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基于机器学习的火驱注采井间连通性研究——以红浅1井区火驱先导试验区为例

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中国海上油气 2023年第2期35卷 93-100页

作者：袁士宝宋佳任梓寒杨凤祥蒋海岩西安石油大学石油工程学院陕西西安710065 中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院新疆克拉玛依834000

判断火驱稠油油藏注采井间连通关系进而计算燃烧前缘位置是火驱开发调整的首要工作,而现有注采关联模型难以表征复杂的火驱注采井间连通情况。以红浅1井区火驱先导试验区为例,建立了适用于火驱的多元热采关联模型。首先对原始动态数据... 详细信息

判断火驱稠油油藏注采井间连通关系进而计算燃烧前缘位置是火驱开发调整的首要工作,而现有注采关联模型难以表征复杂的火驱注采井间连通情况。以红浅1井区火驱先导试验区为例,建立了适用于火驱的多元热采关联模型。首先对原始动态数据进行了数据预处理;然后利用决策树、随机森林和AdaBoost 3种机器学习算法进行了特征变量的重要性比较,选择计算精度最高的随机森林算法确定出影响火驱产量的3个主特征为含水率、注气量和油压;在此基础上,建立了火驱多元注采关联模型,对典型井组注采井间连通性进行了计算;最后利用生产特征和示踪剂测试对计算结果进行了验证。结果表明,井间连通性计算值符合生产动态分析对生产井状态的认识,示踪剂监测结果也进一步验证了注采连通性的准确性。本文方法准确简便,有助于清晰认识火驱井间状态,并为后续火驱注采调整和产量预测提供决策依据。

关键词：火驱机器学习主特征注采关联模型井间连通性

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稠油油藏火驱取心井高温氧化区带识别方法

特种油气藏 2022年第3期29卷 76-83页

作者：刘其成闫红星杨俊印程海清董晓东中国石油辽河油田分公司辽宁盘锦124010 国家能源稠(重)油开采研发中心辽宁盘锦124010

为了准确识别火驱取心井的高温氧化区带,利用杜66块曙1-46-K037取心井的岩心对原油的族组分、饱和烃、官能团、有机元素和储层的碳酸盐矿物、黏土矿物开展分析。研究表明:受火驱高温作用的影响,高温氧化区带内原油族组分中的饱和烃与芳... 详细信息

为了准确识别火驱取心井的高温氧化区带,利用杜66块曙1-46-K037取心井的岩心对原油的族组分、饱和烃、官能团、有机元素和储层的碳酸盐矿物、黏土矿物开展分析。研究表明:受火驱高温作用的影响,高温氧化区带内原油族组分中的饱和烃与芳烃含量增加,非烃与沥青质含量降低;饱和烃气相色谱图中主峰碳降低,轻重比增加,红外光谱中的含氧度增加,有机元素中H/C原子比增加。由于高温条件下矿物存在热分解和相互转化,在高温氧化区带,储层中的碳酸盐矿物(白云石、方解石、菱铁矿)含量降低,黏土矿物中的高岭石、伊利石、绿泥石含量升高,伊蒙混层含量降低。利用原油的特征参数判识的高温氧化区带要窄于利用储层矿物特征判识的高温氧化区带。该研究探索了火驱开发过程原油和储层矿物的变化规律,完善了利用取心井识别高温氧化区带的技术方法。

关键词：火驱稠油高温氧化区带识别取心井储层矿物杜66块

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火驱高温与低温氧化转换界限研究

特种油气藏 2021年第5期28卷 86-92页

作者：户昶昊中国石油辽河油田分公司辽宁盘锦124010

火驱存在原油低温氧化和高温氧化2种燃烧状态,针对低温氧化过程不稳定、热效率低、采出程度低等问题,以杜66块火驱为研究对象,开展了室内物理模拟和数值模拟实验,通过耗氧量及不同组分尾气数据的历史拟合,建立了火驱反应动力学模型,构... 详细信息

火驱存在原油低温氧化和高温氧化2种燃烧状态,针对低温氧化过程不稳定、热效率低、采出程度低等问题,以杜66块火驱为研究对象,开展了室内物理模拟和数值模拟实验,通过耗氧量及不同组分尾气数据的历史拟合,建立了火驱反应动力学模型,构建了基于火驱前缘初始温度、通风强度的高温与低温氧化转换界限图版。研究表明:高温氧化下,杜66块原油视H/C原子比为0.5~2.0,CO/CO_(2)体积比为0.13~0.40;低温氧化过程燃烧不稳定,易熄灭;杜66块火驱高温与低温氧化的临界前缘初始温度和通风强度分别为280℃、1.0 m^(3)/(m^(2)·h),低于或接近临界值将面临转入低温氧化甚至熄火风险;基于杜66块火驱提出了维持最低通风强度、分层火驱等开发对策。该研究为火驱油藏工程设计提供了理论依据。

关键词：火驱数值模拟高温氧化低温氧化技术界限杜66块

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蒙古林砾岩油藏火驱举升工艺

石油钻采工艺 2023年

作者：王磊穆化巍陈洪刘媛闫暄崎闫雪中国石油华北油田分公司工程技术研究院中国石油华北油田分公司勘探开发研究院中国石油华北油田分公司开发部中国石油华北油田分公司工程技术部

为了解决蒙古林砾岩火驱油藏采油井出现的气锁、砂卡、管柱腐蚀等问题，进一步提高采油井的生产时率，提升火驱开发的生产效果，通过调研国内实施火驱油田的技术现状，进行了火驱举升工艺影响因素的分析，认为有杆泵采油依然是最合适的... 详细信息

为了解决蒙古林砾岩火驱油藏采油井出现的气锁、砂卡、管柱腐蚀等问题，进一步提高采油井的生产时率，提升火驱开发的生产效果，通过调研国内实施火驱油田的技术现状，进行了火驱举升工艺影响因素的分析，认为有杆泵采油依然是最合适的举升工艺。优化设计了专用防砂泵的结构，柱塞和泵筒的配合间隙为0.1 mm，并设计了独立的过砂沉砂通道，沉砂腔环空为8 mm，满足防砂需求；通过理论分析与实验相结合，确定了井下气液分离器的最优结构组合，采用螺距4 cm、二次沉降段20 cm，分离效率可达85%以上；进行了防腐蚀材料的优选，认为BG90-3Cr可实现抗腐蚀能力与经济性的兼顾。现场应用结果表明，优化后的举升工艺管柱兼具防砂、防气、防腐蚀的特点。截至2023年5月19日，M10-215井在高气液比情况下已连续稳定生产222 d，与同区块新钻采油井相比，生产时间延长了183 d以上，累计增油563 t，为后续火驱油藏的深度开发提供技术支持和指导。

关键词：火驱举升工艺气液比防砂泵气液分离器防腐材质

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厚层稠油油藏直平组合火驱机理研究与试验

特种油气藏 2022年第1期29卷 128-133页

作者：刘茜中国石油辽河油田分公司辽宁盘锦124010

针对厚层稠油油藏常规直井火驱火线超覆严重、纵向动用程度差、采出程度低等问题,采用数值模拟方法,明确直平组合火驱中火线波及规律,分析直井、水平井在不同阶段的生产特征,明确直井、水平井作用机理。研究结果表明:采用直平组合火驱... 详细信息

针对厚层稠油油藏常规直井火驱火线超覆严重、纵向动用程度差、采出程度低等问题,采用数值模拟方法,明确直平组合火驱中火线波及规律,分析直井、水平井在不同阶段的生产特征,明确直井、水平井作用机理。研究结果表明:采用直平组合火驱的井网模式改变了原有直井的火驱流场,起到向下牵引火线作用,提高了纵向波及体积;采用直平组合式井网进行火驱开发,具有驱替与泄油双重机理,能够有效扩大火驱波及体积,提高火驱采出程度。该研究为厚层稠油油藏蒸汽吞吐后转换开发方式提供了理论借鉴。

关键词：火驱直平组合火驱驱替泄油波及体积

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基于室内评价的稠油火驱化学添加剂效果分析

中国科技论文 2022年第9期17卷 945-953页

作者：蒋海岩谢佃和李天月袁士宝牛犇刘瑞春西安石油大学石油工程学院西安710065 陕西省油气田特种增产技术重点实验室(西安石油大学) 西安710065 中国石油吐哈油田分公司勘探开发研究院新疆哈密839009 西安石油大学化学化工学院西安710065

为了提高火驱开发稠油油藏的成功性和低温条件下的稠油油藏采收率,在调研国内外化学添加剂的基础上,总结了稠油火驱化学添加剂的几种室内评价研究方法,对比了金属盐、硝酸盐、金属氧化物3类金属类添加剂的作用效果,明确了各添加剂在不... 详细信息

为了提高火驱开发稠油油藏的成功性和低温条件下的稠油油藏采收率,在调研国内外化学添加剂的基础上,总结了稠油火驱化学添加剂的几种室内评价研究方法,对比了金属盐、硝酸盐、金属氧化物3类金属类添加剂的作用效果,明确了各添加剂在不同氧化阶段的作用。同时,对火驱添加剂室内评价实验进行了展望,提出了针对原油氧化阶段特点设计有针对性的组合添加剂的方法,该方法可有效保证点火成功率,为火驱开发稠油油藏提供借鉴和依据。

关键词：火驱稠油化学添加剂氧化阶段室内评价实验综述

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稀油火驱室内实验原油性质变化规律

大庆石油地质与开发 2021年第3期40卷 77-83页

作者：闫红星杨俊印刘家林陶硕杨鹏成中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院辽宁盘锦124010 中国石油辽河油田分公司钻采工艺研究院辽宁盘锦124010

为了认识稀油火驱过程中原油微观性质的变化规律,利用室内一维物理模拟装置开展了稀油的火驱实验,并对火驱高温氧化后的原油开展了族组分、官能团、轻烃、饱和烃等方面的研究。研究表明:稀油火驱高温氧化后品质变好,含氧的羰基官能团特... 详细信息

为了认识稀油火驱过程中原油微观性质的变化规律,利用室内一维物理模拟装置开展了稀油的火驱实验,并对火驱高温氧化后的原油开展了族组分、官能团、轻烃、饱和烃等方面的研究。研究表明:稀油火驱高温氧化后品质变好,含氧的羰基官能团特征明显、烷基侧链变短、碳链支化程度变高;轻烃、饱和烃受高温氧化作用影响较大,轻烃化合物中环烷烃与正构烷烃含量增加,环烷烃中侧链烷基越长含量越高,六元环轻烃化合物具有优先生成芳烃类化合物的优势,饱和烃中碳链越长越容易与氧气发生氧化,高温氧化作用不会选择性断裂奇碳数或偶碳数正构烷烃,类异戊二烯烃在高氧化过程中稳定性较好。该研究探索了稀油火驱过程原油性质变化的机理,为稀油油藏火驱开发提供基础与理论支持。

关键词：稀油火驱高温氧化色谱指纹轻烃饱和烃官能团

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稠油火驱燃烧过程及其产物性质研究

稠油火驱燃烧过程及其产物性质研究

作者：马文睿东北石油大学

学位级别：硕士

火驱驱油机理十分复杂,地层燃烧状态难以判识,亟需研究建立地层燃烧状态判识方法,明确地下燃烧状态,为火驱动态调整提供依据,改善火驱开发效果。火驱过程中存在低温氧化、裂解、高温氧化等多种化学反应,不同反应存在不同的反应产物,是... 详细信息

火驱驱油机理十分复杂,地层燃烧状态难以判识,亟需研究建立地层燃烧状态判识方法,明确地下燃烧状态,为火驱动态调整提供依据,改善火驱开发效果。火驱过程中存在低温氧化、裂解、高温氧化等多种化学反应,不同反应存在不同的反应产物,是判断火驱燃烧区带的重要依据之一。因此,开展火驱后燃烧过程及其产物性质分析十分必要。本文以X区块原油为研究对象,测定分析其基本性质参数并进行一维火驱物理模拟实验,获得燃烧基本参数,划分燃烧区带并获取不同区带的产物。对不同区带产出流体进行族组分分析、全烃色谱分析、饱和烃芳香烃色质定量分析、非烃中氧元素定量分析、碳氧同位素分析、酸值分析、水质分析等;分别利用光电子能谱EDS分析和高倍透射电子显微镜HRTEM对结焦带焦炭进行元素组成和碳结构的分析;利用X射线衍射分析对不同区带矿物含量进行分析。研究结果表明,火驱后的原油重质组分减少,轻质组分增多,品质明显变好;主峰碳前移,轻重比增大,低碳数正构烷烃占优势;链烷烃和链芳烃增加,环烷烃和环芳烃减少;产出油中非烃中氧元素含量及酸值的变化是由于火驱过程中发生不同程度加氧反应;产出油的δC值介于-31.92‰～-29.89‰,δO值介于-21.9‰～7.8‰;产出水样中所含乙酸含量较高,甲酸和丙酸含量较低。焦炭中碳的存在形式主要是石墨化碳,与氧的结合形式主要为C-O、C=O和COO;低温氧化焦炭是由无明显晶格条纹的无定型碳组成,“洋葱碳”结构内部的晶格条纹无一致的排列取向,条纹间距连续随机分布,结晶程度差结焦带处发生长石向黏土矿物转化现象,已燃区存在高岭石向蒙脱石、伊利石转化和蒙脱石向伊利石转化的现象。该研究可作为火驱过程中指示燃烧区带的有效技术手段,为稠油火驱燃烧区带的判识提供了支持。

关键词：火驱燃烧区带焦炭产出流体组分

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稠油老区直井火驱驱替特征与井网模式选择

石油学报 2017年第8期38卷 935-946,972页

作者：关文龙张霞林席长丰王晓春杨凤祥施小荣李秋中国石油勘探开发研究院提高石油采收率国家重点实验室北京100083 中国石油新疆油田公司勘探开发研究院新疆克拉玛依834000

伴随着直井火驱技术在新疆、辽河等注蒸汽稠油老区的成功试验和工业化应用,其提高采收率的潜力正得到广泛认同。通过室内实验、矿场试验和油藏工程等多种方法,系统研究了稠油老区直井火驱的驱替特征。室内实验和矿场取心资料证明,直井... 详细信息

伴随着直井火驱技术在新疆、辽河等注蒸汽稠油老区的成功试验和工业化应用,其提高采收率的潜力正得到广泛认同。通过室内实验、矿场试验和油藏工程等多种方法,系统研究了稠油老区直井火驱的驱替特征。室内实验和矿场取心资料证明,直井火驱具有较高的驱油效率,燃烧前缘波及范围内基本没有剩余油,可实现较高的平面波及系数和最终采收率,是一种后续无需再转换开发方式即可实现大幅度提高采收率的战略性接替技术。基于以上研究,全面论证了面积火驱和线性火驱两种井网模式的开发特点及各自优势,并将研究成果应用于新疆红浅火驱工业化试验方案设计中。研究表明,线性井网具有地面设施建设及管理容易、阶段管理井数少、配套工艺相对简单、燃烧前缘的目的性调控容易实现等优点,面积井网则在降低火驱阶段空气油比、提高油藏总的采油速度、减少地质及油藏管理风险等方面具有优势。火驱井网的选择应重点考虑地质、储层及流体物性、油价、油藏已开发程度等因素。红浅火驱工业化试验方案采用了新、老井组合下改进的线性井网模式,既吸取了线性井网先导试验的经验教训,也借鉴了面积井网的相关优点。

关键词：稠油油藏火驱提高采收率井网矿场试验