水驱油机理

1. 表面活性剂驱油机理在驱替方程中如何表征在注入水中添加表面活性物质可改善常规注水的采收率，其主要机理如下：（1）向水中加入表面活性剂可以明显地降低油水接触面上的表面张力，油滴更容易变形，结果降低了将其排出孔隙喉道必需的功，同时也增加了原油在地层中的流速。

（2）使选择性润湿接触角变小，使岩石颗粒表面水润湿性加强，即使岩石更加亲水。

（3）表面活性剂水溶液能够清洗掉以薄膜形式覆盖在岩石表面的原油，使得这些油膜破裂并被冲洗出来。

表面活性剂可以吸附在油水界面上，取代原油在岩石上形成牢固吸附层的那部分活性原油组份，使原油不易束缚在岩石上。

（4）表面活性剂使地层孔隙毛管中的弯液面发生变形，加强毛管力作用，增强了水利用毛管渗吸进入饱和有原油的孔隙介质的深度以及渗吸的速度。

（5）在表面活性剂作用下原油在水中弥散作用加强，不但使油滴逐渐变小，而且增强了这种原油分散体的稳定性，从而使油滴重新合并以及在岩石表面上粘附机率大大减少，导致相渗曲线右移现象，即向水润湿方面移动，表明残余油饱和度下降。

（6）表面活性剂能吸附到结构性原油的某些组份上，并减弱它们之间相互作用，使原油粘度下降。

综上所述，表面活性剂主要作用在油水界面处及岩石表面处，即在油水界面处降低界面张力，改变岩石表面的润湿性。

二者的共同作用提高采收率。

以一单元体表征表面活性剂水溶液的流动过程。

考虑一单元体，如图所示，宽为b ，高为H ，表面活性剂水溶液流速为v w ，含水饱和度为S w ，表面活性剂浓度为C 。

则d td t d t d t 其中，A 为单元体中表面活性剂量。

根据物质平衡条件：流入量−流出量=水中表面活性剂增量+吸附量。

其中，水中表面活性剂增量为单元体中水中的表面活性剂的量，作用在油水界面处；吸附量为吸附在岩石表面及结构性原d w v bHC td x t油的某些组分上。

二者共同构成了表面活性剂在单元体中的滞留量。

根据此物质平衡条件，可得方程：化简得：方程左边为表面活性剂在单元体中的滞留，包括油水界面和岩石表面。

1 聚合物驱提高石油采收率的驱油机理聚合物的驱油机理主要是利用水溶性高分子的增粘性，改善驱替液的流度比，在微观上改善驱替效率、并且在宏观上能提高平面和垂向波及效率，从而达到提高采收率的目的。

以下是水油流度度比的定义式：Mwo=(1)经典的前沿理论认为，降低油水流度比，能够改变分流量曲线。

聚合物驱的前沿含油饱和度和突破时的的含油饱和度都明显高于水驱，这表明聚合物驱能降低产出液含水率，提高采油速度，具有更好的驱替效果；(2)聚合物驱通过改善水驱流度比，可以改善水驱在非均质平面的粘性指进现象，提高平面波及效率;在垂向非均质地层，聚合物段塞首先进入高渗层，利用高粘度特性“堵”住高渗层，使后续水驱转向进入低渗层，增加了吸水厚度，扩大了垂向波及效率。

以下是聚合物驱和水驱的对比聚合物驱和水驱的波及系数(3)聚合物在通过孔隙介质时发生吸附、机械捕集等作用而滞留，改变了聚合物所在孔隙处的渗透率。

被吸附的聚合物分子链朝向流体的部分具有亲水性，能降低水相相对渗透率而不降低油相相对渗透率，即堵水不堵油;同时聚合物的滞留能增加阻力系数和残余阻力系数，表明渗流阻力增加，引起驱动压差增大，有利于驱动原来不曾流动的油层，提高油层波及体积。

(4)由于聚合物溶液粘滞力的作用，使得其很难沿孔隙夹缝和水膜窜进，在孔道中以活塞式推进，克服了水驱过程中产生的“海恩斯跳跃”现象，避免了孔隙对油滴的捕集和滞留。

（5）另外，聚合物溶液具有改善油水界面粘弹性的作用，使得油滴或油膜易于拉伸变形，更容易通过狭窄的喉道，提高驱油效率。

2 驱油用聚合物的性能要求通过对聚合物驱油机理的分析，可以知道驱油用水溶性聚合物的性能指标主要是能增加油水流度比，即具有增粘性。

另外，聚合物溶液由于要在地层条件下能通过多孔介质运移传播，并最终被采出地面。

所以还应具有滤过性、粘弹性、稳定性以及无污染性等性能(1)增粘性。

应该尽量获取在较低浓度下就具有较高表观粘度的水溶性聚合物。

中相微乳液驱油机理中相微乳液驱油技术是一种新型的油田增油技术，它是利用中相微乳液的特殊性质，将原本无法开采的油藏中的油迫出来，从而实现油田增油的目的。

本文将从中相微乳液的定义、构成、性质以及驱油机理等方面进行详细介绍。

一、中相微乳液的定义中相微乳液是指由水、油和表面活性剂三种物质构成的一种特殊液体。

它的特殊之处在于，它既具有水相的特性，又具有油相的特性，同时还具有表面活性剂的特性。

因此，中相微乳液可以将原本不相溶的水和油混合在一起，形成一种稳定的混合物。

二、中相微乳液的构成中相微乳液的构成主要包括三个部分：水相、油相和表面活性剂。

1.水相：水相是中相微乳液中的一种重要成分，它可以是纯水或含有一定量的盐、酸、碱等物质的水溶液。

2.油相：油相是中相微乳液中的另一个重要成分，它可以是石油、柴油、天然气等油类物质。

3.表面活性剂：表面活性剂是中相微乳液中的关键成分，它可以使水和油相互混合，形成稳定的混合物。

常用的表面活性剂有阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂等。

三、中相微乳液的性质中相微乳液具有以下几种性质：1.稳定性：中相微乳液可以形成稳定的混合物，不易分层。

2.流动性：中相微乳液具有良好的流动性，可以在油藏中自由流动。

3.渗透性：中相微乳液可以渗透到油藏中的细小孔隙中，将原本无法开采的油迫出来。

4.表面活性：中相微乳液具有表面活性，可以使水和油相互混合。

中相微乳液驱油技术的核心在于中相微乳液的渗透性和表面活性。

当中相微乳液注入到油藏中时，它可以渗透到油藏中的细小孔隙中，将原本无法开采的油迫出来。

同时，中相微乳液中的表面活性剂可以使水和油相互混合，从而形成一种稳定的混合物，使原本不相溶的水和油变得可开采。

中相微乳液还可以改变油藏中的物理和化学性质，从而促进油的开采。

例如，中相微乳液可以降低油藏中的黏度，使油更容易流动；还可以改变油藏中的酸碱度，从而促进油的释放。

中相微乳液驱油技术是一种非常有效的油田增油技术，它可以将原本无法开采的油迫出来，从而实现油田增油的目的。

一、引言聚合物驱油可在水驱基础上提高采收率l0％左右。

聚合物浓度越高，采收率越大；越早转注高浓聚合物，采收率越大。

因此，尽可能采用最高浓度的聚合物，尽可能早地转注高浓聚合物，不仅采收率可大幅提高，而且经济效果越好。

二、聚合物驱油机理聚合物驱油是60年代初发展起来的一项三次采油技术，其特点是向水中加入高分子量的聚合物，从而使其粘度增加，改善驱替相与被驱替相间的流度比，扩大波及体积，进而提高原油采收率。

深入进行聚合物驱的研究，对改善油田开发效果，保持原油稳产，提高原油最终采收率具有重要意义。

1.提高宏观波及系数(Ev)。

聚合物注入地层后，会提高注入水的粘度，降低水相渗透率，使得油层吸水剖面得到调整，平面非均质性得到改善，水洗厚度增加，扩大了水相的波及体积，从而提高宏观波及系数。

2.提高微观驱油效率(Ep)。

只要选择合适的油藏，有正确的注入体系设计，聚合物驱可提高采收率l0％以上。

国内外专家认为，这是由于聚合物在一定注入速度下具有粘弹效应，从而提高了微观驱油效率。

聚合物驱替机理主要有：(1)粘弹性聚合物溶液对孔隙盲端中残余油的拖拉携带。

(2)聚合物溶液对连续油膜的携带机理。

(3)粘弹性聚合物溶液对孔喉处的残余油的携带机理。

(4)聚合物溶液的粘弹性对圈闭残余油的携带机理。

三、聚合物驱油影响因素由于聚合物驱主要是利用聚合物提高注入水的粘度，降低水油流度比，因此，聚合物水溶液的粘度大小，直接影响聚合物驱的效果，是聚合物驱油的主要影响因素。

1.聚合物的结构及浓度的影响。

聚合物分子越大，聚合物相互缠绕的程度越大，聚合物溶液的粘度越大。

水解度是影响聚物溶液粘度的重要因素，一般水解的聚烯酰胺要比相应未水解的聚丙烯酰胺的况粘度高，这主要是由于已水解分子上的电荷能使聚合物分子的链最大限度展开，并由此提高了溶液的视粘度。

聚合物的浓度也是影响聚合物溶液粘度的一个重要因素。

因为聚合物的浓度越大，被溶解在水中的聚合物分子越多，分子相互缠绕的机会明显增多，聚合物溶液的粘度增加。

水驱油藏注气驱油机理及渗流规律研究
水驱油藏注气驱油技术是一种常用于油田开采的方法，其目的是提高油井的采收率。

该技术的原理是在注水的同时向油藏中注入气体，使得油与水之间形成一个气体层，从而使油在水的推动下向油井移动，提高采油效果。

气体在油藏中的渗流规律是指气体在油藏中的传输方式和路径。

气体注入后，在油藏中形成一个气体层，气体通过油藏的孔隙和裂缝向油井移动，同时压缩油层中的水，从而推动油向油井移动。

气体在油藏中的渗流规律是由油藏的物理性质、气体注入量和注入方式等因素决定的。

水驱油藏注气驱油技术的研究主要包括渗流规律研究和注入参数优化研究。

渗流规律研究是通过实验、数值模拟等方法探究气体在油藏中的传输方式和路径，以及油、水、气三相的相互作用规律。

注入参数优化研究则是针对不同油藏特征和地质条件，通过改变注气量、注入时间等参数来优化注气效果，提高采收率。

水驱油藏注气驱油技术的研究对于提高油田开采效率、促进油气资源可持续利用具有重要意义。

提高油气田采收率始终业界关注的话题，以大庆为代表的水驱、聚驱采收率技术，创造了具有世界水平的成果。

在此基础上，中国石油经过不懈的探索和实践，又形成了新水驱、蒸汽驱、SAGD、三元复合驱、火驱、CO2驱等战略性、前瞻性的提高采收率技术，为中国老油田继续提高采收率奠定了技术基础，提供了各类油田提高采收率的各种选择，也是中国提高采收率技术走在世界前列。

一、水驱（超前注水技术）超前注水技术是长庆油田原创技术，是水驱采收率技术的最新表现形式。

其背景是：针对储层压力系数低、地饱压差小、启动压差大、低渗透、特低渗透资源等特点，长庆油田特低渗透开发，通过长期的实践，受“污水回灌现象”的启示，首次创新性的提出和研发了“超前注水”理论与技术。

“超前注水”技术是特低渗透油田最具影响力的的核心技术。

超前注水技术的基本概念。

注水井在采油井投产前3个月或半年而提前投注，使原始地层压力保持在110%—120%之间，称之为超前注水。

其做法是“先注后采”，也就是说“先钻注水井，后钻采油井。

基本原理是：（1）增加驱替压力梯度, 减少启动压力影响；（2）有效防止原油性质的改变, 保证渗流畅通；（3）提高注入水波及体积；（4）降低油井初期含水；（5）降低油田产量递减率。

应用效果。

长庆油田从1995年开始，在安塞、靖安、绥靖、西峰、南梁、姬塬等油田实施超前注水，初期平均单井产油量达到5.42 t/d, 比相邻区域非超前注水区油井初期产能提高1.35t/d，平均单井产量比同步或滞后注水区提高了20～30%，效果十分明显。

西峰油田通过整体超前注水, 降低了油田的综合递减率。

长庆西峰油田白马区2002 年至2003 年产能建设井的综合递减率分别为8.5% 和5.0% , 而三叠系其他非超前注水区近4 年的产能建设综合递减率为14.2%。

由于在长庆西峰油田超前注水区建立了有效的压力驱替系统, 初期单井产量提高1~2t/d, 而且产量相对稳定。

超前注水技术的重大意义是：（1）解决了“低渗透”储层“低压”问题（世界性难题）；（2）解决了低渗透油田投产后采油、采液指数下降的难题（世界性难题）；（3）使低渗透油田从投产之时就保持原始地层压力的平衡；（4）建立有效的压力驱替系统，提高单井产量；（5）避免因地层压力下降造成储层物性变差。

试析表面活性剂驱油技术一、表面活性剂的驱油机理通过考察表面活性剂分子在油水界面的作用特征、水驱后残余油的受力情况以及表面活性剂对残余油受力状况的影响，认为表面活性剂驱主要通过以下几种机理提高原油采收率。

1、降低油水界面张力机理在影响原油采收率的众多决定性因素中，驱油剂的波及效率和洗油效率是最重要的参数。

提高洗油效率一般通过增加毛细管准数实现，而降低油水界面张力则是增加毛细管准数的主要途径。

毛细管准数与界面张力的关系见下式：NC=νμW/σWO式中：NC——毛细管准数，无量纲；ν——驱替速度，m/s；μW——驱替液粘度，mPa·s；σWO——油和驱替液间的界面张力，MN/M。

NC越大，残余油饱和度越小，驱油效率越高。

增加μW和ν，降低σWO可提高NC。

其中降低界面张力σWO是表面活性剂驱的基本依据。

在注水开发后期，NC一般在10-6～10-7，NC增加将显著提高原油采收率，理想状态下，NC 增至10-2时，原油采收率可达100%。

通过降低油水界面张力，可使NC有2～3个数量级的变化。

油水界面张力通常为20～30mN/m，理想的表面活性剂可使界面张力降至（10-4～10-3）mN/m，從而大大降低或消除地层的毛细管作用，减少了剥离原油所需的粘附力，提高了洗油效率。

2、乳化机理油水系统中加入表面活性剂后，在一定条件下，可形成微乳液，从而降低或消除驱替流体与油之间的界面张力，使不流动的油能够流动，或将地层中分散的油聚集，形成一高含油饱和度带，将水驱残留下来的油驱替出来。

表面活性剂的注入类型见图（4-1），它包括：（a）表面活性剂注入体系（A），注入体系中只有表面活性剂和水，不含油；（b）常规的微乳液注入体系（M），注入体系的组成处于双结点曲线以上的单向区内；（c）非混相微乳液注入体系（I），它的体系组成位于双结点曲线以上或其临近的区域；（d）可溶性油注入体系（S），体系主要由无水的高浓度表面活性剂和可溶性油组成。

断块油藏水驱油注采耦合机理及参数优化发布时间：2021-06-08T14:53:21.217Z 来源：《基层建设》2021年第4期作者：王亚慧[导读] 摘要：在中国石油勘探开发中，复杂断块油藏的储量约占中国已开发总储量的32%，绝对剩余可动油的平均分布概率占39.5%。

天津大港油田第五采油厂摘要：在中国石油勘探开发中，复杂断块油藏的储量约占中国已开发总储量的32%，绝对剩余可动油的平均分布概率占39.5%。

随着开发年限的增加，许多油田的平均含水率已超过 90%，开始进入高含水期，产量进入下降期。

这些断块油藏在高含水期的主要特征是剩余油分布分散，形状不规则，难以开采。

随着长期注入水的侵蚀，高渗透层或带的渗透非常明显，采油井见水过早。

在这种长期的油井工作制度下，出现了“高含水、低出油”的局面。

然而，在高含水开发期，仍有大量剩余油被困或锁在这些储层的岩石孔隙中，储层的潜在剩余油面积相对较大，稍加提高原油采收率也具有相当高的潜在开采价值。

基于开发的现状，尽量减少油田管理高成本的投入和工程的成本费用，寻求能“控水稳油”的生产机制或者调控技术来提高采收率是十分必要的。

关键词：断块油藏；注采耦合；剩余油潜力区引言近年来，在原有的常规注水方式上，学者们提出了一种“注、采之间耦合技术手段，注采耦合机制不仅涵盖了周期注水、间歇注水、不稳定注水等注水井的调整方法，还调整了生产井的工作制度。

在不改变井网或在原有井网基础上增加基础设施投资的情况下，仅通过改变注水井和生产井的工作制度，在地层中形成不稳定的压力场，从而提高原油采收率，使油藏中的油和水能够重新分布，提高注入水的波及效率和洗油效率。

1 注采耦合机理 1.1 复杂断块油藏耦合机理断块油藏主要为陆相沉积储集层，油层层系较多，非均质较为严重。

在不增加钻井及化学用剂提采剩余油等其他成本的情况下，大多数老油田通过研究水动力学方法来提高挖潜剩余油，但未有一套完整的注采系统机理研究，所以本文提出注采耦合机理为主进行研究。