【摘要】：近年來稠油開采事業(yè)不斷發(fā)展,火驅技術作為稠油熱采的有效接替技術,在勝利、遼河、新疆等油田得到了廣泛應用。但是隨著產(chǎn)量的持續(xù)增加,火驅尾氣的處理和利用逐漸成為火驅技術系列的關鍵問題。如何高效益、低成本、零排放處理尾氣成為制約火驅工業(yè)化擴大的重要因素,需要探索和嘗試火驅尾氣回注技術。本文以火驅先導試驗區(qū)的尾氣為氣源進行關鍵技術研究,建立火驅尾氣回注相關理論和方法體系,提高火驅整體開發(fā)效益。首先,針對HQ井區(qū)火驅尾氣現(xiàn)場組分,分析尾氣生成機理與組分特征,并運用國際成熟工藝模擬軟件HYSYS進行相態(tài)分析。研究過程中發(fā)現(xiàn)HYSYS自動生成工具無法準確描述含水率對火驅尾氣相圖的影響。因此,需要開發(fā)相應的以火驅尾氣為對象的物性及相態(tài)分析軟件。其次,結合相平衡準則與狀態(tài)方程建立火驅尾氣物性及相態(tài)模型,以火驅尾氣為對象開發(fā)物性及相態(tài)分析平臺,實現(xiàn)火驅尾氣在回注過程中較大溫度、壓力范圍的水力熱力參數(shù)分析計算。并且以自主開發(fā)軟件為基礎,計算HQ井區(qū)火驅尾氣物性及相變過程參數(shù),分析火驅尾氣實際含水量,以干、濕兩類火驅尾氣組分繪制相圖,深入研究壓力/溫度與露點變化關系。同時,采用正交分析計算現(xiàn)場組分波動時引起的相圖變化,考慮各因素對工況分析的實際影響范圍。形成工程實用技術為后期回注系統(tǒng)設計提供基礎依據(jù)。最后,基于對回注過程中的物性及相態(tài)變化的研究,采用HQ井區(qū)火驅先導試驗站現(xiàn)場數(shù)據(jù),通過技術、經(jīng)濟比選,確定尾氣回注過程是否需要進行脫水預處理工藝,明確具體的預處理工藝及各工藝的參數(shù)界限。根據(jù)不同類型壓縮機特點、增壓過程中火驅尾氣的相變因素及設備類型對尾氣壓縮工況的適應性等,對不同工況的壓縮機壓力匹配情況、壓縮級數(shù)設置等進行詳細研究。在各工藝環(huán)節(jié)研究基礎上,針對HQ井區(qū)火驅尾氣初步設計一套完整的回注工藝方案,包含管輸設計、脫水方案設計、增壓設計、井口調壓設計以及回注井筒流動分析,設計內(nèi)容覆蓋回注系統(tǒng)各工藝環(huán)節(jié),對后期投產(chǎn)具有重要的指導意義。
【學位授予單位】：西安石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TE357.44
【圖文】：

成相圖工具的不足。(3) 火驅尾氣物性及相態(tài)分析軟件對比應用：采用 HQ 井區(qū)火驅尾氣組分數(shù)據(jù)，分別運用 HYSYS 軟件、“火驅尾氣物性及相態(tài)分析”軟件對比計算火驅尾氣相圖，并與實際檢測數(shù)據(jù)進行誤差分析，總結各類相圖工具對火驅尾氣的適用性，并通過正交分析法對組分含量波動與相圖變化相關性作探討。(4) 火驅尾氣回注工藝設計：基于對回注過程中的物性及相態(tài)變化的研究，通過技術經(jīng)濟比選，確定尾氣回注過程脫水預處理工藝，并依據(jù) HQ 區(qū)塊尾氣回注條件分析注入過程相態(tài)，就注入過程壓縮、管輸系統(tǒng)工藝流程進行設計與操作參數(shù)確定。最終實現(xiàn)一套完整的回注方案設計，為油田火驅開發(fā)提供有力的技術支撐。

17（a） 不同目標輸入界面 1 （b） 不同目標輸入界面 2圖 3-2 部分火驅尾氣物性及相態(tài)分析軟件輸入界面輸出界面：主要由氣相組分、液相組分、相平衡常數(shù)、相態(tài)及性質等部分組成。 氣相組分：計算各組分氣相摩爾（體積）分數(shù)； 液相組分：計算各組分液相摩爾（體積）分數(shù)； 相平衡常數(shù)：熱力學參數(shù)相平衡參數(shù) K； 相態(tài)及性質：根據(jù)模型計算氣相、液相、混相各相特性參數(shù)，包括閃蒸點溫度、閃蒸點壓力、相分數(shù)、分子質量、分子密度、焓、比熱容等。

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