1、氣驅(qū)氣體特性,氣驅(qū)技術(shù)中關(guān)于氣體性質(zhì)研究,氣驅(qū)氣體特性,一、混相驅(qū)介紹 二、驅(qū)油用氣體的性質(zhì) 2.1 烴類氣體的性質(zhì) 2.2 二氧化碳的性質(zhì) 2.3氮?dú)夂蜔煹罋獾男再|(zhì),氣驅(qū)氣體特性,回注天然氣提高原油采收率始于1900年。,水敏、儲(chǔ)層性質(zhì)差、非均質(zhì)嚴(yán)重、水驅(qū)效率低的油層，水驅(qū)會(huì)產(chǎn)生許多不良后果，促使人們利用天然氣代替水進(jìn)行驅(qū)油。,巖心實(shí)驗(yàn)證明，使用丙烷溶劑或液化石油氣可將原油從孔隙介質(zhì)中完全采出。 但認(rèn)為不現(xiàn)實(shí)，回收問題。,直到1950年，人們才發(fā)現(xiàn)使用混相法采油，不需使溶劑與原油進(jìn)行完全置換，即不需要使溶劑注滿地層。,氣驅(qū)氣體特性,丙烷段塞驅(qū) 美國大西洋富田公司首次提出。該方法在適當(dāng)?shù)母邏簵l

2、件下可以形成一個(gè)連續(xù)相，即一個(gè)從油藏原油組份逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樽⑷霘饨M份的整體單一相的烴類過渡帶（圖1）。,圖1 丙烷段塞驅(qū)工藝,如果溶劑段塞設(shè)計(jì)正確，它就能推動(dòng)前面的油和水，并完全驅(qū)替出所有的接觸到的原油。由于注入的溶劑與原油一經(jīng)接觸就能混相，因此，又常把這種方法稱為一次接觸混相，也叫初次接觸混相。在上世紀(jì)50年代到60年代期間，美國進(jìn)行了50多個(gè)一次接觸混相礦場試驗(yàn)。,氣驅(qū)氣體特性,多次接觸混相 在油氣相態(tài)研究中發(fā)現(xiàn)，一定條件下天然氣與原油接觸，原油中某些較輕的組分可以蒸發(fā)而進(jìn)入氣相。而富含C2 - C6組分的氣體與原油接觸，氣相中C2 - C6成分可以凝析而進(jìn)入液相。由于這種物質(zhì)傳遞作用，即使采

3、取的不是一次接觸混相的溶劑，注入的流體與油藏原油經(jīng)過多次接觸也能達(dá)到混相驅(qū)替，因此稱為多次接觸混相。 多次接觸混相可分為凝析混相和汽化混相 。,氣驅(qū)氣體特性,圖2富氣驅(qū)工藝,凝析混相要求注入氣體必須富含C2C6成分，因而又稱為富氣驅(qū)（圖2）；,汽化混相要求油藏原油必須是輕質(zhì)原油，對(duì)注入氣體的成分要求不高，常采用廉價(jià)的貧氣，又稱為貧氣驅(qū)或干氣驅(qū)（圖3）。,氣驅(qū)氣體特性,天然氣是一種優(yōu)質(zhì)能源，也是重要的化工原料，只有那些有著足夠 天然氣來源的國家，才有可能進(jìn)行烴類混相采油。 自上世紀(jì)60年代以來，美國、阿爾及利亞、加拿大、智利、利比亞和前蘇聯(lián)等國家相繼開展烴類混相驅(qū)油研究。美國和加拿大由于氣源供應(yīng)

4、限制，發(fā)展緩慢，規(guī)模也小。阿爾及利亞和利比亞進(jìn)行過規(guī)模較大的高壓烴類混相驅(qū)油的工業(yè)性試驗(yàn)，并取得了成功。 由于烴類氣體價(jià)格上漲，研究人員努力尋找新的、適用于混相驅(qū)油的注入劑。研究發(fā)現(xiàn)，二氧化碳、煙道氣和氮?dú)庠谝欢l件下都能與油藏原油達(dá)到混相。 在美國，二氧化碳驅(qū)被認(rèn)為是最有發(fā)展前景的提高原油采收率方法。我國對(duì)注氣驅(qū)油法的研究起步也很早。60年代初，大慶油田就開始了二氧化碳驅(qū)的研究，但由于氣源問題并未得到推廣應(yīng)用。,氣驅(qū)氣體特性,8,幾種常見氣體的性質(zhì),空氣低溫氧化機(jī)理示意圖,氣驅(qū)氣體特性,二、驅(qū)油用氣體的性質(zhì) 2.1 烴類氣體的性質(zhì) 天然氣-烴類氣體的總稱，由石蠟族低分子飽和烴(C1-C6)和

5、少量非烴類氣體(H2S、CO2、CO、H2O)組成的混合物。,天然氣,液化石油氣（LPG） C2C6的含量50%,富氣 C2C6的含量介于30%50%之間，,貧氣 C2C6的含量98%的氣體叫干氣。,高壓下的天然氣是真實(shí)氣體，其壓縮因子是擬對(duì)比溫度與擬對(duì)比壓力的函數(shù)。,氣驅(qū)氣體特性,一些純烴和非烴氣體的臨界參數(shù)值,天然氣的粘度是溫度、壓力及組成的函數(shù)。 乙烷的粘度在0.02mPas0.07mPas范圍內(nèi)，丙烷的粘度在0.1mPas0.18mPas范圍內(nèi)。而混合物的粘度可用洛倫茨等人提出的方法估算。但對(duì)于最終方案設(shè)計(jì)則建議用室內(nèi)實(shí)驗(yàn)確定粘度。,氣驅(qū)氣體特性,2.2 二氧化碳的性質(zhì) 純CO2的臨界

6、溫度為31.11，臨界壓力為7.53MPa。常溫條件下其密度比空氣重50，并且具有很低的壓縮因子。,圖5二氧化碳?jí)嚎s因子,氣驅(qū)氣體特性,圖7 CO2的粘度,圖6 CO2密度與溫度的關(guān)系,與空氣的密度相比，CO2的密度具有異常特性。在339K（60）和17MPa條件下，CO2的密度為690 kg/m3，而在同樣溫度、壓力下，空氣的密度為160 kg/m3， CO2密度更接近典型的輕質(zhì)油密度。因此，在驅(qū)替過程中CO2重力分異的傾向比空氣小得多。,2.2二氧化碳的性質(zhì),氣驅(qū)氣體特性,2.3氮?dú)夂蜔煹罋獾男再|(zhì) 常溫常壓下，氮?dú)鉃闊o色無味的氣體，壓力為0.1MPa、溫度為0，其密度為1.25 kg/m3

7、，它的導(dǎo)熱系數(shù)為0.0205 cal/mh，粘度為0.0169 mPas；1m3液氮可變?yōu)?43 m3氣氮。 常壓下溫度為-195.78時(shí)，氮?dú)庾兂蔁o色透明的液體；溫度為-210時(shí)，將凝析成雪狀的固體。氮是化學(xué)性質(zhì)極不活潑的氣體，在常態(tài)下表現(xiàn)為很大的惰性，其臨界溫度為-146.8，臨界壓力為3.398MPa。,氣驅(qū)氣體特性,2.3氮?dú)夂蜔煹罋獾男再|(zhì) 氮?dú)獾膲嚎s因子最大，是CO2的3倍，在相同條件下，它的壓縮因子也比天然氣高。較大的膨脹性有利于驅(qū)油。 N2氣的性質(zhì)受溫度的影響較小，原因是氮?dú)獾呐R界溫度較低。 氮?dú)庠诘Ⅺ}水及原油中的溶解性很弱，二氧化碳和天然氣都比它易溶于水和油，該特性有利于用其保持油藏壓力開采氣藏。,圖8 N2的壓縮因子,圖9 N2的粘度,氣驅(qū)氣體特性,2.3氮?dú)夂蜔煹罋獾男再|(zhì) 相同壓力和溫度下，氮?dú)庹扯缺菴O2和天然氣都低。壓力接近42MPa時(shí)，氮?dú)夂图淄榈恼扯认嘟?相同的壓力、溫度條件