西南石油大学《提高采收率原理》教学大纲
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提高石油采收率技术石油是世界主要的能源之一,然而在石油开采过程中始终存在采收率低的问题。
因此,研究和开发提高石油采收率技术是非常重要的。
本文将介绍一些提高石油采收率的技术,并拟给出相关的理论分析和实践应用,以帮助读者更好的理解该领域的知识。
一、常见的提高石油采收率技术1. 增加采油井数量增加采油井的数量是提高石油采收率的常见方法。
通过增加采油井数量和提高井产能,在短时间内能够快速提高采油效率。
但在长期开发中,挖掘更多的采油井难免会减少油井的寿命,所以该方法在实践中有一定的局限性。
2. 水驱油技术水驱油技术是通过注入水到含油层,将油逼出来,达到提高采收率的目的。
该技术采用了物理方法,在提高采收率的同时,也能抑制火灾等事故的发生。
但是,该技术使用中需要注意注入水的质量和量,以及操作水平等因素,否则可能会对水质和地下水资源造成污染。
3. 人工捞取技术人工捞取技术是通过使用工具和机器将含油层内的油挖掘出来。
该技术在开采较深的油井时比较常见,它可以更直接和有效地挖掘油井内的油。
但在实践中,也有一定的技术难度和成本方面的问题。
4. 酸化注入技术酸化注入技术是通过向含油层注入一些化学酸性物质,使松散的岩土变紧,新的裂隙和孔道就会被创造出来,以增加岩石和石油的接触面积,从而提高石油采收率。
但使用该技术也可能会对地下水和环境构成一定的风险,需要特别注意操作。
5. 气驱油技术气驱油技术是通过注入气体到含油层内,使油逐渐被推到井口并提升到地面,从而提高采收率的方法。
该技术在实践中需要注意对气体的类型、压力、温度等因素的控制,以及操作控制方案,以减少气体浪费、污染等问题。
二、底部泵抽油机原理解析底部泵抽油机是在采油井井筒底部安装一种借助动力驱动的泵机,以抽吸油井内含油层的油,并将油位于井口的反应器中。
该技术具有经济效益显著、方案适用性强等优点。
底部泵抽油机一般分为两大类,即节流运动方式和机器辅助运动方式。
其中,机器辅助运动方式最为常见。
提高采收率技术培训(工程方向)课程安排表
提高采收率培训班教师介绍余刘应:
中石化石油工程技术服务有限公司、特种作业事业部、高级工程师,第四、第五、第六届石油行业试油测试分标委副主任;中石化石油工程公司井下作业专标委秘书长;中石化石油工程公司特种作业井控管理办公室副主任。
组织制定了一系列中石化井下作业管理规章制度和技术标准,组织、参与了塔河油田、鄂尔多斯大牛地气田、松辽盆地火山岩、川西致密碎屑岩、普光气田、元坝气田、焦石坝页岩气田的储层改造、试油气测试、完井等工作。
参与了中石化所有新区勘探开发的试油气测试和储层改造技术工作,熟悉井下作业各分支的管理、技术、现场、设备、物料。
钱卫明:
高级工程师,从事CO2三次采油研究,参与国家863“CO2驱油注采工程技术研究(2009AA063404)”项目,获得中石化科技进步二等奖1次,江苏省科技进步三等奖1次,参加中石化标准的制定1项,在国家核心期刊发表论文3篇,曾在胜利、中原等油田做驱油学术交流。
杜建芬:
西南石油大学、副教授、硕士生导师,长期从事提高采收率的教学与研究工作。
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《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 Recovery2、课程类别:专业课程3、课程学时:总学时32,实验学时4。
4、学分:25、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:石油工程教研室王健8、大纲审批:石油工程学院学术委员会9、制定(修订)时间:2006.11二、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)2.二次采油(Secondary Recovery Process)●我国水驱油(二次采油)面临的挑战●水驱油采收率低的主要原因3.三次采油(Tertiary Recovery)4.提高采收率Enhanced Oil Recovery (EOR)5.提高采收率EOR分类6.中国提高采收率方法的潜力分析重点:提高采收率技术的发展历史及应用状况。
《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 Recovery2、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:25、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)2.二次采油(Secondary Recovery Process)●我国水驱油(二次采油)面临的挑战●水驱油采收率低的主要原因3.三次采油(Tertiary Recovery)4.提高采收率Enhanced Oil Recovery (EOR)5.提高采收率EOR分类6.中国提高采收率方法的潜力分析重点:提高采收率技术的发展历史及应用状况。
难点:学生对石油工程专业基础知识的掌握的程度。
第一章:水驱油采收率分析(4学时)要求:掌握油田进行注水开发的目的、水驱油时宏观剩余油、微观残余油的形成机理及分布;通过分析残余油滴在微观毛管中的受力,得出它的启动、运移条件,进而掌握提高微观驱油效率的途径;通过分析粘性指进和舌进的形成机理,得出流度控制、稳定驱替前沿、提高体积波及效率的方法;综合分析掌握影响水驱采收率的因素。
1.油藏排驱过程中的力●毛管力●粘滞力2.微观水驱油机理Microscopic Displacement of Fluids in a Reservoir3.宏观水驱油机理Macroscopic Displacement of Fluids in a Reservoir4.水驱油采收率分析●波及效率Es(Sweep Efficiency)●驱油效率E D(Displacement Efficiency)5.提高水驱油采收率的途径●影响水驱油采收率的因素●毛管数与残余油、采收率的关系●提高水驱油采收率的途径重点:水驱剩余油、残余油的形成机理。
难点:剩余油、残余油的形成过程分析,毛管数的概念及物理意义。
第二章:聚合物驱(8学时)要求:掌握驱油用聚合物应具备的基本性质,能分析各因素对聚合物溶液粘度的影响规律,熟练掌握聚合物溶液的流变性、聚合物溶液驱油时控制流度的机理、在孔隙介质中的流动特征(吸附、滞留和不可入孔隙体积)、阻力系数、残余阻力系数、有效粘度的物理意义及测定原理,熟悉聚合物室内评价方法,知道聚合物驱的适用条件,了解聚合物驱的方案设计、工艺过程、监测手段、效果评价方法。
掌握化学调剖的原理、设计方法及效果评价方法。
掌握聚合物弱凝胶调驱技术和聚合物本体凝胶的调剖堵水技术。
1.驱油用聚合物及其水溶液性质●驱油用聚合物(Polymer)●聚合物(HPAM)的分子结构与性能●聚合物溶液的配制●聚合物溶液性质2.聚合物溶液的流变性(Rheological Properties)3.聚合物溶液在孔隙介质中的流变性4.聚合物溶液在孔隙介质中的流动特征●滞留(Retention)●不可入孔隙体积(IPV)●聚合物溶液的过滤性(filterability)●有效粘度m ef(effective viscosity)●残余阻力系数F RR(residual resistance factor)●阻力系数F R(resistance factor)●粘弹效应系数Rve(viscoelastic effect factor)5.聚合物驱油机理6.聚合物驱室内评价与设计7.交联聚合物驱与调剖堵水技术重点:驱油用聚合物应具有的基本性能,聚合物溶液在孔隙介质中的流动特征,聚合物驱应用评价技术等。
难点:聚合物溶液的流变性、在孔隙介质中的流动特征。
第三章:表面活性剂驱(7学时)要求:掌握驱油用表面活性剂应具备的基本性质,熟练掌握表面活性剂溶液与原油之间的界面特性、微乳液的组成与性质、室内评价方法与手段、驱油过程中表面活性剂的损失与拟制方法,活性水驱与微乳液驱的驱油机理,了解活性水驱与微乳液驱的设计思路与适用条件。
1.驱油用表面活性剂2.微乳液特性●微乳液基本组成及特性●微乳液的相态特性(Phase Behavior)3.微乳液驱油机理Mechanisms of Micro-emulsion Displacement●部分混相驱(Partial Miscible Flooding )●就地非混相排驱●就地混相排驱4.微乳液驱油采收率5.活性水驱重点:表面活性剂的室内评价体系与评价方法难点:用拟三元相图分析微乳液驱的驱油机理第四章:碱水驱(1学时)要求:掌握碱水驱提高采收率的机理,了解驱油用碱剂应具备的基本性质及安全知识,熟练掌握碱性水溶液与原油之间的动态界面张力特征、碱耗的评价方法、碱水驱的应用条件。
1.驱油用碱剂2.碱水驱机理3.碱与储层的相互作用重点:碱性水溶液与原油之间的动态界面张力特性及碱耗机理难点:碱使岩石润湿性改变在提高驱油率中的作用第五章、复合驱(1学时)要求:掌握三元复合驱(碱、表活剂、聚合物三元复合驱)中的协同机理,掌握碱、表活剂、聚合物三元复合驱油体系的性能及其在驱油过程中的协同效应,了解各自的适用条件。
1.复合驱概述2.复合驱过程中的物理化学作用3.ASP三元复合驱室内评价技术重点:碱、表活剂、聚合物三元复合驱油体系的性能。
难点:三元复合驱油体系的协同效应表征方法。
第六章:互溶驱替理论(2学时)要求:了解化学驱过程中的吸附、化学反应和扩散弥散等物理化学作用的基本现象、产生原因、量化模型; 掌握互溶驱替的基本概念、理想互溶驱替渗流方程的推导、方程中各项的物理意义; 能够用理想的弥散渗流理论分析化学驱过程中的浓度变化规律、求取扩散弥散系数; 掌握聚合物驱浓度剖面模型的分析计算方法。
1.理想互溶驱替理论2.考虑吸附和化学反应作用的互溶驱替理论3.考虑粘度差异的互溶驱替理论重点:弥散渗流方程的建立与求解。
难点:弥散渗流理论方程的建立。
第七章:气体混相驱(6学时)要求:掌握混相、非混相、一次接触混相、多级接触混相等基本概念,掌握汽化气驱、富气驱的混相机理与实现混相驱的条件,掌握MMP的意义及室内测定方法与预测方法,了解注气过程中固溶物的沉积条件与预防措施。
掌握气体混相驱的适用条件。
1.基本概念●用于混相驱的气体●混相驱的种类2.CO2/原油体系性质与相态●CO2/原油体系性质●CO2 /原油体系相态●CO2/原油体系与CH4/原油体系对比3.混相驱机理●一次接触混相驱机理●凝析式多次接触混相驱机理●蒸发式多次接触混相驱机理4.混相条件的确定方法●最低混相压力(Minimum Miscibility Pressure)●MMP压力的确定方法5.CO2驱的流度控制方法●CO2驱的流度比及平面波及●CO2的垂向波及效率●流度控制—水气交替注入(Water-alternating-gas, WAG)6.混相驱现场应用重点:汽化气驱、富气驱的混相机理,MMP的室内测定方法与预测方法。
难点:CO2对原油中烃类组分的抽提作用。
第八章:热力采油(4学时)要求:掌握稠油的粘温特性,加热油层的热载体应具备的性质。
掌握各种热采过程中的传热计算方法,热损失的计算方法等,了解蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层的驱油机理、实施工艺过程和各自的适用条件。
1.稠油特性●稠油的分类标准●我国稠油的主要特点●稠油的粘温曲线2.注热载体的选择●汽化潜热●过热蒸汽3.注蒸汽过程中的热损●地面热损失井筒热损失4.油层注蒸汽加热5.蒸汽吞吐(Puff and Huff, Steam Stimulation, Cyclic Steam Injection )6.蒸汽驱(Steamdrive, Steamflooding)7.火烧油层(In-situ combustion)重点:热采过程中的传热计算方法难点:各种传热模型的应用条件第九章:微生物采油(选修,不计学时)要求:掌握微生物采油机理及微生物在油层条件下的生存、繁殖、代谢及运移条件,掌握微生物采油的各种应用方式及其相应的微生物筛选方法。
1.油层微生物2.微生物采油机理与筛选3.微生物采油应用重点:微生物在油层中的作用机理难点:不同微生物在油藏中的适应性(二)实验教学(4学时)1、实验课的目的及要求本实验属《提高采收率原理》课程所开实验。
要求学生掌握以提高波及效率为主的聚合物驱油体系和以提高洗油效率为主的微乳液驱油体系的室内配制方法、实验现象、在孔隙介质中的流动规律等。
加深对化学驱提高采收率机理的认识,为今后从事石油开采及相关学科的研究奠定坚实的基础。
通过实验使学生了解聚合物和微乳液室内评价仪器、设备名称、流程、测试操作方法; 掌握聚合物溶液的流变性、聚合物溶液驱油时控制流度的机理; 掌握阻力系数、残余阻力系数、有效粘度的物理意义及测定原理、影响因素; 掌握微乳液的组成、室内配制方法、乳化过程、增溶效果、表面活性剂驱油体系与原油的界面及动态界面张力、驱油适用条件等。
2、实验内容和占用学时的具体分配(1)、聚合物驱阻力系数、残余阻力系数的测定2学时综合型1)实验目的加深对聚合物溶液在孔隙介质中的流动特征的理解,加深对聚合物溶液降低驱替相流度、稳定排驱前缘、降低高渗透孔隙渗透率、提高波及效率机理的理解。
熟悉驱油用聚合物溶液室内流动实验评价方法和测定原理。
掌握聚合物溶液配制方法,不用流速下聚合物溶液阻力系数和残余阻力系数的测定方法(3-5个流速);2)实验仪器设备阻力系数测定仪、Brookfield锥板黏度计(LVDV-III+CP1)、平流泵或柱塞泵(HLB-1040,流量范围1-1000mL/h)、氮气瓶及调压装置、岩芯夹持器、中间容器、精密压力表、微流量测定仪、旋转粘度计、电子天平、搅拌器。