专利名称：一种注空气低温氧化采油的方法及实验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于陆上稠油蒸汽吞吐、蒸汽驱或海上稠油注水采油的注空气低
温氧化采油的方法及实验装置。
背景技术：
自20世纪60年代开采稠油以来，稠油开采技术有了突飞猛进的发展，到目前为 止，已形成了以蒸汽吞吐、蒸汽驱等为主要开采方式的稠油热采技术，以及以碱驱、聚合物 驱、混相驱等为主的稠油冷采技术。 热采技术主要是通过不同的加热方式和加热介质使稠油升温，从而提高其流动性 能，由于开采条件，热采技术主要应用于陆地稠油的开采，很少用于海上稠油。稠油冷采是 相对热采而言的，即在稠油油藏开发过程中，不是通过升温方式来降低油品粘度，提高油品 的流动性，而是通过其它不涉及升温的方法，如加入适当化学试剂，利用油藏的特性，采取 适当的工艺达到降粘开采目的。上述两种开采方法采收率较低，且投资高。
注气提高采收率技术，由于成本低，气源来源广泛，已成为现在提高油气采收率研 究的重点和热点，并在油气田得到广泛应用。在注气提高采收率技术的众多形式中，二氧 化碳气源比较缺乏，氮气驱很不容易达到混相，天然气价格较贵，选择烃类气驱经济性也不 高，而空气来源广泛，在来源与成本上都具有很大优势。而且，空气驱不是简单的气驱，与其 它注气提高采收率相比，具有独特的热效应，更有利于驱替传统注入介质无法波及的残余 油。注空气提高稠油采收率技术因其独特的技术经济优势，已被证明为一项可行的提高采 收率技术，因此其应用潜力非常巨大。目前室内研究注空气技术多用于轻质油藏，以空气驱 油为主，研究用于稠油油藏的注空气辅助陆上稠油蒸汽吞吐或海上稠油注水采油的方法及 其试验仪器是很有必要的。
发明内容
本发明的目的是以提高稠油采收率为目标，针对陆上稠油蒸汽吞吐、蒸汽驱或海 上稠油注水采油，探索注空气低温(相对于火烧油层而言，温度< 300°C )催化氧化采油工 艺的可行性，特提出一种注空气低温氧化采油的方法及实验装置。 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案一种注空气低温氧化采油的方法， 其特征是针对陆上稠油，先用增压器将空气升压至15MPa 17MPa，利用空气压力在中间 容器中推动稠油进入岩心或填砂模型，通过调节阀门，用空气作为注入流体，完成模拟驱油 操作；再调节恒温空气浴温度，使中间容器内自来水温度达到25(TC压力为17MPa汽化产生 水蒸汽，用空气压力推动蒸汽进入岩心或填砂模型，调节阀门开/关，完成蒸汽吞吐或蒸汽 驱模拟驱油操作；针对海上稠油，将增压器升压的高压空气注入到岩心或填砂模型中，保温 岩心或填砂模型120小时，使稠油与空气发生低温(< 300°C )氧化，然后采用水作为注入 流体，用液体加样器推动，可完成模拟海上稠油油藏的水驱油操作。 注空气低温氧化采油的方法使用的实验装置，主要由岩心或填砂模型、恒温空气浴、中间容器、增压器、液体加样器、油气分离器及尾气接收器组成，其结构特征是岩心或
填砂模型l用管线接阀门19、14与增压器4相连接、接阀门19、15与中间容器8相连接，接 阀门19、16与液体加样器11相连接；中间容器8的另一端接阀门13与增压器4相连，气源 5接阀门12与增压器4相连接，在阀门19的左端和阀门14与阀门12的连接管线上设置有 入口压力表9、12，以实现气体推动稠油或水蒸汽注入过程；岩心或填砂模型1用连接管线 一端接阀门19、18，另一端接阀门17同时与油气分离器6相连，在阀门17左端设置有出口 压力表10，油气分离器6的侧面用管线连接尾气接收器7，通过调节相连阀门的开关，即能 实现蒸汽或气体、液体驱操作，又能实现蒸汽吞吐驱油过程。 在岩心或填砂模型l左端连接的阀门19，右端连接的阀门17、油气分离器6及尾 气接收器7，构成密闭恒温空气浴2 ;中间容器8顶端连接阀门13，再接阀门14、阀门15、最 后连接到中间容器8底部，构成密闭恒温空气浴3。 本发明的注空气低温氧化采油的方法及装置，与现有技术相比，具有以下有益效 果(l)装置结构简单，方便灵活，可模拟实现多种驱油操作，包括气驱、注蒸汽吞吐/蒸汽 驱、水驱以及注空气氧化辅助水驱或蒸汽采油；(2)可采用自加热中间容器，在线产生高温 高压蒸汽，完成蒸汽吞吐或驱油操作；(3)驱油装置具有岩心夹持器和填砂模型两套接口， 可灵活拆卸、安装。
图1为本发明提出的注空气低温氧化采油的实验装置的结构示意图。
图中1.岩心或填砂模型；2， 3.恒温空气浴；4.增压器；5.气源；6.油气分离器；
7.尾气接收器；8.中间容器；9，20.入口压力表；IO.出口压力表；ll.液体加样器；12，13，
14， 15， 16， 17， 18， 19.阀门。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
参看图l。 —种注空气低温氧化采油的方法使用的实验装置，主要由岩心或填砂模型1、恒温 空气浴2、3、中间容器8、增压器4、液体加样器11、油气分离器6以及尾气接收器7等部分 组成，其特征是岩心或填砂模型1通过不同阀门与增压器4、中间容器8以及液体加样器 11相连，中间容器8的另一端与增压器4相连，岩心或填砂模型1的两端同时又与油气分离 器6相连。 本发明在所述岩心或填砂模型1、恒温空气浴2、3、中间容器8、增压器4、液体加样 器11、油气分离器6以及尾气接收器7连接部分均设置有阀门。在阀门19的左端和阀门 14与阀门12的连接管线上设置有入口压力表9、20，在阀门17左端设置有出口压力表10。
—种注空气低温氧化采油的工艺方法，实施所有驱油实验前，调节阀门12、13、14、 15的开/闭，通过抽真空或增压器4推动完成饱和油操作，在进行稠油饱和操作时，中间容 器8可同时加热。若实施注气驱油，关闭阀门13、15、16、18，打开阀门14，通过调节阀门17、 19，控制回压和压差，完成气驱油操作。实施蒸汽吞吐实验时，关闭阀门14、 16、 18，水装入中 间容器8中，升温至250°C ，经增压器4推动，将热蒸汽注入饱和油装置，关闭阀门19进行焖井，期间空气浴2适当调整温度，已模拟现场油藏温度情况，之后关闭阀门14U5、16，打开 阀门18、19考察驱油情况，蒸汽驱实验，流程如气驱。考察注空气催化氧化辅助蒸汽驱油试 验，若是蒸汽吞吐或蒸汽驱后期进行，重复上述蒸汽驱油试验之后，将催化剂溶于水中，装 入中间容器8，按一定催化剂量，由水携带注入饱和油装置，关闭所有阀门，调节空气浴2达 到一定温度，进行催化氧化反应，之后采用注入水作为驱替流体，打开阀门16、 17、 19，由液 体加样器11推动完成驱油操作。
权利要求
一种注空气低温氧化采油的方法，其特征在于针对陆上稠油，先用增压器(4)将空气升压至15MPa～17MPa，用空气压力在中间容器(8)中推动稠油进入岩心或填砂模型(1)，然后调节阀门(13，14，19)，用空气作注入流体，完成模拟驱油操作；再调节恒温空气浴(2、3)的温度，使中间容器(8)内自来水温度达到250℃压力4.0MPa汽化产生水蒸汽，用空气压力推动蒸汽进入岩心或填砂模型(1)，调节阀门(13，15，17，18，19)，完成蒸汽吞吐或蒸汽驱模拟驱油操作；针对海上稠油，将增压器(4)升压的高压空气注入到岩心或填砂模型(1)中，保温岩心或填砂模型(1)120小时，使稠油与空气发生低温氧化，然后用液体加样器(11)完成模拟海上稠油油藏的水驱油操作。
2. —种如权利要求1注空气低温氧化采油的方法使用的实验装置，是由岩心或填砂模 型、恒温空气浴、中间容器、增压器、液体加样器、油气分离器及尾气接收器组成，其特征是 岩心或填砂模型(1)用管线接阀门(19、14)与增压器(4)相连接、接阀门(19、15)与中间 容器(8)相连接，接阀门(19、16)与液体加样器(11)相连接；中间容器(8)的另一端接阀 门(13)与增压器(4)相连，气源(5)接阀门(12)与增压器(4)相连接，在阀门(19)的左端 设置入口压力表(9)、在阀门(14)与阀门(12)的连接管线上设置入口压力表(20);岩心或 填砂模型(1)用连接管线一端接阀门(19、18)、另一端接阀门(17)，同时与油气分离器(6) 相连接，在阀门(17)左端设置出口压力表(IO)，油气分离器(6)的侧面用管线连接尾气接 收器(7)。
3. 根据权利要求2所述的注空气低温氧化采油实验装置，其特征是在岩心或填砂模 型(1)左端连接的阀门(19)，右端连接的阀门(17)、油气分离器(6)及尾气接收器(7)，构 成密闭恒温空气浴(2);中间容器(8)顶端连接阀门(13)，再接阀门(14)、阀门(15)、最后 连接到中间容器(8)底部，构成密闭恒温空气浴(3)。
全文摘要
本发明涉及一种用于陆上稠油蒸汽吞吐或海上稠油注水采油的注空气低温氧化采油的方法及实验装置。其技术方案是先用增压器将空气升压至17MPa以上，利用空气压力在中间容器中推动稠油进入岩心或填砂模型，然后调节阀门，用空气作注入流体，完成模拟驱油操作；再调节恒温空气浴的温度，使中间容器内自来水达到200℃以上汽化，产生水蒸汽，借助空气压力推动蒸汽进入岩心或填砂模型，调节阀门完成蒸汽驱或吞吐模拟驱油操作；通过增压器注入空气到岩心或填砂模型中，保温一定时间，使稠油与空气发生低温氧化，用液体加样器完成模拟海上稠油油藏的水驱油。本发明具有工艺简单、成本低、气源足、装置结构简单、使用方便灵活、可模拟实现多种驱油操作。
文档编号E21B43/20GK101725336SQ20091021629
公开日2010年6月9日 申请日期2009年11月20日 优先权日2009年11月20日
发明者卿大咏, 唐晓东, 孟科全, 崔盈贤, 张文, 王萍萍 申请人:西南石油大学