2水驱油机理

在二次采油结束时，由于毛细作用，不少原油残留在岩石缝隙间，而不能流向生产井，不论用水或烃类气体驱油都是一种非均相驱，油与水（或气体）均不能相溶形成一相，而是在两相之间形成界面。

必须具有足够大的驱动力才能将原油从岩石缝隙间挤出，否则一部分原油就停留下来。

如果能注入一种同油相混溶的物质，即与原油形成均匀的一相，孔隙中滞留油的毛细作用力就会降低和消失，原油就能被驱向生产井。

设法提高原油采收率的关键是找到一种能与原油完全相溶的合适的溶剂，从50年代开始进行这方面的探索与研究，曾经使用丙烷等轻组分烃类化合物，它可以与原油完全混溶，但成本较高。

油田现场生产的天然气也可作为混相驱，但经济上也不合算。

后来又对非烃类物质进行了研究，其中之一是CO2，它能通过逐级提取原油中的轻组分与原油达到完全互溶。

CO2驱油提高采收率的机理主要有以下几点：（1）降低原油粘度CO2溶于原油后，降低了原油粘度，原油粘度越高，粘度降低程度越大。

原油粘度降低时，原油流动能力增加，从而提高了原油产量。

（2）改善原油与水的流度比大量的CO2溶于原油和水，将使原油和水碳酸化。

原油碳酸化后，其粘度随之降低，大庆勘探开发研究院在45℃和12.7MPa的条件下进行了有关试验，试验表明，CO2在油田注入水中的溶解度为5 %（质量），而在原油中的溶解度为15%（质量）；由于大量CO2溶于原油中，使原油粘度由9.8mPa？s降到2.9mPa？s，使原油体积增加了17.2%，同时也增加了原油的流度。

水碳酸化后，水的粘度将提高20%以上，同时也降低了水的流度。

因为碳酸化后，油和水的流度趋向靠近，所以改善了油与水流度比，扩大了波及体积。

（3）使原油体积膨胀CO2大量溶于原油中，可使原油体积膨胀，原油体积膨胀的大小，不但取决于原油分子量的大小，而且也取决于CO2的溶解量。

CO2溶于原油，使原油体积膨胀，也增加了液体内的动能，从而提高了驱油效率。

（4）使原油中轻烃萃取和汽化当压力超过一定值时，CO2混合物能使原油中不同组分的轻质烃萃取和汽化，降低原油相对密度，从而提高采收率。

第一章 二氧化碳驱油机理第一节 驱油机理2CO 是一种在油和水中溶解度都很高的气体，当它大量溶解于原油中时，可以是原油体积膨胀，粘度下降，还可降低油水间的界面张力；2CO 溶于水后形成的探索还可以起到酸化作用。

它不受井深、温度、压力、地层水矿化度等条件的影响，由于以上各种作用和广泛的使用条件，注2CO 提高采收率的应用十分广泛。

人们通过大量的室内和现场试验，都证明了2CO 是一种有效的驱油剂，并相继提出了许多注入方案。

包括：连续注2CO 气体；注碳酸水法；注2CO 气体或液体段塞后紧接着注水；注2CO 气体或液体段塞后交替注水和2CO 气体（W AG 法)；同时注2CO 气体和水。

连续注入2CO 驱替油层时，由于不利的流度比及密度差，宏观波及系数很低，2CO 用量比较大，实施起来不够经济，用廉价的顶替液驱动2CO 段塞在经济上更有吸引力。

用碳酸水驱油实质是利用注入的水和2CO 溶液与地层油接触后，从其中扩散出来的2CO 来驱油，但此扩散过程较慢，与注入纯2CO 段塞相比达到的采收率比较低。

注2CO 段塞的工艺包括；注2CO 段塞后注水、注段塞后交替注水和注2CO 气体，前一种方法是水驱动2CO 段塞驱扫描整个油层，尾随的水不混相地驱替2CO ，在油层中留下一个残余的2CO 饱和度，后一种方法，其目的在于降低2CO 的流度，提高油层的波及系数。

提出的另外一种工艺是通过双注水系统同时注水和2CO （见下图），但是这种工艺的施工和完井的成本高，经济风险更大。

沃纳（Warner1977）和费耶尔斯（Fayers ）等人在模拟研究中证明，W AG 注入法要比连续或单段塞注入法优越。

沃纳的研究结果还表明，连续注入2CO 可采出潜在剩余油量的20%；注入2CO 段塞可采出25%；而WAG 法可采出注水后地下原油的38%；同时注入气与水可采出47%的原油，但此法仍存在着严重的操作问题。

由此看来，W AG 法仍然是最经济可行的2CO 驱工艺，但它不适合于低渗透砂岩，因为在这种砂岩中，由于水的流度很低，变换注入方式可能造成注入速度严重降低。

液态二氧化碳注入工艺及工艺流程为了有效的减少二氧化碳排向大气，将二氧化碳作为气驱的一种注入到地下，作为驱替液用来提高原油的采收率，设计最佳的注入的工艺流程，更好地完成二氧化碳埋存驱油的任务。

对埋存工艺技术进行优化，发挥高效注入设备的优势，提高注入的质量，保证工艺顺利实施，获得最佳的埋存驱油目的。

标签：液相注入;埋存驱油;工艺流程一、二氧化碳驱油机理1.提高地层压力：CO2具有较强的膨胀能力和扩散速度，可快速提高地层能量，增强驱动力。

2.降低原油粘度：CO2很容易溶于原油中，其溶于原油后可降低原油粘度，提高油相渗透率。

CO2-原油体系实现混相后，原油粘度可降低2/3。

3.提高驱油效率：CO2溶于原油后不仅可以降低原油粘度，还可以降低甚至消除界面张力。

油藏中随着地层压力逐步升高，CO2与原油相间传质作用增强，当地层压力达到最小混相压力时可以实现混相（混相驱），相间界面消失，驱油效率大幅度提高。

当地层压力未达到最小混相压力时（非混相驱），CO2驱通过溶解、膨胀和降粘作用提高驱油效率。

通过室内实验分析评价，与常规水驱对比，CO2混相驱提高驱油效率可达到30%，CO2非混相驱和近混相驱提高驱油效率可达到5-15%。

4.扩大波及体积：CO2在油藏中具有较低粘度和较强的渗流能力，可以驱替微小孔隙中的原油。

在驱替过程中CO2通过组分交换和溶解的方式降低原油粘度，提高原油在微细孔喉的流动能力，扩大波及体积。

二、液相二氧化碳注入工艺1、气源：利用天然气井分离出的管输来的二氧化碳气体。

2、注入相态：液态。

3、输送计量方式：采用气体中、低压计量。

4、管线材质：脱水前采用不锈钢材质，脱水后采用碳钢5、液体增压方式：三柱塞泵压缩注入。

6、气体脱水方式：变温吸附低压压脱水。

7、液体增压等级：压力等级为25MPa三、液相二氧化碳注入工艺流程将天然气采气厂分离来的气相二氧化碳，通过增压压缩机增压到2.0-3.0 MPa 的纯CO2，通过液化装置将气体液化，液化温度达到-28度，最终通过三柱塞注入泵增压到25 Mpa，为站外注入井提供液态CO2。

二氧化碳驱界面张力变化1.引言1.1 概述二氧化碳驱界面张力变化的研究是近年来科学界关注的热点之一。

界面张力是液体表面上存在的一种力，它决定了液体与其他物体之间的相互作用和相互影响。

在油田开采过程中，二氧化碳驱油技术作为一种重要的增产手段，其成功与否与界面张力之间的关系密不可分。

本文旨在对二氧化碳驱界面张力变化这一问题进行系统的研究和探讨。

首先，我们将对界面张力的定义和作用进行阐述，以便读者对该概念有一个清晰的认识。

其次，我们将介绍二氧化碳驱油技术的应用背景，包括其发展历程、研究现状和实际应用情况，这将有助于读者理解为何界面张力在该领域的研究具有重要意义。

本文的重点将放在二氧化碳驱对界面张力的影响和可能的机理解释上。

我们将通过实验数据、理论模型以及前人的研究成果来探究二氧化碳驱对界面张力的具体影响，并尝试解释其机理。

这将为二氧化碳驱油技术的进一步发展提供理论依据和指导。

总之，本文旨在通过对二氧化碳驱界面张力变化的深入研究，探讨其在油田开采中的重要性和应用前景。

希望本文能够为相关领域的研究者提供参考和启示，促进二氧化碳驱油技术的进一步发展和应用。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：本文主要分为引言、正文和结论三个部分。

在引言部分中，我们首先对文章的主题进行概述，即讨论二氧化碳驱界面张力变化的研究背景和意义，引起读者的兴趣。

接下来，我们简要介绍了文章的整体结构，即将要讨论的各个章节以及它们之间的关系。

这有助于读者理解文章的框架和逻辑。

在正文部分，我们将详细阐述界面张力的定义和作用，包括界面张力的概念、测量方法以及在油田开发中的重要性。

然后，我们将介绍二氧化碳驱油技术的应用背景，包括二氧化碳驱油的原理、优势和现实应用情况。

通过对界面张力和二氧化碳驱油技术的相关介绍，读者可以更好地理解后续章节的讨论内容。

最后，在结论部分，我们将总结二氧化碳驱对界面张力的影响，并提出可能的机理解释。

通过回顾整个文章的论述和研究结果，我们可以得出结论，并对未来可能的研究方向进行展望。

浅议二氧化碳的驱油方式与驱油机理作者：张宇来源：《中国化工贸易》2014年第10期摘要：二氧化碳是怎样驱油的呢？将二氧化碳从地下采出来，然后再注入油层，它与油层“亲密接触”后，就产生四种作用。

一是降低原油黏度。

二是能使原油体积膨胀10%至40%。

这样能让一部分不流动的残余油动起来，抽油机就能让原油“走出”地面了。

三是可降低油水界面张力，把黏在岩壁上的原油洗下来，从而提高了采收率。

四是能解堵及改善油水黏度比。

这样就减弱了“水窜”，减少了无效循环，进而提高了水驱效果。

关键词：二氧化碳驱油机理一、二氧化碳的驱油方式1、 CO2混相驱混相驱油是在地层高退条件下，油中的轻质烃类分子被CO2提取到气相中来，形成富含烃类的气相和溶解了CO2的原油的液相两种状态。

当压力达到足够高时，CO2把原油中的轻质和中间组分提取后，原油溶解沥青、石蜡的能力下降，这些重质成分将会从原油中析出，残留在原地，原油粘度大幅度下降，从而达到混相驱的目的。

混相驱油效率很高，条件允许时，可以使排驱剂所到之处的原油百分之百的采出。

但要求混相压力很高，组成原油的轻质组分C2-6含量很高，否则很难实现混相驱油。

由于受地层破裂压力等条件的限制，混相驱替只适用于°API重度比较高的轻质油藏，同时在浅层、深层、致密层、高渗透层、碳酸盐层、砂岩中都有过应用的经验，总结起来，CO2混相驱对开采下面几类油藏具有更重要的意义。

a. 水驱效果差的低渗透油藏；b. 水驱完全枯竭的砂岩油藏；c. 接近开采经济极限的深层、轻质油藏；d. 利用CO2重力稳定混相驱开采多盐丘油藏。

2、 CO2非混相驱CO2非混相驱的主要采油机理是降低原油的粘度，使原油体积膨胀，减小界面张力，对原油中轻烃汽化和油提。

当地层及其中流体的性质决定油藏不能采用混相驱时，利用CO2非混相驱的开采机理，也能达到提高原油采收率的目的，主要应用包括： a. 可用CO2来恢复枯竭油藏的压力。

CO2混相驱和非混相驱的驱油机理姓名：学号：学院：专业：指导教师：2022年4月12日co2驱是把co2注入油层，依靠co2的膨胀、降粘等机理来提高原油采收率的技术。

随着人们对温室效应认识，将co2注入地层不仅能够提高原油采收率，还可以起到封存co2的作用，是三次采油方法中最具有潜力的采油技术。

co2混相驱我国低渗透、特低渗透油藏开发后，暴露出天然产能低、地层能量不足、地层压力快速下降等诸多矛盾。

受油藏地质条件的限制，注水补充能量受到很大限制，采收率较低。

从国外三次采油技术的发展趋势来看，气驱尤其是CO2混相驱将是我国提高低渗透油藏采收率最有前景的方法。

1.二氧化碳的基本性质在标准条件下，也即在0.1mpa压力、273.2k（绝对温度）下二氧化碳是气体状态，气态二氧化碳密度d=0.08-0.1千克/立方米，气态二氧化碳粘度为0.02~0.08毫帕秒，液态二氧化碳密度d=0.5-0.9千克/立方米，液态二氧化碳粘度为0.05-0.1毫帕秒，但在高压低温条件下液态与气态二氧化碳的密度相近，为0.6-0.8吨/立方米。

压力和温度可以明显地控制二氧化碳的相态。

当温度超过临界温度时，压力对二氧化碳的相态几乎没有影响，即二氧化碳在任何压力下都呈现气体状态。

因此，在地层温度较高的油层中采用二氧化碳驱油。

二氧化碳通常处于气态，与注入压力和地层压力无关。

二氧化碳在水中溶解性质要比气体烃类好得多，地层条件下在水中溶解度为30-60立方米/立方米，而质量比浓度可以达到3-5%，其水中溶解度受压力、温度、地层水矿化度的影响，二氧化碳在水中溶解度随压力增加而增加，随温度增加而降低，随地层水矿化度增加而降低。

二氧化碳溶解在水中形成“碳酸水”，这会增加水的粘度。

地层中存在二氧化碳，但泥岩膨胀减弱。

二氧化碳在油中溶解度远高于在水中的溶解度，大约是水中溶解度的4-10倍，当二氧化碳水溶液与原油接触时，由于其与油、水溶解度的差异，二氧化碳能够从水中转移到油中，在转移过程中水中二氧化碳与油相界面张力很低，驱替过程很类似于混相驱。

256利用CO 2驱提高原油采收率的历史可以追溯到本世纪50年代。

1952年Whorton等人获得了第一项采用CO 2采油的专利。

CO 2驱在我国石油开采里潜藏着巨大应用潜力。

我国当前已探得的63.2亿吨低渗透油藏原油储量，特别是大约50%还根本没动用的原油储量，借助CO 2驱比水驱具备突出的技术性优势。

1 CO 2驱提高原油采收率的机理在CO 2驱中，CO 2的溶解气驱、降低表面张力、减少原油黏度、原油膨胀、碳酸水升高地层渗透率等作用均可促增加原油采收率。

1.1 降低表面张力作用CO 2驱油过程是CO 2不断富化的过程。

CO 2富化即将CO 2与原油进行多次接触，进而抽提原油里的中间组分C 2~C 6得到的，实现动态混相，也就是所述的蒸汽驱混相。

CO 2与原油的混相取决于原油的组成、油藏压力和温度[1]。

CO 2含轻组分越多，它与原油之间的界面张力就越低，因而洗油效率就越高。

1.2 降低原油黏度作用CO 2与原油有很好的互溶性，能显著降低原油黏度，可降低到原黏度的1/10~1/100。

在压力和温度一定的地藏，原油黏度下降程度主要取决于原油自身黏度。

通常情况下，原油黏度越高，CO 2能让原油黏度下降更明显，即随着饱和压力的增加，溶解了CO 2的原油黏度急剧下降；在相同饱和压力下，中质和重质原油的黏度降低幅度比轻质原油的降低幅度大。

由于溶解了CO 2的原油黏度下降，原油流动能力增大，从而有利于提高驱油剂的波及系数。

1.3 原油的膨胀作用CO 2注入油藏后，可使原油体积膨胀，膨胀的程度可用膨胀系数表示。

膨胀系数是指一定温度和CO 2饱和压力下原油的体积与同温度和0.1Mpa下原油体积二者比。

有CO 2的原油膨胀系数在原油平均分子量下降的情况则反而升高，且随CO 2在原油里的摩尔分数升高而逐渐升高。

原油体积明显膨胀，会提高地层弹性能量，促受膨胀的余下油脱离地层水与岩石表层约束，成为可动油，提升驱油效率，最终提升原油采收率。