石油大学继续教育学院 冀东油田开发新技术高级培训班讲义 提高石油采收率技术 岳湘安 2001.4.7
一、概述 （一）提高原油采收率的意义 作为一种重要的能源和化工原料，世界范围内对石油的需求仍将持续增长。尤其在我国，一方面国民经济发展对石油需求量的增长速度比以往任何时候都大；另一方面，我国的各主力油田均已进入高含水或特高含水开采期，开采难度增大，产量递减幅度加大，而且后备储量严重不足，石油的供求矛盾日益突出。据预测，按目前的开采水平，到2005年我国进口原油将高达108吨/年（1亿）。这将对我国国民经济发展造成极其严重的影响。 缓解石油供求之间日益突出的矛盾有两条有效的途径：一是寻找新的原油地质储量；二是提高现有地质储量中的可采储量，即提高采收率。寻找新的油田、补充后备储量是原油增产和稳产最直接、最有效的途径。多年以来，各油田在开发过程中也不断加大勘探力度，找到新的储量。但是，石油是一种不可再生资源，它的总地质储量是一定的，而且我国陆上石油资源的勘探程度已经很高，新增地质储量的难度越来越大，潜力越来越少。近年来，几个大油田新增地质储量多数都是丰度很低、油层物性差、开采难度大的油藏。在有限的原油地质储量中，其可采储量是一个变量。它随着开采技术的发展而增加，而且其潜力一般很大。石油是一种流体矿藏，具有独特的开采方式。在各种矿物中，石油的采收率是比较低的。在目前技术水平下，石油的采收率平均约在30%～60%之间。在非均质油藏中，水驱采收率一般只有30%～40%。也就是说，水驱只能开采出地质储量的一小部分，还有大部分原油残留在地下。如何将油藏中的原油尽可能的、经济有效地开采出来，是一个极有吸引力的问题，也是世界性的难题。从长远来看，只要这个世界需要石油，人们必将越来越多地将注意力集中到提高采收率上。实际上，与勘探新油田不同，提高采收率问题自油田发现到开采结束，自始至终地贯穿于整个开发全过程。可以说，提高采收率是油田开采永恒的主题。（这种说法一点也不过分）。近几年，我国已成为纯石油进口国，预计到2005年将进口1亿吨／年。国民经济急需石油，大庆是我国最大的油田，按现已探明的地质储量计算，采收率每提高一个百分点，就可增油5000万吨。这对国民经济的发展具有极其重要的意义。 提高采收率是一个综合性很强的学科领域。它的综合性表现为两方面： ①高新技术的高度集成。不是一个单项技术而是一套集成技术，注入、采出、集输…… ②学科领域的高度综合。涉及各个学科。 这种学科交叉、互渗，有助于产生新的理论突破，并孕育着新的学科生长点。而且，提高采收率的原理对于促进相关学科的发展，为这些学科提供发展空间具有很重要的意义。
基金项目!油气藏地质及开发工程国家重点实验室项目"#$%&&’()及中国石油天然气集团公司中青年创新基金资助项目*作者简介!张廷山+男+,&-,年.月生*,&/’年南京大学毕业+获学士学位+,&&0年南京大学研究生毕业+获博士学位*现为西南石油学院教授* 文章编号!(’123’-&0"’((,)(,3((1.3(. 微生物降解稠油及提高采收率实验研究 张廷山,兰光志,邓 莉’邓晓皋2张彩庆. ",4 西南石油学院勘探系四川南充-20((,5’4 中原油田股份公司河南濮阳 .10((,5 24 四川师范学院四川南充 -20(((5.4 青海石油管理局甘肃敦煌 02-’(() 摘要!微生物采油技术以其成本低6无污染6经济效益好的优势+日渐成为一项重要的三次采油技术*该技术的主要机理就是利用微生物降解原油的重质组分+降低原油粘度和凝固点+以达到改善原油物化性质的目的*笔者从原油6油田污水和海水中共分离6选育出能降解沥青质+能耐温达/(76矿化度2(((((89:$的微生物菌种及组合* 并以其对青海6胜利6辽河等油田原油进行了实验研究+讨论了能有效降解原油中沥青质的兼性菌的选育6降解效果以及采油过程中的现场应用*根据实验+所选育的兼性菌组合对青海原油处理’.;后+其沥青质可降低’(<*现场试验显示+生产井注入菌液’(=后+ 2个月内的日均产量提高了&<+油井的热洗周期延长了’>,倍*关键词!稠油5微生物5降解5提高采收率5实验中图分类号!?@ 210>&文献标识码!A ,引 言 微生物对稠油的降解主要是能够降解高碳直链烷烃+使其变为低碳烷烃化合物*也就是说+微生物对蜡基 原油的开采效果明显+而对含沥青质6胶质的稠油的开采效果不理想B ,C *胶质6沥青质是原油中的重质组分+具有脂肪族支链和杂原子的多环芳香核或环烷芳香核形成的复杂结构B ’C * 由于其复杂的结构+微生物对其降解十分困难*笔者在开展石油微生物研究及分离过程中+发现了至少三株单菌及一个菌组合具有降解原油中沥青质的能力*这一发现为拓展微生物开采稠油技术具有重大意义* ’实验方法 分别从海水6青海花土沟6华岩山油田6南翼山油田6冷湖油田6河南油田等地原油以及南充炼油厂和花土沟炼油厂污水中初筛6培养出微生物’(((多种+经反复筛选+排除了,2-(多种无效及低效的菌种后+ 获得数百种石油微生物*通过进一步驯化和特殊遗传育种处理+得到能耐高矿化度"D ?E F2(((((89:$)6耐较高温度"/(7)的优势菌种’0株"表,)*据此+ 用各种单菌及菌组合分别重点对青海石油管理局华岩山油田6南翼山油田6 胜利油田东辛采油一厂6纯梁采油厂金家油田以及辽河油田茨榆陀采油厂和大港等原油做了一系列菌解实验*针对不同原油的性质+选择出降解原油中沥青质的最佳菌组合及培养基配方+并进行了一系列中试实验和工业化生产以及现场应用试验* 表G 优势菌种的种源和菌种特征"四川师范学院生物系鉴定)H I J K L G M N O P O QI Q RS T I N I S U L N O V U O S V W X V Y Z L N O W N [O S N W J L V 来 源 海 水 花土沟油污水芯-2原油芯01原油咸,&原油冷湖原油芯-2地层水 株数,’. ’,,-,种类芽孢杆菌芽孢杆菌球菌球菌芽孢杆菌球菌杆菌形态 多形 杆状 球状 球状 短杆状 球状 短杆状 第’’卷第,期 ’((,年,月 石油学报 A \?A #@?]^$@_E _%_\A ‘a b 4’’%a 4, c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c d e f g e h i 4’((, 万方数据
稠油油藏提高采收率技术 摘要：作为一种非常规石油资源，“重油”又被称为“稠油”。世界上的重油资源非常丰富，已在多个国家发现了重油资源。专家们估计，在全球约10万亿桶的剩余石油资源中，70%以上是重油。我国的石油储量也相当丰富。已建立了辽河油田、新疆油田、胜利油田、河南油田以及海洋油区等五大重油开发生产区，稠油产量占全国原油总产量的10%。但是稠油粘度大，难以流动，阻碍了原油的顺利开采。针对稠油粘度对温度的敏感性，随着温度升高而急剧下降的特点，目前世界上已形成提高稠油采收率四大技术系列，即化学法、气驱、热力和微生物采油。 关键词：稠油油藏；采收率 稠油，国际上称之为重质油或重油。严格地讲，“稠油”和“重油”是两个不同性质的概念。“稠油”是以其粘度高低作为分类标准，而原油粘度的高低取决于原油中胶质、沥青及蜡含量的多少。“重油”是以原油密度的大小进行分类，而原油密度的大小往往取决于其金属、机械混合物及硫含量的多少。 一．稠油的特点 我国稠油油藏分布广泛，类型很多，埋藏深度变化很大，一般在10m～2000m之间，主要是砂岩储集层，其特点与世界各国的稠油特性大体相似，主要有： （1）粘度高、密度大、流动性差。它不仅增加了开采难度和成本，而且使油田的最终采收率非常低。稠油开采的关键是提高其在油层、井筒和集输管线中的流动能力。
（2）稠油的粘度对温度极其敏感。随稠油温度的降低，其粘度显著增加。大量的实验证明，温度每降低10℃，原油粘度约增加1倍。目前国内外稠油采用的热力开采方法正是基于稠油的这一特点。 （3）稠油中轻质组分含量低，而焦质、沥青质含量高 中国稠油资源多数为中新生代陆相沉积，少量为古生代的海相沉积。储层以碎屑岩为主，具有高孔隙、高渗透、胶结疏松的特征。稠油储量最多的是东北的辽河油区，其次是东部的胜利油区和西北的新疆克拉玛依油区。中国重油油藏具有陆相沉积的特点，油层非均质性严重，地质构造复杂，油藏类型多，油藏埋藏深。油藏深度大于800m的稠油油储量约占已探明储量的80%以上，其中约有一半的油藏埋深在1300m～1700m。吐哈油田的稠油油藏埋深在2400m～3400m，而塔里木油田的轮古稠油油藏埋深在5300m左右。 二．国内外提高稠油采收率技术 2.1.1 蒸汽吞吐 蒸汽吞吐是一种相对简单和成熟的注蒸汽开采稠油技术。 蒸汽吞吐技术机理主要是加热近井地带原油，使之粘度降低，当生产压力下降时，为地层束缚水和蒸汽的闪蒸提供气体驱动力。 蒸汽吞吐的工艺过程是先向油井注入一定量的蒸气，关井一段时间，待蒸汽的热能向油层扩散后，再开井生产，即在同一口井进行注入蒸汽、关井浸泡（闷井）及开井生产3个阶段，蒸汽吞吐工艺描述如图2-1。注入蒸汽的量以及闷井的时间是根据井深、油层性质、原油粘度、井筒热损失等条件预先设计好的。 封隔器 吞 蒸汽 蒸汽注入 油砂层 流体采出 吐
热 /化学驱提高稠油采收率研究现状及进展 李锦超 1, 郑玉飞 2, 葛际江 2, 张贵才 2 (1．中海油能源发展采油技术服务分公司 , 天津 300452; 2．中国石油大 学 (华东石油工程学院 , 青岛 266555 [摘 要 ]对稠油热 /化学驱的研究现状及进展进行了综述。详细论述了各种开采技术的机 理和特点 , 认为热 /有机碱 /表面活性剂复合驱与稠油井下改质技术是稠油开采的主要发展趋势。 [关键词 ]稠油 热 /化学驱 提高采收率 趋势 收稿日期 :2011－08－30。 作者简介 :李锦超 , 助理工程师 , 硕士 , 主要从事提高采收率与采油化学研究与开发工作。 稠油在世界油气资源中占很大的比重。据数 据统计 , 世界稠油和天然沥青的储量约为1000? 108t 。我国稠油资源丰富 , 主要分布在胜利油田和辽河油田等
[1] 。目前开采稠油的主要方法为 蒸汽驱和蒸汽吞吐。在蒸汽开采方法中 , 由于稠油的密度和黏度与蒸汽相差很大 , 蒸汽重力超覆和汽窜现象严重 , 导致波及面积降低 ; 另一方面 , 由于岩石 /原油 /水体系界面性质的影响 , 岩石表面的原油也不能完全剥离 , 降低了原油的最终采 收率 [2] 。为解决上述问题 , 热 /化学驱驱油技术得到了发展。本文综述了几种具有代表性的热 /化学驱技术。 1 热 /碱复合驱技术 碱驱的概念是欧美国家学者提出的。热 /碱 复合驱机理较复杂 , 目前世界上较公认的提高采收率机理是 :碱的存在可有效增加蒸汽的重力 , 降低水油流度比 , 蒸汽窜流和超覆时间推迟 ; 原油中石油酸可与碱发生化学作用 , 生成了具有降低油水界面张力 的表面活性剂 , 且表面活性剂还可改变岩石润湿性。 热 /碱复合驱经济消耗较低 , 现场施工简单。 Mbaba 等 [3]报道了蒸汽 /碱复合驱在俄罗斯中途岛油田进行的现场试验 , 除个别试验井没有效果外 , 大部分试验井提高了原油产量。 Shedid 等 [4] 进行了钠碱 /蒸汽驱实验研究 , 降低了储层较低部位的残余油饱和度。结果表明 , 此方法能使稠油黏度降低 , 流动能力增加 , 有效地提高了稠油采收率。较低浓度的碱和蒸汽复配也可得到较好的效 果。张现德 [5]
低渗透油藏注气提高采收率评价 【摘要】随着油气田勘察工作的不断深入，低渗透难采储量在原油中所占的比重越来越大。因为渗透率较低，使得注水提高采收率受到一定的限制，由于发现了大量的气源，这就为注气提高采收率的方式提供了便利的物质基础，并且能够充分显示出注气技术的优势。本文将针对低渗透油藏的基本特点进行详细的分析，并结合我国的具体情况，提出合理的建议。 【关键词】低渗透油藏；注气；采收率 近年来，我国发现的大部分油藏，都属于低渗透的油藏。这种油藏在开采的时候非常困难，现在基本上采用注水以及衰竭式的开采方式，但是对于低渗透油藏来说，在注水方面，存在着一定的困难，对于低渗透油藏如何进行合理的开发已经成为社会越来越关注的问题。随着科技的发展和时代的进步，注气技术逐渐的被研发出来，利用注气技术可以降低低渗透油藏的开发难度，提升开采率。 1.低渗透油藏的基本特点和注气机理 1.1基本特点 （1）低孔、低渗、自然产能较低，注水困难，无法进行常规投产。 （2）原有的密度小，粘度较低，基本性质好。 （3）储层的物理性质较差，拥有大量的胶结物，分选差、颗粒较小，后生作用强。 （4）油层内混合着一定的砂泥岩，且砂层的厚度不够稳定，砂层间的非均质性较强。 （5）油层受到岩性的控制，与水动力缺乏较强的联系，边底水也非常不活跃。流体流动的时候包含非达西流动的特点。 1.2注气机理 虽然注气机理存在着诸多的论述，但是大体上基本分为三种，即非混相驱、多次接触混相和以此接触混相。多次接触混相又可以分为凝析气驱混相和蒸发气驱混相。总体来说，注气开采可以降低界面的张力，从而在驱油的时候能够达到更高的效率，最终提高整体的经济效益。 2.低渗透油藏注气方面的问题 2.1注气压力高，能力低
提高石油采收率复习题 一．名词解释 1．EOR：即提高原油采收率，通过向油层注入现存的非常规物质开采石油的方法。或除天然能量采油和注水、注气采油以外的任何方法。 2．水驱采收率：注水达到经济极限时累计采出的油量与原始地质储量之比。 3．洗油效率：波及区内被水从孔隙中排出的那部分原油饱和度占原始含油饱和度的百分数。 4．残余油：注入水波及区内水洗后所剩下的油。 5．毛管数：驱油过程中粘滞力和毛管力的比值。 6．流度比：表示驱替相流度和被驱替相的流度之比。 7．聚合物：由大量的简单分子化合而成的高分子量的大分子所组成的天然的或合成的物质。 8．水解度：聚丙烯酰胺在NaOH 作用下酰胺基转变为羧钠基的百分数。。 9．特性粘度：聚合物浓度趋近于零时，溶液的粘度与溶剂的粘度之差除以溶液的浓度与溶剂粘度的乘积。 10．CMC：开始形成胶束的表面活性剂浓度为临界胶束浓度CMC； 11．泡沫驱油：泡沫驱油法是在注入活性水中通入气体(如空气、烟道气或天然气)，形成泡沫，利用气阻效应，使水不能任意沿微观大孔道，宏观高渗透层或高渗透区窜流，从而改善波及系数提高采收率的方法，这种方法也称注混气水提高采收率法。 12．原油的酸值：中和一克原油使其pH值等于7时所需的氢氧化钾的毫克数。 13．协同效应：两种或两种以上组分共存时的性质强于相同条件下单独存在的效应14．初次接触混相：注入的溶剂与原油一经接触就能混相。 15．蒸汽驱油：以井组为基础，向注入井连续注入蒸汽，蒸汽将油推向生产井的采油方法。
16．热力采油：凡是利用热量稀释和蒸发油层中原油的采油方法统称为热力采油（Thermal recovery）。这是一类稠油油藏提高采收率最为有效的方法。 17．界面张力：单位长度的表面自由能称为界面张力，单位mN/m，其方向是与液面相切。18．粘性指进：在排驱过程中由于油水粘度差异而引起的微观排驱前缘不规则地呈指状穿入油区的现象。 19．水的舌进：是指油水前缘沿高渗透层凸进的现象。 20．剩余油：水未波及到的区域内所剩下的油为剩余油，其分布是连续的，数量较大。 21．原油采收率：是采出地下原油原始储量的百分数，即采出原油量与地下原始储油量的比值。 22．微观洗油效率：也叫排驱效率，就是已被水从孔隙中排出的那部分原油饱和度占原始含油饱和度的百分数，是衡量水波及区微观水洗油效果的参数。 23．宏观波及系数：面积波及系数与垂向波及系数的乘积定义为宏观波及系数。波及系数是衡量水在油层中的波及程度的参数。 24．流度：地层隙数与地下原油粘度的比值。 25．聚合物驱：是把聚合物加到注入水中，增加注入水的粘度，降低水相渗透率，从而降低注入水流度的一种驱油方法。 26．机械剪切降解：在高速流动时，具有柔性的长链受到剪切力的作用而被剪断，使分子间结合力下降，粘度降低。 27．化学降解：是指氧攻击聚合物分子长链上薄弱环节，发生氧化，从而使分子长链断裂，分子量降低；或发生自由基取代、水解等。 28．不可进入孔隙体积：在多孔介质渗流过程中，有些孔隙能让水通过，却限制了聚合物分子的进入，称这部分孔隙体积为不可进入孔隙体积，简称IPV。 29．阻力系数：水通过岩心时的流度与聚合物溶液通过岩心时的流度比值。 30．残余阻力系数：聚合物溶液通过岩心前、后盐水流度的比值。
《提高采收率原理》习题 第一章：原油采收率及其影响因素 一、概念 1.EOR 2.原油采收率 3.面积波及效率 4.洗油效率 5.流度比 6.剩余油 7.残余油 8.毛管数 9.界面张力10.指进11.舌进 二、简答 1. 写出流度比与毛管数的定义式，说明流度比、毛管数与原油采收率的关系；从流度比与毛管数的定义出发，分析提高原油采收率的途径和方法。 2. 推导原油采收率E R与波及系数E V和洗油效率E D的关系，说明提高采收率的途径有那些？ 3. 影响体积波及系数的因素是什么？ 4. 影响洗油效率的因素是什么？ 5、用什么参数表征地层的宏观非均质性，它们是如何定义的？ 第二章：聚合物驱油 一、概念 1.聚合物 2.水解 3.水解度 4.不可入孔隙体积 5.机械捕集 6.阻力系数 7.残余阻力系数 8.特性黏度 9.机械降解10.化学降解11.筛网系数12.聚合物溶液的黏弹性13.堵水14.调剖15.单体16.聚合度17.构型18.构象19.流变性20.假塑性流体22.视黏度23.过滤因子 二、简答 1.聚合物溶液产生降解、溶液粘度下降的原因及预防措施。 2.影响聚合物溶液溶解性能的因素。 3.影响聚合物溶液黏度的因素。 4.影响聚合物溶液静吸附的因素。 5.选择聚合物时应考虑那些因素。
6、调剖堵水提高原油采收率的机理是什么？ 7、什么叫过滤因子和筛网系数？如何测定？ 8、比较残余阻力系数与阻力系数的大小，并解释原因。 9、影响聚合物稳定性的因素有哪些？可以采取哪些措施解决稳定性问题？ 10、当含盐量增加时，HPAM的吸附量如何变化？为什么？ 11、写出特性黏度的表达式，其物理意义是什么？实验室如何测量，并绘图说明。 三、计算 室内在绝对渗透率为0.8μm2的饱和水的天然岩心中用聚合物溶液进行驱替实验。实验步骤如下：首先在一定注入速度下注盐水，压力稳定后测得岩心两端的压差为0.5 MPa，然后以相同的速度注聚合物溶液，压力稳定后测得岩心两端的压差为5.5 MPa；最后又以相同的速度注盐水，压力稳定后测得岩心两端的压差为0.7 MPa。据实验结果确定聚合物溶液的阻力系数和残余阻力系数。并说明阻力系数和残余阻力系数的物理意义。
关于微生物提高采收率现状 摘要：我国的微生物采油技术在上世纪末得到了迅猛发展，截至目前仍存在许多问题。本文介绍了我国微生物采油技术发展现状，阐述了微生物采油的主要技术，并对其的前景做了展望。 关键词：微生物提高采收率技术前景 1 国内研究进展 我国对微生物采油技术的研究起步较晚。1966年，新疆石油管理局开始利用微生物进行原油脱蜡技术的研究，这被认为是我国微生物技术研究的开端。1986年开展了微生物稠油脱蜡技术的研究工作。自20世纪90年代以来，我国加快了对微生物采油技术的研究步伐。20世纪80年代末，大庆油田率先进行了两口单井的吞吐矿场试验，取得了良好的效果，产油量增加，含水率下降。2003年2月，大庆油田的微生物驱油试验获得成功，在朝阳沟油田实施13口油井，累计增产原油1428吨。从2001年到2003年，大庆油田萨中过渡带四个试验区块开展了微生物驱替和吞吐现场试验。8口油井从2002年6月进行微生物采油试验后，扭转了井组产量持续下降的趋势。日产液由59吨上升到88吨，日产油由15吨上升到21吨。在对喇嘛甸过渡带外扩地区开展11-丙103井组微生物采油试验后，11-丙103井组内5口油井2003年日产油为26吨，比实验前日增油8吨，累积增油量为4178吨。 从1995年起，胜利油田就开始了微生物采油技术研究，他们与美国合作，开展了微生物单井处理的现场试验。1999年，微生物单
井吞吐采油技术在胜利油田6个采油厂实施了77口油井，累计增油1.1×104吨，取得了良好的经济效益。目前，微生物单并处理技术已在该油田工业化应用，每年处理近200口油井，实现年增油2万余吨。2000年底，胜利油田东辛采油厂引进了美国NPC公司的耐高温菌种，在Y—16井组开展了高温油藏微生物驱油提高采收率研究和矿场试验。结果显示，微生物采油采收率达43.41％，比先前提高5.09个百分点，增加可采储量1.81×104吨，施工后当年增油615.5吨。 辽河油田锦州采油厂1995年率先开展将微生物技术用于稠油中胶质、沥青质组分的研究。1996年进入矿场试验阶段，在辽河进行微生物吞吐26井次，取得良好效果。扶余采油三厂1992年—1995年对86口井应用微生物采油技术，平均提高采油量204％，增产原油1.5×104吨。 中原油田在油田开发后期，引进了微生物调驱技术，积极开展三次采油研究。2006年初以来，文明寨油田先后在M4、M159等井组，实施12井次微生物驱油技术，效果显著，日增油38.2吨，含水下降3.6个百分点,累计增油7000余吨。 近几年来，我国先后从美国和加拿大引进微生物产品和微生物采油技术，从多方面加快我国微生物采油技术的发展。先后在大庆、大港、胜利等众多油田开展了微生物采油技术的推广应用，先导性试验共2000多井次，矿场试验也由单井向区块整体试验发展。
火驱提高稠油采收率技术的应用前景 摘要：中国稠油已开发区普遍进入注蒸汽开发后期，面临采出程度低、油汽比低、吨油操作成本高等问题，亟待探索大幅度提高采收率和经济开发方式。火驱技术操作成本低，但面临原油燃烧过程复杂等问题。中国石油创新室内实验手段，揭示原油火烧机理，攻克井下大功率电点火、火线前缘调控等重大技术难题，直井火驱技术在现场得到工业化应用，将成为稠油开发新一代战略接替技术。本文分析了火驱技术的特点与优势，指出了火驱技术在稠油老区上的应用前景和潜力。 关键词：直井火驱；特点；应用前景；稠油； 前言：火烧油层又称为地下燃烧或层内燃烧，亦称火驱开采法，是一种在油层内部产生热量的热力采油技术．准确的说，是指把空气或氧气体注入到油层里面，使其在油层中与有机燃料起反应，用产生的热量来帮助采收未燃烧的原油。火烧油层技术是一种具有明显技术优势和潜力的热力采油方法，是稠油开采的第二大技术。它具有驱油效率高(一般达80％～90％)、单位热成本与蒸汽相当(注空气、注蒸汽产生1．0×104千卡热量的直接成本分别为1．2元、1．3元)、油藏适应范围广(从薄油层到厚油层、从浅油层到深油层、从稀油到稠油，及已开发油藏)等特点。 美国早在1917年J．O．李威斯就提出了采用热力或注溶剂的方法，驱替地层中的原油以提高采收率的概念。1923年瓦尔科特和霍华德也认识到，把空气注入到油层，使油层在地下燃烧过程的关键是燃烧掉一部分原油，产生热量以降低粘度，同时产生驱替原油的驱动力。他们的这种认识分别在1923年申请到美国专利．当时，由于新油田勘探成功率比较高，投资商无意进行试验．直到1947年才开始了实验室试验研究．进入50年代后，美国的石油资源日见枯竭，新油田勘探成功率降低，这项新技术才得到广泛的关注．从1951年开始，各个石油公司在油田展开了一系列的试验研究，使得火烧油层技术得到了快速的发展。世界上最早的一次火烧油层现场试验是1942年在美国俄克拉荷马州的伯特勒斯维尔油田进行的．50年代以后，据统计，美国已经开展了70多个火烧油层项目．另外还有前苏联，荷兰，罗马尼亚，匈牙利，德国，印度等40多个国家先后开展了火烧油层采油的相关工作。 我国从1958年起，先后在新疆，玉门，胜利，吉林和辽河等油田开展了火烧油层试验研究，因受当时条件的限制，火烧油层技术让位于注蒸气采油，在我国的现场应用直到目前还为数不多．但是，室内研究一直没有停止，特别是在中国石油天然气总公司石油勘探开发科学研究院热力采油研究所，中科院化学所等单位，80年代以来不断开展火烧油层的物理模拟，化学模拟和数学模拟研究，配置了一批研究设备和仪器，开展了大量的室内试验，也进行了现场火烧可行性研究和施工设计与预测．中国石油天然气总公司石油勘探开发科学研究院热力采油研究所还与罗马尼亚开展了有关现场火烧工艺的交流合作研究项目，现已取得了不少可喜的成果。 一、火驱采油的原理及其特点 火驱，国外又叫“就地燃烧”，因为它主要是利用油层本身的部分燃烧裂化产物作为燃料，利用外加的氧气源和人为的加热点火手段把油层点燃，并维持不断的燃烧，燃烧生热使温度达到1000。C，实现复杂的多种驱动作用。其驱油原理为：当用空气作为氧源，向注入井注入热空气把油层点燃时，主要燃烧参数是焦炭的燃点；控制 注入气温略高于焦炭的燃点，并依一定的通风强度不断注入空气，会形成一个慢慢向前移动的燃烧前缘及一个有一定大小的燃烧区，当确信油层已被点燃后，可停止注入井的加热。燃烧区的温度会随时间不断增高。有最高温度的燃烧区可视为移动的热源；在燃烧区前缘
1注烟道气、二氧化碳驱油机理 1.1注烟道气提高采收率 由于烟道气驱的成本较氮气驱高，因此发展缓慢。近年来随着人们对环境治理力度的加大以及原油价格的上涨，烟道气驱油技术又有了发展的空间。因为如果考虑环境效益，烟道气驱要比氮气驱经济划算。所以烟道气近年来也得到了较好的发展。 1.1.1烟道气驱提高采收率机理 烟道气通常含有80%～85%的氮气和15%～20%的二氧化碳以及少量杂质，也称排出气体，处理过的烟道气，可用作驱油剂。烟道气的化学成分不固定，其性质主要取决于氮气和二氧化碳在烟道气中所占的比例。烟道气具有可压缩性、溶解性、可混相性及腐蚀性。根据烟道气中所含气体的组成，提高采收率机理主要是二氧化碳驱和氮气驱机理。 1.1.1.1二氧化碳机理 由于烟道气中二氧化碳的浓度不高，所以不容易达到混相驱的要求，主要是利用二氧化碳的非混相驱机理。即降低原油黏度、使原油膨胀、降低界面张力、溶解气驱、乳化作用及降压开采。由于二氧化碳在油中的溶解度大，在一定的温度及压力下，当原油与CO2接触时，原油体积增加，黏度降低。CO2在原油中的溶解还可以降低界面张力及形成酸性乳化液。CO2在油中的溶解度随压力的增加而增加，当压力降低时，饱和了CO2的原油中的CO2就会溢出，形成溶解气驱。与CO2驱相关的另一个开采机理是由CO2形成的自由气饱和度可以部分代替油藏中的残余油[18]。 1.2.1.2氮气驱机理 注氮气提高采收率机理主要有：(1)氮气具有比较好的膨胀性，使其具有良好的驱替、气举和助排等作用；可以保持油气藏流体的压力；(2)氮气可以进入
水不能进入的低渗透层段，可降低渗透带处于束缚状态的原油驱替成为可流动的原油；(3)氮气被注入油层后,可在油层中形成束缚气饱和度，从而使含水饱和度及水相渗透率降低，在一定程度上提高后续水驱的波及体积；(4)氮气不溶于水，微溶于油,能够形成微气泡，与油水形成乳状液，降低原油黏度，提高采收率。 氮气与地层油接触产生的溶解及抽提效应，一方面溶解效应使原油黏度、密度下降，改善原油性质，使处于驱替前缘被富化的气体黏度、密度等性质接近于地层原油，气—油两相间的界面张力则不断降低，在合适的油层压力下甚至降到零而产生混相状态，在这种状态下，注氮气驱油效率将明显提高；另一方面，抽提效应使原油性质变差，这种抽提作用在油井近井地带表现更明显、更强烈。 烟道气驱更适用于稠油油藏、低深透油藏、凝析气藏和陡构造油藏。 1.2注CO2提高采收率 在各种注气方式中，注二氧化碳提高原油采收率的研究已经进行了几十年，特别是近年来，随着技术进步和环境要求的需要，二氧化碳驱显得越来越重要，包括我国在内的很多国家都开展了注二氧化碳驱的现场实验。 1.2.1 CO2驱油机理 将CO2作为油藏提高采收率的驱油剂已研究多年，在油田开发后期，注入CO2，能使原油膨胀，降低原油粘度，减少残余油饱和度，从而提高原油采收率，增加原油产量。CO2能够提高原油采收率的原因有： （1）CO2溶于原油能使原油体积膨胀，从而促使充满油的空隙体积也增大，这为油在空隙介质中提供了条件。若随后底层注水，还可使油藏中的残余油量减少。 （2）CO2溶于原油可使原油粘度降低，促使原油流动性提高，其结果是用少量的驱油剂就可达到一定的驱油效率。 （3）CO2溶于原油能使毛细管的吸渗作用得到改善，从而使油层扫油范围扩大，使水、油的流动性保持平衡。 （4）CO2溶于水使水的粘度有所增加，当注入粘度较高的水时，由于水的流动性降低，从而使水油粘度比例随着油的流动性增大而减少。 （5）CO2水溶液能与岩石的碳酸岩成分发生反应，并使其溶解，从而提高
目前EOR技术方法主要有哪些，分别论述其机理？ 1化学驱（Chemical flooding） 定义：通过向油藏注入化学剂，以改善流体和岩石间的物化特征，从而提高采收率。 1.1聚合物驱（Polymer Flooding） （1）减小水油流度比M （2）降低水相渗透率 （3）提高波及系数 （4）增加水的粘度 聚合物加入水中，水的粘度增大，增加了水在油藏高渗透部位的流动阻力，提高了波及效率。 高渗透部位流动时，水所受流动阻力小，机械剪切作用弱，聚合物降解程度低，则聚合物分子就易于缠结在孔隙中，增大高渗透部位的流动阻力。反之，低渗透率部位，聚合物分子降解作用强，，反而容易通过低孔径孔隙，而不堵塞小孔径。 1.2表面活性剂驱(Surfactant Flooding) （1）降低油水界面张力 表面活性剂在油水界面吸附，可以降低油水界面张力。界面张力的降低意味着粘附功的减小，即油易从地层表面洗下来，提高了洗油效率； （2）改变亲油岩石表面的润湿性（润湿反转） 一般驱油用表面活性剂的亲水性均大于亲油性，在地层表面吸附，可使亲油的地层表面反转为亲水，减小了粘附功，也即提高了洗油效率； （3）乳化原油以及提高波及系数 驱油用的表面活性剂的HLB 值一般在7—18范围，在油水界面上的吸附，可稳定水包油乳状液。乳化的油在向前移动中不易重新粘附润湿回地层表面，提高了洗油效率。此外，乳化的油在高渗透层产生贾敏效应，可使水较均匀地在地层推进，提高了波及系数； （4）提高表面电荷密度 当驱油表面活性剂为阴离子型表面活性剂时，它在油珠和地层表面上吸附，可提高表面的电荷密度，增加油珠与地层表面的静电斥力，使油珠易被驱动界质带走，提高了洗油效率； （5）聚集并形成油带 若从地层表面洗下来的油越来越多，则它们在向前移动时可发生相互碰撞。当碰撞的能量能克服它们之间的静电斥力时，就可聚并并形成油带。油带向前移
第27卷第3期 2010年9月25日 油 田 化 学O ilfield Che m istr y V ol 27 N o 3 25Sept ,2010 文章编号:1000 4092(2010)03 0350 07 * 收稿日期:2010 5 11;修改日期:2010 8 10。 基金项目:教育部新世纪优秀人才资助计划(项目编号NCET 07 0846),霍英东教育基金会第十一届高等院校青年教师基金(优选资助 课题)资助项目(项目编号114016),国家863项目 与蒸汽吞吐结合的表面活性剂驱油体系研究 (N o 2007AA06Z201)。 作者简介:裴海华(1984 ),男,中国石油大学(华东)石油工程专业学士(2007)、油气田开发工程专业硕士(2009)、在读博士研究生 (2009 ),从事油田化学与提高采收率方向的研究,通讯地址:266555山东省青岛经济技术开发区长江西路66号中国石油大学(华东)工科楼B 座523房间,电话:0532 ********,E m ai :l peihai hua2008@126 co m 。 化学驱提高普通稠油采收率的研究进展 * 裴海华,张贵才,葛际江,刘清华,王 洋,王 冲 (中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266555) 摘要:针对普通稠油油藏水驱采收率低,而且经济上不适合于热采的特点,介绍了国内外化学驱提高普通稠油采收率技术的一些研究进展,主要包括聚合物驱,碱驱,碱/表面活性剂驱。综述了各种方法提高普通稠油采收率的研究现状和机理研究进展,并指出了不同方法存在的问题和当前的研究热点。参50关键词:稠油;化学驱;聚合物驱;碱驱;碱/表面活性剂驱;提高采收率;综述中图分类号:TE357 46:TE39 文献标识码:A 稠油资源十分丰富,主要分布在加拿大,委内瑞拉,美国和中国。随着常规原油储量的减少,成功开采这些稠油资源变得越来越重要。 对于普通稠油,一次采油后一般采用两种开发方式,一种是采用常规注水开发;水驱时由于水油流度比高,导致注入水波及系数低,因此,水驱一般只能采出5%~10%I O I P 的原油 [1] 。另一种是采用注 蒸汽热采开发;在热采方法中最成功的是蒸汽吞吐技术和蒸汽辅助重力驱油技术(SAGD)。这些热采方法的开采原理主要是通过降低稠油的黏度从而提高其流度。在一些有利的条件下,比如厚油层以及没有底水时这些技术很有效。然而当油层太薄(<10m )和埋藏太深(>1000m ),或者存在底水的情况下,热量损失成为制约热采技术的主要因素[2] 。 在这种情况下,需要非热采的方法来进一步提高普 通稠油油藏采收率。 化学驱技术包括碱驱、表面活性剂驱和聚合物驱,这些技术在常规原油的开采中已经获得了成功。碱驱和表面活性剂驱是通过降低油水之间的界面张力来提高洗油效率,聚合物驱则是通过降低水油流度比从而提高波及系数。国内外对化学驱对稠油采收率的影响做了大量的研究 [3] 。本文详细综述了 聚合物驱、碱驱、碱/表面活性剂驱提高普通稠油采收率的研究进展。 1 稠油化学驱技术 1 1 稠油聚合物驱技术 稠油水驱过程中严重的指进现象导致大量的原油没有被波及到。而聚合物驱的提高采收率机理就 是可以通过增加驱替液的黏度从而达到提高波及系数的目的,因而使用聚合物驱降低水油流度比对稠油开采是一个很有吸引力的选择。向水中加入这些水溶性的聚合物将会使非牛顿剪切力变小,从而增加黏度使流度减小。同时由于聚合物能够吸附到了油藏岩石表面,导致水相的相对渗透率降低因而使得水相的流度大大减小。因此从理论上讲聚合物驱可能是一种提高稠油采收率很有潜力的方法。 然而根据以往文献提出的聚合物驱的筛选标准,聚合物驱是不适合在黏度高于200m Pa !s 的稠 油油藏中应用[4~6] 。因为稠油的黏度一般都有数千mPa !s ,所以需要较高浓度的聚合物溶液才能有效降低水油流度比,这将大大增加了聚合物的注入难度和化学剂的成本。因此,由于技术和经济因素限制了聚合物驱在稠油油藏中的实际应用。尽管如
提高原油采收率 摘要：针对提高采收率，这篇文章主要对我国石油开采现状，提高采收率的四种常用的方法以及世界各国的技术应用现状进行论述，说明我国提高采收率技术发展方向和目前我们急需解决的关键问题。 关键词：提高采收率技术应用现状问题发展 在讨论提高原油采收率之前，我们要首先搞清楚一个概念，所谓的采收率到底是个什么概念呢？采收率是衡量油田开发水平高低的一个重要指标。它是指在一定的经济极限内，在现代工艺技术条件下，从油藏中能采出的石油量占地质储量的比率数。采收率的高低与许多因素有关，不但与储层岩性、物性、非均质性、流体性质以及驱动类型等自然条件有关，而且也与开发油田时所采用的开发系统（即开发方案）有关。同时，石油的销售价格和地质储量计算准确程度对采收率也有很大影响。 在国际原油价格高位运行和中国经济对石油的需求持续增长的情况下，提高现有开发油田的原油采收率具有重大的意义。目前全国已开发油田的平均采收率仅为30%多一点，存在较大的提高空间。全国的平均采收率每提高1个百分点，就等于增加可采储量1.8亿吨，相当于我国目前一年的原油产量。中国石化集团公司对这个问题非常重视，在今年的年度工作会议上提出，今后的原油采收率要达到40%，力争50%，挑战60%。中国石化油田经过40余年的开发，走过了稳步增产、快速上产、稳产、递减等阶段。截至2006年底，中国石化东部油田平均采收率为28.9%，而国内如中石油平均为34.5%，国外如美国平均为33.3%，中东平均为38.4%，因此，中国石化油田提高采收率具有较大的潜力空间。 目前世界经济迅猛发展，对能源尤其是石油的需求量不断增加。因此，提高油田的原油采收率(EOR，即Enhanced Oil Recovery)日益成为国际上石油企业经营规划的一个重要组成部分。
文章编号:100520930(2000)20320236210 中图分类号:T E 357.9 文献标识码:A 微生物提高石油采收率技术① 包木太1, 牟伯中1,2, 王修林1, 周嘉玺2, 倪方天2 (1.青岛海洋大学化学化工学院,青岛266003;2.中国石油大港油田公司,天津300280) 摘要:对M EO R 国内外研究现状、方法、菌种和营养液配制、油藏筛选标准、作用 机理及矿场应用等基本理论进行了论述.在微生物驱、聚合物驱、碱 表面活性 剂 聚合物三元复合驱等三次采油技术对比的基础上,阐明了M EO R 的良好发 展前景. 关键词:微生物;采收率;研究现状 微生物提高石油采收率(M icrob ial Enhanced O il R ecovery ,M EO R )是目前国内外发展迅速的一项提高原油采收率的技术,也是21世纪一项高新生物技术.与其它三次采油技术相比,微生物采油技术具有适用范围广、工艺简单、经济效益好、无污染等特点,因而越来越受到人们的重视,引起了微生物学界、石油工业界、石油地质界和地球化学界等相关学科的广泛兴趣和关注.M EO R 是一项具有良好发展前景的三次采油技术.近年来国内各油田都相继开展了微生物采油技术的研究,取得了一定的进展.微生物采油技术是生物工程在石油工业领域开拓性的应用,已经受到世界各国的普遍重视. 1 国外M EO R 发展概况 早在1895年,M iyo sh i [1]就首先记载了微生物作用烃类的现象.1926年,B astin [2]等人又证实了油层水中存在着硫酸盐还原菌等的生理菌群.同年,美国人B eckm an [3,4]提出了细菌采油设想.1943年,ZoB ell 首先申请了把细菌直接注入地下以提高石油采收率的专利[5],1946年又提出了一套应用厌氧硫酸盐还原菌进行二次采油的现场实施方案.1947年,B eck 进行了首次工业试验.1953年,ZoB ell 又用其它类型细菌进行提高原油采收率的实验研究[6].此后又进行了多方面的研究,奠定了细菌采油的基础.1954年,美国在阿肯色州的联合县成功地进行了一次利用细菌大规模地下发酵可以提高石油采收率的矿场试验. 从50年代起,前苏联和东欧一些国家对细菌采油进行了深入的研究,结果表明细菌采油对低产井效果较好. 利用微生物提高采收率的设想从提出到在其后的40多年间,尽管也做了不少研究工第8卷3期2000年9月 应用基础与工程科学学报JOU RNAL O F BA S I C SC IEN CE AND EN G I N EER I N G V o l .8,N o.3Sep tem ber 2000
稠油油藏提高采收率技术研究
xxxx工程技术学院毕业设计(论文) 题目名称xxxx 系部xxxxx 专业班级xxxx 学生姓名xxx 指导教师xxx 辅导教师 时间2012年11月至2013年5月
目录 任务书. (Ⅰ) 开题报告 (Ⅱ) 指导教师审查意见 (Ⅲ) 评阅教师评语 (Ⅳ) 答辩会议记录 (Ⅴ) 中文摘要 (Ⅵ) 英文摘要 (Ⅶ) 前言 (Ⅷ) 1 热力采油 (1) 1.1 蒸汽吞吐 (1) 1.2 蒸汽驱 (5) 1.3 火烧油层 (8) 1.4 热水驱 (13) 2 化学采油 (15) 2.1 表面活性剂驱油 (15) 2.2 微乳液驱油 (15) 2.3 化学采油原理 (15) 2.4 化学采油应用 (16) 2.5 实验结论 (20) 3 微生物采油 (21) 3.1 生物表面活性剂 (21) 3.2 微生物降解技术 (21) 3.3 微生物采油机理 (21) 3.4 微生物采油应用 (21) 3.5 实验结论 (26) 4 总结 (27) 参考文献 (27)
致谢 (29)
长江大学毕业设计（论文）任务书 学院（系）工程技术学院专xxx班级 xxx 学生姓名 xxx 指导教师/职称 xx 1.毕业设计（论文）题目： 稠油油藏提高采收率技术研究 2.毕业设计（论文）起止时间： 2012年11月20日～2013年5月25日 3.毕业设计（论文）所需资料（指导教师选定部分） 主要参考文献： （1）《稠油注蒸汽热采工程》刘文章等； （2）《热力采油提高采收率技术》张义堂等; （3）《化学吞吐开采稠油技术研究》黄立信等。 4.毕业设计（论文）应完成的主要内容 （1）我国稠油油藏提高采收率技术的研究进展； （2）稠油油藏提高采收率技术的发展趋势； （3）稠油油藏提高采收率技术有哪些？这些技术能提高采收率的机理是什么？ 任务书下达日期 2012 年 12 月 5 日指导教师(签字)
【摘要】该文探讨了在采油的过程中提高采收率的方法，特别是对IOR 技术和FOR 技术进行了分析，指出了技术思路与技术实施的方法。 【关键词】IOR 技术FOR 技术蒸汽吞吐采油聚合物驱油 经济有效地提高油气采收率是油气资源开发的永恒目标，为此发展了许多提高采收率的方法及其配套技术。然而如何有效的应用这些方法和技术都是有待不断研究的课题。一些学者将提高采收率的方法可归结为两类不同范畴的技术，即：IOR 技术（改善采油Improvement Oil Recovery）和FOR 技术（强化采油Enhanced Oil Recovery），虽然它们共同的目标都是经济有效地开发剩余油以提高采收率。但从技术上讲它们却属于不同的技术范畴。因为其对象不同，技术思路不同，技术实施时机和方法也将会不同。 1.IOR 技术 IOR 技术的对象是相对富集的大尺度的未被驱替介质波及到的剩余油，主要用于改善二次采油，特别是提高多层非均质油藏的注水波及效率。虽然IOR 技术并未改变二次采油的驱替机理，但它已是二次采油技术的高度集成和综合应用的发展。其主要技术包括：调整井和加密井技术；改善水动力条件的技术（周期注水、间歇注水、水气交替注入等）；调剖技术；水平井以及复杂结构井技术以及老井侧钻技术。IOR 技术相对于FOR 技术，其技术成熟度高，操作成本低。 对于多层非均质油藏尽管进入高含水期，但仍然存在着巨大的应用潜力。 自从上世纪40 年代油田注水得到工业化应用以来经历了大约60年，技术上有了很大的发展，但仍然存在很大的发展潜力。因此，IOR技术仍然是大幅度提高采收率不可忽视的技术。 2.FOR 技术 FOR 技术的主要对象是被注入水波及地区以薄膜、油滴、油片、角滞油等形式仍然残留于地下的高度分散的小尺度的剩余油以及难以采用注水开发的油藏。FOR 技术主要包括：热采技术、注气技术、化学驱技术和微生物技术等。它们的驱油机理与水驱有所不同。 针对稠油油藏的热采技术在当前FOR 技术中占主导地位，其中又以注蒸汽为主，美国目前是热采产量最高的国家，我国仅次于美国和委内瑞拉，居世界第三位。注气技术是目前应用程度仅次于热采的另一项FOR 技术，它不仅可用于新油藏的开发，也可作为三次采油的手段用于水驱后油藏提高采收率。当用于水驱之后时，其开采对象主要是水淹带内被滞留在地下的残余油，采收率可提高10％以上，注气提高采收率方法中主要是二氧化碳混相驱，为寻廉价气源而注入氮气和空气（低温氧化）已开展了研究和矿场试验，并取得了进展。