提高石油采收率重點知識

第_章增加石油可采儲量的途徑：補充原始石油地質(zhì)儲量和提高石油采收率。石油開采技術(shù)分為:1,利用天然能量采油技術(shù)。2，補充地層能量采油技術(shù)。3，提高石油采收率提高石油采收率技術(shù)：向油藏中注入驅(qū)油劑或調(diào)剖劑，改善油藏及油藏流體的物理化學(xué)特性，以及其他所有提高宏觀波及系數(shù)和微觀驅(qū)油效率的采油方法。驅(qū)油劑：由地面注入油層用于驅(qū)油的所有液體，氣體和復(fù)合體系。剩余油：驅(qū)油劑未波及的區(qū)域內(nèi)所剩下的原油。殘余油：驅(qū)油劑波及的區(qū)域中未被驅(qū)出的原油。石油采收率：原油采出量與油藏中原始地質(zhì)儲量之比。采收率的大小取決于波及效率和驅(qū)油效率。影響殘余油飽和度的主要因素：驅(qū)替動力學(xué)條件；孔隙結(jié)構(gòu)；潤濕性。波及效率：驅(qū)油劑波及的油藏體積與油藏總體積之比。影響波及效率的主要因素：垂直和平面非均質(zhì)性；原油與驅(qū)油劑的視粘度和相對滲透率；原油與驅(qū)油劑的重力差。提高采收率技術(shù)分為化學(xué)驅(qū)，氣驅(qū)，熱力采油，微生物采油。第二章孔隙結(jié)構(gòu)：油層基質(zhì)（巖石）所具有的孔隙和吼道的幾何形狀、尺寸、分布及其連通關(guān)系。油層的儲集空間主要由空隙決定，而吼道則是流體在油層中得滲流能力的主控因素?？障兜某叨确植伎捎每障兜姆诌x性和孔隙分布歪度來表征。空隙的分選性是指空隙分布的均一程度，孔隙尺度越均勻，則其分選性越好。表征孔隙分選性的參數(shù)為孔隙分選系數(shù)。孔隙分布的歪度是表征孔隙尺度分布偏于粗孔隙還是偏于細(xì)孔隙。孔隙結(jié)構(gòu)的基本特征：孔隙的尺寸及其分布；孔喉比；孔隙的連通性；孔隙的彎曲性；流體通道的非均質(zhì)性?？缀肀葹榭紫杜c吼道的直徑之比。配位數(shù):是指與特定的孔隙相連通的喉道數(shù)。迂曲度：表征油層中孔隙通道的彎曲性的參數(shù)?？紫恫⑺差①|(zhì)性：油層中由孔隙和喉道構(gòu)成的并聯(lián)液體通道之間尺寸的差異。孔隙串聯(lián)日有均質(zhì)性：油層中由孔隙和喉道構(gòu)成的流體通道在流動方向上尺度的差異。孔隙的并聯(lián)非均質(zhì)性對無水采收率具有重要的影響。孔隙的串聯(lián)非均質(zhì)性是影響殘余油飽和度的主要因素。粘土礦物在油層中的狀態(tài)分為分散狀、膜狀、橋塞狀影響孔隙結(jié)構(gòu)的主要因素：巖石顆粒尺度；顆粒的分選性；粘土礦物；粘土顆粒形狀。在相同的粒徑中值條件下，顆粒間無接觸的孔隙尺度比點接觸的大，其連通性也好，點接觸的孔隙尺度比線接觸的大?？紫抖龋簬r心中的孔隙體積與巖心的總體積之比滲透率：一定壓差下，原始允許流體通過的能力。多孔介質(zhì)具有各向異性。油層的微斕^均質(zhì)性：對驅(qū)油效果影響很大。油層的宏斕E均質(zhì)性:1，油層的平均滲透率：油層的平面平均滲透率；多夾層油層的平均滲透率；油層相鄰區(qū)段的平均滲透率。2，垂相非均質(zhì)性：滲透率變異系數(shù)；滲透率突進系數(shù)；滲透率級差。3，油層沉積的韻律：正韻律油層；反韻律油層；符合韻律油層注水對油層孔隙的影響:1，注入壓力對孔隙結(jié)構(gòu)的影響。1）機理定性分析：①油層吼道的滲流面積隨孔隙內(nèi)流體壓力增大而增大，可以推斷其滲透率也必然隨之而增大。②當(dāng)注水壓力小于垂直巖壓的一半時，模型孔隙最小截面積已恢復(fù)到不受壓的情況，所以當(dāng)注水壓力超過某個壓力值時，必然會有微裂縫產(chǎn)生。③注水壓力的提高可造成注水井附近油層滲透率的提高。2）油藏的開發(fā)動態(tài)。3）油層孔隙變化的不可逆性。2，注入水對油層孔隙的影響：1）注入水對粘土礦物的影響①粘土礦物的沖刷--累積效應(yīng)②粘土礦物的水化效應(yīng)2）注入水中的雜質(zhì)對孔隙的影響。3，溫度對油層孔隙的影響注水后油層滲透率及調(diào)濕性的變化:1.滲透率變化（對粘土礦物含量高、原始滲透率低的油層，粘土的膨脹將導(dǎo)致滲透率大幅度降低，反之滲透率將增大）；2.孔間矛盾加?。ㄔ即蟪叨瓤紫兜膶嶋H流通面積越來越大，而原始小孔隙的實際流通面積由粘土聚集將越來越?。?.油層潤濕性變化（變化機理：1.油膜被水膜所取代2.水對造巖礦物表面油中極性分子的溶解作用'水驅(qū)后剩余油的分布特征：1.未動用和基本未動用的油層:1）井網(wǎng)不完善的油層。2）層間干擾嚴(yán)重的油層3）污染嚴(yán)重的油層4）原開發(fā)層系外的潛力層。2.已動用油層內(nèi)平面上未動用或基本未動用的區(qū)域1）井網(wǎng)控制不住的區(qū)域2）水動力"滯留區(qū)"3）條帶狀發(fā)育的油層4）平面失調(diào)造成的"滯留區(qū)”5）裂縫水竄造成的"滯留區(qū)"3.油層內(nèi)部縱向上未動用的層位1）驅(qū)替液（或氣）的粘性和重力突進2）油層沉積韻律導(dǎo)致的未動用的部位3）厚層內(nèi)隔層穩(wěn)定性對剩余油分布的影響4）水錐和氣錐對剩余油分布的影響4.水驅(qū)后油層孔隙內(nèi)的;殘余油（存在形式）：4.水驅(qū)后油層孔隙內(nèi)的;殘余油（存在形式）：1）被吸附在油層礦物顆粒表面的油膜2）由于毛管力滯留在孔隙喉道的殘余油滴3）孔隙中水動力滯留油滴4）由于油層的微觀非均質(zhì)性，在局部低滲部位形成的殘余油。第二章相：是指體系中具有相同物理特性和化學(xué)組成的均勻物質(zhì)單元。態(tài)：是指介質(zhì)的存在形態(tài)，如氣態(tài)、液態(tài)，固態(tài)等。組分：體系中每個可以單獨分離出來而能獨立存在的純物質(zhì)。獨立組分：形成體系中各相所需的最少數(shù)目的純物質(zhì)。自由度：是指在不引起體系中相的數(shù)目和相的聚集狀態(tài)發(fā)生變化的前提下，可以任意獨立改變的條件的數(shù)目。NF=NS-Np+n單相——自由度數(shù)N兩相線獨立組分攵廠—影響體系相態(tài)的外界條件數(shù)Np——相數(shù)三元相圖：杠桿原理若兩個流體在恒溫恒壓條件下以任意比例混合都形成單相，則認(rèn)為這兩流體是可混相的。界面（表面）張力：兩相界面上必然存在一個力系，以實現(xiàn)兩相受力狀態(tài)的平衡，這一力系就是界面張力液體表面張力：與液面相切、垂直與作用線、指向液面縮小的方向上的單位長度上的收縮力。表面自由能：單位面積肥皂膜（即氣液表面）上具有的能量。接觸角：液相對固相潤濕性的度量。也潤濕角。e=0為完全潤濕，稱為親水性極強或強水濕；e<90°為潤濕，稱為親水性或水濕。e>90°為潤濕性差，稱為親油性或油濕；e=180°為完全不潤濕，稱為親油性極強或強油濕。潤濕反轉(zhuǎn)：固體表面親水性和親油性的相互轉(zhuǎn)化。潤濕滯后：固體表面的液滴在外力作用下開始運動時，三相周界沿固體表面移動遲緩而使?jié)櫇窠佑|角改變的一種現(xiàn)象。油藏孔隙中幾種重要的界面現(xiàn)象：毛細(xì)上升和下降；孔喉處殘余油滴的分布和驅(qū)替影響殘余油滴驅(qū)蓄效率的因素有：油水界面張力；油層巖石的潤濕性；油藏的孔隙結(jié)構(gòu)。原油的流變性：1.溫度對原油流變性的影響（蠟晶基本上全部溶解在原油中，瀝青質(zhì)高度分散，含蠟原油為擬均勻單相體系-析蠟點―高分子蠟晶首先析出，逐漸形成雙相體系，原油粘度增大-反常點-析出的蠟晶增多并聚集，原油形成海綿狀的凝膠體，其粘度呈反常-顯觸點-表現(xiàn)出剪切稀釋性和觸變性-失流點-原油失去流動性-凝固點-蠟晶由分散相變成連續(xù)相，液態(tài)烴變成分散相。）；2.溶解氣對原油流變性的影響；3.含水率對原油流變性的影響。聚合物溶液的流變性：1.聚合物溶液的粘性；2.聚合物溶液的粘彈性3.影響聚合物溶液流變性的主要因素1），聚合物濃度對溶液視粘度的影響。2）分子量及分子量分布對聚合物溶液視粘度的影響。3）溫度對聚合物溶液視粘度的影響。4）壓力對聚合物溶液視粘度的影響。第四章：毛管力：油---水界面張力而產(chǎn)生的一種驅(qū)油阻力。毛管數(shù)：是指油層孔隙中驅(qū)替殘余油滴的驅(qū)動力與阻力的比值。附加毛管阻力：考慮動力滯后效應(yīng)驅(qū)動油滴所需的最小壓力。降低殘余油飽利度提高微觀驅(qū)油效率的途徑:1.降低油水界面張力。2.增大驅(qū)替相的視粘度。3.增大驅(qū)替速度。無水采收率：油水前緣突破時的總產(chǎn)油量與原油的原始地質(zhì)儲量之比。經(jīng)濟極限采收率：水驅(qū)達到經(jīng)濟極限時總產(chǎn)油量與原油的原始地質(zhì)儲量之比。指進：驅(qū)替前緣成指狀穿入被驅(qū)替相的現(xiàn)象。主要是由于驅(qū)替相的視粘度遠低于被驅(qū)替相視粘度而導(dǎo)致的。舌進：油水前緣沿高滲透層凸進的現(xiàn)象。油層的垂向非均質(zhì)性是導(dǎo)致舌進現(xiàn)象的主要原油。若M<1,則有C<0,呈指數(shù)衰減，驅(qū)替前緣趨于穩(wěn)定。若M>1則有C>0.。呈指數(shù)增長，驅(qū)替前緣不穩(wěn)定，微小的擾動將發(fā)展為指進。影響波及效率的主要因素：油層非均質(zhì)性對波及效率的影響；驅(qū)替前緣穩(wěn)定性對波及效率的影響；井網(wǎng)對波及效率的影響聚合物溶液提高波及效率的基本原理：1.利用聚合物溶液優(yōu)良的流變性，在油層孔隙中具有較低的流速；2.利用聚合物分子的吸附滯留特性，堵塞油層中大的液流通道。聚合物的滯留：1.吸附滯留2.機械捕集3.水動力滯留阻力系數(shù)R:是指聚合物降低流度比的能力。它是水的流度與聚合物溶液流度之比。殘余阻力系數(shù)R:表征聚合物降低滲透率的能力。它是聚合物驅(qū)前后油層水相滲透率的比值。第五章 K化學(xué)驅(qū)油技術(shù)的對象：剩余油和殘余油化學(xué)驅(qū)油技術(shù)基本原理：改善驅(qū)替介質(zhì)在油藏中的動力學(xué)特性，改善驅(qū)替介質(zhì)與原油之間相互作用的物理化學(xué)特性和改善油層的物理化學(xué)特性。聚合物驅(qū)油技術(shù)主要機理：利用聚合物溶液的粘彈性提高宏觀波及效率和微觀驅(qū)油效率。驅(qū)油用聚合物的基本特性1水溶性2穩(wěn)定性3耐鹽性4流變性驅(qū)油用聚合物的特性1水溶性2穩(wěn)定性3耐鹽性4流變性5.較強的抗吸附性6.良好地注入性7.良好的環(huán)保特性8.來源廣，價格低。水解度：在NaOH作用下，HPAM的酰胺基轉(zhuǎn)變?yōu)轸肉c基的百分?jǐn)?shù)叫做水解度。驅(qū)油常用聚合物產(chǎn)品：1.部分水解聚丙烯酰胺2.黃原膠3.其他聚合物產(chǎn)品聚合物驅(qū)油藏篩選的一般顧1）油藏類型2）油藏滲透率3）油層的非均質(zhì)性4）油層原油粘度5）油層溫度6）地層水礦化度聚合物區(qū)方案設(shè)計：1聚合物驅(qū)層系組合及井網(wǎng)部署1）層系組合2）注采井網(wǎng)和井距2聚合物驅(qū)注入?yún)?shù)1）聚合物分子量2）聚合物用量3）聚合物濃度4）注入速度3聚合物溶液注入方式1）分層注入2）聚合物段塞注入方式3）聚合物溶液保護段塞4聚合物溶液注入時機聚合物驅(qū)井距的設(shè)計必須考慮兩個因素（1）注入壓力。在保證聚合物溶液達到配注要求的前提下，注入井底壓力必須低于油層破裂壓力（2）聚合物溶液在油層中的穩(wěn)定性。注采井距越大，聚合物在油層中停留的時間就越長，聚合物易于發(fā)生熱降解和化學(xué)降解，嚴(yán)重地影響聚合物驅(qū)的效果。聚合物驅(qū)注入?yún)?shù):1.聚合物分子量2.聚合物用量3.聚合物濃度4.注入速度油劇幽質(zhì)性對聚合物驅(qū)效果的影響:1.油層沉積韻律對聚合物驅(qū)效果的影響（三種沉積韻律均可提高石油采收率，反韻律油層、復(fù)合韻律油層和正韻律油層的水驅(qū)采收率依次降低：正韻律油層、復(fù)合韻律和反韻律油層的聚合物驅(qū)采收率增幅依次降低。）2.油層非均質(zhì)變異系數(shù)與聚合物驅(qū)效果的影響（變異系數(shù)過高或過低都不能大幅度提高采收率，只有在Vkc附近才可以大幅度提高采收率。隨平面非均質(zhì)性增強，在水驅(qū)基礎(chǔ)上提高采收率的幅度增大，但是平面非均質(zhì)性過強，會發(fā)生串流，使驅(qū)油效果變差。）表面活性劑：只需加入很少量便能明顯降低溶劑（一般是水）的界面張力，改變體系界面狀態(tài)，產(chǎn)生潤濕、乳化、氣泡、增溶等一系列界面效應(yīng)（或反效應(yīng)）的物質(zhì)

表面活性劑分子結(jié)構(gòu)特點：碳?xì)滏溙?，親油性差；碳?xì)滏溸^長，親水性差。臨界膠束濃度：開始形成膠束的活性劑濃度用CMC表示表面活性劑驅(qū)油機理1） 活性水驅(qū)油機理（1）降低油水界面張力（2）改變巖石的潤濕性（3）乳化2） 膠束溶液驅(qū)油機理：由于加入醇和鹽等助劑，調(diào)整了油相和和水相的極性，使表面活性劑的親油性和親水性得到充分平衡，從而最大限度地吸附在油水界面上，產(chǎn)生超低界面張力，強化了膠束溶液驅(qū)油的地界面張力機理。3） 微乳液驅(qū)油機理：降低油水界面張力，改變油層潤濕性，乳化，增溶等。表面活性劑驅(qū)油的影響因素1）表面活性劑當(dāng)量2）表面活性劑分子結(jié)構(gòu)3）表面活性劑濃度4）鹽濃度5）原油性質(zhì)6）油藏溫度7）助表面活性劑堿水驅(qū)油機理:1.降低油水界面張力2.乳化（1.乳化攜帶2.乳化捕集）3.改變巖石的潤濕性4.自發(fā)乳化與聚并5.溶解界面膜復(fù)合驅(qū)油體系：是指兩種以上化學(xué)劑作為主劑混合而成的驅(qū)油體系。主劑：聚合物、堿和表面活性劑。復(fù)合體系驅(qū)油機理：利用其各自的特點，彌補單一組分化學(xué)驅(qū)的某些不足，即利用各組分在驅(qū)油過程中的綜合效應(yīng)提高原油采收率。第六早凝析混相:在適當(dāng)?shù)膲毫ο?，油藏原油與注入氣體經(jīng)過多次接觸，使其富含C2?C6中間烴類物質(zhì)，注入氣體與油藏原油的性質(zhì)不斷接近，最終達到混相。汽化混相：油藏原油中的中間分子量烴不斷進入氣相，注入氣的性質(zhì)逐漸接近油藏原油，最終達到混相。CO混相驅(qū)油：它屬于汽化混相驅(qū)油，它是指二氧化碳通過油層時，與孔隙中的原油依次接觸，而每次接觸都使氣相的組成發(fā)生改變，最終達到零界點組成而混相驅(qū)油?；煜鄮В菏侵阁w系組成為零界點附近的油層區(qū)域?；煜鄮嘶闆r：1.油層壓力下降2.流體的通過斷面擴大，混相帶變薄，甚至消失3.混相帶被二氧化碳或過渡帶的組分稀釋4有不滲透的透鏡體時，混相帶繞流，變薄以致消失?；煜鄮Х€(wěn)定的條件:1.油層平均壓力大于MMP,可保持在一定范圍內(nèi)驅(qū)替是混相驅(qū)。2.混相帶應(yīng)具有一定的體積，防止混相帶變薄消失或退化。最小混相壓力：在油層溫度下，CO2與原油能達到多次接觸混相的最低限度壓力。氣體驅(qū)油技術(shù)難點：1流度控制2瀝青質(zhì)析出3金屬腐蝕4結(jié)垢5非烴氣體分離6混相注入劑用量第七章熱容：使巖石的溫度升高1K所要的熱量。比熱容：單位質(zhì)量巖石的溫度升高1K所需的熱量蒸汽吞吐開采過程：注氣階段（吞蒸汽、關(guān)井階段（燜井、回采階段（吐蒸汽）火燒油層法：是指通過注入空氣維持原油就地燃燒，