提高原油采收率原理(EOR)第五章-B
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聚合物驱提高原油采收率原理摘要:石油资源是我国重要的能源,与国民经济的发展和人们的生活都有着密切的联系。
随着油田资源的不断被开采,油田石油资源的不断开发,油井的含水率不断的上升,石油资源的开发难度逐渐的增加,如何有效的开采油藏的剩余原油,越来越受到研究人员的重视。
文章通过实验得到,通过采用高浓度和高分子量的聚合物可以提高原油的采收率,文章分析了聚合物驱油的作用过程,改善了聚合物驱油的效果,从而提高了油田原油的采收率,促进了油田开发效益的提高关键词: 聚合物驱油原油采收率方案实验石油资源关系到国家经济的发展命脉,在油田油藏的开采过程中,随着地层注水量的不断增加,油井采出的原油含水量不断增加,油井勘探开发效益逐渐降低,油田勘探开发的效益难以得到保证。
现阶段油藏原油的采收率还是非常低的,大约百分之六十以上的油藏资源还埋存地下没有被开采出来,所以如何将地层剩余原油高效的开采出来,已经成为研究人员重点研究的对象。
一般的情况下,聚合物驱采油技术中,随着注入聚合物浓度和分子量的增大,聚合物的注入压力也随之增高,这样就影响到了聚合物的注入效果,从而不能最大限度的提高聚合物驱油的效率。
研究结果表明,三次采油聚合物驱油技术中,如果聚合物的注入量一定时,通过改变注入空隙的体积倍数等方法都不能明显的增加原油的采收率。
室内实验研究结果的表明,采用大分子量和高浓度的聚合物进行驱油,可以显著的提高原油的驱替效果,在有些情况下甚至可以超过复合驱的驱油效果。
文章开展了高分子量和高浓度的聚合物驱油技术的研究。
一、聚合物提高驱油效率研究油藏经过水驱之后,在地层岩石上存在着油膜、残余油以及残余油滴等,利用地层剩余油在聚合物驱替下的作用机理分析,以及通过模型模拟可以得出,通过采用聚合物驱替采油的方法可以有效的将水驱残余油驱替出来,通过研究可以发现,聚合物驱替原油的主要作用力是聚合物对残余油的拉力,并不是聚合物流动过程中对于地层原油的推力。
1第一章1.波及系数:指注入流体波及区域的体积与油藏总体积之比。
2.洗油效率:指注入流体在波及范围内,采出的油量与波及区内石油储量的体积之比。
3.采收率:油藏累计采出的油量与油藏地质储量比值的百分数。
从理论上来说,取决于波及效率(系数)(EV )和驱(洗)油效率(ED ) 。
因此,采收率(ER )定义为:ER (η)=EV · ED4.影响采收率的因素:(1)地层的不均质性(2)地层表面的润湿性(3)流度比(4)毛管数(5)布井 5.流度比:指驱油时驱动液流度与被驱动液(原油)流度之比。
w ro orw w o o w o o w w o w wo k k k k /k /k M μμμμμμλλ====6.毛管数:粘滞力与毛管力的比值。
毛管数增大,洗油效率提高,使采收率提高(即剩余油饱和度减少)-影响残余油饱和度的主要因素。
σμd d V Nc =7.增大毛管数的途径: (1)减小σ水驱油时,毛管数的数量级为10-6。
从图1-8可以看到,若将毛管数的数量级增至10-2,则剩余油饱和度趋于零。
若油水界面张力由101mN.m-1降至10-3mN.m-1数量级,即满足此要求。
因此提出表面活性剂驱和混相驱的采油法。
(2)增加µd这也是提出聚合物驱的依据。
(3)提高Vd 但有一定限度。
8.、第二章1.2.在亲水地层,毛细管上升现象是水驱油的动力,在亲油地层,毛细管下降现象是水驱油的阻力。
233.Jamin 效应:是指液珠或气泡通过喉孔时由于界面变形而对液流产生的阻力效应。
)R 1R 1(2p p 2112-=-σ4.(1)Jamin 效应始终是阻力效应,亲水地层Jamin 效应发生在油珠或气泡通过喉孔之前;亲油地层Jamin 效应发生在油珠或气泡通过喉孔之后。
(2)Jamin 效应具有叠加作用即总的Jamin 效应是各个喉孔Jamin 效应的加和。
5.润湿现象:固体表面上一种流体被另一种流体取代引起表面能下降的过程。
第一章习题1. 与国外大型油田相比,试分析我国大型油田水驱采收率偏低的主要原因。
答:储层物性差——非均质性储层结构复杂(如小断块等)高温高盐原油性质差——粘度高、含蜡高、胶质和沥青质含量高2. 试分析我国EOR技术发展与应用的潜力。
3. 我国的石油资源有哪些特点,这些特点对于石油采收率有何影响?答:特点:我国油气资源相对短缺;水驱采收率低;东部原油产量已出现总递减,西部产量持续上升,保持了中国石油原油产量稳中有升;已开发油田大多数已处于高含水和高采出程度的双高阶段已开发储量;储采比略有下降。
影响:1).油藏地质特点是选择提高采收率方法的基础2).物料来源决定提高采收率发展的方向3).油价决定提高采收率的规模和时机4).地质和油藏工程研究是提高采收率技术成败的关键5).国家鼓励政策是促进提高采收率工作发展的保证第二章习题1. 简要分析裂缝对于油田开采和提高采收率的利与弊。
裂缝对于油田开采的利弊:利:驱油通道——尤其是特(超)低渗透油藏,裂缝是有效开采的必要条件。
弊:水窜通道——暴性水淹、注入水无效循环的原因。
提高采收率技术思路之一:在油藏深部封堵窜流通道2. 影响均匀厚油层水驱波及厚度的主要因素有那些?简单分析其影响机理。
①重力影响——对于地层倾角不大的均匀厚层在水驱油开发过程中,造成水波及厚度小的原因之一是重力效应。
注入水将优先沿油层底部推进,到油井见水时,上部有相当的厚度未被水波及。
②油水粘度比——油水粘度比越大,无水开采期的垂向波及厚度越小?重力差、油水粘度比增大→波及厚度减小③毛管力影响——3. 简述正韵律油层和反韵律油层的水驱特点。
①正韵律油层-----底部渗透率高,底部水洗程度高,垂向波及效率低。
②反韵律油层----上部渗透率高,底部水洗程度相对低些,垂向波及效率相对高些4. 在微细层理发育的油藏中,油水井的布置应注意什么问题?为什么?①对于板状交错层,水驱方向不能平行于斜层理走向,而应斜交,且角度大些更好,最好垂直(90˙)②若斜理延伸较远,注采井最好不要分布在同一倾斜层,这样有利于提高水的波及厚度。
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)”。
1.采收率:(某一时期累计)采出油量与地质储量之比。
2.剩余油:水未波及到的区域内所剩下的油为剩余油。
3.触变流体:在一定剪切速率下,切应力随时间增长而减小的流体。
4.流度比:驱替相流度和被驱替相的流度之比。
5.残余单体含量:聚丙烯酰胺生产过程中未转化的原料和中间产品。
6.调剖:非均质地层中,调整注入井吸水剖面的方法。
7.水解度:聚丙烯酰胺水解过程中酰胺基变成羧基的百分数。
8.泡沫质量:泡沫体积占气液总体积的百分数。
9.毛管数:驱油过程中粘滞力和毛管力的比值。
10.乳状液:在表面活性剂的作用下,一种液体以液珠的形式分散在另一种液体中的(非均相)体系。
1目前认为有前景的提高原油采收率的方法主要有热力驱 、混相驱和 (化学驱 )三大类。
2残余油在岩石微观孔隙中的分布状态与岩石孔隙结构和岩石(润湿性) 有关。
3聚合物的分子构型包括三种,即(线型)、支链型和网型或体型。
4气体混相驱容易引起原油中的沥青质(沉淀)、溶剂段塞容易被地下气体稀释及具有不利的流度比。
5汽化混相是油藏原油中的中间分子量烃不断汽化进入气相,注入气的性质逐渐接近油藏原油,最终达到混相。
因此,混相区域首先发生在(驱替前缘)。
6二元复合体系中发展前途最大、而且最有可能用于矿场工业化推广的是(聚合物和表面活性剂)驱油法。
7微乳液分上相、中相和下相微乳液,下相微乳液为(水包油或O/W )型微乳液。
8碱水驱油法的缺点是碱耗严重和易使井筒中的设备产生(结垢)现象。
9通常所说的聚丙烯酰胺的分子量是指(粘均)分子量。
10泡沫体系具有堵大不堵小,堵水不堵(油)的特点。
11碱与原油中的(有机酸)反应生成表面活性剂,可使油水界面张力降至10-2 mN/m 以下。
12泡沫驱油体系是由不溶性气体分散在液体中所形成的粗分散体系。
(气体)是分散相,液体是连续相。
13油层的非均质性用渗透率变异系数表示,通常介于0~1之间。
渗透率变异系数越大,表示油层的非均质性越(严重)。
《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:它是常规油藏的三次采油技术及非常规油藏强化采油技术的总称。
2.原油采收率:无水采收率:油水前缘突破时总采油量与地质储量之比。
经济极限采收率:注水达到经济极限(含水率95%—98%)时总采油量与地质储量之比。
采出程度:油田在某一阶段的“采收率”(目前采收率) 它是指油田在某一阶段的累积采油量与地质储量之比。
3.面积波及效率:工作剂扫过的面积与油藏面积的比值。
4.洗油效率:驱替流体波及区内驱出的原油与该区域内总含油量之比。
5.流度比:驱替液的流度与被驱替液 (原油 )的流度之比。
6.剩余油:水位波及到的区域内所剩余的油。
7.残余油:注入水波及区水洗后所剩的油。
8.毛管数:驱油过程中粘滞力和局部毛管力的比值,即驱动力和毛管阻力的比值。
9.界面张力:相接触面上由于分子间引力的不同而产生的力,单位:mN/m 。
10.指进:是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的指状穿入油区的现象。
11.舌进:指油水前缘沿渗透层突进的现象。
12 变异系数二、简答常规油藏的特点:1 地层能量充足2 岩石储油物性好3 原油流动性好非常规油藏的特点:1地层能量低2 岩石储油物性差 3 原油流动性不好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ER与波及系数EV和洗油效率ED的关系,说明提高采收率的途径有那些?答:已知: A, h, φ, Soi , Sor 等1),ER=产油量/储量=波及区产出油/储量=(波及区原油储量-波及区残余油)/ 储量=(AshsφSoi-AshsφSor)/ AhφSoi =(Ashs/Ah) *{(Soi-Sor) /Soi}2)、提高采收率的途径:Ev:合理部署井网、调整吸水剖面、降低流度比、合理选择井网、合理注采速度。
本刊这一期“特别关注”的是提高原油采收率问题。
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%。
为了深入研究和报道这方面的情况,本刊在这里发表中国石化石油勘探开发研究院刘中春博士的文章和来自胜利油田、河南油田的报道,以供读者参考。
今后本刊还将继续关注这个问题,欢迎大家来稿。
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。
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。