浅谈表面活性剂提高采收率技术的发展
姓名：陈林萍学号：201271215
[摘要]阐述了表面活性剂提高采收率相关技术，包括表面活性剂驱、二元复合驱、三元复合驱，特别强调表面活性剂在复合驱中的应用；讨论了表面活性剂的种类、结构和性能。表面活性剂驱在技术上可行，降低驱油剂成本对该项技术的发展具有非常重要的意义。
[关键词]表面活性剂提高采收率化学驱复合驱
A Brief Discussion on Progress in EOR by means of
Surfactants
Name：Chen Lin-ping Student ID：201271215
[Abstract] This paper introduces the technologies of EOR (Enhanced Oil Recovery) related to surfactant, including surfactant flooding, surfactant-polymer flooding, alkaline-surfactant-polymer (ASP) flooding and the application of surfactants in the flooding and discusses the types, constitutions and performances of surfactants. It is shown that the chemical flooding with surfactants are technically feasible for many oilfields and the reduction of the cost of chemicals is important for the development of technologies.
[key words] surfactants EOR chemical flooding ASP
1前言
化学驱是强化采油中非常重要并大规模实施的技术，包括聚合物驱、表面活性剂驱以及聚合物、碱、表面活性剂的多种组合技术。各类化学驱油技术的作用对象是油藏中的剩余油和残余油，化学驱的效果是物理作用和化学作用的结果，物理作用是指驱替液的波及作用，而化学作用是指驱替液的微观驱油作用。化学作用的核心是降低驱替液与原油的界面张力，这是表面活性剂在化学驱技术中起举足轻重作用的原因。聚合物驱是通过水溶性聚合物（部分水解聚丙烯酰胺、黄胞胶）对注入水的增粘作用，提高驱油体系的表观粘度以及粘弹性，降低驱替液与原油之间的流度比，提高驱油体系在油藏纵向上和平面上的波及效率。在各种化学驱中聚合物驱提高采收率幅度较低，一般在10%左右[1]，有表面活性剂驱参与的三元（表面活性剂/碱/聚合物）复合驱油技术提高采收率幅度可达到20%[2,3]，泡沫复合驱技术可以实现提高采收率30%[4]，其中表面活性剂作为起泡剂和泡沫稳定剂起着关键作用。
表面活性剂驱油的机理比较复杂，相对于聚合物驱技术，三元复合驱对原油性质和油藏性质更为敏感。除了与驱替液本身的性质有关外，还涉及与原油的相互作用，由于原油性质的不同，驱替作用效果也不同。表面活性剂驱包括多种驱油技术，如表面活性剂高浓度体系和低浓度体系、表面活性剂/碱或表面活性剂/聚合物二元复合体系、表面活性剂/碱/聚合物三元复合体系，还有泡沫驱油体系。
2 表面活性剂提高采收率技术
2.1 表面活性剂驱
表面活性剂具有双亲官能结构，当表面活性剂溶于水时，分子主要分布在油水界面上，可以降低油水界面张力。油水界面张力的降低意味着粘附功的减小，即油易从地层表面洗下来，提高洗油效率。表面活性剂的驱油效果还表现在使亲油的岩石表面润湿性反转、原油乳化、提高表面电荷密度及油滴聚并等作用。
表面活性剂驱分为稀体系和浓体系。浓体系是指溶解或分散在水中的表面活性剂浓度大于2%以上的体系。当表面活性剂浓度大于临界胶束浓度（CMC）时,在溶液之中的表面活性剂分子将成为有序分布，形成集合体——胶束。稀体系的表面活性剂浓度一般小于2%，甚至低于CMC。
表面活性剂驱油的影响因素有表面活性剂当量、表面活性剂分子结构、表面活性剂浓度、盐浓度、原油性质、油藏温度和助表面活性剂。
2.2 二元复合驱
在表面活性剂的基础上增加聚合物或碱，形成二元复合体系会有效增强表面活性剂的驱油效率，包括表面活性剂-聚合物的稠化表面活性剂驱（SP）、碱-表面活性剂的碱强化表面活性剂驱（AS）。
（1）碱-表面活性剂（AS）二元复合体系
碱（NaOH或Na2CO3）与原油的某些组分发生化学反应，可以形成表面活性剂。这种就地生成的表面活性剂本身就可以起到很好的驱油效果。然而，碱水的使用取决于原油的酸值。由于一些原油的酸值较低（如大庆油田），碱与原油发生化学反应生成的表面活性物质很少，这就使得单独用表面活性剂驱或单独用碱驱，都得不到超低界面张力，驱油效果不好，达不到提高采收率的目的。这就需要考虑两者的综合效果，即碱-表面活性剂（AS）二元复合体系。
影响碱-表面活性剂与原油间的界面张力的主要因素是表面活性剂的结构和浓度、碱的类型和浓度、地层水的矿化度、油相的组成和性质等。采用大庆油田原油进行实验研究表明[5]，在降低AS二元体系与原油间表面张力方面，存在最佳碱浓度和最佳表面活性剂浓度。
（2）表面活性剂-聚合物（SP）二元复合体系
聚合物溶液能提高驱替液的波及体积，表面活性剂可降低油水界面张力，提高洗油效率。作为一种驱油方法，表面活性剂-聚合物二元复合体系可以最大限度地发挥聚合物和表面活性剂的作用。试验结果表明：二元无碱复合驱油体系的粘度明显高于同等条件下的三元复合体系[6]。随着表面活性剂的发展，表面活性剂-聚合物二元复合驱越来越受到重视，人们期望着它能成为取代三元复合驱的技术。
文献表明[14]，表面活性剂-聚合物二元复合驱的一些矿场试验结果表明，低孔隙度、高表面活性剂浓度的情况采收率较高。二元复合驱的现场试验仍属于小范围内的高水平个体试验，没有得到大面积推广。迄今为止，有报道的开展二元复合驱的低渗透油田的矿场试验集中在美国和英国。二元复合驱的采收率较低，原因包括油藏本身条件的不足，表面活性剂在地层中滞留量过大，存在启动压力梯度。针对低渗透油藏、原油黏度高、地层水矿化度高等不同的油藏条件，通过室内试验和现场试验的相互验证，才能得到适合特殊油田的二元复合体系。在一般情况下，二元复合驱理应适用于渗透率大于20×10-3μm2的油藏，不能用于驱替原油黏度高于30 mPa·S的油藏，但是实验室内可以超出这个范围。在很多情
况下，聚合物和表面活性剂胶束混合，这种工艺在较低原油饱和度下成功实施，该方法可以提高体积扫油效率，也可用于非均质性较差的地层。
2.3 三元复合驱
表面活性剂-碱-聚合物三元复合驱（ASP）的英文缩写曾一度称为MAP（胶束-碱-聚合物），表示采用表面活性剂浓体系。表面活性剂浓度的降低对这项技术的发展至关重要，到上世纪90年代，表面活性剂用量降到0.1%以下，溶液与表面活性剂之间的界面张力可达到超低的程度（10-3mN/m）。目前常规使用的三元复合驱的基本配方是聚合物0.12%、表面活性剂0.3%、碱1%。可以看出，三元复合驱的化学剂的用量是非常大的。
理想的三元复合驱用表面活性剂应具备以下条件[7]：原料来源广，价格低廉，生产工艺简单；有适宜的溶解度和高的界面活性，并且在很宽的活性剂浓度和碱浓度范围内能使三元体系与原油之间的界面张力达到超低；在岩石上的吸附、滞留量低；具有较好的稳定性；具有较强的驱油能力。
2.4 泡沫复合驱
泡沫复合驱不是传统意义上的泡沫驱，它是在三元复合驱和水—气交替驱基础上发展起来的技术[8]。三元复合驱体系为泡沫的形成提供了物质基础。泡沫形成的一个重要条件是有起泡剂，而三元复合驱体系本身具有起泡和稳定泡沫的作用，在地层中能够形成微气泡，油、气、水三相形成似乳状液的流体，可以降低原油粘度，提高驱油效率[9]。有两种方式可以产生泡沫：①同时向井内注入气体和带有表面活性剂驱替液；②用气体驱替表面活性剂饱和的液体段塞。注入的气体可以是氮气、二氧化碳，也可以是烃类气体。
泡沫复合驱的动态特征为随着泡沫复合体系的注入，含水下降幅度大，低值期持续时间长；同时，泡沫复合驱抑制了采油井的气窜。泡沫复合驱的采油程度更高，提高采收率幅度可达到30%以上。和三元复合驱一样，泡沫复合驱的乳化和结垢是需要解决的问题。
3 表面活性剂
3.1 石油磺酸盐
石油磺酸盐属于阴离子表面活性剂，是驱油体系中常用的表面活性剂。石油磺酸盐是由表面活性剂组分、馏分油、无机盐等组成的混合物，一般用发烟硫酸、
三氧化硫或浓硫酸处理高沸点石油馏分油，再中和而制得[10]。目前使用较多的是三氧化硫磺化技术。
石油磺酸盐用作驱油剂有如下优点：表面活性强，能使油水界面张力降至10-3mN/m以下：来源广，配伍性好，水溶性好，稳定性强；生产工艺简单，成本低。石油磺酸盐在应用中也存在一些问题：耐盐能力差，易与高价阳离子形成沉淀物；临界胶束浓度较高，易被粘土表面吸附，即药耗大。
石油磺酸盐用于提高采收率已经进入先导性矿场试验阶段，但由于石油磺酸盐产品的性能不稳定，以及沉淀和吸附损耗等使其未能得到大规模推广应用。为了克服石油磺酸盐耐盐差的问题，国外已在研究开发适用于高盐、高钙镁地层的表面活性剂。
3.2 重烷基苯磺酸盐
烷基苯磺酸盐类表面活性剂为一种被广泛应用的三次采油表面活性剂。重烷基苯磺酸盐具有较好的降低油水界面张力的能力，并且由于来源广、价格低而得到广泛应用，但该表面活性剂的原料成分复杂，产品的组成和性能不稳定，这使得不同批次产品驱油效果差异很大，有时不得不在现场对每批产品进行配方调整[11]。因此，需要进一步确定重烷基苯磺酸盐的驱油活性物质和驱油机理，采取措施稳定重烷基苯的组成，并固定磺化条件，从而稳定产品的驱油效率。
3.3 非离子表面活性剂
非离子表面活性剂的亲水基为非离子性基团，由于非离子性基团的亲水性要比离子性基团差得多，因此非离子性表面活性剂要保持较强的乳化作用，其分子结构中一般含有多个非离子性亲水基，形成含许多醚键、酯键、酰胺键、羟基或者它们相互两两组合或多种组合的结构。常用品种有[12]：脂肪醇系列聚氧乙烯醚、烷基酚系聚氧乙烯醚、烷基酚系聚氧乙烯醚甲醛缩合物、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物、烷基酰胺型、聚氧乙烯聚氧丙烯醚亚砜、烷基（聚）配糖物、油酸聚氧乙烯酯等。
此类表面活性剂耐盐能力强、耐多价阳离子的性能好、CMC低，但在地层中的稳定性差，吸附量比阴离子表面活性剂高，而且不耐高温，价格高。
3.4 生物表面活性剂
生物表面活性剂是指有亲水和疏水基团由微生物产生的化学物质[13]。生物表面活性剂和一般的化学表面活性剂一样，溶于地层水和注入水中，在油水界面
有较高的界面活性；在含油岩石油表面润湿性好，能剥落油膜，分散原油，具有很强的乳化原油的能力；在固体表面吸附量少。
生物表面活性剂是一种很有潜力的驱油体系，发展很快。目前，生物表面活性剂在采油中的应用已经扩展到小规模成片油田，对地面法和地下法均进行了尝试。用Coryneformsp生产的生物表面活性剂可以将油水界面张力降至2×10-2mN/m，与戊醇配合则可降至6×10-5mN/m。
生物表面活性剂与合成表面活性剂相比更具优越性，其反应的产物均一，可引进新类型的化学基团，其中有些基团是化学方法难以合成的；生物表面活性剂安全无毒；同时，生物表面活性剂生产工艺简单，在常温、常压下即可发生反应，而用化学合成法生产条件极为复杂，有些甚至苛刻，如高温、高压等；研究表明生物表面活性剂的驱油效率比人工合成表面活性剂的驱油效率要高3.5~8倍，而价格仅为人工合成表面活性剂的30%。所以，生物表面活性剂是一种理想的提高原油采收率用化学剂，许多国家已经把生物表面活性剂的微生物采油作为油田开发长期的攻关课题。生物表面活性剂主要有糖脂类、磷脂类、脂蛋白或缩氨酸脂及聚合物类等。
3.5 孪连表面活性剂
孪连表面活性剂是一种新型的表面活性剂，由于打破了传统表面活性剂的单疏水基单亲水基结构使其性能更为优良，引起了众多学者的关注。1974年由Deinega等人首先合成，1998年日本的Okanara也合成出了这类活性剂，1991年Menger等人合成了以刚性基团连接离子头基的双烷烃链表面活性剂，并命名为孪连（Gemini）表面活性剂。该表面活性剂是带有两条疏水链、两个亲水基团和一个联接基团的特殊结构的表面活性剂。
Gemini型表面活性剂与传统型表面活性剂相比在性质上有很大区别，概括如下：
（1）极容易吸附在气／液表面，而且有多种形态，比传统型表面活性剂溶液有大得多的表面活性。
（2）很容易聚集成胶团，CMC(临界胶团浓度)比传统表面活性剂溶液低2～3个数量级，应用时浓度可以大大降低。
（3）具有很低的Krafft点(临界胶团溶解温度)，很容易溶解。
（4）优良的润湿性，洗涤去污能力强。
（5）与传统非离子型表面活性剂复配产生更大的协同效应，可大幅度降低
体系的表(界)面张力。
（6）通过原子力显微镜观察，在SiO2表面的饱和吸附量的大小与Gemini 型活性剂的结构及联接基的长度有关。
（7）奇特的粘度特性。传统型表面活性剂的浓度和粘度这两个物理参数，没有定性和定量的线性关系。而Gemini型表面活性剂的粘度随浓度增加而迅速增大，粘度值大小可相差6个数量级。
Gemini型表面活性剂问世时间不长，构型多种多样，呈现出许多传统型表面活性剂没有的优异性能，在油田开发中具有极大的潜在应用前景。与油田正在应用的各种表面活性剂复配可能产生更好的协同效应。如三元复合驱中的表面活性剂若能与Gemini型表面活性剂复配，有可能改善同地层水、原油或岩石表面的作用性能。大庆等油田聚合物驱取得举世公认的效果。聚合物驱过之后，仍有一半左右的地质储量残留在地下。目前国内外文献中还没有看到聚合物驱过之后，再开采剩下残余石油更有效的办法。Gemini型表面活性剂的问世，为三次采油之后再进一步提高油田采收率带来了希望。它的浓度小，粘度高，可有效地改变油水流度比，扩大波及体积，可波及到聚合物波及不到的空间，驱出那里的石油；低表面张力和优良的润湿性能，可提高驱油效率。它兼有聚合物和传统型表面活性剂两种驱替剂性能。另外，在堵水、调剖和开发低渗透率薄油层方面都具有应用前景。
4 结束语
三次采油用表面活性剂的研究和应用已经取得了很多进展，主要集中在三元复合驱上，也有在表面活性剂/聚合物二元体系的应用。矿场试验证明，与水驱相比，三元复合驱提高采收率幅度为20%。ASP三元复合驱技术中存在以下几个关键问题：表面活性剂的筛选与研制、化学剂在油层中的损失、复合体系的组分分离、结垢问题和采出液处理问题。
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石油大学继续教育学院 冀东油田开发新技术高级培训班讲义 提高石油采收率技术 岳湘安 2001.4.7
一、概述 （一）提高原油采收率的意义 作为一种重要的能源和化工原料，世界范围内对石油的需求仍将持续增长。尤其在我国，一方面国民经济发展对石油需求量的增长速度比以往任何时候都大；另一方面，我国的各主力油田均已进入高含水或特高含水开采期，开采难度增大，产量递减幅度加大，而且后备储量严重不足，石油的供求矛盾日益突出。据预测，按目前的开采水平，到2005年我国进口原油将高达108吨/年（1亿）。这将对我国国民经济发展造成极其严重的影响。 缓解石油供求之间日益突出的矛盾有两条有效的途径：一是寻找新的原油地质储量；二是提高现有地质储量中的可采储量，即提高采收率。寻找新的油田、补充后备储量是原油增产和稳产最直接、最有效的途径。多年以来，各油田在开发过程中也不断加大勘探力度，找到新的储量。但是，石油是一种不可再生资源，它的总地质储量是一定的，而且我国陆上石油资源的勘探程度已经很高，新增地质储量的难度越来越大，潜力越来越少。近年来，几个大油田新增地质储量多数都是丰度很低、油层物性差、开采难度大的油藏。在有限的原油地质储量中，其可采储量是一个变量。它随着开采技术的发展而增加，而且其潜力一般很大。石油是一种流体矿藏，具有独特的开采方式。在各种矿物中，石油的采收率是比较低的。在目前技术水平下，石油的采收率平均约在30%～60%之间。在非均质油藏中，水驱采收率一般只有30%～40%。也就是说，水驱只能开采出地质储量的一小部分，还有大部分原油残留在地下。如何将油藏中的原油尽可能的、经济有效地开采出来，是一个极有吸引力的问题，也是世界性的难题。从长远来看，只要这个世界需要石油，人们必将越来越多地将注意力集中到提高采收率上。实际上，与勘探新油田不同，提高采收率问题自油田发现到开采结束，自始至终地贯穿于整个开发全过程。可以说，提高采收率是油田开采永恒的主题。（这种说法一点也不过分）。近几年，我国已成为纯石油进口国，预计到2005年将进口1亿吨／年。国民经济急需石油，大庆是我国最大的油田，按现已探明的地质储量计算，采收率每提高一个百分点，就可增油5000万吨。这对国民经济的发展具有极其重要的意义。 提高采收率是一个综合性很强的学科领域。它的综合性表现为两方面： ①高新技术的高度集成。不是一个单项技术而是一套集成技术，注入、采出、集输…… ②学科领域的高度综合。涉及各个学科。 这种学科交叉、互渗，有助于产生新的理论突破，并孕育着新的学科生长点。而且，提高采收率的原理对于促进相关学科的发展，为这些学科提供发展空间具有很重要的意义。
聚合物驱提高采收率的技术及应用 学生姓名 学号 专业班级 指导教师： 2011年6月2日
聚合物驱提高采收率的技术及其应用 前言 聚合物驱是一种比较有效的提高原油采收率的三次采油方法。综述了聚合物驱技术在国内外的应用和研究进展,分析了聚合物驱的驱油机理。介绍聚合物驱油的的方法以及在现实生产过程中的应用。 关键词：聚合物驱提高采收率驱油机理驱油方法应用 石油是重要的能源化工原料,有“工业血液”之称,随着国民经济的高速发展,要求石油工业提供越来越多的石油产品。世界各国为了满足国民经济发展对石油产量的需求,一方面加强勘探寻找新储量,一方面努力提高已开发油田的采收率,积极进行3次采油的探索与应用。通过注入驱油剂来开采油层的残余油为强化采油(Enhanced oilRecovery,简称EOR或Improved oilRecovery,简称IOR),又称3次采油(Tertiary oil Recovery),可使采收率提高到80% ~85%。聚合物驱就是一种比较有效的提高原油采收率的3次采油方法,它能在常规水驱开采后期,使油藏采收率再提高8%左右,相当于增加四分之一的石油可采储量。 我国对聚合物驱提高油田采收率技术极为重视，投入了大量的人力、物力进行理论技术攻关和现场试验，并取得了丰硕的成果。特别是“七五”“八五”“九五”科技攻关及国家973项目的研究，大大促进了聚合物驱油技术的发展。自1996年聚合物在大庆、胜利、大港等油田大规模推广应用以来，形成了1000×104t的生产规模，为国家原油产量保持稳中有升发挥了关键的作用。以大庆油田为例，截止到2003年12月，已投入聚合物驱工业化区块27个，面积321.36km2，动用地质储量5.367×108t，投入聚合物的油水井5603口，累积注入聚合物干粉46.89×104t，累积产油6771.89×104t，累积增油2709.67×104t。2003年，工业化聚合物驱全年产油1044.4×104t。大庆油田聚合物驱提高采收率以其规模之大，技术含量高，居世界领先地位，创造了巨大的经济效益。 1、聚合物驱概述 聚合物驱(Polymer Flooding)是指在注入水中加入少量水溶性高分子量的聚合物,增加水相粘度,同时降低水相渗透率,改善流度比,提高原油采收率的方法。它的机理是所有提高采收率方法中最简单的一种,即降低水相流度,改善流度比,提高波及系数。一般来说,当油藏的非均质性较大和水驱流度比较高时,聚合物驱可
一、名词解释 1.原油采收率：是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油量的比值。 2.所谓增溶作用是指由于表面活性剂胶束的存在，使得在溶液中难溶乃至不溶的物质溶解度显著增加的作用。 3.采出程度：累积采油量与动用地质储量比值的百分数。它是油田开发的重要指标，反映地下原油的 采出情况。采出程度高，地下剩余可采储量愈少，因而开采难度也愈大。 4.采收率：指在一定经济极限内，在当前工程技术条件和开发水平下，可以从油藏中采出的石油量占 原始地质储量的百分数。它是一个油田开发水平的重要标志。 5.采油速度：指年产油量占其相对应动用地质储量的百分数，它是衡量油田开采速度快慢的指标。 6.水驱采收率：注水达到经济极限时累计采出的油量与原始地质储量之比。 7.残余油：注入水波及区内水洗后所剩下的油。 8.剩余油：水未波及到的区域内所剩下的油为剩余油，其分布是连续的，数量较大。 9.一次采油：依靠天然能量开采原油的方法。 10.二次采油：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。 11.三次采油：采用向地层注入其他工作剂或引入其它能量的方法。 12.聚合物：由大量的简单分子化合而成的高分子量的大分子所组成的天然的或合成的物质。 13.聚合物的水解度：聚丙烯酰胺在NaOH作用下酰胺基转变为羧钠基的百分数。 14.聚合物驱：是把聚合物加到注入水中，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。 15.表面活性剂：分子具有两亲结构，可自发地浓集于相界面，显著降低界面张力的物质。 16.微乳液：由油、水、表面活性剂、助表面活性剂（醇）和盐五种组分组成的油水高度分散体系。 17.活性剂稀溶液：活性剂浓度低于CMC的溶液称为活性剂稀溶液。 18.乳状液：一种或几种液体以小液珠的形式，分散在另一种不能互溶的液体中所形成的分散体系。 19.胶束：当水的表面聚集的表面活性剂分子得到饱和时，溶液中大部分活性剂的烃链便相互吸引而缔 合成以烃链束为内核、亲水基外露的分子聚集体，这种聚集成团状的活性剂称为胶束。 20.临界胶束浓度(CMC)：开始形成胶束的表面活性剂浓度为临界胶束浓度CMC； 21.拟三元相图：在实际应用中，为表示方便，常将油、水、表面活性剂和助剂分别视为三个独立的组 分，有它们候车的三元相图称为拟三元相图。 22.碱水驱：通过将比较廉价的化合物（如氢氧化钠）掺加到注入水中以增加其PH值，碱与原油反应 降低原油之间界面张力，使原油乳化，改变岩石润湿性并溶解界面薄膜，以提高采收率的方法。23.ASP复合驱：就是利用表面活性剂及碱降低界面张力，并结合聚合物进行流度控制，从而提高洗油 效率和波及系数。 24.初次接触混相：注入的溶剂与原油一经接触就能混相。 25.多次接触混相：由于物质传递作用，即使采用的不是初次接触混相溶剂，注入的流体与油藏原油经 过多次接触也能达到混相驱替，称为多次接触混相。 26.凝析混相：凝析混相要求注入流体必须富含～成分，即富气，因而又称为富气驱。注入流体不断凝 析进入原油，使原油与注入流体达到混相。 27.汽化混相：汽化混相要求油藏原油必须是轻质原油，对注入气的要求并不高，因此常采用价廉的贫 气，又称为贫气驱或干气驱。注入流体不断抽提原油中的轻质组分富化而达到混相。 28.混相驱：是指在油层任何位置，驱替流体与被驱替流体之间是完全混相的驱替。 29.最小混相压力：简称MMP，是指气体溶剂与油藏原油达到混相的最小压力值。 30.蒸汽吞吐：也称循环注蒸汽，是单井作业，在一口井中注入一定量的蒸汽，随后关井让蒸汽与油藏 岩石进行热交换，然后开井采油的方法。 31.蒸汽驱油：以井组为基础，向注入井连续注入蒸汽，蒸汽将油推向生产井的采油方法。 32.热力采油：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（Thermal recovery）。 这是一类稠油油藏提高采收率最为有效的方法。
提高石油采收率复习题 一．名词解释 1．EOR：即提高原油采收率，通过向油层注入现存的非常规物质开采石油的方法。或除天然能量采油和注水、注气采油以外的任何方法。 2．水驱采收率：注水达到经济极限时累计采出的油量与原始地质储量之比。 3．洗油效率：波及区内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。 4．残余油：注入水波及区内水洗后所剩下的油。 5．毛管数：驱油过程中粘滞力和毛管力的比值。 6．流度比：表示驱替相流度和被驱替相的流度之比。 7．聚合物：由大量的简单分子化合而成的高分子量的大分子所组成的天然的或合成的物质。 8．水解度：聚丙烯酰胺在NaOH 作用下酰胺基转变为羧钠基的百分数。。 9．特性粘度：聚合物浓度趋近于零时，溶液的粘度与溶剂的粘度之差除以溶液的浓度与溶剂粘度的乘积。 10．CMC：开始形成胶束的表面活性剂浓度为临界胶束浓度CMC； 11．泡沫驱油：泡沫驱油法是在注入活性水中通入气体(如空气、烟道气或天然气)，形成泡沫，利用气阻效应，使水不能任意沿微观大孔道，宏观高渗透层或高渗透区窜流，从而改善波及系数提高采收率的方法，这种方法也称注混气水提高采收率法。 12．原油的酸值：中和一克原油使其pH值等于7时所需的氢氧化钾的毫克数。 13．协同效应：两种或两种以上组分共存时的性质强于相同条件下单独存在的效应14．初次接触混相：注入的溶剂与原油一经接触就能混相。 15．蒸汽驱油：以井组为基础，向注入井连续注入蒸汽，蒸汽将油推向生产井的采油方法。
16．热力采油：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（Thermal recovery）。这是一类稠油油藏提高采收率最为有效的方法。 17．界面张力：单位长度的表面自由能称为界面张力，单位mN/m，其方向是与液面相切。18．粘性指进：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地呈指状穿入油区的现象。 19．水的舌进：是指油水前缘沿高渗透层凸进的现象。 20．剩余油：水未波及到的区域内所剩下的油为剩余油，其分布是连续的，数量较大。 21．原油采收率：是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油量的比值。 22．微观洗油效率：也叫排驱效率，就是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，是衡量水波及区微观水洗油效果的参数。 23．宏观波及系数：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。波及系数是衡量水在油层中的波及程度的参数。 24．流度：地层隙数与地下原油粘度的比值。 25．聚合物驱：是把聚合物加到注入水中，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。 26．机械剪切降解：在高速流动时，具有柔性的长链受到剪切力的作用而被剪断，使分子间结合力下降，粘度降低。 27．化学降解：是指氧攻击聚合物分子长链上薄弱环节，发生氧化，从而使分子长链断裂，分子量降低；或发生自由基取代、水解等。 28．不可进入孔隙体积：在多孔介质渗流过程中，有些孔隙能让水通过，却限制了聚合物分子的进入，称这部分孔隙体积为不可进入孔隙体积，简称IPV。 29．阻力系数：水通过岩心时的流度与聚合物溶液通过岩心时的流度比值。 30．残余阻力系数：聚合物溶液通过岩心前、后盐水流度的比值。
《提高采收率原理复习题》 1. 什么叫采收率，与体积波及系数即洗油效率的关系？ 采收率：在一定经济极限内，在某种开发方式结束后，累积采出的原油量与原油地质储量的 比值。 关系： 采收率=体积波及系数*洗油效率（D v R E E E ） 2. 什么叫残余油？为什么油藏中总存在残余油？ 残余油：注入水波及区内水洗后所剩下的油。 水驱的洗油效率不可能达到100%，所有有残余油的存在。 3. 一、二、三次采油技术的含义。 一采：依靠天然能量开采原油的方法。 二采：继一次采油之后，向地层注入液体或者气体补充能量采油的方法。 三采：采用向地层注入其他工作剂或引入其他能量的方法。 4. 什么叫采油速度、采出程度？ 采油速度：指年产油量占其相对应动用地质储量比值的百分数。 采出程度：累积采油量与动用地质储量比值的百分数。 5. 什么是聚合物？用作驱油用的聚合物主要是哪些？ 聚合物：是由大量简单分子（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。 驱油用聚合物： A ：人工合成高分子化合物：如：部分水解聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺等。 B ：天然聚合物：从自然界（植物及其种子）中得到天然聚合物，如：褐藻酸钠，皂荚粉， 珍珠菜，动植物胶，淀粉等；利用细菌发酵生成的天然聚合物，黄胞胶杂多糖，葡聚糖等。 6. 简述影响采收率的因素。（微观驱油效率和宏观驱油效率） 一、内因：油气藏的类型，储层的空隙结构，油藏天然能力，油气性质。 二、外因：开发方式的选择，井网合理密度及层系合理划分，钻采工艺技术水平和合适而有 效的增产措施，为提高油田采收率所进行的三次采油技术，经济合理性。 7. 简述聚合物驱油的机理。 机理：聚合物的流度控制作用和聚合物的调剖作用。利用聚合物增加注入水的粘度，聚合物 吸附或滞留在油层孔隙中，降低了水相渗透率，水油流度比降低后，既提高了平面波及效率，克服了诸如水的“指进”，又提高了垂向波及效率，增加了吸水厚度。 8. 当油层的注入量刚好等于油层孔隙体积时，活塞驱和非活塞驱哪一种方式使 油井先见水？哪种方式采收率高？试作出油井见水后某一时刻油水饱和度分布曲线。 先见水的是非活塞驱 活塞驱采收率高 9. 依据活性剂浓度的不同，表面活性剂水溶液有几种？ 三种：活性水(活性剂稀溶液)，胶束溶液，微乳液 10. 什么是胶束增溶作用？
《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 2.原油采收率 3.面积波及效率 4.洗油效率 5.流度比 6.剩余油 7. 残余油8.毛（细）管准数9.界面张力10.指进11.舌进 二、简答 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E R与波及系数E V和洗油效率E D的关系，说明提高采收率的途径有那些？ 3. 实施一个EOR项目时要考虑的地层和流体因素有哪些？ 4. 影响体积波及系数的因素是什么？ 5. 影响洗油效率的因素是什么？ 6、用什么参数表征地层的宏观非均质性，它们是如何定义的？ 第二章：聚合物驱油 一、概念 1.聚合物 2.水解 3.水解度 4.不可入孔隙体积 5.机械捕集 6.阻力 系数7.残余阻力系数8.特性黏度9.机械降解10.化学降解11.筛网系数 12.聚合物溶液的黏弹性13.堵水14.调剖15.单体16.聚合度17.构型 18.构象19.流变性20.假塑性流体22.视黏度23 过滤因子 二、简答 1、聚合物溶液产生降解、溶液粘度下降的原因及预防措施。 2、影响聚合物溶液溶解性能的因素。 3、影响聚合物溶液黏度的因素。
4、影响聚合物溶液静吸附的因素。 5、选择聚合物时应考虑那些因素。 6、调剖堵水提高原油采收率的机理是什么？ 7、什么叫筛网系数？如何测定？ 8、比较残余阻力系数与阻力系数的大小，并解释原因。 9、影响聚合物稳定性的因素有哪些？可以采取哪些措施解决稳定性问题？ 10、当含盐量增加时，HPAM 的吸附量如何变化？ 11、写出特性黏度的表达式，其物理意义是什么？实验室如何测量，并绘图说明。 三、计算 室内在绝对渗透率为0.6μm 2的饱和水的天然岩心中用聚合物溶液进行驱替实验。实验步骤如下：首先在一定注入速度下注盐水，压力稳定后测得岩心两端的压差为0.6MPa ，然后以相同的速度注聚合物溶液，压力稳定后测得岩心两端的压差为6.8MPa ；最后又以相同的速度注盐水，压力稳定后测得岩心两端的压差为0.8MPa 。据实验结果确定聚合物溶液的阻力系数和残余阻力系数。 解：根据阻力系数和残余阻力系数的定义可知： 3.116 .08.6==??===w p w p p w p w R p p K K F μμλλ 3.16 .08.0==??===wb wa wa wb wa wb RR p p K K F λλ
《提高采收率原理》综合复习资料 一、名词解释 1、泡沫特征值：指泡沫中气体体积对泡沫总体积的比值。 2、最低混相压力：指气驱中气驱采收率超过90%的驱替压力。 3、波及系数：指驱油剂波及到的油层容积与整个含油容积的比值。 4、润湿现象：固体界面上一种流体被另一种流体取代的现象。 5、色谱分离现象：组合的驱油成分以不同的速度流过地层的现象。 6、流度：流度是指流体通过孔隙介质能力的一种量度，等于流体的渗透率与粘度之 比。 7、牺牲剂：在驱油过程中为了减少驱油剂在地层中的损耗而首先注入的廉价化学剂。 8、 PI值：PI值是由注水井井口压降曲线和PI值的定义求出的用于调剖堵水决策的 重要参数。 9、残余阻力系数：残余阻力系数是指聚合物溶液通过岩心前后的盐水渗透率比值。 10、 Jernnings碱系数：碱系数是指双对数坐标内油水界面张力对碱质量分数的关系 曲线和0.01～1.0 mN.m-1所包的面积与0.01～1.0 mN.m-1和0.001％～1.0%碱质量分数所包的面积之比乘6。 11、酸值：将1g原油中和到pH值产生突跃时，所需KOH的质量，单位是mg/g。 二、填空题 1、碱驱一般要求原油酸值大于0.2 mg/g 。 2、注蒸汽有两种方式，即蒸汽驱和蒸汽吞吐。 3、进行过聚合物驱矿场试验的两种聚合物为HPAM 、XC 。 4、原油采收率= 波及系数×洗油效率。 5、调剖是通过提高注入水的波及系数来提高原油采收率的。 6、在亲水地层，毛细管力是水驱油的动力，Jamin效应是水驱油的阻力；在亲油地层，毛细管力是水驱油的阻力。 7、地层越不均质，采收率越低。将注水采油的毛管数的数量级增至10-2，则剩余油饱和度趋于0。 8、CaCO3在含Na+、K+、Ca2+、Cl-的地层水中表面带正电。砂岩零电位点时的pH 为5，在pH=6.5的地层水中表面带负电。 9、调剖堵水是通过提高注入水的波及系数来提高原油采收率的。从水井注入地层的
目前EOR技术方法主要有哪些，分别论述其机理？ 1化学驱（Chemical flooding） 定义：通过向油藏注入化学剂，以改善流体和岩石间的物化特征，从而提高采收率。 1.1聚合物驱（Polymer Flooding） （1）减小水油流度比M （2）降低水相渗透率 （3）提高波及系数 （4）增加水的粘度 聚合物加入水中，水的粘度增大，增加了水在油藏高渗透部位的流动阻力，提高了波及效率。 高渗透部位流动时，水所受流动阻力小，机械剪切作用弱，聚合物降解程度低，则聚合物分子就易于缠结在孔隙中，增大高渗透部位的流动阻力。反之，低渗透率部位，聚合物分子降解作用强，，反而容易通过低孔径孔隙，而不堵塞小孔径。 1.2表面活性剂驱(Surfactant Flooding) （1）降低油水界面张力 表面活性剂在油水界面吸附，可以降低油水界面张力。界面张力的降低意味着粘附功的减小，即油易从地层表面洗下来，提高了洗油效率； （2）改变亲油岩石表面的润湿性（润湿反转） 一般驱油用表面活性剂的亲水性均大于亲油性，在地层表面吸附，可使亲油的地层表面反转为亲水，减小了粘附功，也即提高了洗油效率； （3）乳化原油以及提高波及系数 驱油用的表面活性剂的HLB 值一般在7—18范围，在油水界面上的吸附，可稳定水包油乳状液。乳化的油在向前移动中不易重新粘附润湿回地层表面，提高了洗油效率。此外，乳化的油在高渗透层产生贾敏效应，可使水较均匀地在地层推进，提高了波及系数； （4）提高表面电荷密度 当驱油表面活性剂为阴离子型表面活性剂时，它在油珠和地层表面上吸附，可提高表面的电荷密度，增加油珠与地层表面的静电斥力，使油珠易被驱动界质带走，提高了洗油效率； （5）聚集并形成油带 若从地层表面洗下来的油越来越多，则它们在向前移动时可发生相互碰撞。当碰撞的能量能克服它们之间的静电斥力时，就可聚并并形成油带。油带向前移
《提高采收率原理》 一、选择题 1、在配制聚合物水溶液时要除氧，A 。 （A）加入聚合物之前加除氧剂（B）加入聚合物之后加除氧剂 2、下列表面活性剂体系驱油采收率最高的是B 。 （A）上相微乳（B）中相微乳（C）下相微乳 3、下列哪种火烧油层方法要加水 C 。 （A）干式正向燃烧法（B）干式反向燃烧法（C）湿式正向燃烧法 4、活性剂驱时，高温地层可选用___B____类型的活性剂。 （A）阳离子（B）阴离子（C）非离子 5、若地层水中含有Na+、K+、SO42-、CO32-，则方解石带__B__。 （A）正电（B）负电（C）不带电 6、下列表面活性剂体系中表面活性剂浓度最高的是 B 。 （A）活性水（B）微乳（C）胶束溶液 7、碱驱用碱的最佳pH值为___B___。 （A）8～9 （B）11～13 （C）9～14 8、在三元复合驱中，最先产出的化学剂是 B 。 （A）NaOH （B）HPAM （3）石油磺酸盐 9、超低界面张力是指界面张力小于___A__mN·m-1。 （A）10－2 （B）10－4（C）10－6 10、表面活性剂吸附的结果___C___。 （A）固体表面带电（B）增加滞留量（C）改变固体表面润湿性 11、若综合考虑波及系数和洗油效率对水驱采收率的影响，下列哪种润湿岩心的采收率最高？___A____。 （A）中性润湿（B）油湿（C）水湿 12、亲水地层，Jamin效应发生在液珠通过喉孔的 B （A）同时（B）前面（C）后面 13、在所有的作用力中，哪种力对聚合物吸附的贡献最大？ A （A）静电引力（B）氢键（C）色散力 14、若在亲油的毛细管中，当大毛细管的驱动速度大于小毛细管的驱动速度时，油滴将留在 B （A）大毛细管（B）小毛细管（C）视界面张力而定 15、HPAM的使用温度通常不超过 C ℃ （A）71 （B）82 （C）93
一、概述 1、提高原油采收率的意义 石油是一种埋藏于地层深部的流体矿藏，具有独特的开采方式，与其他矿物资源相比，石油的采收率较低。作为一种重要的能源和化工原料，世界范围内对石油的需求仍将持续增长。尤其在我国，一方面国民经济发展对石油需求量的增长速度比以往任何时候都大；另一方面，我国的各主力油田均已进入高含水或特高含水开采期，开采难度增大，产量递减幅度加大，而且后备储量严重不足，石油的供求矛盾日益突出。据预测，按目前的开采水平，到2005年我国进口原油将高达108（1亿）吨/年。大庆是我国最大的油田，按现已探明的地质储量计算，采收率每提高一个百分点，就可增油5000万吨。这对国民经济的发展具有极其重要的意义。 缓解石油供求之间日益突出的矛盾有两条有效的途径：一是寻找新的原油地质储量；二是提高现有地质储量中的可采储量，即提高采收率。寻找新的油田、补充后备储量是原油增产和稳产最直接、最有效的途径。多年以来，各油田在开发过程中也不断加大勘探力度，找到新的储量。但是，石油是一种不可再生资源，它的总地质储量是一定的，而且我国陆上石油资源的勘探程度已经很高，新增地质储量的难度越来越大，潜力越来越少。近年来，几个大油田新增地质储量多数都是丰度很低、油层物性差、开采难度大的油藏。在有限的原油地质储量中，其可采储量是一个变量。它随着开采技术的发展而增加，而且其潜力一般很大。在目前技术水平下，石油的采收率平均约在30%～60%之间。在非均质油藏中，水驱采收率一般只有30%～40%。也就是说，水驱只能开采出地质储量的一小部分，还有大部分原油残留在地下。如何将油藏中的原油尽可能的、经济有效地开采出来，是一个极有吸引力的问题，也是世界性的难题。从长远来看，只要这个世界需要石油，人们必将越来越多地将注意力集中到提高采收率上。实际上，与勘探新油田不同，提高采收率问题自油田发现到开采结束，自始至终地贯穿于整个开发全过程。可以说，提高采收率是油田开采永恒的主题。 提高采收率是一个综合性很强的学科领域。它的综合性表现为两方面： ①高新技术的高度集成。不是一个单项技术而是一套集成技术，注入、采出、集输…… ②学科领域的高度综合。涉及各个学科。这种学科交叉、互渗，有助于产生新的理论突破，并孕育着新的学科生长点。而且，提高采收率的原理对于促进相关学科的发展，为这些学科提供发展空间具有很重要的意义。
“ “ C ““ “ E 提高采收率技术及其应用 20 年来，石油勘探与开发行业较少提及提高采收率（EOR）这一术语。然而在此期间，通过蒸汽驱和二氧化碳驱提高采收率方法的应用一直比较成功。近年来，世界各地很多老油田产量不断下降使得提高采收率技术重新受到关注。如今，通过能够加深 Rifaat Al-Mjeni 壳牌阿曼技术公司阿曼马斯喀特油藏认识、改善油藏评价的技术，成功实施 EOR 的可能性已得到很大提高。 Shyam Arora Pradeep Cherukupalli John van Wunnik 阿曼石油开发公司 阿曼马斯喀特 John Edwards 阿曼马斯喀特 Betty Jean Felber 顾问 美国俄克拉何马州SAND SPRINGS Omer Gurpinar 美国科罗拉多州丹佛 George J. Hirasaki Clarence A. Miller 莱斯大学 美国得克萨斯州休斯敦 Cuong Jackson 得克萨斯州休斯敦 Morten R. Kristensen 英国ABINGDON Frank Lim 阿纳达科石油公司 得克萨斯州WOODLANDS Raghu Ramamoorthy 阿联酋阿布扎比 《油田新技术》2010 年冬季刊：22 卷，第 4 期。?2011 斯伦贝谢版权所有。 CHDT，CMR-Plus，DiElEctRic ScannER，ECLIPSE，FMI，MDT，MicRoPilot 和 SEnsa 等是斯伦贝谢公司的商标。 16 仍有大量剩余石油资源埋藏在 现有油田基础设施能够触及的范围之 内。作业公司知道这些资源在什么地 方，也很清楚有多大储量。这些石油 是在传统采收方法（如一次开采和注 水开采）达到经济开发极限之后仍然 存留在储层中的那部分资源。 各个油田剩余原油的百分比各不 相同，但根据一份对美国10个产油区 的调查结果，大约有三分之二的原始 石油地质储量（OOIP）在采用传统采 油方法后仍然存留在储层中[1]。调查 发现在这些产油区大约有23%的原油 可通过成熟的CO2驱技术开采出来。 这部分技术可采资源几乎达140亿米3 （890亿桶），按照目前美国的石油消 费量计算，能保证美国10以上的能源 供应。近年来关于如何采收这部分资 源的技术方法越来越受到关注[2]。 1. HaRtstEin A，KusskRaa V 和 GoDEc M ： REcoVERinG ‘StRanDED Oil’Can SubstantiallY ADD to U.S. Oil SuPPliEs”，项目概况，美国能源部化石能 源办公室（2006 年），https://www.doczj.com/doc/9f17691511.html,/ PRoGRams/oilGas/Publications/EoR_co2/C_-10_ Basin_StuDiEs_Fact_SHEEt.PDf（2010 年 11 月 8 日浏览）。 2. 关于提高采收率方法的最新回顾，请参见： ManRiquE E，THomas C，RaVikiRan R，IzaDi M， Lantz M，RomERo J 和 AlVaRaDo V ： EOR ： uRREnt Status anD OPPoRtunitiEs”，SPE 130113，发表在 SPE 提高采收率研讨会上，图尔萨，2010 年 4 月 24-28 日。 关于两年一度的调查活动结果，请参见： MoRitis G ： SPEcial REPoRt ：EOR/HEaVY Oil 全球进入成熟期的老油田越来 越多，每年有很多油田迈过了产量高 峰期。作业公司都在想方设法优化油 田的采收率。过去20年中，业界在开 采剩余资源方面取得了巨大进展。如 今，采用先进测井仪器、4D地震评 估、井间成像技术、3D地质模拟及 其他现代软件系统能够确定死油的位 置。业界现在对碎屑岩沉积构造、碳 酸盐岩石物性与储层岩石力学有了更 深入的了解，而这些都是建模和井眼 规划所需要的。现在，石油行业已能 钻出非常复杂的井，能精确到达蕴藏 未开发石油资源的多个目的层。经过 精心设计的完井装置能够更好地监控 井下生产和注入作业，能在井下和地 面测量流体性质。使用专门设计的化 学剂可提高采收率，还尝试使用纳米 技术开采剩余油的高级研究。另外， SuRVEY ：CO2 MisciblE，StEam DominatE EnHancED Oil REcoVERY PRocEssEs”，Oil & Gas JouRnal，108 卷， 第 14 期（2010 年 4 月 19 日）：36-53。 MoRitis G ： EOR Oil PRoDuction UP SliGHtlY”，Oil & Gas JouRnal，96 卷，第 16 期（1998 年 4 月）： 49-77，https://www.doczj.com/doc/9f17691511.html,/inDEX/cuRREnt-issuE/oil- Gas-JouRnal/VolumE-96/issuE-16.Html（2011 年 2 月 7 日浏览）。 3. 2003 年向 SPE 提出的一项澄清这些定义的 建议未被采纳。参见 HitE JR，StosuR G， CaRnaHan NF 和 MillER K ： IOR anD EOR ： ffEctiVE Communication REquiREs a DEfinition of TERms”， JouRnal of PEtRolEum TEcHnoloGY，55 卷，第 6 期 （2003 年 6 月）：16。 油田新技术
?油气开发总论? 提高采收率研究的现状及近期发展方向 杨普华 (中国石油天然气集团公司石油勘探开发科学研究院) 摘要 介绍了国外提高油气采收率(EOR )方法的应用现状、应用规模、增油量及其在总产量中的比例;介绍了美国能源部支持的三次采油基础研究情况;分析了EOR 方法与油价的关系;分析了我国在聚合物驱、复合驱、注气、微生物采油等方面的技术状况和应用规模,对近期的发展思路提出了建议。 主题词 提高采收率 方法 研究 分析 1 国外提高采收率技术现状 据1998年美国《油气杂志》 (O il &Gas J ou rnal A p r .20,1998)资料,在1998年初,全世界来自提高采收率(EOR )和重油项目的石油产量大约为213×106b d ,比1996年初的212×106b d 稍有增长,这个数量相当于世界石油产量的315%。美国EOR 产量比两年前增加5%,达到760000b d ,为美国石油年产量的12%。其他各国的EOR 和重油产量为:加拿大,400000b d ;中国,280000b d ;前苏联,200000b d ;其他国家,700000b d 。 111 热采 热采(蒸汽,地下燃烧)仍是最主要的方法。美国EOR 产量中约60%来自热采,其他绝大多数来自注气(轻烃、二氧化碳和氮气)。化学驱主要在我国得到发展,其他国家基本处于停滞状态。热采,尽管实施的项目数有所减少,但自1986年以来产量一直保持稳定,在EOR 产量中始终保持在60%以上。 图1 美国EOR 产量 112 注二氧化碳 近年来,在低油价下,各种提高采收率方 法实施的项目都在减少,只有二氧化碳混相驱 项目一直在稳定增加(见图1)。一方面是由于 美国有十分丰富的天然二氧化碳气源,并在高 油价下已修好了三条输送二氧化碳的管道,可 以把二氧化碳从产地直接输送到二氧化碳的 用地T exas 州;另一方面,二氧化碳驱的技术 得到很快的发展,其成本大幅下降,使一些较 小的项目也有利可图,从而促进了二氧化碳驱 收稿日期:1999207201 改回日期:1999208223 杨普华,教授级高工,博导,享受政府特殊津贴,长期从事油层物理和提高采收率科研工作,石油勘探开发科学研究院副总工程师兼采收率研究所所长。1第6卷 第4期 油气采收率技术
浅谈表面活性剂提高采收率技术的发展 姓名：陈林萍学号：201271215 [摘要]阐述了表面活性剂提高采收率相关技术，包括表面活性剂驱、二元复合驱、三元复合驱，特别强调表面活性剂在复合驱中的应用；讨论了表面活性剂的种类、结构和性能。表面活性剂驱在技术上可行，降低驱油剂成本对该项技术的发展具有非常重要的意义。 [关键词]表面活性剂提高采收率化学驱复合驱
A Brief Discussion on Progress in EOR by means of Surfactants Name：Chen Lin-ping Student ID：201271215 [Abstract] This paper introduces the technologies of EOR (Enhanced Oil Recovery) related to surfactant, including surfactant flooding, surfactant-polymer flooding, alkaline-surfactant-polymer (ASP) flooding and the application of surfactants in the flooding and discusses the types, constitutions and performances of surfactants. It is shown that the chemical flooding with surfactants are technically feasible for many oilfields and the reduction of the cost of chemicals is important for the development of technologies. [key words] surfactants EOR chemical flooding ASP
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。 ③注采井距不是越小越好，而应根据层理发育情况研究、设计。 水驱主流线方向平行于微细层理：水沿高渗条带突进，波及面积小，水淹快，采收率低 水驱主流线方向垂直于微细层理：波及面积大，采收率高 5. 简述裂缝对注水开发的影响，并分析裂缝对于采收率的利与弊。 ①使一些不具备孔隙的岩层变成储集层和生产层 ②提高油层的渗透性，使没有开采价值的油层实现有效开采 ③裂缝对采收率的影响 裂缝对采收率的影响关键取决于：①裂缝的延伸范围，②裂缝渗透率与基质孔隙渗透率的差异 如果裂缝从注水井延伸到采油井，注入水沿裂缝窜流至油井，导致暴性水淹，采收率很低。 对于多层开采的油藏，如果个别层裂缝发育，注入水沿这些层中的裂缝窜至油井，造成全井水淹，其他层的油无法采出，纵向波及效率低，采收率低。 6. 简述针对不同类型剩余油的开采方式。 答：剩余油富集区：打新井（直井、定向井）、补孔改层打新井（直井、定向井）、补孔改层 分散的剩余油(层内、层间)： 改善水驱（IOR）（增注、不稳定注水、调剖堵水……） 强化采油（EOR）（化学驱、气驱、深部调剖……） 第三章习题
《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 Recovery 2、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：2 5、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)
一简述二氧化碳混相驱的机理 混相驱的基本机理是驱替剂(注入的混相气体)和被驱剂(地层原油)在油藏条件下形成混相，消除界面，使多孔介质中的毛细管力降至零，从而降低因毛细管效应产生毛细管滞留所圈闭的石油，原则上可以使微观驱油效率达到百分之百。根据不同注入气体及其与原油系统的特性，混相驱可分为:一次接触混相(FCM)、多级接触混相(MCM)和非混相(IMM)几种方式。而CO2混相驱一般属于多级接触混相驱。通过适合CO2驱的油藏筛选标准可知稀油油藏主要采用CO2混相驱,而稠油油藏主要采用CO2非混相驱。在稀油油藏条件下CO2易与原油发生混相,在混相压力下，处于超临界状态的CO2可以降低所波及油水的界面张力，CO2注入浓度越大，油水相界面张力越小，原油越易被驱替。水、气交替注入时，水对混相有不利的影响。通过调整注入气体的段塞使CO2形成混相，可以提高原油采收率。 混相驱油是在地层高温条件下，原油中轻质烃类分子被CO2：析取到气相中，形成富含烃类的气相和溶解CO2的液相(原油)两种状态。其驱油机理主要包括以下三个方面：(1)当压力足够高时，CO2析取原油中轻质组分后，原油溶解沥青、石蜡的能力下降，重质成分从原油中析出，原油黏度大幅度下降，提高了油的流动能力达到混相驱油的目的。在适合的储层压力、温度及原油组分等条件下，临界CO2：与原油混合，形成一种简单的流体相。(2) CO2在地层油中具有较高的溶解能力，从而有助于地层油膨胀，充分发挥地层油的弹性膨胀能，推动流体流人井底。(3)油气相互作用的结果可以使原油表面张力减
小。随着压力的增加，原油一空气系统的表面张力减小不大，这是由于氮气(空气的主要成分)在油中的溶解度极低，因此，系统的表面张力随压力变化缓慢。对于原油一CO2系统，由于CO2的饱和蒸汽压很小，在原油中的溶解度大于甲烷在原油中的溶解度，因此原油一CO2系统的界面张力随着压力增加而快速下降。对于原油一天然气系统而言，天然气中甲烷以及少量的乙烷、丙烷、丁烷等使得天然气在油中的溶解度要远大于氮气的溶解度，故界面张力随压力增加而急剧降低。 对有溶解气的油一水体系，溶解气量的多少，对油一水两相间的界面张力起着决定性的作用。当压力小于饱和压力时，压力升高，界面张力增大，这是由于当压力小于饱和压力前，气体在油中的溶解度大于在水中的溶解度，使油一水间极性差更大而引起的；当压力大于饱和压力时，随着压力增加，界面张力变化不大，因为在高于饱和压力后，增加压力不会增加气体的溶解度，而仅仅是对流体增加了压缩作用。 二谈谈聚合物溶液的稳定性 聚合物溶液稳定性 1 力学稳定性：结合连续性方程、运动方程和本构方程，使用计算流体动力学软件Polyflow，计算了聚合物溶液作用在亲油岩石表面上的残余油膜的应力。计算结果表明：聚合物溶液的粘弹性越大，作用在残余油膜上的应力越大，越有利于油膜的变形；流道宽度越大，作用在油膜上的偏应力越大，越有利于提高驱油效率。 2 溶液粘度对温度的依赖性：拿酪蛋白溶液来说明，酪蛋白溶液