稠油擬啟動壓力梯度測定實(shí)驗(yàn)方法及應(yīng)用(1)-圖文

62石油化工高等學(xué)校學(xué)報第24卷值,從而選擇合適的不穩(wěn)定流動實(shí)驗(yàn)方法。流量/(rnL?rain一1Fig.2HeavyoilthresholdpressuregradientVS.1iquidfluxatdifferenttemperature圖2不同溫度條件下壓力梯度隨稠油流量的變化圖3(a一(c為定注入流量時不同溫度條件下計(jì)算與實(shí)驗(yàn)無因次壓力隨無因次時間的擬合關(guān)系曲線。由圖3(a一(c可知,通過調(diào)整稠油的擬啟動壓力梯度值可以使計(jì)算無因次壓力曲線和實(shí)驗(yàn)測定值得到很好的擬合,但是不同流量同一溫度時相同油樣的計(jì)算擬啟動壓力梯度有所差別。圖4為不同溫度下停止注入時計(jì)算與實(shí)驗(yàn)測定無因次壓力隨無因次時間的擬合關(guān)系曲線。將兩種實(shí)驗(yàn)方法擬合后的擬啟動壓力梯度與穩(wěn)定狀態(tài)下測定的值列于表2中。由表2可知,隨溫度的升高擬啟動壓力梯度逐漸降低;定注入流量時,相同溫度時不同流量的擬啟動壓力梯度有所差別,與穩(wěn)定狀態(tài)下測定的啟動壓力梯度值誤差較大;關(guān)閉注入端時,相同溫度時不同流量的擬啟動壓力梯度與穩(wěn)定狀態(tài)下測定的啟動壓力梯度誤差小,均低于l%。因此,關(guān)停注入端的實(shí)驗(yàn)方法測定注入端壓力隨時間的變化更能精確測定稠油的擬啟動壓力梯度。Fig.4Comparisonofdimensionlesspressurebetweenexperimentsandcalculationsatdifferenttemperature圖4不同溫度下停止注入時實(shí)驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果對比3實(shí)驗(yàn)方法及求解計(jì)算3.1實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)由上述的分析可知,關(guān)閉注入端的實(shí)驗(yàn)方法具有的優(yōu)點(diǎn)為實(shí)驗(yàn)簡單、實(shí)驗(yàn)條件易于控制、達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時間較短、測量精度高,而無需進(jìn)行大量的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)方法為首先將填砂后的填砂管安裝在恒溫箱內(nèi)并恒溫至所需溫度,在低注入流量下將巖心飽和原油;將出口端關(guān)閉,以低流速繼續(xù)向填砂管內(nèi)注入稠油直至填砂管入口端壓力達(dá)到一定值為止;關(guān)閉注入端的閥門和恒流泵,將恒溫箱設(shè)定為更高的溫度(一般高于120℃以便于填砂管內(nèi)的壓力達(dá)到平衡,待系統(tǒng)壓力達(dá)到平衡;將實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)冷卻至原設(shè)定溫度,將出口端打開(出口壓力為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,同時連續(xù)記錄填砂管入口端的壓力變化,直至系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)為止;為計(jì)算方便,直接繪制不同實(shí)測壓力隨無因次時間的變化曲線,利用停止注入方式的計(jì)算方法擬合實(shí)驗(yàn)曲線,從而求得稠油的擬啟動壓Fig.3Tk伽n髑ofdime鵬ionI瞵pres蚰reVs?d‘m。璐ionl嘲力梯度。limeofdifferentfinxatdifferenttemperature圖3不同溫度不同流量時無因次壓力隨無因次時間的變化第1期寧麗華.稠油擬啟動壓力梯度測定實(shí)驗(yàn)方法及應(yīng)用表2不同實(shí)驗(yàn)方法擬啟動壓力梯度計(jì)算值及誤差對比Table2Comparisonofheavyoilthresholdpressuregradientofdifferentexperimentalmethods3.2啟動壓力梯度的計(jì)算方法利用停止注入過程的理論公式,將填砂管尺寸、多孑L介質(zhì)參數(shù)、原油物性參數(shù)、系統(tǒng)初始壓力以及一系列擬啟動壓力梯度值輸入后,計(jì)算出一系列無因次壓力隨無因次時間的變化曲線,利用公式(11反求出對應(yīng)的多孔介質(zhì)兩端的壓差,將實(shí)測數(shù)據(jù)與計(jì)算壓力進(jìn)行擬合,就可以計(jì)算得到稠油的擬啟動壓力梯度。Ap=lcln(夕。(11取與上述驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)相同的基本參數(shù)。計(jì)算初始壓力選擇3MPa,80℃對應(yīng)原油粘度的擬啟動壓力梯度分別取0,0.0005,0.0010,0.0020和0.0050MPa/m時的多孔介質(zhì)兩端壓差隨無因次時間的變化曲線。對公式(10中的求和部分直接取前100項(xiàng)進(jìn)行計(jì)算,此時的計(jì)算精度已經(jīng)滿足計(jì)算要求。為說明計(jì)算前100項(xiàng)的計(jì)算精度,選取計(jì)算前100項(xiàng)和前200項(xiàng)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比。圖5為計(jì)算前100項(xiàng)與前200項(xiàng)的結(jié)果對比圖。由圖5可知,兩種計(jì)算的結(jié)果曲線完全重合,因此取前100項(xiàng)進(jìn)行計(jì)算完全滿足精度要求。利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)擬合求解稠油啟動壓力過程中,采用了地層原油的壓縮系數(shù)計(jì)算啟動壓力梯度,而實(shí)驗(yàn)用油的壓縮系數(shù)與油藏條件有所差異,使得擬合得到的啟動壓力與油藏實(shí)際條件下稠油的啟動壓力存在誤差。實(shí)驗(yàn)過程中,直接采用油藏的溫度和壓力條件,即可得到該油藏條件下的稠油啟動壓力梯度,從而得到對油田開發(fā)有價值的計(jì)算結(jié)果。3.3穩(wěn)定時間預(yù)測如圖5所示,當(dāng)無因次時間達(dá)到5時,壓力分布已經(jīng)趨于穩(wěn)定,因此穩(wěn)定狀態(tài)時對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時間為.r2t=5X1000篳(12^取80℃驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中的基本參數(shù),≯=0.35,肛一237.04mPa?S,c=4.5X10一3MPa_。,L=0.6m,K=2.7027肚m2,計(jì)算穩(wěn)定時間為￡=248.64S,即關(guān)閉人口端打開出口端后4rain可視為達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),因此實(shí)驗(yàn)過程中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的壓力記錄時間間隔必須設(shè)定足夠小才能有效采集數(shù)據(jù)。Fig.5Comparisonofpressuredifferencebetweenthefrontofi00and200圖5前100項(xiàng)與前200項(xiàng)計(jì)算結(jié)果對比參考文獻(xiàn)[1]宋付權(quán),劉慈群,昊柏志.啟動壓力梯度的不穩(wěn)定快速測量[J].石油學(xué)報,2001,22(3:67—70.[2]申龍涉。王戩麗,李恩田,等.含水超稠油流變性試驗(yàn)與研究rJ].油氣儲運(yùn)。2007,26(9:24—26.[33楊文新,何順利.不同條件下原油流變性實(shí)驗(yàn)研究[J].石油大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2003,27(6:39—40.(下轉(zhuǎn)第85頁第１期孫二國等．輸油管道堵塞水力瞬變模擬分析８５４０３５暑３０＼暑殺２５蠼甜ｌ１５ｌＯｏ水詔２（Ｉ４（１６（）８ｒ｝１００時間／ｓ時間＾Ｆｉｇ．６ＰｒｅｓｓｕｒｅｃｈａｎｇｅｓｏｆｄｏｗｎｓｔｒｅａｍｏｆＦｉｇ．７Ｐｕｍｐｉｎｌｅｔｐｒｅｓｓｕｒｅｃｈａｎｇｅｓｏｆｄｏｗｎｓｔｒｅａｍｏｆｊａｍｊａｍ圖７堵塞點(diǎn)下游泵入口壓力變化圖６堵塞點(diǎn)下游壓力變化參［１］［２］［３］［４］［５］［６］［７］［８］考文獻(xiàn)邱正陽。鄧松圣，蔣仕章．長輸管道探堵水力瞬變理論與模擬計(jì)算［ｊ］．重慶科技學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，２００５，７（４）：１３—１４．顏錦文，黃仕元，姜彥立．水泵及水泵站［Ｍ］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，２００６．王岳，馮玉國，魏同鋒．加油系統(tǒng)的管網(wǎng)布置對水力瞬變的影響［Ｊ］．遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報，２００８，２８（１）：３１—３３．王瑋，馬貴陽，孫志民．輸油管網(wǎng)水擊危害及其防治［Ｊ］．油氣田地面工程，２０１０，２９（３）：４５—４６．劉曉娜，張廷全．復(fù)雜長輸管道水力瞬變計(jì)算［Ｊ］．天然氣與石油，２００９，２９（３）：１１～１２．聶平一，鄧松圣，文?。艿佬孤┧λ沧兡M研究［Ｊ］．油氣儲運(yùn)。２００６。２５（７）：１９—２０．ＦｉｎｎｅｍｏｒｅＥＪ，ＦｒａｎｚｉｎｉＪＢ．流體力學(xué)及其工程應(yīng)用［Ｍ］．錢翼稷，周玉文，譯．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，２００５．羅惕乾．流體力學(xué)［Ｍ］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，２０００．（Ｅｄ．：ＷＹＸ，Ｚ）（上接第６３頁）［４］ＭａｇｏｍａｄｏｖＡＳ．Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙａｎｄｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆｈｅａｖｙｏｉｌｓｉｎｔｈｅｒｅｇｉｏｎｏｆｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｓ［Ｊ］．Ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，２００４。４２（２）：２３８—２４１．［５］［６］許家峰，程林松。李春蘭，等．普通稠油油藏啟動壓力梯度求解方法與應(yīng)用［Ｊ］．特種油氣藏，２００６，１３（４）：５３—５７．田冀，許家峰，程林松．普通稠油啟動壓力梯度表征及物理模擬方法［Ｊ］．西南石油大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，２００９（３）：１５８—１６２．［７］ＷａｎｇＳＨｊ，ＨｕａｎｇＹＺＨ，ＦａｒｕｋＣｉｖａｎ．ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＺａｏｙｕａｎｆｉｅｌｄｈｅａｖｙｏｉｌｆｌｏｗｔｈｒｏｕｇｈｐｏｒｏｕｓｍｅｄｉａ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆｐｅｔｒｏｌｅｕｍｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００６。５０（２）：８３—１０１．ｐｏｒｏｕｓ［８３ＴｈｏｍａｓＬＫ。ＫａｔｚＤＬ，Ｔｅｋ１８４．ＭＲ．Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｐｒｅｓｓｕｒｅｐｈｅｎｏｍｅｎａｉｎｍｅｄｉａ［Ｊ］．ＳＰＥｊｏｕｒｎａｌ，１９６８，８（２）：１７４—［［［］］陳鐵錚．超稠油油藏雙水平ＳＡＧＤ優(yōu)化設(shè)計(jì)［Ｊ］．遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報，２００７，２７（２）：２２—２３．楊瓊，聶孟喜，宋付權(quán)．低滲透砂巖滲流啟動壓力梯度［Ｊ］．清華大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，２００４，４４（１２）：１６５０—１６５２．ＳｏｎｇＦｐｒｅｓｓｕｒｅＱ，ＬｉｕＣＱ，ＬｉＦＨ．Ｔｒａｎｓｉｅｎｔｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｐｅｒｃｏｌａｔｉｏｎｔｈｒｏｕｇｈｏｎｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎｐｏｒｏｕｓｍｅｄｉａｗｉｔｈｔｈｒｅｓｈｏｌｄｇｒａｄｉｅｎｔ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃｓ。１９９９，２０（１）：２７—３５．［１２］［１３］程亮，鄒長軍，楊林，等．稠油化學(xué)組成對其粘度影響的灰熵分析［Ｊ］．石油化工高等學(xué)校學(xué)報，２００６，１９（３）：６－－１０．ＳｋｏｐｅｔｓｋｉｉＶＶ，ＤｅｉｎｅｋａＶＳ。ＳｋｌｅｐｏｖａｙａＬＩ．ｅｔａ１．Ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｕｎｓｔｅａｄｙｏｆｔｈｉｎｗｅａｋｌｙｐｅｒｍｅａｂｌｅｓｅｅｐａｇｅｉｎａｐｒｅｓｓｕｒｅｇｒａｄｉｅｎｔｉｎｔｈｅｐｒｅｓｅｎｃｅｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｓｃｉｅｎｃｅｓ。１９９４，７２（２）：２９９２—２９９７．ｐｒｅｓｓｕｒｅ［１４３ＡｌｅｘａｎｄｅｒＪＢ，ＴａｗｆｉｋＮＮ．Ａｎａｌｙｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｆｏｒｔｈｅｃａｐｉｌｌａｒｙｐｏｒｏｕｓｇｒａｄｉｅｎｔｉｎｏｉｌ—ｗａｔｅｒ～ｒｏｃｋｓｙｓｔｅｍ［Ｊ－］．Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｍｅｄｉａ，２００６。６５（２）：３５９—３６２．（Ｅｄ．：ＳＧＬ，Ｚ）萬方數(shù)據(jù)稠油擬啟動壓力梯度測定實(shí)驗(yàn)方法及應(yīng)用作者：作者單位：刊名：英文刊名：年，卷(期：寧麗華，NINGLi-hua遼河油田金馬油田開發(fā)公司,遼寧盤錦,124010石油化工高等學(xué)校學(xué)報JOURNALOFPETROCHEMICALUNIVERSITIES2011,24(1參考文獻(xiàn)(14條1.陳鐵錚超稠油油藏雙水平SAGD優(yōu)化設(shè)計(jì)[期刊論文]-遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報2007(022.ThomasLK;KatzDL;TekMRThresholdpressurephenomenainporousmedia1968(023.WangSHJ;HuangYZH;FarukCivanExperimentalandtheoreticalinvestigationoftheZaoyuanfieldheavyoilflowthroughporousmedia[外文期刊]2006(024.田冀;許家峰;程林松普通稠油啟動壓力梯度表征及物理模擬方法[期刊論文]-西南石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版2009(035.許家峰;程林松;李春蘭普通稠油油藏啟動壓力梯度求解方法與應(yīng)用[期刊論文]-特種油氣藏2006(046.MagomadovASViscosityandthermalconductivityofheavyoilsintheregionofhightemperaturesandpressures[外文期刊]2004(027.AlexanderJB;TawfikNNAnalyticalmodelforthecapillarypressuregradientinoil-water-rocksystem[外文期刊]2006(028.SkopetskiiVV;DeinekaVS;SklepovayaLICalculatingunsteadyseepageinapressuregradientinthepresenceofthinweaklypermeableinclusions1994(029.程亮;鄒長軍;楊林稠油化學(xué)組成對其粘度影響的灰熵分析[期刊論文]-石油化工高等學(xué)校學(xué)報2006(0310.SongFQ;LiuCQ;LiFHTransientpressureofpercolationthro