CN111878048A - 一种减氧空气驱判定氧气气窜防治措施实施时机的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种减氧空气驱判定氧气气窜防治措施实施时机的方法。所述方法包括如下步骤：建立低温氧化数值模拟模型；明确氧气浓度剖面变化特征；判断减氧空气驱氧气突破防治措施时机：以采油井产出气中最高氧气浓度不低于10％时的减氧空气驱的氧气浓度变化剖面图作为依据：当采油井产出气中氧气浓度达到10％时，采取关井焖井措施；在注采井间位置的中心处的氧气浓度为10％时，采取生产井降低产量措施；在采油井中产出气中氧气浓度为10％时的PV数减去14PV的注入体积时，且氧气浓度为10％时，采取气窜调剖措施；进行生产井降低产量和气窜调剖时的时机的中间点，采取注气井降低注入量措施。本发明提供了定量化、可操作的步骤，适用于注减氧空气开发的稀油高温油藏。
Description
技术领域
本发明涉及一种减氧空气驱判定氧气气窜防治措施实施时机的方法。
背景技术
由于减氧空气驱注入气中含有氧气，当氧气与地层中的溶解天然在井筒和地面管线中混合达到一定比例(图1中蓝色区域，右上方)，容易引起爆炸。因此如何采取有效的措施，延缓减氧空气氧气突破到达生产井的时间，对于减氧空气驱的安全生产和开发效果至关重要。目前的延缓气窜措施主要是根据生产井的气油比和氧气浓度采取生产井降低产量、注入井降低注入量、气驱调剖和关井焖井措施。但是这种根据生产井的气油比和氧气浓度判定气窜防治时机的方法未考虑生产井产出气中氧气浓度下一步的变化趋势，导致气窜防治措施未能最大程度的保障开发效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种减氧空气驱判定氧气气窜防治措施实施时机的方法，本发明利用室内物理模拟方法、数值模拟方法和油藏工程方法判定应采取的减氧空气中氧气突破的防治措施。
本发明所提供的减氧空气驱判定氧气气窜防治措施实施时机的方法，包括如下步骤：
1)采用室内物理模拟的方法，在油田压力和温度条件下，对细长管进行饱和含溶解气原油，然后进行减氧空气驱；并监测驱替过程中的指标，然后分析不同温度或压力下的原油低温氧化动力学参数；
根据细管低温氧化驱替实验的参数，建立低温氧化数值模拟模型，通过对细管低温氧化驱替实验结果进行拟合，修正所述低温氧化数值模拟模型的热参数和低温氧化动力学参数；
2)利用所述低温氧化数值模拟模型，分析注入减氧空气中氧气浓度、不同注采井间位置、不同注入氧气体积对氧气浓度的影响，得到氧气浓度变化剖面图；
注采井间位置指的是注气井和采油井之间的不同位置；
3)以所述采油井产出气中最高氧气浓度不低于10％时的减氧空气驱的氧气浓度变化剖面图作为依据，判断减氧空气驱氧气突破防治措施时的时机：
a)当所述采油井产出气中氧气浓度达到10％时，采取关井焖井措施；
b)在注采井间位置的中心处的氧气浓度为10％时，采取生产井降低产量措施；
c)在所述采油井中产出气中氧气浓度为10％时的PV数减去14PV的注入体积时，且氧气浓度为10％时，采取气窜调剖措施；
d)进行生产井降低产量和气窜调剖时的时机的中间点，采取注气井降低注入量措施。
上述的方法中，步骤1)中，所述指标包括温度、压力的变化情况、产出原油和气体组分变化情况、脱气/含气原油粘度变化情况、耗氧速率以及低温氧化产生的热效应导致的温度上升。
上述的方法中，步骤1)中，所述细管低温氧化驱替实验的参数包括：长度、孔隙体积、温度、压力、原油粘度、气油比、体积系数、注入量和采出量。
上述的方法中，步骤1)中，利用CMG数值模拟软件模拟建立所述低温氧化数值模拟模型。
上述的方法中，步骤1)中，所述热参数包括容积比热和导热系数；所述低温氧化动力学参数包括反应方程式、活化能、指前因子和焓。
上述的方法中，步骤2)中，所述减氧空气中氧气浓度为0.1％～21％。
本发明方法依据的原理如下：减氧空气驱过程中低温氧化作用消耗氧气，氧气反应速度随着原油与氧气反应进行逐渐降低。减氧空气驱过程中，根据不同注采位置、不同时间条件下，油藏中剩余原油与该位置的氧气反应速度，预测下一时间达到生产井的氧气浓度。根据下一时间达到生产井的氧气浓度，判定应采取的减氧空气中氧气突破的防治措施。
采油本发明方法可以用于注减氧空气开发的稀油高温油藏判定减氧空气驱氧气突破防治措施的实施时机。本发明提供了定量化、可操作的实施步骤，适用于注减氧空气开发的稀油高温油藏。
附图说明
图1为氧气爆炸极限实验结果。
图2为细管低温氧化实验流程图。
图3为细管低温氧化数值模拟模型。
图4为细管低温氧化数值模拟模型拟合
图5为减氧空气驱氧气浓度剖面特征图。
图6为判定减氧空气驱氧气突破防治措施时机的示意图。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
采用本发明的方法对深层低渗透油藏的减氧空气驱氧气突破防治时机进行判定。
1、明确减氧空气驱过程中氧气浓度剖面变化特征
如图2所示，采用室内物理模拟的方法，在油田压力和温度条件下，对细长管进行饱和含溶解气原油，然后注入减氧空气，并在减氧空气驱替过程中，监测实验过程中温度、压力的变化情况，产出原油和气体组分变化情况，脱气/含气原油粘度变化情况，(多次接触)耗氧速率，及低温氧化产生的热效应导致的温度上升，在基础上分析不同温度或压力下的原油低温氧化动力学参数。
2、建立低温氧化数值模拟模型
利用CMG数值模拟软件，根据细管低温氧化实验的参数(表1
表)，建立数值模拟模型，如图3所示。通过对细管低温氧化实验结果进行拟合，如图4所示，修正模型的热参数和低温氧化动力学参数(表2)。
表1数值模型建立重点参数
表2数值模型拟合热参数和低温氧化动力学参数
3、明确氧气浓度剖面变化特征
利用拟合后的低温氧化数值模拟模型，开展注入减氧空气氧气浓度、不同注采井间位置、不同注入氧气体积对氧气浓度剖面的影响分析，并形成标准图版，如图5所示，图中各曲线表示不同注采井间位置处(从左至右依次为注入井、距离采油井9％处、距离采油井18％处、距离采油井27％处、距离采油井36％处、距离采油井45％处、距离采油井55％处、距离采油井64％处、距离采油井73％处、距离采油井82％处、距离采油井91％处和采油井)，氧气浓度与减氧空气注入量的变化。
4、判断减氧空气驱氧气突破防治措施时机
氧气突破防治措施主要包括生产井降低产量，注入井降低注入量，气窜调剖和关井焖井4项。由图5可知，由于注入氧气含量21％的减氧空气时，上述四项措施均会采用，即当采油井产出气中氧气含量最高不低于10％，因此以注入氧气含量21％的空气为例进行说明，如图6所示。
(1)当生产井氧气浓度达到10％时，此时已存在爆炸的风险，因此采取关井焖井的措施。
(2)通过水气交替、泡沫等调剖措施，封堵注采井间的气窜通道，从而改变氧气流动的路径，增加能够与氧气发生反应的原油。通过在数值模拟中加入示踪剂跟踪注入氧气运移路径发现，达到采油井氧气浓度为10％时的氧气，为注入井14PV之前的注入氧气，因此选择采油产出气氧气浓度为10％时的PV减去14PV作为水气交替、泡沫等调剖措施的实施时机，即距离采油井30％处的氧气浓度为10％时作为气窜调剖措施的实施时机。
(3)通过降低氧气突破生产井的产量，提高该井的井底流压，使地层中的氧气流动方向发生转向，向压力更低的其他采油井流动。由于10％为氧气爆炸极限浓度，而且当氧气流动超过注采井距的一半，就会降低氧气流动转向的效果。因此选择注采井距一半处的氧气浓度为10％时作为生产井降低产量措施的实施时机。
(4)通过注气井降低注入量，延长注入氧气在油藏中与原油的接触时间，从而提高氧气消耗的体积。由于注气井降低注入量为采油井降低产量和气窜调剖之间的过渡措施，因此选择距离采油井40％处的氧气浓度为10％时作为注气井降低注入量措施的实施时机。
通过对细上述各实施例仅用于对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种减氧空气驱判定氧气气窜防治措施实施时机的方法，包括如下步骤：
1)采用室内物理模拟的方法，在油田压力和温度条件下，对细长管进行饱和含溶解气原油，然后进行减氧空气驱；并监测驱替过程中的指标，然后分析不同温度或压力下的原油低温氧化动力学参数；
根据细管低温氧化驱替实验的参数，建立低温氧化数值模拟模型，通过对细管低温氧化驱替实验结果进行拟合，修正所述低温氧化数值模拟模型的热参数和低温氧化动力学参数；
2)利用所述低温氧化数值模拟模型，分析注入减氧空气中氧气浓度、不同注采井间位置、不同注入氧气体积对氧气浓度的影响，得到氧气浓度变化剖面图；
注采井间位置指的是注气井和采油井之间的不同位置；
3)以所述采油井产出气中最高氧气浓度不低于10％时的减氧空气驱的氧气浓度变化剖面图作为依据，判断减氧空气驱氧气突破防治措施时的时机：
a)当所述采油井产出气中氧气浓度达到10％时，采取关井焖井措施；
b)在注采井间位置的中心处的氧气浓度为10％时，采取生产井降低产量措施；
c)在所述采油井中产出气中氧气浓度为10％时的PV数减去14PV的注入体积时，且氧气浓度为10％时，采取气窜调剖措施；
d)进行生产井降低产量和气窜调剖时的时机的中间点，采取注气井降低注入量措施。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)中，所述指标包括温度、压力的变化情况、产出原油和气体组分变化情况、脱气/含气原油粘度变化情况、耗氧速率以及低温氧化产生的热效应导致的温度上升。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤1)中，利用CMG数值模拟软件模拟建立所述低温氧化数值模拟模型。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：步骤1)中，所述热参数包括容积比热和导热系数；所述低温氧化动力学参数包括反应方程式、活化能、指前因子和焓。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：步骤2)中，所述减氧空气中氧气浓度为0.1％～21％。
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