原油采收率
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提高油藏原油采收率的方法思考摘要:正因为发现大型的油田已经成为了一种历史,更多的人开始重视老油田内部的残余油量。
随着有众多学者已经开始研究提升开采效率的方法,但是都没有能够取得好的效果。
为此,本文就提高油藏原油采收率进行思考。
关键词:油藏量;原油采收率;开采方法引言:我国的石油储藏量非常丰富,这也意味着如果原油采收率增加了一个百分点,其采储量就会增加上亿吨。
因此,只有借助勘探手段和科技的进步才能够实现国内石油长期稳定的发展。
此外,更可以借助科技奖已经发现的石油储量尽可能地开采出来。
这表面我国确实能够采用合适的手段来提升石油的采收率。
1.传统油藏内流体流动模型在传统的模型认为:在常规的水湿岩石中,如果连续的油会被水所驱动时,油相的连续性会在某一个饱和度就直接被打破。
这时,油浆以水滴的形状滞留在三围孔隙网络内部,最终会让油量残余的更多。
为了让这些存在孔隙内部的油可以流动的更好,我们需要对内部物质做出大量的调整,通常需要将注水的速度提升多个数量级。
这和传统油藏的理论人为的“通过使用合适的表面活性剂可以直接开采出残余的油量。
只要注入合适的活性剂更可以形成残余饱和浓度较高的原油富集带”内容不谋而合。
2.地质分析2.1沉积韵律和润湿性的影响从采水消锥机理来看:如果要想更好地控制底水,则需要在第一时间控制底水的控制流量,其也会展现出较强的经济效益。
此外,油层毛管力的方向会逐步向下,并更好地控制底水。
众多毛管力的方向和沉积韵律以及润湿性有直接的关系。
如果毛管力方向不断向下,则不利于底水锥进。
如果遇到了复合律油层,则需要分析具体的情况。
如果油层内部的差油层更好存在于油水层界面附近时,则可以借助天然的差油层封堵性来融合“上部采油”和“下部采水”,最终实现有效地消锥。
2.2水平渗透率和垂直渗透率的影响通常而言,如果垂直渗透率越小,底水锥推进的速度也越慢,自然会不断地提升油田开发的效率。
另外,如果垂直渗透率和水平渗透率的比值越小,采水消锥的效果越高。
提高采收率原理1.一次采油:依靠天然能量开采原油的方法2、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。
3、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。
4、原油采收率: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量的比值。
5、波及效率:一个井网为注入剂所波及的面积占井网面积的百分数。
6、排驱效率: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。
7、注水采收率:从开始注水到达到经济极限时期所获得的累计采油量与注水前原始储量之比。
8、毛管数:粘滞力与毛管力的比值称为毛管数。
9、剩余油:水未波及的区域内所剩下的油称为剩余油。
10、残余油:注入水波及区内水洗后所剩下的油为残余油。
11、流度:是指流体流动的能力。
12、流度比:表示驱替相流度与被驱替相流度的比值。
13、油水前缘:分隔油区和油水两相区的界面称为油水前缘。
14、一次驱油效率:是指排驱前缘的驱油效率。
15、无水采收率:是指油水前缘突破时总产油量与地质储量之比。
16、注水极限采收率:是指注水达到经济极限时,即产水率达95%-98%时,总产油量与地质储量之比。
17、井网:是指按一定几何形状布置的生产井和注水井系统。
18、微观驱替效率E D:是指在水波及区,水洗油的程度。
19、宏观扫油效率E V:水在油藏中的波及程度。
20、粘性指进:是指在排驱过程中由于油水粘度差异引起的微观排驱前缘不规则地呈指状穿入油区的现象。
21、舌进:是指油水前缘沿高渗透层凸进的现象。
22、水驱油藏中毛管准数:是指水驱油藏驱油的动力与阻力的比值。
23、水驱特征曲线:即累计产水量于累计产油量的关系曲线。
24、原始油带:油水界面前方的原始油水饱和区称为原始油带。
25、两相流动区:油水界面后方的水波及区称为两相流动区。
26、前缘突破:当前缘到达生产井井底时称为前缘突破。
1、聚和物:由大量简单分子(单体)化合而成的高分子量的大分子所组成的天然或合成的物质。
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。
影响原油采收率主控因素分析中文摘要摘要:油气田最终的可采储量与原始地质储量的比值称为采收率。
影响采收率的因素很多,总体而言,一是内因,凡属于受油气藏固有的地质特性所影响的因素都是内因;二是外因,凡属于受人对油气藏所采取的开发策略和工艺措施所影响的因素都是外因。
内因起主导作用,好油藏总比差油藏采收率高。
在开发过程中人对油气藏采用的合适的部署和有效的工艺措施也会使油气藏固有的地质特性得到改造,从而使油气藏的采收率得到提高。
本文就油气田开发过程中,针对原油采收率较低问题,以及油藏物性参数的影响,分析影响原油采收率主控因素,影响原油采收率的内因主要为原油性质(粘度等)、地层孔隙度、渗流能力以及地温等,外因主要为开发方式的选择,如油田选择消耗方式还是注水或注气方式开采;钻采工艺技术水平和合适而有效的增产措施,如钻水平井、复杂结构井、酸化、压裂等。
除了介绍影响原油采收率的主控因素外,还提出了一系列提高原油采收率的措施。
关键词:原油采收率;油藏特征;增产措施目录中文摘要 (I)第1章绪论 (3)1.1原油采收率特征 (3)1.2国内外原油采收率的研究现状 (3)1.2.1国内研究现状 (4)1.2.1 国外研究现状 (4)1.3本文研究意义 (5)第2章影响原油采收率的因素 (6)2.1内在因素 (6)2.1.1 油藏类型 (6)2.1.2 孔隙结构的基本分类 (7)2.2外在因素 (7)2.2.1 开发方式的选择 (7)2.2.2 热采方式的选择 (8)2.2.3 化学强化法 (9)第3章提高原油采收率的主要措施 (10)3.1化学驱油 (10)3.2混相驱油 (11)3.3微生物驱油 (11)总结 (13)参考文献 (14)致谢 (15)第1章绪论1.1 原油采收率特征我国针对大多数油田是陆相沉积的特点,经过四个连续五年计划的重点项目攻关,在石油系统各单位以及中国科学院、高等院校的共同努力下,提高采收率技术有了飞速的发展,在化学驱一些领域已达到国际先进水平。
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。
一、填空:1.EOR技术包括:化学驱油法,混相驱油法,热力驱油法,微生物驱油法。
2.常用的热力驱油法:蒸汽吞吐法,蒸汽驱油法,火烧油层法。
3.粘土矿物的性质:带电性,吸附性,膨胀性。
4.影响粘度的因素:聚合物的分子结构,水解度,溶剂的影响,含盐量,聚合物浓度。
5.降解分为:剪切,化学,温度,生物降解。
6.滞留分为:吸附滞留,机械补集,水力滞留,物理堵塞。
7.静吸附实验结果影响因素:岩石的类型及其组成,聚合物分子量,聚合物水解度,聚合物浓度,聚合物含盐量。
8.粘弹性流体:具有粘性流体的流动特点,具有弹性变形的特点。
9.聚合物的常规性能:外观,固含量,颗粒分布,不容物含量,水解度,表观粘度,溶解速度,残余单体含量,分子量。
10.聚合物特定性能:增稠性,耐盐性,过滤性,热稳定性,剪切稳定性,筛网系数。
11.表面活性剂分为:离子型(包括阴离子,阳离子,两性型。
),非离子型。
12.碱剂分为:氢氧化钠,硅酸钠,碳酸钠。
13.国内稠油对温度特别敏感。
14.稠油的分类:50-10000为稠油,10000-50000为特稠油,大于50000为超稠油。
15.毛管(准)数:驱油过程中的粘滞力和毛管力的比值。
(Nvc)16.毛管准数提高途径:驱替液速度增加,驱替液粘度增加,油水界面张力降低。
17.微生物的概念:是体形微小,结构简单的微小生物,一般存在于碳氢化合物的沉淀物中。
18.火烧油层工艺:干式正向燃烧,干式反向燃烧,湿式燃烧。
19.火烧油层适用条件:油层渗透率高,厚油层,原油饱和度高,原油粘度高。
二、名词解释1.EOR:向油藏中注入驱油剂或调剖剂,改善油藏及油藏流体的物理化学特性,提高宏观波及效率与微观驱油效率采油方法的统称。
2.化学驱油法:凡是以化学剂作为驱油介质,以改善地层流动特性,改善驱油剂,原油,油藏孔隙之间界面的特性,提高原油开采效果与效益的所有采油方法统称为化学驱油法。
3.溶解气驱油法:凡是以气体作为驱油介质的采油方法统称为气体驱油法。
一、填空:
1.EOR技术包括:
化学驱油法,混相驱油法,热力驱油法,微生物驱油法。
2.常用的热力驱油法:
蒸汽吞吐法,蒸汽驱油法,火烧油层法。
3.粘土矿物的性质:
带电性,吸附性,膨胀性。
4.影响粘度的因素:
聚合物的分子结构,水解度,溶剂的影响,含盐量,聚合物浓度。
5.降解分为:
剪切,化学,温度,生物降解。
6.滞留分为:
吸附滞留,机械补集,水力滞留,物理堵塞。
7.xx吸附实验结果影响因素:
岩石的类型及其组成,聚合物分子量,聚合物水解度,聚合物浓度,聚合物含盐量。
8.粘弹性流体:
具有粘性流体的流动特点,具有弹性变形的特点。
9.聚合物的常规性能:
外观,固含量,颗粒分布,不容物含量,水解度,表观粘度,溶解速度,残余单体含量,分子量。
10.聚合物特定性能:
增稠性,耐盐性,过滤性,热稳定性,剪切稳定性,筛网系数。
11.表面活性剂分为:
离子型(包括阴离子,阳离子,两性型。
),非离子型。
12.碱剂分为:
氢氧化钠,硅酸钠,碳酸钠。
13.国内稠油对温度特别敏感。
14.稠油的分类:50-100为稠油,100-500为特稠油,大于500为超稠油。
15.毛管(准)数:
驱油过程中的粘滞力和毛管力的比值。
(Nvc)
16.xx管准数提高途径:
驱替液速度增加,驱替液粘度增加,油水界面张力降低。
17.微生物的概念:
是体形微小,结构简单的微小生物,一般存在于碳氢化合物的沉淀物中。
18.火烧油层工艺:
干式正向燃烧,干式反向燃烧,湿式燃烧。
19.火烧油层适用条件:
油层渗透率高,厚油层,原油饱和度高,原油粘度高。
二、名词解释
1.EOR:
向油藏中注入驱油剂或调剖剂,改善油藏及油藏流体的物理化学特性,提高宏观波及效率与微观驱油效率采油方法的统称。
2.化学驱油法:
凡是以化学剂作为驱油介质,以改善地层流动特性,改善驱油剂,原油,油藏孔隙之间界面的特性,提高原油开采效果与效益的所有采油方法统称为化学驱油法。
3.溶解气驱油法:
凡是以气体作为驱油介质的采油方法统称为气体驱油法。
4.热力驱油法:
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。
5.微生物驱油:
利用微生物及其代谢产物作用于油层,及油层中的原油,改善原油的流动性和物理化学性质,提高驱油剂的宏观波及体积和微观洗油效率的采油方法的统称为微生物驱油法。
6.单油层(小层):
上下被不渗透层分隔,层内性质较为均一且具有一定厚度和分布范围的含油(气)砂岩层。
7.xx管力:
是由于界面张力及岩石的选择性润湿综合作用的结果,它是多孔介质中多相流体渗流的阻力亦或动力。
8.黏性指进的概念,原因与后果:
黏性指进在排驱过程中由于油水粘度差而引起的微观排驱前缘呈现不规则的指状传入油区的现象。
其原因是孔隙介质的渗透性非匀质性,微观孔隙结构
的复杂性,油水粘度差。
其后果为,不仅是指前缘提前突破,而且产生微观绕流降低前缘的微观驱油效率。
9.舌进的概念,原因及后果:
油水前缘沿高深层突进的现象。
其原因是油水流度比大于一(M>1),当开始注水时,高渗层的流速大于低渗透层,因而高渗层两相区先形成,促使其内部的总阻力下降,进而高渗层的吸水速度增加。
其结果是低渗透层不能得到充分开采。
10.无水采收率:
是指油水前缘突破时总产油量与地质储量的比值。
11.注水极限采收率:
是指注水达到经济极限时,即掺水达95%至98%时总产油量与地质储量的比值。
12.微观洗油效率:
也称排驱效率,就是已被水葱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洗油效果的参数。
其公式为,Ed=(Soi-Sor)/Soi*%
13.流变性:
指流体在外力场的作用下发生流动和变形的一种特征。
14.残余阻力系数的定义与意义:
聚合物溶液通过岩心前,后盐水流度的比值。
是描述聚合物溶液降低多孔介质渗透率的能力。
15.筛网系数:
一定体积的聚合物溶液通过筛网的留出时间与同体积的水在相同条件下流出时间的比值。
16.表面活性剂:
分子具有两亲结构,可自发的浓集于相界面,显著降低界面张力的物质。
17.亲水亲油平衡值:
表面活性分子具有两亲结构,亲水基倾向于将整个分子拉向水相,而亲油基倾向于把整个分子拉向油相,描述活性剂亲水亲油能力大小的物理量,称为亲水亲油平衡值,简称HLB。
18.聚合物驱油的定义与实质:
聚合物溶液驱油就是把聚合物注入到水中,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。
实质是由于流度比的下降大大提高了体积扫油效率,降低了波及区域的含油饱和度,从而提高了水驱效果。
19.单体:
组成聚合物的简单分子。
20.xx管准数:
驱油过程中粘滞力和毛管力的比值。
21.原油采收率:
是采出地下原始储量的百分数,即采出原油与地下原始储油量的比值。
22.宏观xx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。
是衡量水在油层中波及程度的参数。
Ev=As*Hs/AH。
23.剩余油:
水未波及到的区域所剩下的油为剩余油,其分布是连续的,数量较大。
24.残余油:
注入水波及区内水洗油后所剩下的油为残余油,其分布一般无连续性。
三、简答
1.黏性指进产生原因分析:
指进现象的原因与诸多因素有关,例如孔隙介质的渗透性非匀质性,微观孔隙结构的复杂性,油水粘度差。
2.产生舌进的原因:
原因是油水流度比大于一(M>1),当开始注水时,高渗层的流速大于低渗透层,因而高渗层两相区先形成,促使其内部的总阻力下降,进而高渗层的吸水速度增加。
3.聚合物提高原油采收率机理分析:
以提高宏观波及系数为主,聚合物提高驱替液的粘度,降低流度比,从而提高宏观波及系数,已达到提高采收率的目的;以提高微观洗油效率为辅,聚合物提高驱替液的粘度,增加驱替液与被驱替液之间的剪切应力,从而提高微观的稀有效率最终达到提高采收率的目的。
4.聚合物驱油的影响因素:
聚合物的结构及浓度的影响,油藏岩石类型的影响,地层水矿化度的影响,注入速度的影响,注入水质的影响。
5.聚合物驱油的适用条件和对油层的要求:
聚合物的选择,具有水溶性、具有明显的增粘性、化学稳定性好、剪切稳定性好、抗吸附性、在多孔介质中油良好的传输性、来源广价格低;队油层的要求,油藏几何形状和类型、油层岩石为砂岩不含泥岩或含量非常少、原油性质在很大程度上决定了聚合物驱是否可行、油层温度、地层水的性质是聚合物筛选的重要依据。
6.表面活性剂驱油的机理:
降低界面张力,润湿反转,乳化,提高表面电荷密度,聚并形成油带。
7.影响表面活性剂驱油的影响因素:
表面活性剂的当量,当量分布对驱油效果的影响。
表面活性剂结构对驱油效果的影响。
表面活性剂浓度对驱油效果的影响。
无机盐对驱油效果的影响。
活性剂吸附损失对驱油效果的影响。
油藏条件的影响。
助剂对驱油效果的影响。
8.表面活性剂在岩石表面吸附机理和影响因素:
吸附机理为,离子交换、氢键键合、静电吸附、色散力吸附、憎水基键合。
吸附影响因素,表面活性剂结构、油层岩石类型、无机盐、温度、酸碱度(PH值)。
9.提高原油采收率(ER)的途径:
可分两方面做答—提高Ev(宏观波及系数)有四点:
油藏的xx质性:
平面-合理部署井网。
纵向-调整吸水剖面。
流度比降低流度比
井网部署合理选择井网
主材速度合理的注采速度
二提高Ed(微观洗油效率)有四点:
微观孔隙结构物理采油法
岩石的润湿性碱水法,活性剂驱油法
界面xx碱水法,活性剂驱油法
原油的粘度热力法,气体溶剂驱油。