第一章概述
利用微生物提高原油采收率技术（Microbial Enhanced Oil Recovery 简称MEOR）是通过微生物产品或微生物的繁殖及其代谢产物对油藏作用来开采原油，是利用微生物提高原油采收率的各种技术的总称。凡是与微生物有关的采油技术均属于MEOR。因此，广义地讲，MEOR 包括地面发酵法（地面法）和微生物地下发酵法（油层法）两种。
地面法是利用微生物产品如生物聚合物和生物表面活性剂作为油田用化学剂进行驱油，又称生物工艺法，目前此技术已趋成熟；微生物地下发酵法是利用微生物繁殖作用及其代谢产物对油藏流体的作用提高采收率，狭义上通常说的微生物驱油是指微生物地下发酵法。
微生物地下发酵法根据利用的微生物的来源不同，又可分为本源微生物驱油和外源微生物驱油。外源微生物驱油是在室内筛选出自然采油菌或采用生物基因工程合成培育出工程采油菌，经地面培养后注入油藏。前苏联在这方面做了不少实验研究，我国微生物采油领域也多采用此方法。本源微生物驱油是通过向地层中注入营养激活剂或在必要时注入一定量的空气，激活油藏中的已存在的有益微生物菌群，如石油烃降解菌、脱氮菌、产甲烷菌等，来达到提高采收率的目的。本源微生物采油比外源微生物驱更能适应油藏环境，不需要菌种保藏和菌液生产。微生物地下发酵法比注入人工合成的有机聚合物或凝胶更为有效，对油水分离和原油性质无影响，经济环保，设备简单，施工简便，控水增油效果好，有效期长，效益高。
微生物驱油技术与其它三次采油方法相比具有以下优点：
(1)注入的微生物和培养基价格便宜，成本低，来源广，容易获得，便于应用，可以针对具体的油藏灵活调整微生物配方；
(2)微生物具有自我复制功能，注入到油藏中的细菌通过生长、繁殖，可以在一个很长的时期内起作用；
(3)几种机理同时起作用，效果显著，因此在现场试验中往往将具有不同功能的细菌一起注入地下，使它们共同起作用；
(4)设备与注入工艺简单，与注水驱替注入方式类似，微生物驱油现场试验不需要大型地面设备，注入工艺也很简单，因此，施工非常方便，成本低廉；
(5)不会对地层产生伤害、引起油和水质明显下降，也不会引起明显的结垢腐蚀或堵塞等问题；
(6)微生物只在需要它的地方繁殖并产生代谢产物，针对性较强；
(7)微生物体积小，运移能力强，能进入其它驱油工艺不能触及到的油层中的死角和裂缝；
(8)产物可以降解，不污染环境；
(9)可开采各种类型的原油，尤其对重质原油效果优异；
(10)微生物在现场可产生大量的化学物质。
第二章微生物采油技术简介
2.1微生物采油技术的种类
按照作业方式，注入微生物和营养物的微生物采油方法又可以分为微生物调剖、微生物单井处理法和微生物水驱。
微生物水驱：将微生物发酵液和营养物随同注水过程一起注入到油层，使微生物在油层中生长繁殖。代谢作用及产物通过物理化学作用将岩石表面粘附的原油和岩石孔隙中的原油释放出来，使原来不能流动的原油以油水乳状液的形式随水驱输送到采油井中，达至增产的目的。微生物水驱能够通过注采井网的布局实现对整个油层的处理，有效地启动残余油，是三种方式中最重要的一种。
微生物调剖：将能够产生聚合物的微生物注入地层，代谢过程中产生的生物聚合物成膜粘附在孔隙表面，封堵高渗透带，提高波及效率;菌体自身也有堵塞孔隙的作用。
微生物单井处理：将微生物发酵液和营养物注入到油井内，关井一段时间，使其在井筒周围及近井地带发酵并与原油和地层作用，然后再开井生产，周而复始。所以该方法亦称为“周期性处理”或“吞吐”法。
地层中存在有好氧菌、兼性菌及厌氧菌，注水井近井带为好氧区，以好氧菌为主；油层深部为厌氧区，以厌氧菌为主。
随着含氮、磷的营养液及氧气的注入，首先激活近井地带的好氧菌，好氧菌氧化剩余油产生有机酸、二氧化碳、生物表面活性剂等。这些代谢产物由注入水推进到厌氧区，从而激活厌氧菌。厌氧发酵菌产生有机酸、二氧化碳和氢气，厌氧产甲烷菌利用乙酸、甲酸或二氧化碳及氢气产生甲烷。
2.2微生物的特征
一、微生物的共性
微生物是一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称，它们是一些个体微小、构造简单、杂居混生的低等生物。总体上，微生物可以分为属于原核类的细菌、放线菌等，属于真核类的真菌、原生动物等和属于非细胞类的病毒、类病毒等三大类。
1、由于其体形都非常微小，因而微生物具有以下五大共性：
（1）体积小，表面积大：微生物一般指体长0.lmm以下的任何生物。一个典型的球菌的体积仅为1um3，而其面积与体积的比值却非常大。这样一个小体积大面积的系统，是微生物与其他大型生物相区别的关键所在，也是赋予微生物五大共性的本质和基础。
（2）吸收多，转化快：微生物可以在很短的时间内分解它自重许多倍的物质，发酵乳糖菌能在lh内分解自重1000~10000倍的乳糖，产肮假丝酵母菌合成蛋白质的能力比食用牛强10万倍，微生物的这个特性为其高速生长繁殖和产生大量代谢产物提供了充分的物质基础，使微生物能够发挥“活的化工厂”的作用。
（3）生长旺，繁殖快：微生物的生长繁殖速度极高，目前研究最透彻的大肠杆菌(Escherichia)的细胞在合适生长条件下，每分裂1次的时间是12.5~20min，若按每20min分裂1次计算，每昼夜可分裂72次，后代数为4722366500万亿个。事实上，由于客观条件的限制，细菌按指数分裂速度一般只能维持数小时，因而在液体培养基中细菌的浓度一般只能达到108~109cell/ml。
（4）适应性强，易变异：微生物有非常灵活的适应性，即使在恶劣的“极端环境”条件下，它们亦能存活。适宜细菌生长的温度范围很宽，有很多细菌能在0℃的低温和120℃的高温生长繁殖;有些嗜盐菌能在饱和盐水中正常生活;耐酸、碱菌可以生长的酸、碱范围要比一般生物宽得多;厌氧或兼性厌氧菌在无氧或缺氧条件下能够正常生长繁殖。由于微生物的个体一般都是单细胞、简单多细胞或非细胞的，通常都是单倍体，加之其繁殖快、数量多和与外界环境直接接触，所以会在很短时间内产生大量变异的后代。
（5）分布广，种类多：自然界中广泛地存在和活动着种类繁多的微生物。就分布而言，微生物的传播几乎到了无孔不入的地步。微生物只怕明火，地球上除了火山的中心区域外，从土壤圈、水圈、大气圈直至岩石圈，到处都有微生物的踪迹;土壤、河流、深海、盐湖、沙漠、油井、地层中等有大量与其相适应的微生物活动着。就种类而言，微生物种类繁多首先反映在它们的种数多，到目前为止，人们己经认识的微生物大约只有10万种，至多不超过生活在自然界中微生物总数的10%;其次，微生物的生理代谢类型多，分解地球上储量最丰富的天然气、原油、纤维素等初级有机物的能力为微生物所专有;再者，代谢产物种类多，微生物究竟能产生多少种类的代谢产物，至今仍难统计。
2、微生物代谢产物及其作用
代谢产物的类型和产量始终是微生物提高采收率最为重要的基础，虽然微生物的代谢产物十分复杂，但从提高采收率的角度，代谢产物的类型主要为:气体、酸、有机溶剂、生物表面活性剂、生物聚合物等。
表2.1驱油微生物的代谢产物及其作用
二、微生物的形态特征
对不同种群的微生物形态通过显微镜进行观察，烃降解菌如图4.1，形状为杆菌、球菌。发酵菌如图4.2所示，大部分为长的链杆菌。
图2.1 烃降解菌（放大100倍）图2.2 发酵菌（100倍）
腐生菌如图4.3所示，有弧形杆菌，有链杆菌。硫酸盐还原菌形态如图4.4所示，为短链杆菌。
图2.3 腐生菌（100倍）图2.4 硫酸盐还原菌形态（100倍）产甲烷菌如图4.5、图4.6 所示，以H2+CO2为培养基的产甲烷菌为短杆菌，而以乙酸盐为培养基的产甲烷菌为长链杆菌。其中有少量的短杆菌。
图2.5 产甲烷菌（100倍）图2.6 产甲烷菌（100倍）以H2+CO2为培养基以乙酸盐为培养基
三、微生物的生长特征
（1）微生物菌种的生长过程
细菌的生长过程可分为四个时期，迟滞期（调整期）、对数生长期（生长旺盛期）、稳定期（平衡期）和死亡期（衰退期）。
①迟滞期，细胞的个体的重量增加，体积增大，但是活菌数没有增加。
②对数生长期是指当细菌在经过了适应性的变化后，生长繁殖速度会迅速的增大，经过一个短暂的加速的过渡阶段，很快达到最大值，这一时期，菌体的每一次的分裂的世代的时间最短且恒定。
③稳定期，在稳定期内，菌体的世代时间加长且不恒定，活菌数的增加和死菌数的增加接近平衡。
④死亡期，稳定期后，细菌的死亡率逐渐的增加，死亡的菌体超过了新生的菌体数，活菌逐渐减少。
（2）几种典型的细菌生长曲线
微生物的生长与产物的生成有密切的关系，因此生长曲线对发酵的控制很重要。在适当的培养条件下，把一定数量的细菌接种到合适的液体培养基内，定时取样测定活菌的数量，以活菌数的对数为纵坐标，以时间为横坐标，可绘出一条反映单细胞微生物群体生长规律的曲线，即生长曲线。
1）某组混合菌生长曲线 1
10
100
1000
10000100000100000010000000
100000000
1000000000
0306090
120150180培养时间（h）菌数（个/m l ）
图2.7 微生物生长曲线
2）纯化后某单株菌生长曲线 1
10
100
1000
10000100000100000010000000
100000000
1000000000
0816243240
48566472培养时间（h）菌数（个/m l ）
图2.8菌微生物生长曲线
3）某复合菌生长曲线
110
100
1000
10000
100000
1000000
10000000
100000000
1000000000
10000000000
012345
6789培养时间（d）菌数（个/m l
）
图2.9 SF67复合菌生长曲线
2.3影响微生物生长代谢的油藏条件
微生物的生长繁殖需要一定的环境条件，利用MEOR 时必需选择适宜的油层条件。这些条件主要包括地层矿物的组成及性质，岩石的孔隙度和渗透率、地层温度、地层压力和埋藏深度、矿化度、原油性质、残余油饱和度等，这些因素都会影响微生物在地层下的运移，存活及代谢，从而影响微生物提高原油采收率效果。
l ）地层矿物的组成及性质
石英、碳酸盐类矿物对微生物的活动不会带来危害，对于微生物的生长，在环境条件改变后能够溶解于水的高价金属离子矿物则是有害物质。粘土矿物由于其表面的电荷特征及水中的矿化度改变时会膨胀，对微生物的流动产生阻碍。尤其是蒙脱石粘土有很高的阳离子交换容量，遇水容易水化膨胀和分散，分散后颗粒的表平面显负电，端面显正电，与菌体发生静电吸引，对微生物活动的影响更大。巨大的岩石比表面积会对注入的营养液产生浓缩作用，使微生物在注入低浓度营养液时也能生长;同时由于微生物体在岩石表面上的吸附和寄生，形成一层生物膜，减少了孔隙尺寸，降低了营养液、微生物体的流动能力。
2)岩石的孔隙度和渗透率
岩石渗透率、孔隙度和孔隙大小明显地影响微生物的生长和代谢。随着毛细管横截面积的减小(即孔隙尺寸减小)，细菌的生长速度、繁殖数量和尺寸都明显降低(或减小)。一般微生物体的几何形状有:杆状、球状、曲杆状、四面体形、链形等，长度约为0.5~10.0um ，直径(或宽度)约为0.5~2.0um 。这就意味着若孔隙
尺寸小于0.5um、渗透率小于75x10-3um2时，将阻止微生物在孔隙介质中的传输，只有孔隙尺寸大于球菌(或短杆菌)直径的2倍，才能使微生物体有效传输。一般来说，岩石孔隙大小同岩石渗透率呈正相关关系，故使微生物有效传输的岩石渗透率的最低限值为75x10-3~l00x10-3um2。
3)地层温度
对提高采收率的微生物而言，在所有的影响因素中，温度是最为重要的一个因素。高温会引起微生物生长缓慢，甚至导致其死亡。细菌和真菌最适宜的生长温度为55~75℃。但在温泉、海底和火山喷发处，曾分离出耐高温的菌种。微生物能否在高温下生活繁衍，不仅取决于温度本身，更主要的是赖以生活的媒体介质—水必须处于液体状态。当温度超过水的沸点时，增加环境压力，水仍然可以以液体状态存在。因此，对于一些耐温菌种，油藏环境条件下生活的温度上限可以扩展。就目前的应用情况来看，对油层温度高于75℃的油藏，应用的微生物应该是经过专门筛选和研究的嗜热菌。
4)地层压力和埋藏深度
压力低于10.5~21.0MPa时，对微生物代谢活动无影响；压力增至50~60MPa 时，一般会限制细菌的生长。有人发现，随着压力的增加，生物体的形状由杆状变成球形。一般在压力由大气压增至200MPa时，微生物的最高耐温能力随之增加。油藏深度的影响主要反映在对压力和温度的影响，对微生物体的生长没有直接影响。
5)地层水的矿化度
水是提高采收率微生物生长繁殖的介质环境，与其它生物一样，一定量的矿物质在微生物生长体系中充当无机营养物，矿物质的类型和含量在很大程度上控制着微生物的生长形态和代谢产物的类型以及产量。在微生物生长过程中，菌体对NCaI的容忍度尤为重要，因为地层水中的盐大约90%以上是NCaI。不适宜的含盐度会导致微生物的细胞膜渗透压的变化。因此，微生物菌种筛选出来以后，应该在所应用油藏区块的地层水条件下再进行培养试验，进一步考察其生长繁殖速率、与提高采收率有关的代谢产物类型和产量以及菌种传代和变异等。
6)原油的性质
原油的性质是又一个对微生物有重要影响的因素。原油中的烷烃可以作为一
些微生物生长的碳源。在微生物群体的作用下，高碳烷烃变成了低碳烷烃，并且细菌群落在高碳烷烃的环境能够繁衍生长。但是碳链小于10的烃类对某些菌体是有毒的。高重度的原油(小于18API o)能在微生物的作用下产生生物表面活性剂，使原油的粘度降低。Finnerty等人用十六烷或重油(8~15API o)作培养基，结果原油粘度由25000mPa·s降到250mPa·S。
7)水中溶解物
通常微生物生长所必需的元素包括如Ca、Mg、Fe、K、S、N、P、C、O等。有些微生物在生长时还需要Mn、Zn、Se、Co、Cu、Ni等元素。但是，当其浓度超过一定值时则会使微生物中毒。如当H2S的含量大于0.3x10-3mol时，会影响一些脱氮作用。重金属离子，如Cu+2、Fe+3、Zn+2等浓度超过10-3mol时，会使微生物中毒；一些轻金属离子的浓度过高时也有类似的作用。
8)水的活性
水是微生物群体之间相互作用的介质，然而，水的结构及其中的溶质控制了细菌生长的过程。水中的溶质能使水分子极化，并将其吸引在它的周围，从而使水分子的活动能力—活度降低。随溶质浓度增加，水活度降低。一般，生物需要的水活度应低于0.62。
9)pH值
pH值是影响微生物生长和代谢的一个生物化学因素。一般地，微生物能够在pH为4.0~9.0的范围内正常生长，大多数油藏pH在6.0一8.0范围内，自然界的微生物一般能够满足这个要求。对特殊油藏，应该专门筛选开发嗜酸或嗜碱菌。
除了上述影响因素外，还有其它一些影响因素，但是目前研究较多的是单个因素对微生物提高采收率的影响，对这些因素共同存在、且又都是极端条件下共同对微生物活动影响的研究较少。
2.4 MEOR技术驱油机理
微生物驱油的机理比较复杂，就目前所知可归纳为如下几点：
①微生物的生长代谢可以将原油中的重质组分分解为轻质组分，将大分子的烃类转化为低分子量的烃，从而降低原油粘度，使其流动性能得到改善；
②微生物在油藏内代谢活动产生的CO2等气体能增加油层内部的压力，增
强原油的溶解能力，促进原来不连续原油区粘连成片，便于开采；
③微生物的生长代谢能促使原油释放出低分子量的醇、脂肪酸、糖脂、生物表面活性剂等，降低油水界面张力，改善原油的流动性能；
④微生物代谢产生的生物聚合物可以有选择地堵塞较高渗透率的条带，使驱替流体转向渗透率较小的部位，扩大波及体积；
⑤微生物产生的酸性物质能溶解岩石，改善油层渗流；
⑥微生物中的厌氧菌产生的溶剂性产物能溶解原油，降低油水界面张力；
⑦微生物细胞能使储层表面润湿性反转，改变流动性能；
⑧微生物附着在岩石表面生长形成生物沉积膜，有利于细菌在孔隙中存活与延伸，扩大驱油面积等等。
第三章微生物菌种性能评价及注入参数设计
3.1菌种筛选
菌种是微生物驱油的关键，是地下发酵的主题。而菌种只有能够适宜在油藏特定的恶劣地质条件，才能在油层内大量生长繁殖并产生对提高采收率的代谢产物。因此，菌种的筛选优化是微生物采油成败的关键因素之一。
驱油微生物的来源有两种，一方面是从自然界广泛存在的自然细菌中分离筛选得到，经过复壮培养后用于石油开采；另一方面，可以针对油藏条件，利用生物基因工程和遗传学工程合成驱油用的高效菌。目前，生物工程菌还未能得到应用，驱油用微生物主要来自地层水或海底淤泥中的自然菌。自然界中的各种微生物是混杂地生活在一起的，要寻找驱油目的菌并研究其性能，首先必须使微生物处于纯培养状态。即培养某一种或某一株微生物，使培养中的所有细胞具有共同特性。然后再依次检测并对比各菌株之间的生理活性差别，优选出益于微生物驱油的菌种。另一种方法是根据试验区块地质状况要求，从现有菌种保藏机构中寻找菌种，直接进行筛选评价。直接筛选法省时并提高了研究工作的效率，是菌种筛选工作中可取的捷径。也可采用先进技术方法，在菌种筛选工作的基础上对新菌种进行改良，或利用基因遗传技术将不同菌种的优点组合起来，合成具有优良性能的生物新产品。
1、微生物驱油菌种筛选的条件
采油微生物可以降低油—水界面和油—岩界面的张力，降低原油粘度，由此改变原油的性质，因此初步筛选出的用于微生物采油的菌种应具有的基本条件是：
（1）微生物在油藏的高温、高压、高盐等极端环境下能生长繁殖并代谢，且生长速度比油层本源微生物快。
（2）由于油藏岩石孔隙尺寸小，特别是低渗透油田的孔隙半径过小，微生物要运移到油层深部必须具有较小的体积；
（3）菌种以兼性厌氧或厌氧为佳，在地层无氧条件下能生长繁殖并进行厌氧发酵，在地上有氧条件下也能生长繁殖。
（4）菌种应与其注入油层的环境条件相适应，能在油层内运移，能生长繁殖，并产生有机酸、气体、表面活性剂、生物聚合物、有机溶剂等多种代谢产物。
（5）从经济角度考虑，最好能以油层中存在的烃类作碳源，能以储油层内的无机盐作为氮源或营养元素，添加少量其它营养物质，以减少成本。
（6）从安全角度讲，所选菌种应是自然界的非致病菌，对动物和植物都不产生毒害作用，无环境污染问题。
（7）初步挑选的菌种能否用于现场试验，要通过室内模拟实验测定，以确定提高采收率的效果。
2、微生物驱油菌种筛选的具体步骤：
（1）现场取样
先调查了解实验区块欲筛选的菌种的生态分布状况，然后进行现场取样。样品包括油样、土样、水样或提供的试验菌种。
（2）选择性培养
通常，通过选择性培养得出分离纯化需要的目的微生物。选择性培养就是提供一个特别设计的培养环境，利于所要分离的微生物生长，而不适于其他的微生物的生长，从而使欲分离的菌种从混合微生物中分离出来。培养方式有好氧培养法和厌氧培养法两种。
（3）菌种分离和纯化
为了获得某一种微生物，我们须从混杂的微生物类群中分离它，以得到只含有这一种微生物的纯培养，这种获得纯培养的方法称为微生物的分离与纯化。通常用平板划线分离法、简单平板分离法、稀释分离法等分离、纯化微生物。
平板划线分离法：此法是借划线将混杂的菌种，在琼脂平板表面上分散开，使单个菌体能固定在一点，生长繁殖后形成单个菌落，从而达到分离的目的。
简单平板分离法：与稀释分离法相似，梯度稀释后，取菌液涂平板，培养后获得单菌落。
稀释分离法：若分离纯化的样品中，含有两种或两种以上的微生物种类时，也可借溶化的琼脂将微生物冲散，待琼脂冷凝后，分散的微生物细胞个体就被固定在原位置形成菌落，这样也能达到分离纯种的目的。
（4）性能测定
分纯后的菌株必须通过性能测试后才能确定是否符合微生物驱油要求。这就需要将菌种进行摇瓶液体培养，然后对其适应环境能力以性能进行评价，来确定菌种的优良程度，以提出改进方法和应用措施。另外，纯培养得到的每种菌都具
有自己的特性，例如形态生理生化和遗传学特性等。无论研究工作或生产只有每次使用同一菌种，才能得到同样的结果，这就需要将纯培养的菌种保藏起来，以备每次使用。
3.3微生物性能评价
一、油田水中常见的微生物群落
油田在长期注水开发的过程中，在地层水中已形成了较为稳定的微生物群落。注水开发是决定微生物在油层生态系统中分布状况的主要因子。在注水量相对稳定的情况下，地层水中微生物群落在种类和数量上相对不变，在较深的地层中，由于温度和压力较高，微生物群落的结构相对简单；而在较浅的地层中，由于地层温度低于100℃，其中的微生物群落较为复杂，类群多且数量大，其中以细菌为主，按功能分主要包括石油烃降解菌、脱氮菌、产甲烷菌、硫酸盐还原菌、铁细菌、硫细菌和腐生菌等。这些细菌在地层环境长期生存的过程中，对地层产生了较强的适应性。这些细菌的存在一方面会对岩石、原油等产生积极的作用，提高石油采收率；另一方面又可能造成注水井及油井的腐蚀与堵塞。为此，石油微生物学家都在试图寻找既能使不利于采油的细菌得到抑制而又能促使有利于采油的细菌得到生长和繁殖的方法。
1.有益本源菌
（1）石油烃降解菌石油烃降解菌是指可以利用石油烃作为生长底物的细菌。这类细菌在注水井及近井底地带最为丰富，它们是注水油层中微生物食物链的起动环节。它们可以通过自身的代谢作用，产生分解酶类，裂解重质烃类和石蜡，由此能够降低原油的粘度，改善原油在地层中的流动阻力，从而改善原油的流动性能，提高原油采收率。另外，HDB还可代谢产生表面活性剂、聚合物、有机酸、醇类和二氧化碳等利于驱油的产物。石油烃降解菌大部分为好氧菌，将含营养物的充气水注入地层，能够大大刺激这类细菌的生长，提高原油采收率。
（2）脱氮菌脱氮菌是指有反硝化(脱氮)作用的细菌。它们以含氮化合物作为终端电子受体，由于硝酸盐还原酶在足量氧供应的环境下不能形成，这类细菌一般生活在较为厌氧的条件下，因此在油层缺氧环境中可以发现脱氮菌。在硝酸盐和挥发性脂肪酸等有机物存在的条件下，异养脱氮菌迅速繁殖，一方面可以代谢产生大量的N2，CO2等气体以及增粘剂等利于驱油的物质，另一方面可以清
除掉体系中的硫化物，同时通过生存竞争抑制硫酸盐还原菌的生长，抑制新的硫化物的产生，降低了毒性气体H2S 对生产设备的腐蚀以及FeS 等不溶性硫化物对地层造成的伤害。
（3）产甲烷菌产甲烷菌是指甲烷杆菌科的细菌。所有的种都严格厌氧，对氧高度敏感。某些菌株被认为是兼性自养型。所有的种共同的产能形式是氢的厌氧氧化，以二氧化碳作为电子受体，代谢产物为甲烷和水。这类细菌处于油层生态系统的最后阶段。通常情况下，地层越深，还原条件越强，产甲烷菌活性越高。因此，除产生利于驱油的甲烷气体外，还可利用它们进行深度调剖。
2.有害本源菌
（1）硫酸盐还原菌硫酸盐还原菌包括脱硫弧菌属和脱硫肠状菌属的细菌。在油田污水回注系统和油层缺氧环境中广泛存在。SRB代谢产生H2S 酸性气体，不但可以提高地层压力，而且还可以溶解碳酸岩岩层，促进原油的释放和增大地层的渗透率，另外某些菌种还可以降解石油中的重馏分，改善原油的流动性能，提高采收率。MEOR技术的早期研究利用的就是硫酸盐还原菌。但是这类菌群的活动产生毒性气体H2S，使地层产出的油或气中含H2S，降低了市场价格，另外还增加了腐蚀问题和石油工人的人身安全问题，以及由于其代谢活动形成的次生产物FeS对地层造成的非选择性堵塞。因此，SRB是MEOR技术中最为有害的菌群。
（2）铁细菌铁细菌(IronBacteria，IB)在有氧有铁的地方存在。IB以低铁盐为营养物，把二价铁离子变成三价铁化合物－氢氧化铁贮存于皮鞘的胶质物中，所以它的残体及菌落都能起到堵塞作用。并由于消耗二价铁离子，使产生二价铁离子的化学反应加剧，加快了腐蚀作用。这类菌群对MEOR技术是有百害而无一利的。在油田注水系统和注水层中常发现这类微生物，因此对这类微生物的控制也属于MEOR技术研究的范畴。
（3）硫细菌硫细菌(SulfurBacteria，SB)主要包括能氧化元素硫、硫代硫酸盐、亚硫酸盐和若干连多硫酸盐产生强酸的微生物。这类菌绝大多数是严格自养菌，从二氧化碳中获得碳，个别菌兼性自养。除脱氮硫杆菌厌气生长，其它都是严格好气菌。这类菌群通过产酸对注水系统产生腐蚀作用，因此归为MEOR有害菌。其中脱氮硫杆菌属于MEOR有益菌。
（4）腐生菌腐生菌(TotalGrowthBacteria，TGB)是各类营异养生活的细菌的总和。因此既包括MEOR 有益菌，又包括MEOR 有害菌。某些菌群可以代谢产生利于驱油的产物；某些厌氧菌群产生的粘性物质与某些代谢产物及菌体累积可对地层进行深度调剖。在油田水系统中多指好氧型异养菌，其中的某些菌群在生长繁殖过程中能产生大量的粘性物质，这些粘性物质可以附着在管线和设备上，造成生物垢，堵塞注水井和过滤器，进入地层则会引起地层堵塞；同时又会形成氧浓差电池而引起腐蚀，有时还会形成适合SRB生长的局部厌氧环境而使腐蚀加剧。因此，在MEOR技术中，把这类菌群归为了有害菌，是油田注入水重要的控制指标之一。
二、微生物菌种评价方法
在试验区油层中筛选出对驱油有益的微生物后，还必须对筛选出的目的菌进行性能评价。目前室内分离菌种采用的评价方法包括以下几方面：（1）评价筛选出的目的菌对环境的适应性，包括细菌与油层的配伍性测定，细菌生长速度对培养温度的敏感性测定；
（2）分别测定每种目的菌的发酵生长曲线；
（3）确定菌株发酵培养条件；
（4）评价菌液对原油物性的变化情况，包括原油粘度、含蜡、含胶质和油水界面张力等的变化；
（5）通过微生物岩心驱油模拟实验，评价目的菌提高原油采收率的效果。
在现有的分析条件下，这些评价方法基本上可满足微生物菌种筛选工作的要求。菌种筛选是一个非常复杂的系统工程，现有的评价方法与研究目标仍有较大的差距，需要不断地改进和完善，才能逐步认清菌种筛选机理的真正实质。
对不同的菌种采用的筛选及评价方法如下：
（1）微生物
目前采用的方法：简单微生物学方法（镜检和活菌计数）。
（2）发酵
目前采用的方法：原油性质分析实验法（原油的恩氏蒸馏法、全烃色谱谱线、质变化法及族组成法）。
1）原油粘度的测定：用粘度计测定。
2）含蜡和含胶质量的变化测定：先用正庚烷沉淀原油中的沥青胶质，称其
重量，再用硅胶吸附脱除沥青胶质的原油，再用正庚烷抽提硅胶吸附物，用丁酮从正庚烷抽提液中分离出石蜡，称其重量。
3）原油发酵后的化学组成成分分析：
恩氏蒸馏实验：通过恩氏蒸馏实验，比较原油发酵前后重质成分和轻质成分的含量，分析微生物对原油组分的作用。全烃色谱分析：用GC-920 型气相色谱仪，DB-1HT 柱型（30×0.25mm×0.1μm），初温110℃，5℃/min 升温，最高温度340℃，恒温30 分钟，进样量1μL。根据谱线上姥鲛烷与C17比值Pr /C17和植烷与C18比值PH/ C18判断原油被微生物降解前后原油组分变化情况。
（3）发酵液（微生物的代谢产物）
目前采用的方法：化学和物理化学分析方法（有机酸含量分析和油水界面张力测定）。今后考虑增加的内容：引入生物化学分析方法检测微生物代谢产物中的生物聚合物和表面活性剂以及蛋白质酶的结构、性质及作用。
（4）发酵产物性能评价
从稳定性、耐盐性、抗剪切性、耐温性、增粘性等方面对菌种发酵产生的代谢产物性能进行评价。
（5）驱油实验
目前采用室内模拟驱油实验来评价微生物采油性能的优劣，并定量确定微生物提高采收率的程度。这是将菌株应用于矿场实验的必要前提工作。微生物模拟实验采用的岩心有天然岩心、人造岩心、长管填砂模型等，国外也常采用标准贝雷岩心实验，实验方法基本相同。
三、微生物性能评价
本实验根据朝阳沟油田储层环境和流体特征，从本源菌中筛选菌种，进行优化组合，再通过室内评价，筛选出效果最好的一组菌种。本实验所用油水样及原油取自大庆朝阳沟油田3口井的油样中分离的地层水。
1.筛选的菌种与本源菌的相容性
将筛选目的菌种与分离出的地层水中的本源菌在一起培养，观察活菌数的生长情况，实验结果说明筛选菌种与地层中的本源菌兼容性良好，经显微镜观察已筛选的目的菌种为优势。地层水中的本源活菌数在102~103个/ml，在进行了相容性实验后筛选的目的菌种数可达到109~1010个/ml。通过细菌生长稳定性实验可
知，单菌种和混合菌都能在固定的培养基中生长，在3~5天达到对数生长，进入稳定生长期能保持40天，然后进入衰减期，如果在衰减期加入营养剂又重新激活菌种繁殖。
表3.1
菌种与本源菌的相容性实验表
2.不同温度条件下菌种的生长
将无机盐培养基溶液加入发酵罐，定容体积25升，121℃高温灭菌，20分钟。将无菌培养基温度分别设定在20℃、30℃、37℃、45℃、55℃、65℃条件下，接种量 5%。取不同培养时间分别为 12h 、24h 、48h 、72h 的菌液，测定菌种 I 和菌种 II 的生长数量。
表3.2
不同温度下细菌生长速率变化
5
10
1520
203037
455565温度（℃）菌数（108个）72小时
48小时24小时12小时
图3.1 菌种 I 生长曲线图
8
16
2432203037
455565温度（℃）菌数（108个）72小时
48小时
24小时
12小时
图3.2 菌种 II 生长曲线图
从结果得出，细菌类型I 和细菌类型II 在37℃~55℃之间生长较快，其中45℃左右条件下最为适合（细菌数量最高可达109级），当温度高于55℃或低于 30
℃时，细菌生长较缓慢。
3.不同通气量对菌体浓度的影响
用 2L 自控式发酵罐检测了不同通气量对发酵液菌体浓度的影响，发酵罐计料体积分数为0.6，培养温度为35℃，接种量为5%，通气量分别取 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5m 3/h ，每隔2h 取样测菌体浓度。
表3.3 不同通气量条件菌浓度值
4
80.10.20.3
0.40.5通气量（m 3/h）菌体浓度（108个/m l ）
图3.3 不同通气量对菌体浓度影响
结果发现，通气量对菌体细胞浓度影响较大，通气量过小或过大都会使菌体浓度大大降低，但并不影响样品菌体的发酵周期。
4.PH 值对菌体发酵的影响
发酵阶段的最适 PH 值和微生物生长阶段的最适 PH 值往往不一定相同，这不仅与菌种特性有关，还取决于产物的化学特性。为了更有效地控制生产，必须充分分析微生物的生长和合成产物的最适 PH 值，最终确定同时有利于生长和发酵的最佳
PH 值。将菌种营养液的 PH 值分别调至4、5、6、7、8、9，放置在摇瓶中进行平行培养，36h 后测发酵液菌浓度值，数据见表3.4。
表3.4 PH 值变化时发酵液的菌浓度值
4
812456
789pH 值菌体浓度（108个/m l ）
图3.4 pH 值对菌体浓度的影响
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。
《提高采收率原理》综合复习资料 一、名词解释 1、泡沫特征值：指泡沫中气体体积对泡沫总体积的比值。 2、最低混相压力：指气驱中气驱采收率超过90%的驱替压力。 3、波及系数：指驱油剂波及到的油层容积与整个含油容积的比值。 4、润湿现象：固体界面上一种流体被另一种流体取代的现象。 5、色谱分离现象：组合的驱油成分以不同的速度流过地层的现象。 6、流度：流度是指流体通过孔隙介质能力的一种量度，等于流体的渗透率与粘度之 比。 7、牺牲剂：在驱油过程中为了减少驱油剂在地层中的损耗而首先注入的廉价化学剂。 8、 PI值：PI值是由注水井井口压降曲线和PI值的定义求出的用于调剖堵水决策的 重要参数。 9、残余阻力系数：残余阻力系数是指聚合物溶液通过岩心前后的盐水渗透率比值。 10、 Jernnings碱系数：碱系数是指双对数坐标内油水界面张力对碱质量分数的关系 曲线和0.01～1.0 mN.m-1所包的面积与0.01～1.0 mN.m-1和0.001％～1.0%碱质量分数所包的面积之比乘6。 11、酸值：将1g原油中和到pH值产生突跃时，所需KOH的质量，单位是mg/g。 二、填空题 1、碱驱一般要求原油酸值大于0.2 mg/g 。 2、注蒸汽有两种方式，即蒸汽驱和蒸汽吞吐。 3、进行过聚合物驱矿场试验的两种聚合物为HPAM 、XC 。 4、原油采收率= 波及系数×洗油效率。 5、调剖是通过提高注入水的波及系数来提高原油采收率的。 6、在亲水地层，毛细管力是水驱油的动力，Jamin效应是水驱油的阻力；在亲油地层，毛细管力是水驱油的阻力。 7、地层越不均质，采收率越低。将注水采油的毛管数的数量级增至10-2，则剩余油饱和度趋于0。 8、CaCO3在含Na+、K+、Ca2+、Cl-的地层水中表面带正电。砂岩零电位点时的pH 为5，在pH=6.5的地层水中表面带负电。 9、调剖堵水是通过提高注入水的波及系数来提高原油采收率的。从水井注入地层的
一、名词解释 1.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。 2.所谓增溶作用是指由于表面活性剂胶束的存在，使得在溶液中难溶乃至不溶的物质溶解度显著增加的作用。 3.采出程度：累积采油量与动用地质储量比值的百分数。它是油田开发的重要指标，反映地下原油的 采出情况。采出程度高，地下剩余可采储量愈少，因而开采难度也愈大。 4.采收率：指在一定经济极限内，在当前工程技术条件和开发水平下，可以从油藏中采出的石油量占 原始地质储量的百分数。它是一个油田开发水平的重要标志。 5.采油速度：指年产油量占其相对应动用地质储量的百分数，它是衡量油田开采速度快慢的指标。 6.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。 7.残余油：注入水波及区内水洗后所剩下的油。 8.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。 9.一次采油：依靠天然能量开采原油的方法。 10.二次采油：继一次采油之后，向地层中注入液体或气体补充能量采油的方法。 11.三次采油：采用向地层注入其他工作剂或引入其它能量的方法。 12.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。 13.聚合物的水解度：聚丙烯酰胺在NaOH作用下酰胺基转变为羧钠基的百分数。 14.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。 15.表面活性剂：分子具有两亲结构，可自发地浓集于相界面，显著降低界面张力的物质。 16.微乳液：由油、水、表面活性剂、助表面活性剂（醇）和盐五种组分组成的油水高度分散体系。 17.活性剂稀溶液：活性剂浓度低于CMC的溶液称为活性剂稀溶液。 18.乳状液：一种或几种液体以小液珠的形式，分散在另一种不能互溶的液体中所形成的分散体系。 19.胶束：当水的表面聚集的表面活性剂分子得到饱和时，溶液中大部分活性剂的烃链便相互吸引而缔 合成以烃链束为内核、亲水基外露的分子聚集体，这种聚集成团状的活性剂称为胶束。 20.临界胶束浓度(CMC)：开始形成胶束的表面活性剂浓度为临界胶束浓度CMC； 21.拟三元相图：在实际应用中，为表示方便，常将油、水、表面活性剂和助剂分别视为三个独立的组 分，有它们候车的三元相图称为拟三元相图。 22.碱水驱：通过将比较廉价的化合物（如氢氧化钠）掺加到注入水中以增加其PH值，碱与原油反应 降低原油之间界面张力，使原油乳化，改变岩石润湿性并溶解界面薄膜，以提高采收率的方法。23.ASP复合驱：就是利用表面活性剂及碱降低界面张力，并结合聚合物进行流度控制，从而提高洗油 效率和波及系数。 24.初次接触混相：注入的溶剂与原油一经接触就能混相。 25.多次接触混相：由于物质传递作用，即使采用的不是初次接触混相溶剂，注入的流体与油藏原油经 过多次接触也能达到混相驱替，称为多次接触混相。 26.凝析混相：凝析混相要求注入流体必须富含～成分，即富气，因而又称为富气驱。注入流体不断凝 析进入原油，使原油与注入流体达到混相。 27.汽化混相：汽化混相要求油藏原油必须是轻质原油，对注入气的要求并不高，因此常采用价廉的贫 气，又称为贫气驱或干气驱。注入流体不断抽提原油中的轻质组分富化而达到混相。 28.混相驱：是指在油层任何位置，驱替流体与被驱替流体之间是完全混相的驱替。 29.最小混相压力：简称MMP，是指气体溶剂与油藏原油达到混相的最小压力值。 30.蒸汽吞吐：也称循环注蒸汽，是单井作业，在一口井中注入一定量的蒸汽，随后关井让蒸汽与油藏 岩石进行热交换，然后开井采油的方法。 31.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。 32.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。
OFM软件培训 培训第一天 前言： 地质建模 数值模拟 提高采收率 1．OFM软件是项目管理工程师的桌面工具，主要完成生产监测和数据分析。 1．1全面的可视化：动态图（网格图、泡泡图等）、散点图。 1．1．1绘制图件：多图、多轴、多变量。 1．1．2定制报表：可以进行灵活的分类、排序、计算、求和、筛选等功能。 1．1．3动态散点交会图：泡泡图、网格图、等值图、全程产量监测图和立体图。 动态泡泡图和网格图主要动态追踪产量的历史变化趋势和未来预测分析的结果。二 图可以叠加反映单井的动态变化情况。 1．2灵活分析：计算变量、用户函数、预测分析、网格计算、等。数据是很有限的。 将油相非均质系数绘制在象限图中可以划分油井的产油类型，如高产油井、低产液量井等。结合网格图，再结合测井曲线就可以分析。 计算变量：方便灵活，可以充分调动油藏工程师的研究潜能。 1．3方便的数据管理：成果管理、多项目管理、工作流程管理等。最大优势是根据数据的不同可以发生变化。建立项目工作流程，直接调用研究成果。图版中保存的不是数据，而是作图的方式，图件的属性等。 2．为什么选择OFM？ 囊括了所有软件的功能，集成化 数据的成果，标准化 可以为Eclipse软件提供Schedule模块，开放性 3．OFM2007的新功能 3．1协同合作加强corporate deployments source data team database and workspace file 3．2支持高频数据high frequency data capabilities Scada operations historian Decide(real-time) 月度、日度、散点小时、分钟和秒级数据 3．3计算变量和分类表 3．4绘图和报表之间的联系 报表可以转化成图表，图表可以转化成报表 3．5变量可以建立井组的概念 3．6散点数据sporadic data OFM is not just doing things better, but doing better things！
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
《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（细）管准数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. 实施一个EOR项目时要考虑的地层和流体因素有哪些？ 4. 影响体积波及系数的因素是什么？ 5. 影响洗油效率的因素是什么？ 6、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？ 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0.6μm 2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0.6MPa ，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6.8MPa ；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0.8MPa 。据实验结果确定聚合物溶液的阻力系数和残余阻力系数。 解：根据阻力系数和残余阻力系数的定义可知： 3.116 .08.6==??===w p w p p w p w R p p K K F μμλλ 3.16 .08.0==??===wb wa wa wb wa wb RR p p K K F λλ
2010年度采油工程技术员组竞赛试题 （第一赛段基础知识A卷） 一、填空题（每空0.5分，共20分） 1、流度比的值越小，越有利于提高原油采收率。 2、砂岩的胶结类型主要有基底胶结，接触胶结和孔隙胶结等 3、国内外常用的完井方法裸眼完井、射孔完井、衬管完井以及砾石充 填完井等。 4、出砂井、稠油井和高含气井比较适合用螺杆泵开采，并能体现出螺杆泵 的优势。 5、人工举升采油方式主要包括有杆泵采油、潜油电泵采油、水力活塞泵采油、射 流泵采油、螺杆泵采油。 6、稠油注蒸汽开采主要包括蒸汽吞吐和蒸汽驱两大类 7、目前常用的防砂方法主要有机械防砂、化学防砂和复合防砂三大类。 8、自喷井生产系统的四个基本流动过程为油层中的渗流、井筒中的垂 直管流、嘴流和地面管线中的流动。 9、提高运行中抽油机井系统效率的最重要措施是优化工作制度 10、抽油机悬点所承受的动载荷包括惯性载荷、振动载荷和摩擦载荷等。 11. 测量油井动液面深度的仪器为回声仪，测量抽油机井地面示功图的仪器 为示功仪。 12. 冲砂方式包括正冲、反冲、正反冲、混合充。 12、影响产能的射孔参数包括孔径、孔密、孔深、相位角。 13、封隔器是在套管内封隔油层，进行井下分注分采的重要工具。 14、常用的注入水处理措施包括沉淀、过滤、杀菌、脱氧、曝晒等。 15、为了实现分层配水的目的常用偏心配水管柱和空心配水管柱。 二、选择题(每题1分，共25分) 1 绕丝筛管砾石充填防砂的筛管长度应( B ) 。 A. 大于防砂层厚度0.2 B. 大于防砂层厚度2 C. 等于防砂层厚度 D. 略小于防砂层厚度 2. 岩石的胶结强度与胶结方式有关，其中（B）胶结方式的胶结强度最小。
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。 改革开放以来，伴随着我国经济的持续增长，国内石油消耗量同样与日俱增。20世纪90年代，我国石油消费的年均增长率为7.0%，而国内石油供应年增长率仅为 1.7%。这种供求矛盾使我国自1993年成为石油净进口国之后，2004年对外依存度迅速达到42%。国内各大油田经过一次、二次采油，原油含水率不断增加，平均含水率已经高达80%以上，而近几十年来发现新油田的难度加大，后备储量接替不足。为此，三大石油公司一方面加大国内外勘探力度，另一方面挖掘现有油田潜力，保持稳产，其中提高原油采收率则是一种重要的技术手段。部分大油田先后进入三次采油阶段，即提高采收率技术的工业化应用阶段。国家计委在“七五”至“十五”计划期间，把提高采收率技术列为国家重点科技攻关项目，先后开展了热采、聚合物驱、微乳液—聚合物驱、碱—聚物驱以及碱—表面活性剂—聚合物驱等技术研究，使我国化学驱提高采收率技术进入了世界领先水平。 ＊提高采收率技术分类 目前世界上已形成提高采收率四大技术系列，即化学法、气驱、热力和微生物采油。 化学法又分为化学驱和化学调剖。化学驱包括聚合物驱、表面活性剂驱、碱水驱及其复配的二元、三元复合驱、泡沫驱等。调整吸水剖面包括浅调、深调和调驱三类技术。调剖剂分为无机类水泥、无机盐沉淀、有机聚合物凝胶、树脂类、颗粒类及泡沫类等。 气驱包括混相、部分混相或非混相的富气驱、干气驱、CO2驱、氮气驱和烟道气驱等，注入方式分为段塞注入、连续注入或水气交替注入。 热力法包括热水驱、蒸汽法、火烧油层、电加热等。其中蒸汽法又包括蒸汽吞吐、蒸汽驱、蒸汽辅助重力驱、蒸汽与天然气驱；火烧油层又分为干式、湿式、水平井注空气等。 微生物采油包括微生物调剖或微生物驱油等。此外，声波物理法采油也有大量的研究报道。 上述提高采收率技术，部分已进行工业化推广应用，部分开展了先导性矿场试验，部分尚处于
第五章提高采收率（EOR）基础知识 原油采收率是指采出地下原油原始储量的百分数，即采出原油量与地下原油原始储量之比。在经济条件允许的前提下追求更高的原油采收率，既是油田开发工作的核心，又是对不可再生资源的保护、合理利用、实现社会可持续发展的需要。 一、采油方法回顾 大多数油藏在发现以后，一般都经历了所谓的“一次采油”阶段。在这个期间，主要是利用油藏本身的天然能量来采出一部分原油。其采油机理是：随着油藏压力的下降，流体的体积膨胀和岩石压缩作用把油藏流体驱入井筒。当油藏的压力降低到原油的饱和压力以下时，气体释放和膨胀又能采出一部分原油。有些油藏带有气顶，气顶膨胀和重力排驱也能促使原油注入生产井。一些油藏与含水层相连，它能提供活跃或部分活跃的水驱。含水层的水侵既能驱替油藏孔隙中的原油，又能弥补由于原油开采造成的压力下降。 从石油开采的早期到20世纪30年代初期，大多数油藏都是利用一次采油机理进行开采的，直到经济极限产量为止，然后废弃这些油藏。此时，油藏的压力一般衰竭到很低，或者具有活跃天然水驱油藏的产水率变得特别高。对于不同的油藏，一次采油的采收率相差极大，这取决于开采机理和机理的组合、油藏类型、岩石性质、原油性质。一次采油的采收率一般为5%～20%。 作为一种提高一次采油采收率和产能的方法，在一口或多口井中注入流体。为此，曾将水和/或天然气作为注入流体，在低于天然气和原油的混相压力条件下注入地层，气体注入气顶，水注入靠近油水界面的含水层，或者注入油层。开始，提高采收率只是为了延缓或防止油藏压力下降，这样可以维持较高的产量和较长的生产时间。我们称这种技术为“保压”开采。目前，在一次采油后一定时间内注入流体的采油方法通常被称为“二次采油”。一次采油和注水或非混相注气的二次采油的最终采收率通常为原始地质储量的20%～40%。 在二次采油达经济极限时，向地层中注入流体、能量，将引起物理化学变化的方法通常被称为“三次采油(Tertiary Recovery)”。包括聚合物驱、各种化学驱(活性水驱、微乳液驱、碱性水驱)及复合化学驱、气体混相驱(不是以保压为目的的注气)。 在任何时期，向地层中注入流体、能量，以提高产量或采收率为目的方法常被称为“强化采油EOR(Enhanced Oil Recovery)”。包括三次采油中所有的方法和热力采油法。 常规注水、注气等二次采油技术所不能开采的那部分原油构成了三次采油或强化采油的
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
项目名称：低渗砂岩油藏渗流机理及提高采收率方法 推荐单位（专家）：教育部 项目简介： 我国低渗油藏储量巨大，开发难度大，采收率很低，提高采收率的资源潜力巨大。但是，目前国内外对于低渗油藏提高采收率研究基础尚很薄弱，亟待开展深入、系统的研究。针对这一迫切需求，在“973”前期研究专项、国家自然科学基金等10个国家重大项目的持续支持下，历经10余年，取得了低渗油藏渗流和驱油理论的重要突破和提高采收率方法的创新成果。 发现了水、油、聚合物溶液等液体的低速微尺度流动效应，揭示了液体在低渗油藏中的微尺度渗流机理，据此建立了低渗油藏的水测视渗透率模型；发现了不同于传统“滑脱理论”的气体高压微尺度流动效应，据此建立了低（特低）渗岩心气测渗透率模型；基于理论创新，发明了低渗岩心物性测试方法和仪器。 建立了低渗油藏启动压力梯度模型和渗透率压敏模型，研发了“低渗透油藏非线性渗流数值模拟软件”；建立了超前注水优化设计方法，自主研发了润湿反转降压增注和强酸性压裂液高效压裂技术，解决了制约低渗油藏开采的能量不足、注水困难等瓶颈问题。 揭示了低渗油藏不同于高渗油藏的渗吸排油、乳化微调、改善润湿性等化学驱机理，据此研发了强乳化、适度低张力的低渗油藏化学驱剂；发现CO2具有的强化渗吸和乳化特性、高压气体异于经典理论的强注入能力和剩余油启动能力是其在低渗油藏中的重要驱油机理，；提出了低（特低）渗油藏间歇注采、脉动注气等非常规气驱方法。 揭示了低渗油藏中水/气窜机理及相关规律；发现低渗油藏剩余油具有异常高的临界驱动压力；原创性地研发了原位聚合插层型复合凝胶和凝胶微囊深部调剖剂；形成了低渗油藏深部复合调剖技术，并取得了规模应用的显著效果。 创新成果获授权发明专利6项、实用新型专利5项，获软件著作权2项，出版教材3部，专著1部发表学术论文330篇（其中SCI收录34篇，EI收录85篇，论著被SCI他引98次、被EI他引136次、被CNKI他引2286次）；创新成果与技术已在吉林、长庆、江汉、大庆等油田应用，受效油井2000余口，累计增油77.6万吨，成果应用获直接经济效益20亿元 经教育部组织的专家组鉴定：“该成果整体达到国际先进水平，其中微尺度渗流与驱油机理达到国际领先水平。” 主要完成单位及创新推广贡献： （1）中国石油大学（北京）。中国石油大学（北京）针对低渗油藏微尺度渗流机理和驱油‐调驱技术的研究成立了专门的研究小组，为该技术提供了优良的实验条件，为该项目的顺利进行提供了资金支持。主要贡献为：①实验研究了油、气、水低渗油藏孔隙中的微尺度流动效应，揭示了低渗油藏中水的低速非线性渗流和高压气体的非Klinkenberg渗流机理。②建立了低渗岩心水测视渗透率、气测渗透率模型和表征低渗储层驱油特性的孔渗系数模型。③低渗透油藏驱油剂的关键性能指标和与驱油‐调驱技术配套的驱油乳化剂优化研究。④研发了具有自主知识产权的强窜流低渗油藏原位聚合插层型复合凝胶和低注入粘度的地下聚合凝胶深部调剖体系。⑤建立了低渗油藏有效驱替系统的井网优化方法；提出了低渗油藏非常规非均衡注水提高单产能的方法。⑥地层适应性研究并制订了选井条件，在全国4个主要低渗透油田开展现场试验。 （2）中国石油天然气股份有限公司吉林油田分公司勘探开发研究院。主要
“ “ C ““ “ E 提高采收率技术及其应用 20 年来，石油勘探与开发行业较少提及提高采收率（EOR）这一术语。然而在此期间，通过蒸汽驱和二氧化碳驱提高采收率方法的应用一直比较成功。近年来，世界各地很多老油田产量不断下降使得提高采收率技术重新受到关注。如今，通过能够加深 Rifaat Al-Mjeni 壳牌阿曼技术公司阿曼马斯喀特油藏认识、改善油藏评价的技术，成功实施 EOR 的可能性已得到很大提高。 Shyam Arora Pradeep Cherukupalli John van Wunnik 阿曼石油开发公司 阿曼马斯喀特 John Edwards 阿曼马斯喀特 Betty Jean Felber 顾问 美国俄克拉何马州SAND SPRINGS Omer Gurpinar 美国科罗拉多州丹佛 George J. Hirasaki Clarence A. Miller 莱斯大学 美国得克萨斯州休斯敦 Cuong Jackson 得克萨斯州休斯敦 Morten R. Kristensen 英国ABINGDON Frank Lim 阿纳达科石油公司 得克萨斯州WOODLANDS Raghu Ramamoorthy 阿联酋阿布扎比 《油田新技术》2010 年冬季刊：22 卷，第 4 期。?2011 斯伦贝谢版权所有。 CHDT，CMR-Plus，DiElEctRic ScannER，ECLIPSE，FMI，MDT，MicRoPilot 和 SEnsa 等是斯伦贝谢公司的商标。 16 仍有大量剩余石油资源埋藏在 现有油田基础设施能够触及的范围之 内。作业公司知道这些资源在什么地 方，也很清楚有多大储量。这些石油 是在传统采收方法（如一次开采和注 水开采）达到经济开发极限之后仍然 存留在储层中的那部分资源。 各个油田剩余原油的百分比各不 相同，但根据一份对美国10个产油区 的调查结果，大约有三分之二的原始 石油地质储量（OOIP）在采用传统采 油方法后仍然存留在储层中[1]。调查 发现在这些产油区大约有23%的原油 可通过成熟的CO2驱技术开采出来。 这部分技术可采资源几乎达140亿米3 （890亿桶），按照目前美国的石油消 费量计算，能保证美国10以上的能源 供应。近年来关于如何采收这部分资 源的技术方法越来越受到关注[2]。 1. HaRtstEin A，KusskRaa V 和 GoDEc M ： REcoVERinG ‘StRanDED Oil’Can SubstantiallY ADD to U.S. Oil SuPPliEs”，项目概况，美国能源部化石能 源办公室（2006 年），https://www.doczj.com/doc/fc7633713.html,/ PRoGRams/oilGas/Publications/EoR_co2/C_-10_ Basin_StuDiEs_Fact_SHEEt.PDf（2010 年 11 月 8 日浏览）。 2. 关于提高采收率方法的最新回顾，请参见： ManRiquE E，THomas C，RaVikiRan R，IzaDi M， Lantz M，RomERo J 和 AlVaRaDo V ： EOR ： uRREnt Status anD OPPoRtunitiEs”，SPE 130113，发表在 SPE 提高采收率研讨会上，图尔萨，2010 年 4 月 24-28 日。 关于两年一度的调查活动结果，请参见： MoRitis G ： SPEcial REPoRt ：EOR/HEaVY Oil 全球进入成熟期的老油田越来 越多，每年有很多油田迈过了产量高 峰期。作业公司都在想方设法优化油 田的采收率。过去20年中，业界在开 采剩余资源方面取得了巨大进展。如 今，采用先进测井仪器、4D地震评 估、井间成像技术、3D地质模拟及 其他现代软件系统能够确定死油的位 置。业界现在对碎屑岩沉积构造、碳 酸盐岩石物性与储层岩石力学有了更 深入的了解，而这些都是建模和井眼 规划所需要的。现在，石油行业已能 钻出非常复杂的井，能精确到达蕴藏 未开发石油资源的多个目的层。经过 精心设计的完井装置能够更好地监控 井下生产和注入作业，能在井下和地 面测量流体性质。使用专门设计的化 学剂可提高采收率，还尝试使用纳米 技术开采剩余油的高级研究。另外， SuRVEY ：CO2 MisciblE，StEam DominatE EnHancED Oil REcoVERY PRocEssEs”，Oil & Gas JouRnal，108 卷， 第 14 期（2010 年 4 月 19 日）：36-53。 MoRitis G ： EOR Oil PRoDuction UP SliGHtlY”，Oil & Gas JouRnal，96 卷，第 16 期（1998 年 4 月）： 49-77，https://www.doczj.com/doc/fc7633713.html,/inDEX/cuRREnt-issuE/oil- Gas-JouRnal/VolumE-96/issuE-16.Html（2011 年 2 月 7 日浏览）。 3. 2003 年向 SPE 提出的一项澄清这些定义的 建议未被采纳。参见 HitE JR，StosuR G， CaRnaHan NF 和 MillER K ： IOR anD EOR ： ffEctiVE Communication REquiREs a DEfinition of TERms”， JouRnal of PEtRolEum TEcHnoloGY，55 卷，第 6 期 （2003 年 6 月）：16。 油田新技术
综述老油田改善开发效果及提高采收率技术岳登台Ξ (中国石油天然气总公司)摘 要 中国陆上老油田已进入高含水后期开发,随着开采程度加深, 地下油水关系越来越复杂,剩余油分散,给油田稳 产和调整挖潜带来的难度越来越大。但目前老油田储量和产量的比例,仍占陆上总开发储量和产量的70%以上,是生产上 的主力,其潜力也最大,仍然是今后调整挖潜的主要对象。鉴于中国陆上油田绝大多数为陆相储层,构造复杂,非均质严 重,原油粘度偏高,石油地质特点决定了水驱油的不均匀性及剩余油分布的复杂性,潜力就存在于这种复杂之中。根据中 国陆上石油地质特点和老油田开发现状,围绕改善开发效果及提高采收率着重阐述了四个方面的配套技术:即认识油藏 的配套技术,主要包括油藏动态监测技术、油藏精细描述技术、油藏数值模拟技术;完善注水开发配套技术,主要包括注水 结构调整、产液结构及含水结构调整、钻取高效调整井、改造“双低”单元、配套工艺技术等;热力采油配套技术;化学驱采 油配套技术。经过多年来的努力,我国陆上油田提高采收率技术有了明显进步,针对不同类型油藏潜力分布特点,采用各 种有效方法及其配套技术,为挖潜增储、增产提供了很大的余地。 主题词 老油田 开发 调整 提高采收率 配套技术 1 前 言 根据“八五”末313个油田按开采程度分类来看,采出可采储量大于60%,综合含水大于80%的老油田118个,开发动用地质储量9712×108t ,占总开发储量的7419%,年产油10100×104t ,占陆上年产油量的7310%,平均采出可采储量的74111%(图1),剩余可采储量的采油速度9192%。大部分老油田已进入开发的 图1 1996年底陆上已开发油田开采程度分类图 F ig .1 C lassificati on of recovery on sho re developed o ilfields in the end of 1996后期,产量普遍出现总递减。贯彻中国石油天然气 总公司以效益求发展的精神,对于油藏管理来讲, 就是如何从我国油田开发的实际情况出发,合理 利用人才、技术、财力资源和知识经验,使用各种 有效方法和手段,以获得最大的经济采收率。据统 计表明,到目前,已开发油田的总采收率33%,是 不高的。处于高含水后期开发的老油田,仍然是当 前生产上的主力,产量多,剩余可采储量多,潜力 也大。随着工艺技术的进步,新的采油方法的应 用,采收率还会不断提高,可采储量还会有较大的 增长。因此,改善老油田开发效果及提高采收率仍 然是我国陆上,尤其是东部各油田工作的重点。长 期以来的开发实践证明,要不断改善陆相油田的开发效果及提高采收率,只有依靠先进、适用、经济的配套技术,才能取得好效果。2 认识油藏的配套技术 我国陆上油藏类型多而复杂,陆相储层的特点是非均质十分严重,导致注水开发过程中水驱油的不均匀石 油学报 1998年7月A CTA PETROL E I S I N I CA 第19卷 第3期Ξ岳登台,1967年毕业于西南石油学院。现任中国石油天然气总公司开发生产局油藏管理处处长、高级工程师。通讯处:北京市六铺炕。邮政编码:100724。
《提高采收率原理》教学大纲 一、课程基本信息 1、课程英文名称：Enhanced Oil Recovery 2、课程类别：专业课程 3、课程学时：总学时40，实验学时6。 4、学分：2 5、先修课程：油层物理、渗流力学、物理化学 6、适用专业：石油工程、海洋石油工程、油田化学 7、大纲执笔：石油工程学院油气田开发工程研究所（王健） 8、大纲审批：石油工程学院学术委员会 9、制定（修订）时间：2008.10 二、课程的目的与任务 《提高采收率原理》是石油工程专业（采油、油藏模块）本科生的专业必修课程，其目的是让学生了解和掌握各种提高采收率方法的基础知识、基本驱油原理、复杂驱油理论、各EOR方法的适用条件、矿场应用现状、存在的问题、解决问题的主要思路及技术研究发展方向等，为将来从事提高采收率方向的实际工作和科学研究打下坚实的基础。 由于我国油田普遍处于高含水阶段，产量递减速度快，提高采收率技术是一项十分必要和紧迫的研究课题。石油工程专业有相当多的毕业生将从事与提高采收率方向相关的具体工作。该课程的开设对于培养石油工程专业的复合型、实用型人才具有重要意义。 三、课程的基本要求 要求选修者分别对以提高波及效率为主和以提高洗油效率为主的各种方法的原理、室内评价方法、适用条件等加以掌握，为此要求对油层物理学、高分子化学、表面化学、胶体化学、传热学等基础学科有较深了解。 四、教学内容、要求及学时分配 （一）理论教学： 按层次结构列出知识点条目，知识点的简要说明，知识点的教学要求，重点、难点，教学时数及其所用时间等。 绪论（1学时） 要求：了解一、二、三次采油、EOR、IOR、ASR等有关原油采收率的基本概念，了解提高采收率技术的发展历史及应用状况，大致知道各种提高采收率技术的发展背景、适用条件。 1.一次采油(Primary Oil Recovery)
聚合物是由一种或几种单体经聚合反应而产生的产物。相对分子量小的称为低聚物。一般把相对分子量高于1×104的，称为高分子化合物，简称高聚物。 聚合物的低分子化合物叫单体，如形成聚丙烯酰胺的丙烯酰胺单体。 3.1 什么是聚合物分子的线型结构？ 由许多基本结构单元连接成一个线型长链大分子，这种结构称线型结构。 3.2 什么是聚合物分子的支链结构和体型结构？ 若聚合物长链分子两边连接有相当数量的侧链，称为支链型聚合物。当聚合物高分子链上可相互作用的官能团在一定条件下交联而成三向空间时，则形成体型结构。 4.1 什么是聚合反应？ 由一种或几种低分子单体相互结合成为高分子聚合物的反应称为聚合反应。 4.2 聚合物反应的分类？ 按化学反应类型分，合成聚合物的反应有两类，即加聚反应和缩聚反应。按聚合反应机理分，可分为逐步反应和连锁聚合反应。 从石油裂解得到的原料—丙烯出发制造聚丙烯酰胺，包括四个部分： ★制造丙烯腈（CH2=CH-CN） ★制造丙烯酰胺（CH2=CH-CONH2） ★制造丙烯酸（CH2=CHCOOH,生产部分水解聚丙烯酰胺用） ★聚合 6.1 聚丙烯酰胺的化学结构有哪几类？ 聚丙烯酰胺的化学结构有非离子型、阴离子型和阳离子型三类。 6.2 聚丙烯酰胺主要有几种形态？ 在不同的生产工艺条件下，聚丙烯酰胺可被制成四种物理形态：乳液状、粉末状、胶体状、水溶液。 7.1 什么是溶解？ 溶解是溶质分子和溶剂分子相互扩散形成一种均一体系的过程。 7.2 聚合物溶解的条件是什么？ 聚合物溶解有三个条件： （1）聚合物分子结构为直链线型能溶解，交联度很低的聚合物加热后缓慢溶解，交联度高的体型聚合物不易溶解。 （2）聚合物溶解必须有适当的溶剂。根据“极性相似相溶”原则选择溶剂，如聚丙烯酰胺有极性基因，可溶于水而不溶于油。 （3）分子链越长（即相对分子质量越大），因聚合物自身分子间的内聚力越大，所以溶解性越小。 8.1 什么是黏度？ 流体在外力的作用下，液层发生位移，分子间产生摩擦，对摩擦所表现出的抵抗性称为绝对黏度，简称黏度。 8.2 影响聚合物黏度的因素是什么？ 影响聚丙烯酰胺溶液黏度的因素有： 相对分子质量、水解度（或阴离子含量）、溶剂、浓度、温度、矿化度（含盐量）、PH 值、剪切速率和其他因素如热、氧等。 9.1 什么是聚丙烯酰胺的水解？ 水解是物质加水所引起的分解作用。聚丙烯酰胺在碱的作用下，发生水解反应，生成部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）。水解是聚合度相似或不变的化学变化。 9.2 什么是水解度？