三次采油的原理、方法和在油田中的应用
- 格式:doc
- 大小:201.00 KB
- 文档页数:10
三次采油工程技术应用随着石油资源的逐渐枯竭,传统的开采技术已经无法满足对石油需求的不断增长。
为了有效地利用现有的石油资源,并且开发新的储量,三次采油技术逐渐成为了石油行业的热门话题。
三次采油技术凭借其高效、环保等特点,已经在国内外广泛应用,并取得了显著的成果。
一、三次采油工程技术的概念三次采油是指在常规的原油采出之后,再利用高压气体(氮气、CO2等)或者高温热水等物质进行注入,从而进一步提高油田的采收率。
三次采油由初次采油、二次采油和三次采油三个主要阶段组成。
其中初次采油通常采用自然压力开采法,即利用地下油藏自身的压力将原油逼出;而二次采油则采用注水法或者天然气驱替法来继续提高油田的产量,而三次采油则是通过注入高压气体或者高温热水等物质,促使原油从地下深层油藏中被压缩出来,从而将油田的采收率提高到更高的水平。
在实际的石油开采中,三次采油技术已经被广泛应用,并且在不同的地区和油田都取得了较好的效果。
在国内,三次采油技术已经在大庆、胜利、苏里格、塔里木、长庆、南地、渤海等多个油田得到了广泛应用,且在中东、北美、俄罗斯等国际石油产油国家也取得了显著的成果。
1.高温注汽技术高温注汽技术是三次采油工程技术的一种重要形式。
在实际操作中,高温注汽可以采用自然气、沼气、CO2等多种介质,将其通过地面工程设施,注入到油藏中,从而提高油藏内部的温度,降低原油的粘度,促使原油向井口运移。
由于有利于提高原油驱替效果,高温注汽技术已经在大庆、胜利、苏里格、南地等多个油田得到了实际应用,并且取得了非常好的成效。
2.高压氮气辅助采油技术高压氮气辅助采油技术是三次采油的另一项重要技术。
在高压氮气辅助采油技术中,利用高压氮气注入到油藏中,增加了油藏内部的压力,从而促使原油被压缩出来,同时也通过氮气气泡的包裹,使得原油的流动性得到了改善。
高压氮气辅助采油技术已经在渤海等多个油田得到了应用,并且取得了良好的效果。
3.天然气驱替技术天然气驱替技术是三次采油技术的一种创新形式。
三次采油技术原理一、三次采油概况和基本原理石油是一种非再生的能源,石油采收率不仅是石油工业界,而且是整个社会关心的问题。
由于石油是一种流体矿藏而带来独特开采方式。
石油开采分为三个阶段。
一次采油是依靠地层能量进行自喷开采,约占蕴藏量15~20%。
在天然能量枯竭以后用人工注水或注气,增补油藏能量使原油得到连续开采,称之二次采油,其采收率为15-20%。
当二次采油开展几十年后,剩余油以不连续的油块被圈捕在油藏砂岩孔隙中,此时采出液中含水80~90%,有的甚至高达98%,这时开采已没有经济效益。
为此约有储量60~70%的原油,只能依靠其他物理和化学方法进行开采。
这样的开采称之三次采油,国外亦称EOR(Enhanced Oil Recovery)技术。
据我国对十三个主要油田的82个注水开发区,进行系统的筛选和科学潜力分析,结果表明,通过三次采油方法能提高采收率12.4%,增加的可采储量相当全国目前剩余储量的56%[1]。
当然是说,若把这种潜力都挖掘出来,我国的可采储量可以增加一半以上,为此发展三次采油是必经之路。
通常提高采收率有三类。
第一类为热力法,如火烧地层,注入过热蒸气;第二类为混相驱,即注入CO2气到原油中进行开采;第三类为化学驱,如碱水驱、微乳液驱和三元复合驱等。
这次重点是介绍化学驱。
1.注水开采后,原油为何大量留在地层。
(1)油藏岩石的非均质性。
例如在庆油田葡萄花油层属于正韵律沉积,下粗上细。
下部的渗透率高于上部,在注水驱时往往沿着油层下部推进,而上部油层则继续留下大量未被驱扫的原油。
这说明水不能被波及到低渗透油层。
由于油藏岩石非均质性,阻止水的波及系数的提高。
(2)油层岩石的润湿性岩石为水润性,注水能把岩石表面的原油冲刷下来。
反之,岩石为油润性,注水只能冲刷一部分原油。
这种驱出原油的量,称之洗油效率。
洗液效率=(注水波及到油区所采出的油容积)/(整个波及油区储量油的容积)(3)毛细管的液阻效应当驱动原油在毛细孔中运移到达喉道时,原油块要发生变形,产生附加压力,用Laplace方程计算。
大庆油田三次采油技术的实践与认识大庆油田是中国最早的油田之一,也是中国三大油田之一。
随着油田的开发和采油技术的不断发展,大庆油田三次采油技术已经成为了全球油田开发中的经典范例。
本文将从实践和认识两个方面来探讨大庆油田三次采油技术的研究与应用。
一、实践1.三次采油技术的基本原理三次采油技术是一种综合利用原油地下残余能量的方法,主要包括原油开采、注水和蒸汽驱三个阶段。
具体来说,首先通过常规采油技术开采尽可能多的原油,然后在油井中注入水或蒸汽,通过压力驱动残余原油流到井口,最后用常规采油技术将残余原油采出。
2.三次采油技术的优势三次采油技术可以大幅度提高原油采收率,从而延长油田的生命周期。
大庆油田的实践证明,三次采油技术可以将采收率从常规采油技术的30%提高到70%以上,同时减少对环境的影响,提高油田的经济效益。
3.三次采油技术的难点三次采油技术需要高度的技术水平和完善的设备支持。
其中,注水和蒸汽驱过程需要对地下油层的物理和化学特性有深入的了解,同时需要掌握注入液体和蒸汽的压力、温度和流量等参数的调节技术。
二、认识1.三次采油技术的科学性三次采油技术是基于对原油地下残余能量的深入理解和利用而发展起来的,是一种科学和系统的解决方案。
该技术在实践中得到了广泛应用,证明了其科学性和实用性。
2.三次采油技术的创新三次采油技术是在常规采油技术基础上不断创新和发展而来的。
大庆油田在三次采油技术的研究中,不断探索新的方法和技术,取得了一系列创新成果,如注水压裂和蒸汽驱油等。
3.三次采油技术的现实意义三次采油技术的研究和应用对于全球油田开发和能源安全具有重要的现实意义。
随着全球能源需求的不断增长和能源结构的不断调整,三次采油技术将成为未来油田开发的重要方向。
大庆油田三次采油技术的研究和应用是具有重要意义的。
通过对这一技术的深入了解和探索,我们可以更好地开发和利用地下油气资源,实现能源可持续发展,为人类社会的发展做出更大的贡献。
三次采油工程技术应用自20世纪80年代初期以来,三次采油技术在世界上的应用得到了广泛的推广,尤其是在采取水平井和超长水平井的趋势下。
三次采油技术是指在原油储藏层中注入压缩气体、水或化学物质等,以提高采油效率和产量。
本文将介绍三次采油工程技术的应用范围、目的、优点和局限性。
一、应用范围三次采油技术适用于各种类型的油藏和采油方式,包括常规油藏、非常规油藏、重油和超重油、页岩气和煤层气等。
三次采油技术可以应用于垂直井、水平井和超长水平井等不同类型的井筒,并且对井筒的深度和间距没有严格的要求。
此外,三次采油技术也可以搭配其他采油技术使用,如防水墙、油藏压裂等。
二、目的三次采油技术的主要目的是提高采油效率和产量。
注入压缩气体、水或化学物质等可以有效地减缓原油的黏滞度,降低地层压力和黏度阻力,提高原油的渗透性和流动性。
此外,三次采油技术还可以扩大油藏的有效面积和提高采油率,从而提高原油的采取率和利用率。
三、优点采用三次采油技术可以获得以下优点:1.提高采油效率和产量。
2.降低采油成本和能源消耗。
3.减少对环境的污染和破坏。
4.延长油田寿命周期,减少油井的开采距离。
5.可以应用于各种类型的油藏和采油方式。
四、局限性三次采油技术也存在以下局限性:1.高成本和投资风险。
2.技术难度大,操作难度大,需要严格的监测和控制。
3.注入压缩气体、水或化学物质等可能会对环境造成负面影响。
4.可能会触发地震等自然灾害。
5.可能会导致油井的堵塞和技术失效。
五、结论。
三次采油(EOR)成为一种在一、二次采油之后有效提高采油率的重要技术,而表面活性剂在三次采油中的重要性越来越明显,其中表面活性剂驱和三元复合驱(ASP,即碱- 表面活性剂-聚合物复合驱)则是具有发展潜力的三次采油技术。
本文主要介绍和概述了三次采油用表面活性剂的制备、性能、应用特点及其发展前景。
内容:0 前言石油能源的合理开发利用已引起人们的极大重视。
由于常规的一、二次采油(POR和SOR)总采油率不是很高,一般仅能达到20%~40%,最高达到50%,还有 50%~80%的原油未能采出。
因此在能源日趋紧张的情况下,提高采油率已成为石油开采研究的重大课题,三次采油则是一种特别有效的提高采油率的方法。
目前,三次采油研究以表面活性剂和微生物采油得到人们的普遍重视,而表面活性驱则显示出明显的优越性,其中所用驱油液的主要添加剂是表面活性剂,本文讨论表面活性驱所用表面活性剂的制备、应用特点和进展。
1 表面活性剂的制备由于三次采油用表面活性剂和助剂绝大部分是阴离子磺酸盐及羧酸盐,其提高采油率效果最为显著,因此这里主要讨论在三次采油中重要的阴离子磺酸盐及羧酸盐的合成与制备。
对于磺酸盐制备的磺化反应所用的磺化剂,常用的有浓硫酸、发烟硫酸、三氧化硫和氯磺酸。
对于大规模工业生产,综合比较来看,以三氧化硫磺化工艺最优,其通用性、安全性、适用性都比较好,成本也较低。
因此在磺酸盐合成工业中获得了广泛的应用和发展。
1.1石油磺酸盐的制备石油磺酸盐是以富芳烃原油或馏分磺化得到的产物,其主要成分是芳烃化合物的单磺酸盐,其中有一个芳环与一个或几个五元环稠合在一起,也有二个芳环与一个或几个五元环稠合在一起,其余的则为脂肪烃和脂环烃的磺化物或氧化物。
目前主要采用磺化法,分别有三种制备方法:白油生产副产物法、原油磺化法和两步磺化法。
(1)白油生产副产物法。
在提炼白油的生产中利用磺化工艺,除掉原料油中的芳烃及其它活性组分,得到的主要产物是白油和磺酸油,在水相中则主要是石油磺酸盐。
油田三次采油驱油技术应用分析发布时间:2022-01-17T08:44:25.457Z 来源:《工程管理前沿》2021年26期作者:袁津华[导读] 随着当前社会的快速进步,我国的石油行业也面临了一个新的发展阶段袁津华中国石油大港油田分公司第五采油厂协同研究中心,天津市滨海新区 300280摘要:随着当前社会的快速进步,我国的石油行业也面临了一个新的发展阶段,新的发展时期,传统二次采油技术已经逐渐的落后,在这一技术的基础之上,正在进行技术的革新,出现了三次采油驱油技术。
这是引用了物理化学双重作用的一种新型的技术,使得我国油田的出油量在快速的提高,也可以石油使得石油出产的效率水平得到提高,这为我国油田企业的有效发展带来了积极的作用和影响,解决了目前我国所面临的一些能源问题。
在不断开展的技术实践当中,我国的三次采油驱油技术已经更加的完善。
关键词:油田;三次采油;化学驱油;物理驱油;应用在当前世界上,石油是人们使用最为广泛最频繁的能源之一,同时石油也是一种不可再生的能源,也就是将现有的石油能源耗尽以后,无法再出现更多新的石油能源,供人们使用。
人们的生活当中对于石油应用是非常频繁的,石油资源却有一定的限量,总有一天会被人们全部用完。
随着当下石油开采越来越多,开采的难度也会逐渐的提高,逐渐的加大,因此为了能够有效的延缓石油耗尽的那一天,人们需要重视在石油开采过程当中应用到的一些技术手段,也需要注意到在石油开采过程当中驱油工作的重要性。
1三次采油的基本概念1.1三次采油技术的基本定义在油田实际开采的过程当中,可能会出现一些在油层里面,无法开采出来的,剩余的一些不可动油,对于这些不可动油进行开采,一直以来都是有关工作人员需要思考的一个重点,也是解决当下世界上存在的能源紧缺的一个关键问题。
在这个时候科学的应用三次采油技术,可以使得这个问题得到有效的解决,提高油田生产的效率。
这一技术将物理,化学以及生物领域当中的一些基本的科学原理进行了使用,利用非助手的手段从而开采这些不可动油,进而就可以使得油田的开采寿命得到延长,开采的潜力得到提高。
三次采油方法、应用条件及文件综述石油资源是一种重要的战略资源,对国家的经济发展和人民生活水平的提高具有重要作用。
然而它并不是取之不尽,用之不竭的,随着勘探开发程度的加深,开采难度会逐步加大,因此提高石油采收率不仅是石油工业界,而且是整个工业界普遍关心的问题。
三次采油技术是中国近十年来发展起来的一项高新技术,它的推广应用对提高原油采收率、稳定老油田原油产量起到了重要的作用1 .三次采油的简介在20世纪40年代以前,油田开发主要是依靠油层原始能量进行自喷开采,一般采收率仅为5%一10%,我们称之为一次采油(POR)。
这是油田开发早期较低的技术水平,一次采油使90%左右的探明石油储量被留在地下。
随着渗流理论的发展,达西定律被应用于流体在多孔介质中的渗流,表明油井产量与压力梯度成正比关系。
这使人们认识到一次采油造成原油采收率低的主要原因是油层能量衰竭,从而提出了以人工注水(气)的方法,来增补油层能量,保持油层压力开发油田的二次采油方法(SOR)。
这是当今世界油田的主要开发方式,使油田采收率提高到30%~40%,是一次油田开发技术上的飞跃,但二次采油后仍有60%一70%剩余残留在地下采不出来¨I2 J。
国内外石油工作者进行了大量研究工作,逐步认识到制约二次原油采收率提高的因素,进而提出了新的三次采油方法(EOR)。
三次采油指油藏经过一次采油(依靠油层原始能量)、二次采油(通过注水补充能量)后,采取物理一化学方法,改变流体的性质、相态和改变气一液、液一液、液一固相问界面作用,扩大注入水的波及范围以提高驱油效率,从而再一次大幅度提高采收率。
2.三次采油的分类三次采油提高原油采收率的方法主要分为化学法、混相法、热力法和微生物法等。
根据作用原理的不同,化学法又可以进一步分为碱(Alkaline)驱、聚合物(Polymer)驱、表面活性剂(Surfactant)驱以及在此基础上发展出来的碱一聚合物复合驱(AP驱)、碱一表面活性剂一聚合物复合驱(ASP驱)或表面活性剂一碱一聚合物复合驱(SAP驱)。
三次采油工程技术应用引言:石油是当今世界上最重要的能源资源之一,尤其对于工业生产和现代化社会发展具有不可替代的作用。
由于传统采油方式的限制,很多油田已经进入了中后期开发阶段,而储量逐渐减少、开采难度增大也让油田开发面临着严峻的挑战。
在这一背景下,三次采油工程技术应运而生,成为了解决油田开采难题的有效方法之一。
本文将重点介绍三次采油工程技术的应用及其在油田开发中的重要意义。
一、三次采油工程技术概述三次采油是指在原有油田二次采油(水驱、气驱)基础上,通过注入化学剂、热能或消凝剂等手段,改善原油的流动性和采收率,从而实现更高效率的油田开采方式。
三次采油工程技术主要包括化学驱、热采、增产技术等多种手段,可以根据油田特点和地质条件进行综合应用,提高原油采收率,延长油田寿命,实现更加可持续的油田开发。
二、三次采油工程技术的应用1. 化学驱化学驱是三次采油技术中的重要方法之一,通过在油藏中注入化学剂,改变原油和岩石表面的亲亲疏水性质,降低原油与孔隙岩石之间的粘附和表面张力,从而提高原油的流动性和采收率。
常见的化学驱剂包括聚合物、表面活性剂、缓蚀剂等,这些化学品可以提高原油的排放率、减少油层压力、降低采出水含油率等,使得油藏中原油的采收率大大提高。
2. 热采热采是指通过注入蒸汽、热水或燃烧天然气等方式,在地下形成高温高压环境,改善原油的流动性和降低粘度,从而提高采收率。
热采技术主要适用于高粘度原油或者稠油资源的开采,通过高温条件将原油稠度降低,使得其更易于流动。
热采技术的应用可以有效提高油田的采收率,延缓油田枯竭期。
3. 增产技术除了化学驱和热采外,三次采油工程技术还包括一系列的增产技术,例如水力压裂、水平井技术、油藏管理等。
水力压裂可以有效地改善油藏裂缝连接性,提高油藏的渗透率和采收率;水平井技术可以增加油井的暴露面积,提高原油产量;而油藏管理可以通过合理排采控制,减少污水开采,提高采油效率。
三、三次采油工程技术应用的重要意义1. 增加原油采收率三次采油技术的应用可以有效地提高油田的采收率,将原本较难开采的残余原油充分采集,最大程度地利用地下资源。
化学驱三次采油技术一、化学驱油机理化学驱在油田进入现场应用的主要是:聚合物驱和三元复合驱(A.S.P)。
聚合物驱主要是通过增加驱替液粘度、降低油层水相渗透率来降低流度比、调整吸水剖面,达到提高驱替相波及体积的目的。
聚合物溶液粘度越高,其提高采收率幅度越大。
一般聚合物驱比水驱提高采收率幅度6%~ 13%。
三元复合驱既可提高注入剂波及体积,又可增加驱油效率。
另外,三类化学剂复配在一起,既能够发挥单一驱油剂的优势,又能够产生协同加合效应,从而获得更好的提高采收率效果。
三元复合驱一般比水驱提高采收率幅度13%~ 20%。
二、化学驱研究程序及技术系列化学驱油技术是一项比较大的系统工程,比注水开发要复杂的多,投入费用高,风险大,中间某个系统或环节出现问题,都可能导致整个工作的失败。
为了使这项工作能够顺利地开展,并达到增加采收率的预期目标,需要将化学驱油的各个环节有机地联系起来,成为一个整体。
胜利油田的化学驱油技术主要由聚合物驱油和三元复合驱油两大部分组成。
聚合物试验研究主要集中在:(1)聚合物溶液性质如基本物性参数、流变性、稳定性等;(2)聚合物在多孔介质中的性质如吸附、分子量与地层配伍性、流变性、阻力系数、不可及孔隙体积等;(3)驱油试验及试验方案,确定用量、非均质影响等。
在三元复合驱油中要重点研究油水界面性质、不同化学剂间的配伍性如互相作用及其协同效应。
同时由于不同化学剂组合在一起具有不同的特点,因此在研究注入方式时已不再是简单的流度控制问题,它需要根据油藏实际情况和形成乳化液的状况来合理地确定注入方式。
特别是由于复合驱油机理复杂。
影响因素已不再仅仅是油或注入流体粘度问题,故研究过程中所需要的手段和影响因素比聚合物驱油要复杂得多。
通过攻关研究,目前该技术已基本成熟配套,形成从室内筛选、性能评价、油藏工程方案优化设计、数值模拟跟踪模拟到现场实施跟踪调整和评价的一整套技术系列。
1、建立完善了室内试验研究配套技术完善了聚合物评价技术。
西北大学地质学系研究生综述性课程成绩单教师注意事项:1、课程总成绩应基本符合正态分布;2、若有两种(及以上)方式进行综合考核,需明确各部分所占比例;3、评语中应指出该份作业的特点与不足。
三次采油在油田中的应用、方法和进展石油作为一种重要的不可再生化工能源,对国家经济和国家安全都有重要的作用,在国家发展中占有举足轻重的地位。
然而,随着勘探技术的发展和工作的深入,继续发现大的油气田越来越困难,因此,提高采收率成为油气发展永恒的主题。
20世纪40年代以前,油田开发主要是依靠天然能量消耗开采,一般采收率仅5%-10%,我们称为一次采油。
它反映了早期的油田开发技术水平较低,使90%左右的探明石油储量留在地下被废弃。
随着渗流理论的发展,达西定律应用于油田开发。
人们认识到油井产量与压力梯度呈正比关系,一次采油采收率低的主要因素是油层能量的衰竭,从而提出了人工注水(气),保持油层压力的二次采油方法,使油采收率提高到30%-40%。
这是至今世界上各油田的主要开发方式,是油田开发技术上的一次大飞跃。
但二次采油仍有60%-70%的油剩留地下。
为此,国内外石油工作者进行了大量研究工作,逐步认识到制约二次采油采收率提高的原因,从而提出了三次采油新方法。
1.提高采收率原理在油田开发过程中,通常称利用油藏天然能量开采的采油方式为一次采油。
而在一次采油后,通过注水或非混相注气提高油层压力并驱替油层中原油的驱油方式称为二次采油。
三次采油是针对剩余油而进行的,指油田在利用天然能量进行开采和传统的用人工增补能量(注水、注气)之后,利用物理的、化学的、生物的新技术进行尾矿采油的开发方式。
这种驱油方式主要是通过注化学物质、注蒸汽、注气(混相)或微生物等,从而改变驱替相和油水界面性质或原油物理性质。
采收率地质储量最终累计采油量=η,最终累计采油量一般以油田含水量在98%以上为止。
与采收率有关的两个参数是波及系数E V 和洗油效率E D 。
三次采油技术简介发布时间:2022-07-15T06:28:38.608Z 来源:《科学与技术》2022年第5期3月作者:翟立军欧阳彬赵亚峰刘彦飞杜佳佳李萍萍[导读] 本文主要介绍了三次采油的基本知识、产生背景、基本原理、主要的驱油方法以及在一些油田的应用效果,并对三次采油在新世纪的发展趋势和影响推广的问题进行了探讨展望翟立军欧阳彬赵亚峰刘彦飞杜佳佳李萍萍华北油田公司苏里格勘探开发分公司内蒙古鄂尔多斯 017300华北油田公司二连分公司内蒙古锡林浩特 026000华北油田公司河北储气库分公司 065000摘要:本文主要介绍了三次采油的基本知识、产生背景、基本原理、主要的驱油方法以及在一些油田的应用效果,并对三次采油在新世纪的发展趋势和影响推广的问题进行了探讨展望。
关键词:三次采油热力驱化学驱混相驱随着世界经济持续快速增长,全球能源需求自然水涨船高,我国作为世界第二大经济体2021年1-12月石油进口量达51298万吨,石油作为一种不可再生资源,其供应受到很大的限制。
实践研究发现,一次采油技术的采收率仅为15%左右;二次采油技术要优于一次采油技术,但是采收率也比较低,只能达到25%~40%左右;国内多数油田目前处于高含水期开采阶段,综合采收率仅为32%左右,意味着仍有六成以上的石油“滞留”地下。
三次采油技术,是一项能够利用物理化学和生物等新技术提高原油采收率的重要油田开发技术,极大促进石油行业的发展和社会的进步。
三次采油技术的发展经历了3次阶段:第一阶段:20世纪50年代后期至60年代中期,蒸汽吞吐的高速发展时期。
50年代后期,蒸汽在南美洲委内瑞拉首次用于重油开采,从此在世界范围内打开了重油这个资源宝库。
第二阶段:20世纪80年代,化学驱的发展达到高峰期。
80年代,美国化学驱项目数从1980年的42个剧增至1986年的206个,但到1988年却快速降到了124个,造成化学驱发展变缓的原因主要是化学注剂比热采和注气的成本高,且化学驱后对地下情况认识还有许多不确定因素。
石油开采三次采油技术应用现状及发展探析随着全球能源需求的不断增长,石油的开采成为各国关注的焦点。
为了提高石油开采效率和延长油田的产能,人们逐渐采用了三次采油技术。
本文将探讨石油开采三次采油技术的应用现状及发展。
三次采油技术是指在初次采油(即常规采油)和二次采油(即水驱、气驱等采油方式)之后,对油藏施加外部能量来提高原油产量并改善采油环境的一种采油方法。
三次采油技术主要包括热采、化学驱和微生物驱。
热采技术是目前应用最广泛的三次采油技术之一、这种方法通过注入高温物质,如热水或蒸汽,来提高原油的流动性。
热采技术可以分为蒸汽吞吐、蒸汽驱和热润滑减阻等形式。
蒸汽吞吐是通过注入蒸汽热解油砂中的油来提高原油产量。
蒸汽驱是将蒸汽注入油藏中,使油液蒸发并流动到井口。
热润滑减阻则通过注入蒸汽或热水来降低原油的粘度,以提高生产效率。
热采技术可以显著提高原油产量,但也存在能源消耗大、操作复杂等问题。
化学驱技术是通过注入化学剂改善原油流动性和驱替效果的一种采油方法。
化学驱主要包括聚合物驱、表面活性剂驱和聚合物-表面活性剂复合驱等形式。
聚合物驱主要是通过在注入水中加入聚合物,使水增稠,并提高化学剂的驱替效果。
表面活性剂驱则是通过注入表面活性剂改善油水分离性质,以提高原油产量。
聚合物-表面活性剂复合驱则是将聚合物和表面活性剂结合使用,以达到更好的驱替效果。
化学驱技术具有驱替效果好、能源消耗低等优点,但也存在化学剂回收困难、环境污染等问题。
微生物驱技术是利用微生物来改善原油流动性和降低粘度的一种采油方法。
微生物驱主要是通过注入含有活性微生物的水溶液,使微生物在油藏中生长繁殖,并降解原油中的高分子物质,从而提高原油产量。
微生物驱技术具有环境友好、成本低等优点,但也存在微生物生长难控制、抗药性微生物的产生等问题。
目前,石油开采三次采油技术在全球范围内得到了广泛应用。
根据统计数据,全球约有60%的油田采用了三次采油技术。
在国际上,热采技术和化学驱技术得到了广泛应用,尤其在加拿大的油砂开发中,热采技术占据了主导地位。
探讨石油开采中的三次采油技术随着人们对石油资源的不断勘探与开发,不仅使得有限资源越来越少,同时还增加了石油开采的难度。
原油开采中,通过一次采油和二次采油之后,地层中还剩余大约左右的原油未被开采,因而需要进行三次采油来对这部分原油进行再次开采。
本文主要介绍了采油过程中的三次采油技术,通过简要介绍三次采油驱油技术的基本机理,如化学驱替、热力驱替、注气驱替、微生物驱替等。
一、采油方式以及人工注入介质的不同,其采油方式可分为一次、二次、三次及四次采油。
仅仅依靠天然能量开采原油的一次采油,最终采收率仅为10%?20%;通过向油层中注水或注气(汽),不断补充地层岩石和流体弹性能量的二次采油,最终采收率也仅为30%?40%;通过注入流体或热量,改善油、气、水及岩石相互之间的性能,用这种物理、化学方法来驱替油层中剩余油的三次采油,最终采收率可为50%?60%;利用生物和化学的方法对油层中高度分散的剩余油实施精细开采,提高油田最终采收率的四次采油,最终采收率预期可达70%。
二、三次采油原始驱油技术的机理对于已经进行两次采油后剩余的稀油油藏,需要进行三次采油,目前,在原油的三次开采中最早且运用较多的方法就是化学驱。
化学驱又具体分为表面活性剂驱、聚合物驱、单纯碱水驱以及复合驱四种类型。
表面活性剂驱,其主要是通过降低原油的油水界面的张力,这样增加了剩余原油的流动性聚合物驱,该技术是将一种水溶性聚合物加入到注入油井的水中,这样可以增加水的粘性度,从而达到改善流度比的目的,如注入的体积或范围较广则更有利于提升采油率。
由于原油中含有较多的有机酸油层,因而可注入NaOH等碱性的水溶液,进而形成表面活性剂单纯碱水驱,该方法主要是依靠降低原油油水界面的张力,并使其产生润湿性翻转、乳化捕集、乳化夹带、自发聚并和乳化以及硬膜溶解等机理,以此来开采剩余原油复合驱,即在表面活性剂或者碱水溶液中注入高分子聚合物,这样可以有效的提升碱水溶液的粘性度,改善流度比,使得原油与碱液能够有更多的接触机会,从而达到提升驱油效率的效果。
三次采油工程技术应用三次采油工程技术是一种常用于油田开发的方法,通过不同的工程技术手段,可以将油井中的残余油藏或者之前无法开采的油藏重新提取出来,从而提高油田的产能。
三次采油工程技术应用广泛,可以分为溶剂驱油、热力驱油和物理驱油三大类。
溶剂驱油是一种常用的三次采油方法,其原理是向井筒中注入一定浓度的溶剂,通过与油藏中的油混合,达到减低油粘度的效果。
常用的溶剂驱油方法有CO2驱油和聚合物驱油。
CO2驱油是一种低成本且高效的驱油方法,明显减低了油粘度,提高了开采效率。
聚合物驱油则是通过注入特定的聚合物,形成一层较厚的聚合物驱油层,以提高油井的产量。
热力驱油是通过注入高温介质,使油井中的油温度升高,减低油粘度,从而提高油的流动性。
常用的热力驱油方法有蒸汽驱油和电加热驱油。
蒸汽驱油是将高温蒸汽注入油井中,通过传热使油温升高,从而减低油粘度。
电加热驱油则是通过向油井注入电能,使油井中的温度升高。
热力驱油方法可以有效减低油粘度,增加油井的采油率。
物理驱油是通过物理力学原理实现对油井中的油进行驱出。
常用的物理驱油方法有水驱油和气体驱油。
水驱油是通过注入大量的水,将油冲入油井井筒内,从而提高采油效率。
气体驱油则是通过注入高压气体,利用气体的压力将油井中的油推出。
物理驱油方法操作简单,在一些特定的油井中具有很好的应用前景。
在三次采油工程技术的应用过程中,需要经过采前评价和采中评价两个阶段。
采前评价是指在进行三次采油工程设计之前,通过对油田地质和油藏条件的研究,进行合理的方案设计和评估。
采中评价是指在实施三次采油工程过程中对开采效果进行评估和调整。
通过这两个评价阶段,可以不断优化三次采油工程方案,提高采油效率。
三次采油工程技术应用广泛,可以有效提高油田的产能。
在实际应用中,根据油田地质和油藏条件的不同,可以选择合适的三次采油方法。
通过采前评价和采中评价的过程,可以不断优化三次采油工程,提高采油效率,并达到可持续开采的目标。
西北大学地质学系研究生综述性课程成绩单教师注意事项:1、课程总成绩应基本符合正态分布;2、若有两种(及以上)方式进行综合考核,需明确各部分所占比例;3、评语中应指出该份作业的特点与不足。
三次采油在油田中的应用、方法和进展石油作为一种重要的不可再生化工能源,对国家经济和国家安全都有重要的作用,在国家发展中占有举足轻重的地位。
然而,随着勘探技术的发展和工作的深入,继续发现大的油气田越来越困难,因此,提高采收率成为油气发展永恒的主题。
20世纪40年代以前,油田开发主要是依靠天然能量消耗开采,一般采收率仅5%-10%,我们称为一次采油。
它反映了早期的油田开发技术水平较低,使90%左右的探明石油储量留在地下被废弃。
随着渗流理论的发展,达西定律应用于油田开发。
人们认识到油井产量与压力梯度呈正比关系,一次采油采收率低的主要因素是油层能量的衰竭,从而提出了人工注水(气),保持油层压力的二次采油方法,使油采收率提高到30%-40%。
这是至今世界上各油田的主要开发方式,是油田开发技术上的一次大飞跃。
但二次采油仍有60%-70%的油剩留地下。
为此,国内外石油工作者进行了大量研究工作,逐步认识到制约二次采油采收率提高的原因,从而提出了三次采油新方法。
1.提高采收率原理在油田开发过程中,通常称利用油藏天然能量开采的采油方式为一次采油。
而在一次采油后,通过注水或非混相注气提高油层压力并驱替油层中原油的驱油方式称为二次采油。
三次采油是针对剩余油而进行的,指油田在利用天然能量进行开采和传统的用人工增补能量(注水、注气)之后,利用物理的、化学的、生物的新技术进行尾矿采油的开发方式。
这种驱油方式主要是通过注化学物质、注蒸汽、注气(混相)或微生物等,从而改变驱替相和油水界面性质或原油物理性质。
采收率地质储量最终累计采油量=η,最终累计采油量一般以油田含水量在98%以上为止。
与采收率有关的两个参数是波及系数E V 和洗油效率E D 。
E V 是指被工作剂驱过的体积与油藏体积之比。
E D 是指从波及区中洗出的油的体积与原始含有体积之比。
二者与采收率的关系是D V E E ⨯=η。
各种提高采收率的原理都可由这两个参数来分析。
影响采收率的主要因素主要是储层非均质性和流度比。
流度比O O k μμλλ驱动液驱动液驱动液k M O ==,其中流度μλk =。
M 越小,E V 越大,油水前缘越规则,η越大。
大量实践和理论研究证明,油层十分复杂,具有非均质性,油、水、气多相流体在油层多孔介质中的渗流过程十分复杂。
不仅注入水(气)不可能活塞式驱油,不可能波及到全油层,而且在多相渗流过程中,受粘度差、毛细管力、粘滞力、界面张力等的影响,各相流量将随驱油过程中各相饱和度的变化而变化。
只有进一步扩大注入水(气)波及体积,提高驱油效率,才能大幅度提高采收率。
由此,人们在非均质性的油层提出了多种三次采油方法,一种是旨在提高注入水粘度、降低油水粘度差、提高注入水波及体积的聚合物驱;第二种是旨在降低界面张力、提高注入水驱油效率的表面活性剂驱、碱驱、混相驱;第三种是80年代后期发展起来的既可扩大波及体积又可提高驱油效率的复合驱。
三次采油远不同于二次采油。
二次采油是依靠人工补充油层能量的物理作用提高采收率, 而三次采油方法是在注水保持油层压力基础上,又依靠注入大量新的驱油剂,改变流体粘度、组分和相态,具有物理化学的双重作用,不仅进一步扩大了注入水波及范围,而且使分散的、束缚在毛细管中的残余油重新聚集而被采出。
因此,三次采油要求更精细地掌握分散原油在地下油层中的分布;研究新的驱油剂与十分复杂的岩石矿物、流体的物理-化学作用;探索并掌握非牛顿流体多相渗流的基本规律。
从而正确合理地进行油田开发部署——井网、井距、层系划分、注采关系、注采工艺、动态监测、相应的地面集输系统和净化处理等。
总之,一整套技术都将随着三次采油技术的应用而发生变化。
油田开发要建立在更广泛的多学科综合应用基础上,从宏观和微观上更深化对地下流体渗流的认识,深化对油田的认识。
三次采油将把油田开发带入一个更高技术水平的新阶段。
2. 三次采油的基本概念、类型及驱油机理2.1三次采油的基本概念和类型三次采油是指油田在利用天然能量进行开采和传统的用人工增补能量(注水、注气)之后,利用物理的、化学的、生物的新技术进行尾矿采油的开发方式。
这种驱油方式主要是通过注化学物质、注蒸汽、注气(混相)或微生物等,从而改变驱替相和油水界面性质或原油物理性质。
目前世界上已形成三次采油的四大技术系列,即化学驱、气驱、热力驱和微生物采油。
其中化学驱包括聚合物驱、表面活性剂驱、碱水驱及其复配的三元复合驱等;气驱包括混相或部分混相的CO2驱、氮气驱、天然气驱和烟道气驱等;热力驱包括蒸汽驱、蒸汽吞吐、热水驱和火烧油层等;微生物采油包括微生物调剖或微生物驱油等。
2.2三次采油驱油机理2.2.1 化学驱油(1)碱驱碱水驱是把碱类物质,如氢氧化钠、硅酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化按加入水中注入地层,通过碱与原油中的酸性组分就地生成表面活性剂,降低界面张力、乳化原油、溶解油水界面上的刚性界面膜、改变岩石润湿性等机理,降低残余油,从而达到提高采收率的目的。
碱水驱适合于原油酸值较高、粘土含量较低的油藏,但由于碱能与岩石发生反应,损耗碱的同时也破坏地层,而且对酸值低的原油,碱的作用很小,所以碱驱很快就被淘汰了。
(2)聚合物驱聚合物驱油是一种流度控制技术,是通过在注入水中加入一定量的高相对分子质量的聚丙烯酞胺或生物聚合物黄胞胶,增加注入水的粘度,改善油水流度比,提高驱替相的波及体积,同时,由于聚合物溶液属于非牛顿流体,具有一定的粘弹性,提高了微观驱油效率,从而获得较高的采收率。
在聚合物驱中,聚合物浓度一般为300—1500mg/L,段塞尺寸为0.2—0.6孔隙体积。
聚合物驱可提高采收率5%一15%。
国外的研究者一般是否定聚合物驱油的,主要原因是认为聚合物驱只能扩大波及体积,不能提高驱油效率,因此总的采收率提高值较低。
美国20世纪70-80年代在现场实施了很多聚合物驱油试验,但平均采收率只提高4. 9%,经济效益差。
我们认为波及体积和驱油效率都可以提高。
大规模实施聚合物驱后,平均采收率提高值为12%左右,地面注采工艺和设备运行正常、可靠,经济效益很好。
产生这个反差的重要原因是大庆在粘弹性流体力学和渗流力学方面有所发展,有些部分还有突破,带动了整个工艺技术和方法的发展,大规模推广后取得了很好的效果。
(3)表面活性剂驱表面活性剂驱是将表面活性剂(通常是石油磺酸盐)加入到注入水中,通过降低油水界面张力提高驱油效率的一种三次采油方法。
根据加入表面活性剂量以及在地下形成的体系性质,表面活性剂驱可分为活性水驱和胶束驱。
在活性水驱中,加入的表面活性剂量较小,油水界面张力下降的幅度不是很大,通过活性水的润湿孔喉、降低界面张力以及乳化原油机理,降低残余油饱和度。
由于表而活性剂在岩石表面的吸附,使其损失加大,驱油效果变差。
因此活性水驱的成本相应增大。
胶束驱又称微乳液驱,是指将表面活性剂、醇类助剂以及电解质加入注入水中,在地下形成胶束溶液驱替原油的三次采油方法。
其表面活性剂用量较大,由于胶束溶液具有增溶油的特性,它与油层原油接触后,可形成混相带,油水界面消失,大幅度地提高采收率。
通常胶束驱与聚合物驱联合使用,即在胶束段塞后紧接着一个聚合物段塞,以保护胶束段塞不被后续注入水所破坏。
胶束聚合物段塞驱具有很高的驱油效率和波及效率,但注入化学剂成本限制了该方法的应用。
(4)碱一表面活性剂一聚合物三元复合驱三元复合驱油是通过在注入水中加入一定量的表面活性剂、碱和高相对分子量的聚合物.大幅度降低油水界面张力,增加注入水的粘度,从而降低油水流度比,扩大油层宏观和微观波及体积,进一步驱替水驱残余油,大幅度降低剩余油饱和度,提高驱油效率和原油采收率。
界面张力越低,降低剩余油饱和度的幅度越大,提高驱油效率和采收率的幅度就越大由于三元复合体系能够使油水界面张力降低至以下,可以获得很高的驱油效率,其中聚合物可以增加体系的黏度,提高波及系数,因此三元复合驱可以获得较高的原油采收率。
室内物理模拟结果认为,三元复合驱可提高水驱采收率的20%。
但是三元复合驱的化学剂成本较高。
(5)泡沫复合驱泡沫复合驱技术是在三元复合驱和泡沫驱基础上发展起来的,该技术充分结合了两者的技术优势。
与三元复合驱相比,泡沫复合体系具有较大的视粘度,能够更有效地降低水油流度比,同时由于泡沫具有油敏性,遇到油易被破坏,因此具有更强的调剖作用,进一步提高了体系的波及效率,使注入体系更多的进入剩余油较多的中低渗透层;同时该体系具有三元复合驱的驱油特点,可以与被驱替原油形成超低界面张力,提高驱油效率,进而更大幅度地提高原油采收率。
室内实验结果表明泡沫复合驱可比水驱提高采收率30%左右。
该技术是一项极具发展前景的三次采油新技术,目前正处于研究试验阶段。
2.2.2热力驱三次采油技术热力采油包括注蒸汽(蒸汽吞吐和蒸汽驱两种工艺)、火烧油层和热化学采油。
注蒸汽和火烧油层都是利用热量加热油层和油层中的流体,降低原油粘度来达到减小油层流动阻力的目的。
所不同的是蒸汽是在地面上的蒸汽发生器(又称热采锅炉)中产生,通过地面管道和油井注入油层,而火烧油层热量则是在含油岩层内部产生,因而也称为就地加热或燃烧过程。
这是按产生热量的方式或地点而区分的。
如果按注采工艺区分,可把热采分为热驱(thermal drive)和热力激励或增产(thermal stimulation)两类。
所谓热驱,是将热流体连续地注入一口井或几口井驱替原油,从其它井产油。
维持热流体注入所需的压力会加快原油的流动,也增大油藏中的驱动力,因此,热驱不仅由温度升高而降低流动阻力,而且为增加流量供给动力,消耗热量多,但能获得较高的最终采收率。
注蒸汽的热驱称为蒸汽驱,注空气火烧油层的热驱称为火驱。
热力激励或增产只是加热井筒附近的油层。
一旦这部分油层内原油流动阻力降低,较远处油层内的驱动力,如重力驱、溶解气驱和天然水驱,就能引起该井产油速度的增加。
注蒸汽的热力激励称为蒸汽吞吐(steam huff puff),蒸汽浸泡(steam soak)或循环注蒸汽(cyclic steam injection)。
注空气火烧油层用作油井激励的增产措施很少采用,有时作为一种特殊的方法使用,因而没给予专门的名称。
热化学是在采油技术中,注入亚硝酸钠和硝酸氨,使其在地层中产生化学反应,一方面产生气体形成气驱,一方面反应时产生大量热达到热驱效果。
(1)蒸汽驱(热水驱)蒸汽驱是指将蒸汽从注入井注入到油层,蒸汽将稠油变稀并推向生产井的一种热采方法(如图1) 。
蒸汽驱提高原油采收率的机理有原油的粘度降低、受热膨胀、蒸汽蒸馏、汽驱以及相对渗透率和润湿性改变等。