提高油藏采收率

1、第四章 提高原油采收率的機(jī)理第一節(jié) 原油采收率及其影響因素基本概念基本概念采收率采收率：最終累積采油量地質(zhì)儲(chǔ)量采出程度：采出程度：目前累積采油量采出程度地質(zhì)儲(chǔ)量采油速度：采油速度：年采油量采油速度地質(zhì)儲(chǔ)量某種采油方法的最終累積采油量以fw=98%為止 一次采油一次采油（Primary Oil Recovery）：依靠天然能量）：依靠天然能量采油的方法。如天然水驅(qū)、彈性能量驅(qū)、溶解氣驅(qū)、采油的方法。如天然水驅(qū)、彈性能量驅(qū)、溶解氣驅(qū)、氣頂氣驅(qū)、重力驅(qū)等，氣頂氣驅(qū)、重力驅(qū)等，15% 二次采油二次采油（Secondary Oil Recovery）：依靠注水、）：依靠注水、注氣等人工充能采油的方法。注

2、氣等人工充能采油的方法。 35%-50%，個(gè)別達(dá)，個(gè)別達(dá)到到70%-80%。 三次采油三次采油（Tertiary Oil Recovery）：針對(duì)二次采油）：針對(duì)二次采油剩下的殘油，采用向地層注入其它驅(qū)剩下的殘油，采用向地層注入其它驅(qū) 油劑或引入其油劑或引入其它能量采油的方法。如：化學(xué)驅(qū)、混相驅(qū)、熱力采它能量采油的方法。如：化學(xué)驅(qū)、混相驅(qū)、熱力采油、微生物采油等。油、微生物采油等。采油方法采油方法驅(qū)油能量驅(qū)油能量驅(qū)油能量驅(qū)油能量在原始條件下，油藏中的巖石和流體均處于被壓縮在原始條件下，油藏中的巖石和流體均處于被壓縮狀態(tài)。隨著油氣藏的開采，地層壓力逐漸降低，導(dǎo)致巖狀態(tài)。隨著油氣藏的開采，地層壓力

3、逐漸降低，導(dǎo)致巖石及流體發(fā)生膨脹，釋放出彈性能，其大小用石及流體發(fā)生膨脹，釋放出彈性能，其大小用彈性壓縮彈性壓縮系數(shù)系數(shù)表示。表示。流體的彈性壓縮系數(shù)是指每變化一個(gè)單位壓力時(shí)，流體的彈性壓縮系數(shù)是指每變化一個(gè)單位壓力時(shí)，單位體積的流體膨脹或補(bǔ)壓縮的體積值；單位體積的流體膨脹或補(bǔ)壓縮的體積值；巖石的彈性壓縮系數(shù)是巖石的彈性壓縮系數(shù)是指每指每變化一個(gè)單位壓力時(shí)，變化一個(gè)單位壓力時(shí)，單位體積巖石中的孔隙體積的變化。單位體積巖石中的孔隙體積的變化。在滲流過程中，在滲流過程中，彈性力一般為動(dòng)力彈性力一般為動(dòng)力驅(qū)油能量驅(qū)油能量油藏具有明顯的傾油藏具有明顯的傾角時(shí)這種驅(qū)動(dòng)方式角時(shí)這種驅(qū)動(dòng)方式 才起作用才起作

4、用驅(qū)油能量驅(qū)油能量4. 4. 毛細(xì)管壓力毛細(xì)管壓力油藏的孔隙結(jié)構(gòu)可視作由毛細(xì)管或微毛細(xì)管組成的結(jié)構(gòu)，油藏的孔隙結(jié)構(gòu)可視作由毛細(xì)管或微毛細(xì)管組成的結(jié)構(gòu)，兩相流體兩相流體在毛細(xì)管中流動(dòng)時(shí)，由于各相的內(nèi)力不同，在毛細(xì)管中流動(dòng)時(shí)，由于各相的內(nèi)力不同，相界面相界面會(huì)產(chǎn)生彎曲液面，而產(chǎn)生毛細(xì)管力。會(huì)產(chǎn)生彎曲液面，而產(chǎn)生毛細(xì)管力。毛細(xì)管力的大小與毛細(xì)管力的大小與界面張力界面張力及界面的及界面的曲率曲率有關(guān)，其方向有關(guān)，其方向與巖石表面的與巖石表面的潤(rùn)濕性潤(rùn)濕性有關(guān)。在水驅(qū)油的條件下，若巖石具有有關(guān)。在水驅(qū)油的條件下，若巖石具有親水性，剛毛細(xì)管力表現(xiàn)為動(dòng)力（親水性，剛毛細(xì)管力表現(xiàn)為動(dòng)力（a a）；若巖石具有親

5、油性，）；若巖石具有親油性，則毛細(xì)管力表現(xiàn)為阻力（則毛細(xì)管力表現(xiàn)為阻力（b b）。）。驅(qū)油能量驅(qū)油能量5. 5. 粘滯力和慣性力粘滯力和慣性力 粘滯力粘滯力是流體流動(dòng)時(shí)流動(dòng)層之間產(chǎn)生的摩擦力，是流體流動(dòng)時(shí)流動(dòng)層之間產(chǎn)生的摩擦力，其大小與流體的粘度有關(guān)。粘滯力問題阻礙流動(dòng)其大小與流體的粘度有關(guān)。粘滯力問題阻礙流動(dòng)的流動(dòng)。的流動(dòng)。 慣性力慣性力的大小取決于質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度，對(duì)滲流而的大小取決于質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度，對(duì)滲流而言，慣性力經(jīng)常表現(xiàn)為阻力。言，慣性力經(jīng)常表現(xiàn)為阻力。驅(qū)油能量驅(qū)油能量1. 1. 剛性水壓驅(qū)動(dòng)剛性水壓驅(qū)動(dòng)：主要是依靠與外界連通的邊水或人工注：主要是依靠與外界連通的邊水或人工注入水的壓能

6、驅(qū)使原油流動(dòng)。入水的壓能驅(qū)使原油流動(dòng)。 2 2. . 彈性驅(qū)動(dòng)彈性驅(qū)動(dòng)：主要依靠巖石和液體的彈性能將原油驅(qū)向井底。：主要依靠巖石和液體的彈性能將原油驅(qū)向井底。 3. 3. 氣壓驅(qū)動(dòng)氣壓驅(qū)動(dòng)：油藏內(nèi)具有氣頂，而且主要依靠氣頂中的壓油藏內(nèi)具有氣頂，而且主要依靠氣頂中的壓縮氣的彈性膨脹能將油驅(qū)向井底的一種驅(qū)動(dòng)方式?？s氣的彈性膨脹能將油驅(qū)向井底的一種驅(qū)動(dòng)方式。 驅(qū)油方式驅(qū)油方式4. 4. 溶解氣驅(qū)溶解氣驅(qū)：地層壓力低于原油的飽和壓力后（：地層壓力低于原油的飽和壓力后（p p 50%）、）、富氣（富氣（30-50%）、干氣（）、干氣（30%）、非烴氣體）、非烴氣體（N2、CO2）甲烷甲烷-正戊烷體系界面

7、張力隨溫度變化正戊烷體系界面張力隨溫度變化油藏溫度油藏溫度：溫度高則混相壓力可較低，：溫度高則混相壓力可較低，因此，深部油藏便于混相因此，深部油藏便于混相原油密度原油密度：含輕烴較多的原油，密度：含輕烴較多的原油，密度小，可在較低的壓力和溫度下混相小，可在較低的壓力和溫度下混相混相劑特點(diǎn)混相劑特點(diǎn)：易溶于原油的溶液較易：易溶于原油的溶液較易于混相，與原油性質(zhì)相差懸殊的物質(zhì)，于混相，與原油性質(zhì)相差懸殊的物質(zhì)，則需要更高壓力才能混相。則需要更高壓力才能混相。水動(dòng)力學(xué)法水動(dòng)力學(xué)法1. 周期注水（脈沖注水）周期注水（脈沖注水）：原理原理：注水一段時(shí)間后，停注幾天，然后再注水。：注水一段時(shí)間后，停注幾天

8、，然后再注水。適應(yīng)條件適應(yīng)條件：親水性非均質(zhì)地層，特別是裂縫性油藏：親水性非均質(zhì)地層，特別是裂縫性油藏2. 交替水氣注入交替水氣注入：原理原理：利用賈敏效應(yīng)，增加注入水的波及系數(shù)。：利用賈敏效應(yīng)，增加注入水的波及系數(shù)。3. 水和稠油交替注入水和稠油交替注入：原理原理：稠油優(yōu)先注入大孔道，可以到降低高滲層滲：稠油優(yōu)先注入大孔道，可以到降低高滲層滲透率的作用。透率的作用。熱力采油熱力采油原理原理：隨溫度的增加，原油粘度大大降低：隨溫度的增加，原油粘度大大降低常用方法：常用方法：注蒸汽注蒸汽：蒸汽吞吐：蒸汽吞吐蒸汽驅(qū)蒸汽驅(qū)火燒油層火燒油層：正向燃燒正向燃燒逆向燃燒逆向燃燒濕式燃燒濕式燃燒1. 蒸汽吞

9、吐蒸汽吞吐：原理原理：注汽（：注汽（2-3周）周）關(guān)井浸泡（關(guān)井浸泡（3-7天）天）開井生產(chǎn)（幾個(gè)開井生產(chǎn)（幾個(gè)月月-1年）。當(dāng)產(chǎn)量降至一定值后，再進(jìn)行下一周期的注汽。年）。當(dāng)產(chǎn)量降至一定值后，再進(jìn)行下一周期的注汽。特點(diǎn)：特點(diǎn)：見效快，采收率低見效快，采收率低適應(yīng)條件適應(yīng)條件：較淺的井：較淺的井熱力采油熱力采油_注蒸汽注蒸汽2. 蒸汽驅(qū)蒸汽驅(qū)：原理原理：按一定的井網(wǎng)：按一定的井網(wǎng)從注氣井注氣采油從注氣井注氣采油特點(diǎn)：特點(diǎn)：見效晚，采收見效晚，采收率高率高適應(yīng)條件適應(yīng)條件：較淺的井：較淺的井熱力采油熱力采油_注蒸汽注蒸汽熱力采油熱力采油_火燒油層法火燒油層法原理原理：注入空氣，使地層對(duì)空氣有足夠大的滲透率；加熱：注入空氣，使地層對(duì)空氣有足夠大的滲透率；加熱油層到自燃溫度（油層到自燃溫度（250-500）；繼續(xù)注入空氣，）；繼續(xù)注入空氣，使燃燒繼續(xù)進(jìn)行。使燃燒繼續(xù)進(jìn)行。熱力采油熱力采油_火燒油層法火燒油層法1. 正向燃燒法正向燃燒法：原理原理：注空氣方向與燃燒方向相同：注空氣方向與燃燒方向相同適應(yīng)條件適應(yīng)條件：能流動(dòng)的稠油：能流動(dòng)的稠油2. 濕式燃燒法濕式燃燒法：原理原理：交替注水、注空氣的正向燃燒法：交替注水、注