progress and prospect of oilfields development technologies in China[J]. Petroleum Exploration and Development, 2018, 45(4):657-668. doi:10.11698/PED.2018.04.11
[2] 王元基,何江川,廖广志,等. 国内火驱技术发展历程与应用前景[J]. 石油学报, 2012, 33(5):168-176. WANG Yuanji, HE Jiangchuan, LIAO Guangzhi, et al. Overview on the development history of combustion drive and its application prospect in China[J]. Acta Petrolei Sinica, 2012, 33(5):168-176.
[3] 关文龙,张霞林,席长丰,等. 稠油老区直井火驱驱替特征与井网模式选择[J]. 石油学报, 2017, 38(8):935-946, 972. doi:10.7623/syxb201708008 GUAN Wenlong, ZHANG Xialin, XI Changfeng, et al. Displacement characteristics and well pattern selection of vertical-well fire flooding in heavy oil reservoirs[J]. Acta Petrolei Sinica, 2017, 38(8):935-946, 972. doi:10.7623/syxb201708008
[4] 张方礼. 火烧油层技术综述[J]. 特种油气藏, 2011, 18(6):1-6. doi:10.3969/j.issn.1006-6535.2011.06.001 ZHANG Fangli. An overview of in situ combustion technology[J]. Special Oil and Gas Reservoirs, 2011, 18(6):1-6. doi:10.3969/j.issn.1006-6535.2011.06.001
[5] 刘应忠,胡士清. 离3-6-18块火烧油层跟踪效果评价[J]. 长江大学学报(自然科学版),2009,6(1):52-56. doi:10.3969/j.issn.1673-1409-C.2009.01.017 LIU Yingzhong, HU Shiqing. Production performance evaluation of fire flooding in Gao 3-6-18 Block[J]. Journal of Yangtze University (Natural Science Edition), 2009, 6(1):52-56. doi:10.3969/j.issn.1673-1409-C.2009.01.017
[6] 张霞林,关文龙,刁长军,等. 新疆油田红浅1井区火驱开采效果评价[J]. 新疆石油地质, 2015, 36(4):465-469. doi:10.7657/XJPG20150415 ZHANG Xialin, GUAN Wenlong, DIAO Changjun, et al. Evaluation of recovery effect in Hongqian-1 wellblock by in-situ combustion process in Xinjiang Oilfield[J]. Xinjiang Petroleum Geology, 2015, 36(4):465-469. doi::10.7657/XJPG20150415
[7] 梁金中,王伯军,关文龙,等. 稠油油藏火烧油层吞吐技术与矿场试验[J]. 石油学报, 2017, 38(3):324-332. doi:10.7623/syxb201703009 LIANG Jinzhong, WANG Bojun, GUAN Wenlong, et al. Technology and field test of cyclic in situ combustion in heavy oil reservoir[J]. Acta Petrolei Sinica, 2017, 38(3):324-332. doi:10.7623/syxb201703009
[8] 蔡文斌,李友平,李淑兰,等. 胜利油田火烧油层现场试验[J]. 特种油气藏, 2007, 14(3):88-90. CAI Wenbin, LI Youping, LI Shulan, et al. Field test of in situ combustion in Shengli Oilfield[J]. Special Oil and Gas Reservoirs, 2007, 14(3):88-90.
[9] 柴利文,金兆勋. 中深厚层稠油油藏火烧油层试验研究[J]. 特种油气藏,2010,17(3):67-69. doi:10.3969/j.issn.1006-6535.2010.03.018 CHAI Liwen, JIN Zhaoxun. Pilot study of in situ combustion for mid-deep thick heavy oil reservoir[J]. Special Oil and Gas Reservoirs, 2010, 17(3):67-69. doi:10.3969/j.issn.1006-6535.2010.03.018
[10] 关文龙,蔡文斌,王世虎,等. 郑408块火烧油层物理模拟研究[J]. 石油大学学报(自然科学版), 2005, 29(5):58-61. doi:10.3321/j.issn:1000-5870.2005.05.013 GUAN Wenlong, CAI Wenbin, WANG Shihu, et al. Physical modeling research of in-situ combustion in Zheng-408 fireflood pilot[J]. Journal of China University of Petroleum (Edition of Natural Science), 2005, 29(5):58-61. doi:10.3321/j.issn:1000-5870.2005.05.013
[11] 郭太现,苏彦春. 渤海油田稠油油藏开发现状和技术发展方向[J]. 中国海上油气, 2013, 25(4):26-30. GUO Taixian, SU Yanchun. Current status and technical development direction in heavy oil reservoir development in Bohai Oilfields[J]. China Offshore Oil and Gas, 2013, 25(4):26-30.
[12] 朱国金,余华杰,郑伟,等. 海上稠油多元热流体吞吐开发效果评价初探[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2016, 38(4):89-94. doi:10.7623/syxb201602011 ZHU Guojin, YU Huajie, ZHENG Wei, et al. Thermal recovery effect evaluation of multi thermal fluid stimulation in China offshore heavy oilfield[J]. Journal of Southwest Petroleum University (Science & Technology Edition), 2016, 38(4):89-94. doi:10.7623/syxb201602011
[13] 李萍,刘志龙,邹剑,等. 渤海旅大27-2油田蒸汽吞吐先导试验注采工程[J]. 石油学报, 2016, 37(2):242-247. doi:10.7623/syxb201602011 LI Ping, LIU Zhilong, ZOU Jian, et al. Injection and production project of pilot test on steam huff-puff in Oilfield LD27-2, Bohai Sea[J]. Acta Petrolei Sinica, 2016, 37(2), 242-247. doi:10.7623/syxb201602011
[14] 郑伟,袁忠超,田冀,等. 渤海稠油不同吞吐方式效果对比及优选[J]. 特种油气藏, 2014, 21(3):79-82. doi:10.3969/j.issn.1006-6535.2014.03.018 ZHENG Wei, YUAN Zhongchao, TIAN Ji, et al. The thermal effect contrast of multi-thermal fluid and steam stimulation in Bohai Oilfield[J]. Special Oil and Gas Reservoirs, 2014, 21(3):79-82. doi:10.3969/j.issn.1006-6535.2014.03.018
[15] 马奎前,刘东. 稠油油藏水平井热采吞吐产能预测新模型[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2018, 40(1):114-121. doi:10.11885/j.issn.1674-5086.2016.11.09.02 MA Kuiqian, LIU Dong. Model for capacity forecasting of thermal soaking recouvery in horizontal wells in heavy oil reservoirs[J]. Journal of Southwest Petroleum University (Science & Technology Edition), 2018, 40(1):114-121. doi:10.11885/j.issn.1674-5086.2016.11.09.02
[16] 宁奎,袁士宝,蒋海岩. 火烧油层理论与实践[M]. 东营:中国石油大学出版社, 2010. NING Kui, YUAN Shibao, JIANG Haiyan. In situ combustion theory and practice[M]. Dongying:China University of Petroleum Press, 2010.
[17] 油气田开发专业标准化技术委员会. SY/T6954-2013稠油高温氧化动力学参数测定方法:热重法[S]. 北京:石油工业出版社, 2014. Professional Committee For Standardization of Oil and Gas Field Development. SY/T 6954-2013 Standard test method for high temperature oxidation kinetic parameters for heavy oil:Thermogravimetric method[S]. Beijing:Petroleum Industry Press, 2014.
[18] 王国库. 火烧油层热力采油过程的实验研究与数值模拟[D]. 大庆:东北石油大学, 2011. WANG Guoku. Experimental research and numerical simulation of thermal flooding process of in-situ combustion[D]. Daqing:Northeast Petroleum University, 2011.
[19] 唐君实,关文龙,梁金中,等. 热重分析仪求取稠油高温氧化动力学参数[J]. 石油学报, 2013, 34(4):775-779. doi:10.7623/syxb201304020 TANG Junshi, GUAN Wenlong, LIANG Jinzhong, et al. Determination on high-temperature oxidation kinetic parameters of heavy oils with thermogravimetric analyzer[J]. Acta Petrolei Sinica, 2013, 34(4):775-779. doi:10.7623/syxb201304020
[20] 杜建芬,郭平,王仲林,等. 轻质油藏高压注空气加速量热分析实验研究[J]. 西南石油大学学报, 2007, 29(2):17-21. DU Jianfen, GUO Ping, WANG Zhonglin, et al. Laboratory research of accelerating rate calorimeter test of highpressure air injection at light oil reservoirs[J]. Journal of Southwest Petroleum University (Science & Technology Edition), 2007, 29(2):17-21.
[21] 油气田开发专业标准化技术委员会. SY/T 6898-2012火烧油层基础参数测定方法[S]. 北京:石油工业出版社, 2012.
[22] 唐君实,关文龙,蒋有伟,等. 稀油火烧油层物理模拟[J]. 石油学报, 2015, 36(9):1175-1140. doi:10.7623/syxb201509012 TANG Junshi, GUAN Wenlong, JIANG Youwei, et al. Physical simulation of light oil in-situ combustion[J]. Acta Petrolei Sinica, 2015, 36(9):1175-1140. doi:10.7623/syxb201509012
[23] 王艳辉,陈亚平,李少池. 火烧驱油特征的实验研究[J]. 石油勘探与开发, 2000, 27(1):69-71. doi:10.3321/j.issn:1000-0747.2000.01.022 WANG Yanhui, CHEN Yaping, LI Shaochi. Experiment study on oil displacement by in-situ combustion[J]. Petroleum Exploration and Development, 2000, 27(1):69-71. doi:10.3321/j.issn:1000-0747.2000.01.022
[24] 杨俊印. 火烧油层(干式燃烧)室内实验研究[J]. 特种油气藏, 2011, 18(6):96-99. doi:10.3969/j.issn.1006-6535.2011.06.025 YANG Junyin. Lab experimental study on in situ combustion (dry combustion)[J]. Special Oil and Gas Reservoirs, 2011, 18(6):96-99. doi:10.3969/j.issn.1006-6535.2011.06.025

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[1]	王焱伟, 刘慧卿, 东晓虎, 张琪琛. 边水稠油油藏蒸汽吞吐后转冷采物理模拟研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2020, 42(1): 91-100.
[2]	叶双江, 姜汉桥. 不同注采方式的流场计算模型及物模验证[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2018, 40(2): 129-134.
[3]	周拓, 刘学伟, 王艳丽, 秦春光, 盖长城. 致密油藏水平井分段压裂CO₂吞吐实验研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2017, 39(2): 125-131.
[4]	朱文卿, 常宝华, 熊伟, 高树生. 裂缝-孔洞储层连通溶洞模式注气效果研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2017, 39(1): 100-106.
[5]	魏周拓，陈雪莲. 井中偶极声源激励下的反射横波实验研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2013, 35(6): 1-8.
[6]	李隆新;吴锋;张烈辉;李允. 缝洞型底水油藏油井见水及含水规律实验研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2013, 35(2): 127-134.
[7]	裴柏林;曾鸣;刘程. 大厚高压油藏物理模型饱和度分布测量方法[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2013, 35(1): 135-139.
[8]	潘竟军;周杨平;陈龙;马远乐. 火烧油层注气加热过程的模拟计算研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2012, 34(1): 97-102.
[9]	纪佑军程林松刘志波刘其成. SAGD过程注氮气改善开发效果实验研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2010, 32(2): 108-112.
[10]	杨兆中a;李小刚b;蒋海;a;孙健a. 指进现象模拟研究的回顾与展望[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2010, 32 (1): 85-88.
[11]	关文龙吴淑红梁金中张霞林. 从室内实验看火驱辅助重力泄油技术风险[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2009, 31(4): 67-72.
[12]	田冀许家峰程林松 . 普通稠油启动压力梯度表征及物理模拟方法[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2009, 31(3): 158-162.
[13]	徐晖a 秦积舜b 王建君a 王家禄b 赵书怀a. 高温高压油藏物理模拟饱和度测量技术研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2009, 31(1): 73-77.
[14]	江同文徐汉林练章贵单家增. 倾斜油水界面成因分析与非稳态成藏理论探索 [J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2008, 30(5): 1-5.
[15]	郭龙;. 特低渗透砂岩油藏初期含水变化机理实验研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2008, 29(4): 127-129.