《气驱气体特性》PPT课件.ppt

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1、气驱技术中关于气体性质研究一、混相驱介绍二、驱油用气体的性质2.1烃类气体的性质2.2二氧化碳的性质2.3氮气和烟道气的性质回注天然气提高原油采收率始于1900年。水敏、储层性质差、非均质严重、水驱效率低的油层，水驱会产生许多不良后果，促使人们利用天然气代替水进行驱油。岩心实验证明，使用丙烷溶剂或液化石油气可将原油从孔隙介质中完全采出。但认为不现实，回收问题。直到1950年，人们才发现使用混相法采油，不需使溶剂与原油进行完全置换，即不需要使溶剂注满地层。丙烷段塞驱美国大西洋富田公司首次提出。该方法在适当的高压条件下可以形成一个连续相，即一个从

2、油藏原油组份逐渐转变为注入气组份的整体单一相的烃类过渡带（图1）。图1丙烷段塞驱工艺如果溶剂段塞设计正确，它就能推动前面的油和水，并完全驱替出所有的接触到的原油。由于注入的溶剂与原油一经接触就能混相，因此，又常把这种方法称为一次接触混相，也叫初次接触混相。在上世纪50年代到60年代期间，美国进行了50多个一次接触混相矿场试验。多次接触混相在油气相态研究中发现，一定条件下天然气与原油接触，原油中某些较轻的组分可以蒸发而进入气相。而富含C2-C6组分的气体与原油接触，气相中C2-C6成分可以凝析而进入液相。由于这种物质传递作用，即使采取的不是一次

3、接触混相的溶剂，注入的流体与油藏原油经过多次接触也能达到混相驱替，因此称为多次接触混相。∴多次接触混相可分为凝析混相和汽化混相。图2富气驱工艺凝析混相要求注入气体必须富含C2~C6成分，因而又称为富气驱（图2）；图3干气驱工艺由含C2～C6的原油与气体形成的混相带汽化混相要求油藏原油必须是轻质原油，对注入气体的成分要求不高，常采用廉价的贫气，又称为贫气驱或干气驱（图3）。天然气是一种优质能源，也是重要的化工原料，只有那些有着足够天然气来源的国家，才有可能进行烃类混相采油。自上世纪60年代以来，美国、阿尔及利亚、加拿大、智利、利比亚和前苏联等国

4、家相继开展烃类混相驱油研究。美国和加拿大由于气源供应限制，发展缓慢，规模也小。阿尔及利亚和利比亚进行过规模较大的高压烃类混相驱油的工业性试验，并取得了成功。由于烃类气体价格上涨，研究人员努力寻找新的、适用于混相驱油的注入剂。研究发现，二氧化碳、烟道气和氮气在一定条件下都能与油藏原油达到混相。在美国，二氧化碳驱被认为是最有发展前景的提高原油采收率方法。我国对注气驱油法的研究起步也很早。60年代初，大庆油田就开始了二氧化碳驱的研究，但由于气源问题并未得到推广应用。8几种常见气体的性质名称化学式相对分子量油田可行性稳定性氮气N228特别处理设备稳定

5、氧气O232稳定二氧化碳CO244气源限制稳定甲烷CH416气源限制稳定空气29经济、量大稳定空气低温氧化机理示意图二、驱油用气体的性质2.1烃类气体的性质天然气-----烃类气体的总称，由石蜡族低分子饱和烃(C1-C6)和少量非烃类气体(H2S、CO2、CO、H2O)组成的混合物。天然气液化石油气（LPG）C2~C6的含量>50%富气C2~C6的含量介于30%~50%之间，贫气C2~C6的含量<30%。C1含量>98%的气体叫干气。高压下的天然气是真实气体，其压缩因子是拟对比温度与拟对比压力的函数。一些纯烃和非烃气体的临界参数值天然气的粘度

6、是温度、压力及组成的函数。乙烷的粘度在0.02mPa·s～0.07mPa·s范围内，丙烷的粘度在0.1mPa·s～0.18mPa·s范围内。而混合物的粘度可用洛伦茨等人提出的方法估算。但对于最终方案设计则建议用室内实验确定粘度。2.2二氧化碳的性质纯CO2的临界温度为31.11℃，临界压力为7.53MPa。常温条件下其密度比空气重50％，并且具有很低的压缩因子。图5二氧化碳压缩因子图7CO2的粘度图6CO2密度与温度的关系与空气的密度相比，CO2的密度具有异常特性。在339K（60℃）和17MPa条件下，CO2的密度为690kg/m3，而在同

7、样温度、压力下，空气的密度为160kg/m3，CO2密度更接近典型的轻质油密度。因此，在驱替过程中CO2重力分异的倾向比空气小得多。2.2二氧化碳的性质2.3氮气和烟道气的性质常温常压下，氮气为无色无味的气体，压力为0.1MPa、温度为0℃，其密度为1.25kg/m3，它的导热系数为0.0205cal/m·h·℃，粘度为0.0169mPa·s；1m3液氮可变为643m3气氮。常压下温度为-195.78℃时，氮气变成无色透明的液体；温度为-210℃时，将凝析成雪状的固体。氮是化学性质极不活泼的气体，在常态下表现为很大的惰性，其临界温度为-146

8、.8℃，临界压力为3.398MPa。2.3氮气和烟道气的性质氮气的压缩因子最大，是CO2的3倍，在相同条件下，它的压缩因子也比天然气高。较大的膨胀性有利于驱油。N2