ICS75.180.99 E 10 备案号：37585—2012 中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T6898—2012 火烧油层基础参数测定方法 Experimental testing method of in-situ combustion parameters 2012一08一23发布 2012一12一01实施 发布 国家能源局 SY/T6898-—2012 目 次 前言 II 范围 规范性引用文件 2 3 术语和定义 4 原理 实验装置 5 实验准备 6 7 实验步骤 8 数据处理 实验报告 9 附录A（资料性附录） 门槛温度确定方法 附录B（资料性附录） 实验报告封面、首页格式 10 附录C（资料性附录） 实验结果数据表格式 11 SY/T 6898—2012 前 本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写》给出的规则 起草。 本标准由油气田开发专业标准化委员会提出并归口。 本标准起草单位：提高石油采收率国家重点实验室（中国石油勘探开发研究院）、中国石油稠油 开采先导试验基地（辽河油田公司勘探开发研究院）。 本标准主要起草人：关文龙、陈亚平、梁金中、王伯军、张勇、江航、王春雨、和 程海清。 SY/T6898—2012 火烧油层基础参数测定方法 1范围 本标准规定了火烧油层实验过程中门槛温度、燃料消耗量、火烧油层驱油效率等基础参数的测定 及计算方法。 本标准适用于稠油油藏火烧油层基础参数测定。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T1884 原油和液体石油产品密度实验室测定法（密度计法） SY/T5336 岩心分析方法 SY/T6107 油藏热物性参数的测定方法 SY/T6316 稠油油藏流体物性分析方法 原油黏度测定 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3. 1 火烧油层in-situcombustion 通过注入井将空气或者氧气注入到地层中，利用人工点火的方法点燃油层，继续向油层注人空气 维持油层持续燃烧。燃烧带前方产生多重驱油机制，将原油驱向生产井被开采出来。 3. 2 点火温度ignitiontemperature 经电点火装置加热后的注人空气温度。 3.3 门槛温度 thresholdtemperature 在连续恒速注入空气条件下，能在1h以内使油砂点燃的最低点火温度。 3. 4 通风强度 airflux 单位时间内通过单位面积油砂的气体在标准状况下（273.15K，101325Pa，下同）的体积量。 3. 5 视H/C原子比 tapparentatomicH/Cratio 维持油层燃烧的燃料中氢原子数与碳原子数的比值。 3. 6 燃料消耗量 fuelconsumption 在设定通风强度下燃烧带扫过单位体积油砂消耗的燃料质量。 SY/T6898—2012 3. 7 燃料消耗率fuelconsumptionrate 燃烧带扫过油藏单元体积中消耗燃料的质量占该单元体积地质储量质量的百分比。 3. 8 空气消耗量airconsumption 燃烧带扫过单位体积油砂消耗的空气在标准状况下的体积。 3.9 氧气利用率 utilizationrateof oxygen 通过燃烧带消耗掉的氧气在标准状况下的体积占总注入氧气在标准状况下体积的百分比。 3.10 累计空气油比 cumulativeair-oil ratio 整个火烧油层驱油过程中累计注人空气在标准状况下休积量与累计采出原油质量的比值。 3.11 阶段空气油比stageair-oilratio 火烧油层驱油过程中某个阶段累计注人空气在标准状况下体积量与该阶段采出原油质量的比值。 3.12 燃烧前缘推进速度advancingrateofcombustionfront 燃烧前缘在单位时间内推进的距离。 3.13 火烧油层驱油效率displacementefficiencyofin-situcombustion 从燃烧带扫过的油藏单元体积中被驱替出的那部分石油储量质量占该单元体积地质储量质量的百 分数。 4原理 火烧油层燃烧反应为C,H，+O→CO，+CO+H，在火烧油层实验的某一燃烧区间内，对注 入空气中的O,和产出气体中的O2，C(),及CO含量进行连续测定，将测定的气体量代人到反应式中 即可求出该燃烧区间燃料C,H,中C,和H,的含量。然后根据该燃烧区间的体积、C.的含量、H,的含 量、通风强度、燃烧时间和模型油砂的初始条件，可分别求取视H/C原子比、燃料消耗量、燃料消 耗率、空气消耗量、氧气利用率、空气油比、燃烧前缘推进速度和火烧油层驱油效率等基础参数。 5实验装置 5.1实验流程 火烧油层基础参数测定实验装置主要包括注人系统、模型本体、信号检测采集系统和产出系统， 实验装置流程见图1。 5.2注入系统 注人系统包括： a）空气源：空气中杂质（水蒸气、粉尘、油等）质量含量不高于(.5%，压力高于实验方案设 计压力1MPa以上； b） 氮气源：纯度不低于99.9%，压力高于实验方案设计压力1MPa以上； 2 SY/T6898—2012 空气源 气体过滤器 气体流量控制器 压力传感器 氮气源 燃烧釜模型本体 燃烧管模型本体 气体组分分析仪 冷凝器 气液分离器 回压阀 气体流量计 气体过滤器 气体干燥器 图1 实验装置流程示意图 c) 气体减压阀； (P 气体流量控制器。 模型本体 5.3 5.3.1 燃烧釜模型本体技术要求如下： a) 燃烧釜模型本体内径不小于7cm； b) 模型长度与内径比值大于2： c) 油砂上表面至少布置一个温度测点； (P 最高耐温不低于800℃； e) 最高耐压不低于1MPa。 5.3.2 燃烧管模型本体技术要求如下： a) 燃烧管模型内径不小于8cm； b) 模型长度与内径比大于4； c) 最高耐温不低于800℃； d) 最高耐压不低于0.5MPa。 5.4信号检测采集系统 信号检测采集系统包括： 温度传感器：精度±1℃，量程0℃～800℃； a） b) 压力传感器：精度±0.25%FS； 气体组分分析装置：至少能够在线检测CO，CO2，N,和O,四种气体组分及每种气体体积百 c) 分含量，精度土0.5%FS； (P 数据采集处理系统：最小数据采集时间间隔1s。 5.5产出系统 产出系统包括： 冷凝器：能使产出流体温度不高于100℃； 回压调节器：回压控制精度不低于0.5%； c） 气液分离器； (P 气体干燥器。 5. 6 应用局限性 燃烧管模型分为热补偿式和隔热式两种。热补偿式燃烧管模型考虑到仪器的设计加工水平与实验 3 SY/T 6898—2012 操作的难度，可不使用压力舱。对于地层压力较高的油藏，低压下的模型测试结果可能与实际压力条 件下的真实情况存在一定偏差。隔热式燃烧管模型可承受较高压力，燃烧带沿模型径向有一定的热损 失，会导致测定的燃料消耗量、空气油比等参数偏大。为了保证燃烧的稳定性，建议燃烧釜及燃烧管 模型在实验过程中均竖直放置。 6实验准备 6.1实验用油 原油样品先用孔径0.045mm的不锈钢筛网在低于80℃温度下进行过滤，过滤后在低于120℃温 度下进行脱水，含水低于0.5%为合格。测定黏温曲线按SY/T6316的规定执行，测定原油密度按 GB/T1884的规定执行。 6.2实验用水 可采用实际地层水或者按地层水分析资料配制。 6.3实验用砂 实验可采用天然油砂或模拟砂。天然油砂需进行抽提洗油，具体抽提方法按SY/T5336的规定 执行。洗好油的岩心需在100℃～105℃条件下烘5h～8h后放人干燥器中待用。模拟砂是根据地层岩 心颗粒分布与地层岩心中黏土成分及含量的分析数据，选择粒度相似的石英砂与成分相同的黏土按比 例均匀混合而成。测定实验用砂的热物性参数按照SY/T6107的规定执行。 6.4建立模型 6.4.1将实验用砂均匀填人模型，使其紧密填装。 6.4.2连接抽真空系统，在真空度达到133.3Pa后，再连续抽空2h～5h。 6.4.3饱和实验用水，并计量饱和水体积，按公式（1）计算孔隙度。 6.4.4饱和实验用油，直到模型连续出油不出水或产出液含油率达到99.0%时，计量饱和油量和驱 出水量，按公式（2）和公式（3）计算初始含油饱和度及束缚水饱和度。 (1) V 式中： ——-孔隙度的数值，用百分数表示； V一-岩心饱和水体积的数值，单位为毫升（mL）； V一岩心体积的数值，单位为毫升（mL）。 V. ×100% V. (2) V.-V. Swe: (3) Vw 式中： S。一初始含油饱和度的数值，用百分数表示； V。一一饱和油体积的数值，单位为毫升（mL)； Swc- 一束缚水饱和度的数值，用百分数表示。 4