油层物理4.3油层物理.ppt
4.1 采收率及其影响因素,第四章 油层物理研究与应用,4.2 剩余油饱和度与采收率,4.3 提高原油采收率方法简介,4.4 物理模拟原理,4.5 提高采收率实验方法,1 热力采油,4.2 提高原油采收率方法简介,1.1 热力采油机理,热力采油的机理在于使原油粘度大大降低，改善原油的流动性能，提高波及系数；热能会使原油膨胀，增加了原油从油藏排出的动力；热能对原油有蒸发、蒸馏作用，蒸馏出的轻质组分在与地层接触时会凝析，在前缘形成混相带，起混相作用。,1.2 提供热量方式,(1).热源在地面，向油层注入热载体：,如注蒸汽、注热水、注烟道气等,(2).热源在地下：,如井下蒸汽发生器、井下电加热器、火烧油层等,1.3 蒸汽吞吐(Steam Huff and Puff),蒸汽吞吐过程分为：注蒸汽关井浸泡开井生产,由于注入井和生产井为同一口井，故常称为单井吞吐。,严格地讲，蒸汽吞吐只是一种增产措施，因为它只改善了井底附近原油的粘度，改善了井周围的流动条件，而未改变驱动方式，进入油层的能量也较少。,4.2,4.2,1.4 蒸汽驱(Steam Flooding),蒸汽驱指在适当的井网条件下，在注入井注蒸汽，在生产井采油的开采方法。,在蒸汽驱过程中，在油藏中通常形成四个带，即高温蒸汽带、热水带、冷水带和高饱和油带。,1.5 火烧油层(Combustion in Situ),火烧油层又称就地燃烧，指利用油层可燃物质的燃烧来提供热量的方法。它主要有正向燃烧、反向燃烧和湿式燃烧三种方法。,包括：聚合物驱、活性剂驱、碱驱和复合驱。,2 化学驱油法,通过向油藏注入化学剂，以改善流体和岩石间的物化特征，如降低界面张力、改善流度比等，从而提高采收率。,原理,2.1 聚合物驱,在注入水中加入水溶性高分子聚合物，增加水的粘度，降低水相渗透率，减小流度比M，提高波及系数。此外可以减小粘度指进，提高驱油效率。,驱油机理,药剂,聚丙烯酰胺,部分水解聚丙烯酰胺,黄原胶,存在问题,聚合物：热降解、盐降解、剪切降解、地层吸附,聚合物的注入性能参数：,(1).阻力系数,阻力系数定义为水的流度和聚合物的流度之比，或在相同注入速度下聚合物的注入压差和水的注入压差的比值。,阻力系数与聚合物的相对分子量成正比；,阻力系数与岩石的渗透率有密切的关系；,阻力系数也与注入速度有关。,(2).残余阻力系数,残余阻力系数定义为注聚合物前水的流度与注聚合物后水的流度之比，或注聚合物后的注水压差和注聚合物前的注水压差的比值。,(3).聚合物滞留,聚合物通过岩心后，在吸附作用下将有一部分聚合物被捕获或滞留在岩心中。,聚合物滞留量的大小反映了聚合物的损耗程度。,通过测定采出液中聚合物的含量，可以计算聚合物的滞留量。,2.2 活性剂驱,药剂,磺酸盐型,羧酸盐型,非离子阴离子型,降低油水界面张力；,改变亲油岩石表面的润湿性；,使原油乳化，产生迭加的液阻系数（贾敏效应），增加高渗层的流动阻力，减小粘度指进现象。,微乳状液驱、活性水驱、胶束溶液驱和泡沫驱等。,活性剂驱主要以提高驱油效率为主。,聚醚型,类型,驱油机理,存在问题,活性剂在岩石表面大量吸附；活性水与普通水的粘度差很小。,2.3 碱驱,药剂,氢氧化钠(NaOH),硅酸钠（Na2SiO3）,原硅酸钠（由NaOH和水玻璃配置而成）,在注入水中加入碱，与原油中的有机酸反应，生成表面活性剂，降低油水界面张力，形成乳状液和改变岩石润湿性，提高波及系数和驱油效率。,碳酸钠（NaCO3）,驱油机理,存在问题,碱耗；流度控制。,2.4 复合驱,复合驱是由聚合物、活性剂、碱以各种形式组合驱动。,驱 油 机 理,降低界面张力：碱与原油中的酸性成份反应就地产生表面活性剂，降低相间界面张力和残余油饱和度，添加的表面活性剂与聚合物间的协同效应产生超低界面张力，并扩大低界面张力的碱浓度范围；,聚合物的流度控制作用：聚合物可以使水相粘度增加，渗透率降低，扩大驱替相的波及体积；,降低化学剂的吸附损失：碱的存在可降低注入的表面活性剂、聚合物等的吸附，提高洗油效率；,另外：复合驱还具有碱驱所具有的乳化携带、捕集、聚并、润湿反转等机理。,包括：二元驱和三元驱。,混相：物质之间不存在界面的一种混合状态。,3 混相驱油(miscible displacement),混相驱：向油藏中注入某种能够溶解残余油的溶剂并形成混相段塞，驱替油藏中的残余油，从而达到提高采收率的目的。,3.1 二氧化碳(Carbon dioxide flooding)驱,二氧化碳驱通常分为两种：水驱二氧化碳段塞和二氧化碳水驱。,(1).干气混相过程,3.2 烃类气体混相驱,干气实现混相的条件是油中必须含有足够的轻烃组分和足够高的注入压力。,(2).富气混相过程,(3).液化石油气混相过程,4 微生物采油,微生物采油：通过有选择地向油层注入微生物基液和营养液，使得微生物就地繁殖生长，其代谢产物与原油产生物化作用。,产生有机酸（表面活性剂），降低界面张力。,驱油机理：,降低原油粘度，代谢产物中的CH4、H2、CO2、H2S等气体使原油体积膨胀，代谢产物与原油互溶（乳化），降低原油粘度。,5 物理法采油技术,利用物理场（声场、电场、磁场、电磁场等）的作用来激励和处理油水井或油层，从而达到增产、增注目的的技术。,声波解堵技术,5.2 技术系列,电磁加热技术,电法采油技术,磁技术,(1).水力振荡解堵技术,(2).超声波解堵技术,(3).电脉冲波解堵技术,(4).人工振动增产技术,(5).高能气体压裂技术,5.3 应用领域,采油工程,油气田地面工程,化学工程,应用领域,储运工程,采油工程,(1).水力振荡解堵技术,(2).超声波解堵技术,(3).电脉冲波解堵技术,(4).人工振动增产技术,(5).高能气体压裂技术,(6).井筒声波,(7).井筒磁,增注降粘防垢防蜡,降粘防垢防蜡,油气田地面工程,(1).管道声波,(2).管道磁,(3).管道电加热,破乳降粘防垢防蜡,降粘防垢防蜡破乳,5.4 发展历史,(1).1950 前苏联、美国、中国 机理研究,(2).1960 前苏联、美国 初步现场试验 水力振荡等,(3).1970 前苏联、美国 较大规模试验 水力振荡、超声波等,(4).1980 华北油田超声波现场 石油大学超声波、水力振荡、电脉冲室内研究 西安石油学院高能气体压裂研究,(5).1990 超声波、水力振荡、电脉冲、高能气体压 裂、人工地震现场试验,5.5 技术优势,(1)、无污染；,(2)、设备简单；,(3)、成本低；,(4)、见效快；,(5)、可重复使用；,(6)、可复合。,1、有关的机理研究不够深入，说不清楚的问题仍然很多；2、现场试验存在盲目性；3、试验效果时好时坏；4、重视程度不够。,5.6 发展前景,存在的问题,
