浅谈油田注水开发后期提高采收率的有效方法
伴随着社会经济的快速发展，石油产品在人们的日常生产生活中占据着重要的地位。而在实际开采过程中，会出现一定情况的浪费，所以我们需要加大管理力度，减少不必要的浪费。油田注水技术的合理利用，可以有效地改善浪费现象。因此，相关技术人员应针对注水技术，进行不懈的探讨研究，更高效的为油田开采事业服务。
标签：注水开发；采收率；有效方法
1 油田注水开发技术概述
在实际的开采过程中，因为储层物性，流体间的不匹配，特别是微生物，悬浮固体和其他杂质，往往导致形成堵塞问题。此外，原油沥青还有其他沉淀物也有可能造成堵塞问题。另外，某些腐蚀性气体也会腐蚀管道、影响采油设备运行，不仅仅增加生产所需的成本，还会加剧堵塞的形成。所以，在实际的注水开发过程中，必须加强开采过程的技术优化，并有效结合油田的油藏地质特征，制定良好的开采技术并实施。油田注水技术在得到良好的应用下，可以有效地保障油田的采油率。然而，使用注水技术开采会消耗大量的水资源，必须针对注水系统的各部位输送环节加大管理维修保养环节，包括水井口设备、输送管道和注入系统。尽可能的针对油田注水系统进行合理的改造，以达到提高油田注水系统效率的目的，进一步减少水资源的浪费，实现高效而经济的注水开发。
2 油田注水开发高含水后期面临的问题
2.1 高含水后期开发阶段含水显著上升
应用注水技术的油田在开发后期，油井高含水，每天对水资源的消耗也在极具增加，这种现象在我国比较早期的油田中，大部分油井都非常突出。虽然制定了一系列的控制措施，但随着开采深度的不斷增加，问题也就也来越严重。
2.2 高含水后期加强注水造成设备损坏严重
油田进入高含水后期时，由于前期各种原因导致注入压力高，并会出现更多的井下作业量。在这种高压的状态和密集的工作循环工作中，极大的加剧了油井套管损坏程度，加速了设备的报废极限。
2.3 高含水后期油田开发的成本不断加大
高含水后期油田开发的成本不断加大，首先是来自对损耗设备的定期的维修保养，并及时更换磨损严重的零件，因此增加了投入需求；其次，注水管道和原油输出管线必要的调整，随着开采进程的加快，工程的改造也就更加频繁，这就需要大量的人力和资金投入；再次，油田开采的操作成本与含水量密切相关，需
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？
1注烟道气、二氧化碳驱油机理 1.1注烟道气提高采收率 由于烟道气驱的成本较氮气驱高，因此发展缓慢。近年来随着人们对环境治理力度的加大以及原油价格的上涨，烟道气驱油技术又有了发展的空间。因为如果考虑环境效益，烟道气驱要比氮气驱经济划算。所以烟道气近年来也得到了较好的发展。 1.1.1烟道气驱提高采收率机理 烟道气通常含有80%～85%的氮气和15%～20%的二氧化碳以及少量杂质，也称排出气体，处理过的烟道气，可用作驱油剂。烟道气的化学成分不固定，其性质主要取决于氮气和二氧化碳在烟道气中所占的比例。烟道气具有可压缩性、溶解性、可混相性及腐蚀性。根据烟道气中所含气体的组成，提高采收率机理主要是二氧化碳驱和氮气驱机理。 1.1.1.1二氧化碳机理 由于烟道气中二氧化碳的浓度不高，所以不容易达到混相驱的要求，主要是利用二氧化碳的非混相驱机理。即降低原油黏度、使原油膨胀、降低界面张力、溶解气驱、乳化作用及降压开采。由于二氧化碳在油中的溶解度大，在一定的温度及压力下，当原油与CO2接触时，原油体积增加，黏度降低。CO2在原油中的溶解还可以降低界面张力及形成酸性乳化液。CO2在油中的溶解度随压力的增加而增加，当压力降低时，饱和了CO2的原油中的CO2就会溢出，形成溶解气驱。与CO2驱相关的另一个开采机理是由CO2形成的自由气饱和度可以部分代替油藏中的残余油[18]。 1.2.1.2氮气驱机理 注氮气提高采收率机理主要有：(1)氮气具有比较好的膨胀性，使其具有良好的驱替、气举和助排等作用；可以保持油气藏流体的压力；(2)氮气可以进入
水不能进入的低渗透层段，可降低渗透带处于束缚状态的原油驱替成为可流动的原油；(3)氮气被注入油层后,可在油层中形成束缚气饱和度，从而使含水饱和度及水相渗透率降低，在一定程度上提高后续水驱的波及体积；(4)氮气不溶于水，微溶于油,能够形成微气泡，与油水形成乳状液，降低原油黏度，提高采收率。 氮气与地层油接触产生的溶解及抽提效应，一方面溶解效应使原油黏度、密度下降，改善原油性质，使处于驱替前缘被富化的气体黏度、密度等性质接近于地层原油，气—油两相间的界面张力则不断降低，在合适的油层压力下甚至降到零而产生混相状态，在这种状态下，注氮气驱油效率将明显提高；另一方面，抽提效应使原油性质变差，这种抽提作用在油井近井地带表现更明显、更强烈。 烟道气驱更适用于稠油油藏、低深透油藏、凝析气藏和陡构造油藏。 1.2注CO2提高采收率 在各种注气方式中，注二氧化碳提高原油采收率的研究已经进行了几十年，特别是近年来，随着技术进步和环境要求的需要，二氧化碳驱显得越来越重要，包括我国在内的很多国家都开展了注二氧化碳驱的现场实验。 1.2.1 CO2驱油机理 将CO2作为油藏提高采收率的驱油剂已研究多年，在油田开发后期，注入CO2，能使原油膨胀，降低原油粘度，减少残余油饱和度，从而提高原油采收率，增加原油产量。CO2能够提高原油采收率的原因有： （1）CO2溶于原油能使原油体积膨胀，从而促使充满油的空隙体积也增大，这为油在空隙介质中提供了条件。若随后底层注水，还可使油藏中的残余油量减少。 （2）CO2溶于原油可使原油粘度降低，促使原油流动性提高，其结果是用少量的驱油剂就可达到一定的驱油效率。 （3）CO2溶于原油能使毛细管的吸渗作用得到改善，从而使油层扫油范围扩大，使水、油的流动性保持平衡。 （4）CO2溶于水使水的粘度有所增加，当注入粘度较高的水时，由于水的流动性降低，从而使水油粘度比例随着油的流动性增大而减少。 （5）CO2水溶液能与岩石的碳酸岩成分发生反应，并使其溶解，从而提高
《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.毛管数 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. 影响体积波及系数的因素是什么？ 4. 影响洗油效率的因素是什么？ 5、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、什么叫过滤因子和筛网系数？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？为什么？ 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0.8μm2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0.5 MPa，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5.5 MPa；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0.7 MPa。据实验结果确定聚合物溶液的阻力系数和残余阻力系数。并说明阻力系数和残余阻力系数的物理意义。
《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
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。
【摘要】该文探讨了在采油的过程中提高采收率的方法，特别是对IOR 技术和FOR 技术进行了分析，指出了技术思路与技术实施的方法。 【关键词】IOR 技术FOR 技术蒸汽吞吐采油聚合物驱油 经济有效地提高油气采收率是油气资源开发的永恒目标，为此发展了许多提高采收率的方法及其配套技术。然而如何有效的应用这些方法和技术都是有待不断研究的课题。一些学者将提高采收率的方法可归结为两类不同范畴的技术，即：IOR 技术（改善采油Improvement Oil Recovery）和FOR 技术（强化采油Enhanced Oil Recovery），虽然它们共同的目标都是经济有效地开发剩余油以提高采收率。但从技术上讲它们却属于不同的技术范畴。因为其对象不同，技术思路不同，技术实施时机和方法也将会不同。 1.IOR 技术 IOR 技术的对象是相对富集的大尺度的未被驱替介质波及到的剩余油，主要用于改善二次采油，特别是提高多层非均质油藏的注水波及效率。虽然IOR 技术并未改变二次采油的驱替机理，但它已是二次采油技术的高度集成和综合应用的发展。其主要技术包括：调整井和加密井技术；改善水动力条件的技术（周期注水、间歇注水、水气交替注入等）；调剖技术；水平井以及复杂结构井技术以及老井侧钻技术。IOR 技术相对于FOR 技术，其技术成熟度高，操作成本低。 对于多层非均质油藏尽管进入高含水期，但仍然存在着巨大的应用潜力。 自从上世纪40 年代油田注水得到工业化应用以来经历了大约60年，技术上有了很大的发展，但仍然存在很大的发展潜力。因此，IOR技术仍然是大幅度提高采收率不可忽视的技术。 2.FOR 技术 FOR 技术的主要对象是被注入水波及地区以薄膜、油滴、油片、角滞油等形式仍然残留于地下的高度分散的小尺度的剩余油以及难以采用注水开发的油藏。FOR 技术主要包括：热采技术、注气技术、化学驱技术和微生物技术等。它们的驱油机理与水驱有所不同。 针对稠油油藏的热采技术在当前FOR 技术中占主导地位，其中又以注蒸汽为主，美国目前是热采产量最高的国家，我国仅次于美国和委内瑞拉，居世界第三位。注气技术是目前应用程度仅次于热采的另一项FOR 技术，它不仅可用于新油藏的开发，也可作为三次采油的手段用于水驱后油藏提高采收率。当用于水驱之后时，其开采对象主要是水淹带内被滞留在地下的残余油，采收率可提高10％以上，注气提高采收率方法中主要是二氧化碳混相驱，为寻廉价气源而注入氮气和空气（低温氧化）已开展了研究和矿场试验，并取得了进展。
“ “ 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/1514750676.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/1514750676.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
《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
实用文档 《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。从水井注入地层的堵剂叫调剖剂，从油井注入地层的堵剂叫堵水剂。 10、碱驱一般要求原油酸值大于0.2 mg/g ，碱驱中使用的流度控制剂主要有聚合物和泡沫。 11、聚合物的四种稳定性是指热稳定性、生物稳定性、化学稳定性、剪切稳定性。 12、为使二次残油变成可动油，必须克服毛管阻力，解决此问题的两种途径是改变润湿角、_降低界面张力。 13、调剖堵水存在的两个问题是堵剂使用的数量限度、堵剂起作用的机理限度。 三、选择题 1、下列表面活性剂体系驱油采收率最高的是。 （A）上相微乳（B）中相微乳（C）下相微乳 2、下列哪种火烧油层方法要加水。 （A）干式正向燃烧法（B）干式反向燃烧法（C）湿式正向燃烧法 3、若地层水中含有Na+、K+、SO42-、CO32-，则方解石带。 （A）正电（B）负电（C）不带电 4、下列表面活性剂体系中表面活性剂浓度最高的是。 （A）活性水（B）微乳（C）胶束溶液 5、碱驱用碱的最佳pH值为。 第2页共10页
?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
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