提高采收率技術(shù)概況((新)

1、提高采收率技術(shù)概況,,主要內(nèi)容,一、概述二、化學驅(qū)技術(shù)三、調(diào)剖技術(shù),提高采收率——利用先進的開采技術(shù)將已探明的原油儲量盡可能多地開采出來。,一、概述1. 提高采收率的重要性,重要性：（1）我國油氣資源相對較貧乏（2）我國石油供求矛盾日益突出（3）我國油田提高采收率的潛力巨大,（1）我國油氣資源相對較貧乏 ● 石油總地質(zhì)資源量1000億噸（陸上775，海域225） ● 按現(xiàn)有技術(shù)可采資源量116億噸。 ● 2

2、001和2002年我國石油探明儲量排名第11。 ● 人均占有的石油資源數(shù)量僅為世界平均水平的1/6 ● 發(fā)現(xiàn)新原油儲量的難度越來越大,一、概述1. 提高采收率的重要性,（2）我國石油供求矛盾日益突出 ● 原油產(chǎn)量：2000年——1.626億噸 2001年——1.649億噸 預測：2005年——1.70億噸 2010年——1.75億

3、噸 2015年——1.85億噸 ● 原油缺口預測：2005年——9500萬噸（2003年進口石油已達1億噸） 2010年——1.37億噸（約50%） 2015年——1.94億噸（約80%）,對國家的安全和國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展構(gòu)成很大的威脅,解決途徑：①找新儲量；②提高采收率,一、概述1. 提高采收率的重要性,典型

4、油田采收率對比,美國東得克薩斯油田: 原油地下粘度0.93mPa.s 含水80%時,采收率50%, 設(shè)計采收率80%,前蘇聯(lián)杜瑪茲油田: 原油地下粘度2.5mPa.s 含水82.9%時,采收率49.3%, 設(shè)計采收率58%,大慶油田: 陸相沉積, 變異系數(shù)0.7, 原油地下粘度9mPa.s, 采收率:30.1%(含水82%), 預測34.8-40%(遠低于國外海相沉積油田)勝利油田

5、: 陸相沉積, 原油地下粘度60-90mPa.s, 采收率: 21.1% (含水89.8%), 27.7%(預測),(3)我國油田提高采收率的潛力巨大,一、概述1. 提高采收率的重要性,我國油田水驅(qū)采收率普遍偏低的原因,● 油層非均質(zhì)性嚴重（大慶變異系數(shù)：0.7左右）,● 原油物性差（高粘、高凝、高含蠟）,,水驅(qū)波及系數(shù)低(0.693),,水驅(qū)油效率低(0.531),水驅(qū)采收率：34.2%,(3)我國油田提高采收率的潛力巨大,一、

6、概述1. 提高采收率的重要性,(3)我國油田提高采收率的潛力巨大,評價覆蓋的總地質(zhì)儲量：101.36×108噸（各方法之間有重疊）,一、概述1. 提高采收率的重要性,一、影響采收率的因素,油藏采收率的高低與油藏地質(zhì)條件和開采技術(shù)有關(guān),可采儲量綜合體現(xiàn)了油藏巖石和流體性質(zhì)與所采取的技術(shù)措施的影響,,影響采收率的因素,(一)油藏地質(zhì)因素,油氣藏的地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)；,天然驅(qū)動能量的大小及類型；,水驅(qū)采收率最大，溶解氣驅(qū)采收率最??；,

7、油藏巖石及流體性質(zhì)；,巖石的非均質(zhì)性、流體組成、巖石潤濕性、流體與巖石間的作用關(guān)系。,主觀因素體現(xiàn)了人們對驅(qū)油過程的影響能力；主觀因素的實現(xiàn)取決于人們對客觀因素的認識程度。,(二) 油田開發(fā)和采油技術(shù)因素,油氣藏開發(fā)層系劃分；,布井方式與井網(wǎng)密度的選擇；,油井工作制度的選擇和地層壓力的保持程度；,完井方法；,開采工藝技術(shù)水平和增產(chǎn)措施；,提高采收率方法的應(yīng)用規(guī)模。,主觀因素對油藏開采的作用程度在逐漸增加：,一次采油,二次采油,三次采油

8、(強化采油),,,二、波及系數(shù)與驅(qū)油效率,采收率可以表示為：,其中：,采收率是注入工作劑的體積波及系數(shù)與驅(qū)油效率的乘積,洗油效率：指在波及范圍內(nèi)驅(qū)替出的原油體積與工作劑的波及體積之比,波及系數(shù)：指工作劑驅(qū)到的體積與油藏總體積之比,(一)波及系數(shù),流度比、巖石的宏觀非均質(zhì)性、注采井網(wǎng)對非均質(zhì)性的適應(yīng)程度等,影響因素：,⒈流度比,指注入工作劑的流度與被驅(qū)原油在未波及區(qū)的流度之比。,流度：流體的滲透率與其粘度之比。,水油流度比：,圖12－4

9、 五點法注采單元流度比對波及狀況的影響,M<1：有較規(guī)則的流動前緣，見水波及系數(shù)可達70％左右；,M>2：出現(xiàn)明顯的粘滯指進現(xiàn)象，波及系數(shù)降低。,⒉油層巖石宏觀非均質(zhì)的影響,實際油層是在水流沖刷過程中沉積形成的,順水流方向與垂直水流方向的滲透率必然有差異,形成不軌則驅(qū)動前緣,油井會過早水淹，油藏留下一些“死油區(qū)”,,按開采階段分類,一次采油,二次采油,三次采油,按開采特點分類,天然能量開采,強化采油 (提高采收率)

10、Enhanced Oil Recovery ——EOR,,,補充地層能量開采,一、概述2. 提高采收率方法及分類,一、概述2. 提高采收率方法及分類,EOR 方 法,化 學 驅(qū),氣 驅(qū),熱力采油,微生物采油,物理采油,,一、概述2. 提高采收率方法及分類,化 學 驅(qū)（Chemical flooding） 凡是以化學劑作為驅(qū)油介質(zhì)，以改善地層流體的流動特性，改善驅(qū)油劑、原油、油藏孔隙之間的界面特性，提高原油開采

11、效果與效益的所有采油方法統(tǒng)稱為化學驅(qū)。,一、概述2. 提高采收率方法及分類,化學驅(qū)的基本特點,1.高鹽敏性（礦化度 限制較嚴）,2.化學劑損失嚴重,3.化學劑成本一般較高,一、概述2. 提高采收率方法及分類,主要化學驅(qū)方法及比較,一、概述2. 提高采收率方法及分類,氣驅(qū)（Gas flooding）凡是以氣體作為主要驅(qū)油介質(zhì)的采油方法統(tǒng)稱為氣驅(qū)。,一、概述2. 提高采收率方法及分類,主要的氣驅(qū)方法,氣 驅(qū),CO2

12、驅(qū),輕 烴 驅(qū),氮 氣 驅(qū),煙道氣驅(qū),CO2 混 相 驅(qū),CO2 非混相驅(qū),液化石油氣混相驅(qū),富氣混相驅(qū),干氣驅(qū),,,,一、概述2. 提高采收率方法及分類,熱力采油（Thermal recovery）凡是利用熱量稀釋和蒸發(fā)油層中原油的采油方法統(tǒng)稱為熱力采油。,一、概述2. 提高采收率方法及分類,主要的熱力采油方法,熱 力 采 油,注 蒸 汽 注熱水,火燒油層,電 加 熱 電磁波加熱,蒸汽吞吐,蒸 汽

13、 驅(qū),,,熱流體法,化學熱法,物理熱法,一、概述2. 提高采收率方法及分類,微生物采油,微生物吞吐,微 生 物 驅(qū),,微生物采油（Microbial Enhanced Oil Recovery——MEOR） 利用微生物及其代謝產(chǎn)物作用于油層及油層中的原油，改善原油的流動特性和物理化學特性，提高驅(qū)油劑的波及體積和微觀驅(qū)油效率。,一、概述2. 提高采收率方法及分類,聲 波,電、磁場,物理采油,,物理采油

14、利用物理場作用于油藏和油藏中的流體，用以改善油水的流動特性，提高原油采收率的一類開采方法。,一、概述3.我國提高采收率技術(shù)發(fā)展動態(tài),起步: 60年代初 發(fā)展高峰: 80年代初,1982年, 32個主力油田EOR方法初選 化學驅(qū)“七五” “八五” “九五” 國家重點科技攻關(guān),,至“八五”末(86-95)形成聚合物驅(qū)10大配套技術(shù),（1）聚合物驅(qū),采收率:> 10%,先導性試驗 工業(yè)性礦場試驗 工業(yè)化應(yīng)用

15、,1噸聚合物干粉增油140-200噸原油,聚合物驅(qū)效果,,一、概述3.我國提高采收率技術(shù)發(fā)展動態(tài),“八五”末: 6個油區(qū)25個油田,區(qū)塊工業(yè)化應(yīng)用 建成168萬噸生產(chǎn)能力,“九五”: 聚驅(qū)列入陸上油田生產(chǎn)計劃,目前: 大慶油田聚合物驅(qū)產(chǎn)量1000萬噸／年,聚合物驅(qū)規(guī)模,一、概述3.我國提高采收率技術(shù)發(fā)展動態(tài),（1）聚合物驅(qū),“七五” 表面活性劑驅(qū)油技術(shù)“八五” ASP復合驅(qū)油技術(shù)研究

16、,（2）化學復合驅(qū),先導性礦場實驗區(qū) 5個,“九五” 復合驅(qū)配套技術(shù)研究,一、概述3.我國提高采收率技術(shù)發(fā)展動態(tài),我國的化學驅(qū)不論其規(guī)模, 年增產(chǎn)原油量, 技術(shù)的系統(tǒng)完善配套上均屬國際領(lǐng)先,預計: 2010年化學驅(qū)增產(chǎn)油量占全國陸上油田總產(chǎn)量的15%,一、概述3.我國提高采收率技術(shù)發(fā)展動態(tài),二、化學驅(qū)技術(shù),1. 我國幾種主要的化學驅(qū)技術(shù)簡介2. 化學驅(qū)技術(shù)應(yīng)用中的幾個關(guān)鍵問題3. 化學驅(qū)若干新技術(shù)簡介,● 聚合物驅(qū)● ASP

17、三元復合驅(qū)● 泡沫復合驅(qū),二、化學驅(qū)技術(shù) 1. 我國幾種主要的化學驅(qū)技術(shù)簡介,聚合物驅(qū)技術(shù),（1） 聚合物在油藏中的穩(wěn)定性與滯留（2） 聚合物驅(qū)油的主要機理及影響因素（3）聚合物驅(qū)方案設(shè)計中的幾個問題,二、化學驅(qū)技術(shù) 1. 我國幾種主要的化學驅(qū)技術(shù)簡介,二、化學驅(qū)技術(shù) 1. 我國幾種主要的化學驅(qū)技術(shù)簡介,聚合物驅(qū)技術(shù),聚合物驅(qū)油機理,在注入水中加入水溶性高分子聚合物，增加水的粘度，降低水相滲透率，減小流度比M，提高波及系數(shù)。

18、此外可以減小粘度指進，提高驅(qū)油效率。,驅(qū)油機理,藥劑,聚丙烯酰胺,部分水解聚丙烯酰胺,黃原膠,存在問題,聚合物：熱降解、鹽降解、剪切降解、地層吸附,聚合物驅(qū)技術(shù),（1） 聚合物在油藏中的降解與滯留,降解,機械降解,化學降解,生物降解,,,,聚合物驅(qū)技術(shù),（1） 聚合物在油藏中的穩(wěn)定性與滯留,二、化學驅(qū)技術(shù) 1. 我國幾種主要的化學驅(qū)技術(shù)簡介,機械降解,在高剪切作用下，聚合物分子承受過大的剪切力而被剪斷,主要發(fā)生于： 配制系統(tǒng)

19、 注入系統(tǒng) 炮眼 注入井附近油層,聚合物驅(qū)技術(shù),（1） 聚合物在油藏中的穩(wěn)定性與滯留,二、化學驅(qū)技術(shù) 1. 我國幾種主要的化學驅(qū)技術(shù)簡介,化學降解,氧化作用或自由基化學反應(yīng)是化學降解作用的最重要的來源措施：除氧,生物降解,聚合物分子被細菌或受酶控制的化學過程而破壞。措施：殺

20、菌——研制新型殺菌劑,聚合物驅(qū)技術(shù),（1） 聚合物在油藏中的穩(wěn)定性與滯留,二、化學驅(qū)技術(shù) 1. 我國幾種主要的化學驅(qū)技術(shù)簡介,滯留,吸 附,機械捕集,水動力滯留,,,,聚合物驅(qū)技術(shù),（1） 聚合物在油藏中的穩(wěn)定性與滯留,二、化學驅(qū)技術(shù) 1. 我國幾種主要的化學驅(qū)技術(shù)簡介,溶液分子在固體表面的吸附,物理吸附,化學吸附,,,靜電力、氫鍵被吸附物分子 表面,,,化學反應(yīng)被吸附物

21、分子 表面,,,聚合物吸附的主要機理,聚合物驅(qū)技術(shù),（1） 聚合物在油藏中的穩(wěn)定性與滯留,二、化學驅(qū)技術(shù) 1. 我國幾種主要的化學驅(qū)技術(shù)簡介,聚合物吸附的評價方法,靜態(tài)吸附,動態(tài)吸附,,,聚合物驅(qū)技術(shù),（1） 聚合物在油藏中的穩(wěn)定性與滯留,二、化學驅(qū)技術(shù) 1. 我國幾種主要的化學驅(qū)技術(shù)簡介,機械捕集,基本概念：聚合物溶液流經(jīng)復雜的微孔隙時，某些較大尺寸的分子被捕集在狹窄喉道處（與過濾現(xiàn)象類似）。,

22、水動力滯留,基本概念：巖心中隨流速變化而改變的那部分滯留量。,實驗現(xiàn)象：流速由3m/d增至10.3m/d,聚合物產(chǎn)出濃度下降滯留量增加 流速由10.3m/d降回3m/d,聚合物產(chǎn)出濃度回升至注入濃度（400mg/l),聚合物驅(qū)技術(shù),（2）聚合物驅(qū)油主要機理及適應(yīng)性,二、化學驅(qū)技術(shù) 1. 我國幾種主要的化學驅(qū)技術(shù)簡介,① 聚合物驅(qū)主要機理,改善流度比,調(diào)剖效應(yīng),微觀驅(qū)油效率,聚合物驅(qū)技術(shù),（2）聚合

23、物驅(qū)油主要機理及適應(yīng)性,二、化學驅(qū)技術(shù) 1. 我國幾種主要的化學驅(qū)技術(shù)簡介,流度比: M 指進,舌進 波及系數(shù) M 指進,舌進 波及系數(shù),,,,,,,改善流度比,聚合物驅(qū)技術(shù),（2）聚合物驅(qū)油主要機理及適應(yīng)性,二、化學驅(qū)技術(shù) 1. 我國幾種主要的化學驅(qū)技術(shù)簡介,室內(nèi)模擬：非均質(zhì)巖心中，聚合物溶液的波及范圍擴大到了水未波及到的中低滲透層。礦場取心資料也有同樣的結(jié)

24、果,調(diào)剖效應(yīng),聚合物驅(qū)技術(shù),（2）聚合物驅(qū)油主要機理及適應(yīng)性,二、化學驅(qū)技術(shù) 1. 我國幾種主要的化學驅(qū)技術(shù)簡介,提高微觀驅(qū)油效率● 聚合物溶液的粘彈性有利于驅(qū)替油藏孔隙滯留區(qū)內(nèi)的殘余油●聚合物溶液的彈性效應(yīng)有利于驅(qū)替孔喉殘余油滴●聚合物溶液的彈性效應(yīng)有利于擴大微觀波及體積●聚合物溶液有利于提高對壁面油膜的驅(qū)替,聚合物驅(qū)技術(shù),（2）聚合物驅(qū)油主要機理及適應(yīng)性,二、化學驅(qū)技術(shù) 1. 我國幾種主要的化學驅(qū)技術(shù)簡介,驅(qū)油用聚合物

25、的基本要求,良好的水溶性,明顯的增粘性,良好的化學穩(wěn)定性,較強的抗剪切性,良好的抗吸附性,良好的多孔介質(zhì)傳輸性,價格低廉、貨源充足,聚合物驅(qū)技術(shù),（2）聚合物驅(qū)油主要機理及適應(yīng)性,二、化學驅(qū)技術(shù) 1. 我國幾種主要的化學驅(qū)技術(shù)簡介,油層條件的適應(yīng)性,油藏的幾何形狀和類型（不適用裂縫、孔洞油藏）,適應(yīng)于沙巖、不含或少含泥巖,原油粘度：5～50mPa.s,油層溫度：低于70℃,地層水：礦化度 較低,聚合物驅(qū)技術(shù),● 聚合物溶液注入時機

26、 ● 聚合物用量與分子量 ● 聚合物溶液注入方式 ● 注入水水質(zhì) ● 井網(wǎng)井距,二、化學驅(qū)技術(shù) 1. 我國幾種主要的化學驅(qū)技術(shù)簡介,（3）聚合物驅(qū)方案設(shè)計中的幾個問題,● 聚合物溶液注入時機 過晚——含水過高，影響產(chǎn)量； 油藏非均質(zhì)性加劇，效果變差 過早——損失低成本開采期，影響總體經(jīng)濟效益,聚合物驅(qū)技術(shù),二、化學驅(qū)技術(shù) 1. 我國幾種主要的化學驅(qū)技術(shù)簡

27、介,（3）聚合物驅(qū)方案設(shè)計中的幾個問題,● 聚合物用量與分子量分子量的確定高分子量之利：增粘效果好，阻力系數(shù)和殘余阻力系數(shù)高，波及體積大。高分子量之弊：注入困難，剪切降解嚴重，驅(qū)油性能損失嚴重。,模擬實驗,聚合物驅(qū)技術(shù),二、化學驅(qū)技術(shù) 1. 我國幾種主要的化學驅(qū)技術(shù)簡介,（3）聚合物驅(qū)方案設(shè)計中的幾個問題,● 聚合物用量與分子量用量的確定 聚合物用量大→采收率增大，但增大的幅度減緩，噸聚產(chǎn)油量下降，總體經(jīng)濟效益下降。

28、聚合物用量過小→采收率低,聚合物驅(qū)技術(shù),二、化學驅(qū)技術(shù) 1. 我國幾種主要的化學驅(qū)技術(shù)簡介,（3）聚合物驅(qū)方案設(shè)計中的幾個問題,● 聚合物溶液注入方式 在油層注入能力允許的情況下，聚合物濃度越高提高采收率幅度越大。非均質(zhì)性嚴重的油層，宜于采用高濃度段塞。 以往普遍認為，為防止后續(xù)注水突進，應(yīng)采用依次降低濃度的“階梯型”注入方式。但最近研究表明，這種“階梯型”注入方式只有在聚合物段塞足夠小才能起到保護和防止突進

29、的作用。否則，階梯段塞不僅起不到應(yīng)有的效果，甚至會降低聚合物驅(qū)的增油效果。,聚合物驅(qū)技術(shù),二、化學驅(qū)技術(shù) 1. 我國幾種主要的化學驅(qū)技術(shù)簡介,（3）聚合物驅(qū)方案設(shè)計中的幾個問題,● 注入水水質(zhì)目前措施：低礦化度水配制聚合物溶液 在聚合物段塞前后注低礦化度水保護段塞發(fā)展方向：研制適應(yīng)性強的聚合物（污水、高鹽、高Ca+2 Mg+2）,聚合物驅(qū)技術(shù),二、化學驅(qū)技術(shù) 1. 我國幾種主要的化學驅(qū)技術(shù)簡介

30、,（3）聚合物驅(qū)方案設(shè)計中的幾個問題,● 注聚合物的井網(wǎng)井距選擇井網(wǎng)：采用數(shù)值模擬與物理模擬相結(jié)合的方法進行優(yōu)化井距：①聚合物在油層中的穩(wěn)定性。井距大，注入速度低，聚合物在油層中停留的時間長，粘度下降幅度 ②注入井的注入壓力限制。井距大，單井注入強度大，注入壓力高。注入能力 油層的破裂壓力。 ③綜合經(jīng)濟效益的限制。井距過小，鉆井費用增高。,聚合物驅(qū)技術(shù),二、化學驅(qū)技術(shù) 1. 我國幾種主

31、要的化學驅(qū)技術(shù)簡介,（3）聚合物驅(qū)方案設(shè)計中的幾個問題,①大慶油田中區(qū)西部試驗復合體系配方：0.3%B-100+Na2CO31.25% +1200mg/L(1275A)注入量：累計注活性劑180 t；堿劑 653 t；聚合物103t全區(qū)綜合含水：88.5%降至 73.3%提高采收率：全區(qū)——16.6%，中心井——21.0%,ASP三元復合驅(qū)技術(shù),二、化學驅(qū)技術(shù) 1. 我國幾種主要的化學驅(qū)技術(shù)簡介,（1）ASP三元復合驅(qū)礦場試驗

32、,② 大慶油田杏五區(qū)試驗區(qū)復合體系配方：0.3%ORS-41+1.2%NaOH+1200mg/L(1275A)累計注ASP 0.378PV4口油井：產(chǎn)量由12t增至67t；累計增油13102t 綜合含水由96.9%降至80.7% 提高采收率 23.1%,ASP三元復合驅(qū)技術(shù),二、化學驅(qū)技術(shù) 1. 我國幾種主要的化學驅(qū)技術(shù)簡介,（1）ASP三元復合驅(qū)礦場試驗,1996年，大慶油田ASP三元復

33、合體系＋氣體→泡沫復合體系在變異系數(shù)為0.72的非均質(zhì)模型中，采收率與三元復合驅(qū)相比增幅一般為10%左右。 ●基礎(chǔ)研究工作 ●兩個礦場試驗。,二、化學驅(qū)技術(shù) 1. 我國幾種主要的化學驅(qū)技術(shù)簡介,泡沫復合驅(qū)技術(shù),泡沫驅(qū)對非均質(zhì)油藏的適應(yīng)性,二、化學驅(qū)技術(shù) 1. 我國幾種主要的化學驅(qū)技術(shù)簡介,泡沫復合驅(qū)技術(shù),已經(jīng)取得的室內(nèi)研究成果和大慶油田礦場試驗結(jié)果表明，泡沫復合驅(qū)是一項非常有前景的提高采收率技術(shù)。,觀察所有實驗過程及

34、結(jié)果可知，凡是效果較好的實驗均未發(fā)現(xiàn)氣竄；而效果較差的實驗則有明顯的氣竄。這說明在實際油藏驅(qū)油過程中保持泡沫體系的穩(wěn)定性、防止氣竄是泡沫復合驅(qū)成敗的關(guān)鍵。,二、化學驅(qū)技術(shù) 1. 我國幾種主要的化學驅(qū)技術(shù)簡介,泡沫復合驅(qū)技術(shù),關(guān)鍵的技術(shù)難點： 注入困難 泡沫體系在油藏深部的穩(wěn)定性,二、化學驅(qū)技術(shù) 1. 我國幾種主要的化學驅(qū)技術(shù)簡介,泡沫復合驅(qū)技術(shù),飽和油,Vk=0.72,η水=35.7%,Vk=0.72 η水+η

35、聚=36%+12.1%,Vk=0.72η水+η三元=38.9%+17.4%,Vk=0.5 η水+η泡沫=32.7%+25.2%,Vk=0.72 η水+η泡沫=36.9%+39.1%,Vk=0.72 η水+η泡沫=38%+30%,1）化學劑及其驅(qū)油性能的損失2）注入壓力與注入能力,二、化學驅(qū)技術(shù) 2. 化學驅(qū)技術(shù)應(yīng)用中的幾個關(guān)鍵問題,1）化學劑及其驅(qū)油性能的損失,（1）聚合物溶液視粘度的損失,實例：大慶中區(qū)西部葡 層試驗區(qū),位

36、置 視粘度損失配制 ——泵 10%泵 ——注入井口 20%注入井口——距注入井30m的取樣井 30%取樣井 ——距注入井106m的采出井 10%,二、化學驅(qū)技術(shù) 2. 化學驅(qū)技術(shù)應(yīng)用中的幾個關(guān)鍵問題,1）化學劑及其驅(qū)油性能的損失,（1）聚合物溶液視粘度的損失,室內(nèi)模擬實驗結(jié)果,在油藏深

37、部驅(qū)油所需要的聚合物溶液流度控制能力絕大部分（60%）損失在配注系統(tǒng)和注入井附近的無效驅(qū)油區(qū)內(nèi)。,二、化學驅(qū)技術(shù) 2. 化學驅(qū)技術(shù)應(yīng)用中的幾個關(guān)鍵問題,1）化學劑及其驅(qū)油性能的損失,（2）活性劑在油藏中的損失,① 吸附滯留,在距注入端約20%的井距內(nèi)，活性劑的損失達到80%，堿與聚合物的損失也分別達到14.5%和12%。顯然，驅(qū)油劑性能在油藏中的損失非常嚴重。,二、化學驅(qū)技術(shù) 2. 化學驅(qū)技術(shù)應(yīng)用中的幾個關(guān)鍵問題,1）化學劑及其驅(qū)油

38、性能的損失,（2）活性劑在油藏中的損失,② 沿高滲層位的無效運移,含活性劑的溶液在油藏中優(yōu)先在高滲透層位與條帶中流動，即使由于聚合物的存在可以擴大波及體積，但仍然難以避免大部分化學劑沿原有的滲流通道向油井運移，所經(jīng)之處殘余油飽和度一般很低，這部分活性劑無法充分發(fā)揮其應(yīng)有的驅(qū)油能力。,二、化學驅(qū)技術(shù) 2. 化學驅(qū)技術(shù)應(yīng)用中的幾個關(guān)鍵問題,2）注入壓力與注入能力,,注入壓力升高注入能力下降,注入液表觀粘度增大聚合物的滯留、堵塞,,注入困

39、難套損嚴重,二、化學驅(qū)技術(shù) 2. 化學驅(qū)技術(shù)應(yīng)用中的幾個關(guān)鍵問題,2）注入壓力與注入能力,目前的主要措施及思路：,近井地帶改造──壓裂、深穿孔化學解堵——酸化,問題： 見效率低 有效期短（一個月左右）,二、化學驅(qū)技術(shù) 2. 化學驅(qū)技術(shù)應(yīng)用中的幾個關(guān)鍵問題,2）注入壓力與注入能力,平均有效期不足2個月不少井壓裂后基本上沒有見效,油層改造——壓裂效果分析,二、化學驅(qū)技術(shù) 2. 化學驅(qū)技術(shù)應(yīng)用中的幾

40、個關(guān)鍵問題,2）注入壓力與注入能力,化學解堵——酸化效果分析,統(tǒng)計49口井化學解堵資料： 平均有效期約31天 有效期>1個月10口（20.4%）,二、化學驅(qū)技術(shù) 2. 化學驅(qū)技術(shù)應(yīng)用中的幾個關(guān)鍵問題,2）注入壓力與注入能力,二、化學驅(qū)技術(shù) 2. 化學驅(qū)技術(shù)應(yīng)用中的幾個關(guān)鍵問題,1）驅(qū)油表面活性劑研究進展概況2）弱堿低堿復合體系用表面活性劑,二、化學驅(qū)技術(shù) 3. 化學驅(qū)若干新技術(shù)簡介,1）驅(qū)油表面活性劑研究進展概況,目前

41、認為可用于復合驅(qū)的活性劑種類：①石油磺酸鹽②烷基苯磺酸鹽③石油羧酸鹽及植物羧酸鹽④木質(zhì)素磺酸鹽⑤烷基芳基磺酸鹽⑥α-烯烴磺酸鹽⑦非離子表面活性劑⑧生物表面活性劑⑨其他新型表面活性劑,二、化學驅(qū)技術(shù) 3. 化學驅(qū)若干新技術(shù)簡介,1）驅(qū)油表面活性劑研究進展概況,目前認為可用于復合驅(qū)的活性劑種類：①石油磺酸鹽②烷基苯磺酸鹽③石油羧酸鹽及植物羧酸鹽④木質(zhì)素磺酸鹽⑤烷基芳基磺酸鹽⑥α-烯烴磺酸鹽⑦非離子表面活性劑

42、⑧生物表面活性劑⑨其他新型表面活性劑,已用于礦場試驗,已用于礦場試驗,已用于礦場試驗,已用于礦場試驗,已用于礦場試驗,二、化學驅(qū)技術(shù) 3. 化學驅(qū)若干新技術(shù)簡介,1）驅(qū)油表面活性劑研究進展概況,目前認為可用于復合驅(qū)的活性劑種類：①石油磺酸鹽②烷基苯磺酸鹽③石油羧酸鹽及植物羧酸鹽④木質(zhì)素磺酸鹽⑤烷基芳基磺酸鹽⑥α-烯烴磺酸鹽⑦非離子表面活性劑⑧生物表面活性劑⑨其他新型表面活性劑,用于泡沫驅(qū)礦場試驗,二、

43、化學驅(qū)技術(shù) 3. 化學驅(qū)若干新技術(shù)簡介,1）驅(qū)油表面活性劑研究進展概況,（1）非離子型與離子型表活劑的復配 在石油工業(yè)中主要以陰離子—非離子表活劑復配 例：在直鏈烷基苯磺酸鹽（LAS）中加入聚氧乙烯十二烷基醇醚能夠明顯地降低其CMC值，抗硬水、抗鹽能力都明顯提高。 對復合體系表面張力、CMC等性質(zhì)研究指出，陰離子-非離子體系的表面張力降低和CMC降低都很明顯——協(xié)同效應(yīng)較明顯。,不同類型表面活性劑的復配,復配活性劑組

44、分間協(xié)同效應(yīng)機理——在溶液中生成了混合膠束 在非離子劑中，聚氧乙烯鏈短時易生成混合膠束，鏈長則易生成以各組分為主的膠束。這一機理已得到核磁共振分析結(jié)果的支持。,二、化學驅(qū)技術(shù) 3. 化學驅(qū)若干新技術(shù)簡介,1）驅(qū)油表面活性劑研究進展概況,（2）陰離子和陽離子表活劑的復配 傳統(tǒng)認識：具有相反電荷的陰離子和陽離子劑共存，會生成它們的鹽，使陰、陽離子劑的作用相互抵消。 目前陰陽離子活性劑的復配只用于表面活性劑的分離和分析。,

45、不同類型表面活性劑的復配,研究新進展：陰、陽離子劑所生成的鹽具有更強的表面活性，它的CMC值比單一陰、陽離子活性劑都要低。 陰陽離子復配生成的鹽具有獨特的性質(zhì)，被認為是協(xié)同作用最顯著的二元表面活性劑復合體系。這一類體系還具有良好的乳化穩(wěn)定性和泡沫穩(wěn)定性，其原因被認為是界面絡(luò)合物分子膜的剛性較強。,二、化學驅(qū)技術(shù) 3. 化學驅(qū)若干新技術(shù)簡介,2）弱堿低堿復合體系用表面活性劑,針對目前高堿強堿復合體系的問題（結(jié)垢、粘彈性損失）開發(fā)

46、出了低堿弱堿（Na2CO3）條件下的高效表面活性劑——重烷基苯黃酸鈉。主要原料：撫順煉廠重烷基苯,二、化學驅(qū)技術(shù) 3. 化學驅(qū)若干新技術(shù)簡介,2）弱堿低堿復合體系用表面活性劑,二、化學驅(qū)技術(shù) 3. 化學驅(qū)若干新技術(shù)簡介,2）弱堿低堿復合體系用表面活性劑,二、化學驅(qū)技術(shù) 3. 化學驅(qū)若干新技術(shù)簡介,2）弱堿低堿復合體系用表面活性劑,二、化學驅(qū)技術(shù) 3. 化學驅(qū)若干新技術(shù)簡介,2002年2月20日,2002年4月11日,2）弱堿

47、低堿復合體系用表面活性劑,二、化學驅(qū)技術(shù) 3. 化學驅(qū)若干新技術(shù)簡介,2002年2月19日,2002年4月11日,2）弱堿低堿復合體系用表面活性劑,二、化學驅(qū)技術(shù) 3. 化學驅(qū)若干新技術(shù)簡介,重烷基苯磺酸鈉與弱堿（Na2CO3）在低堿濃度（ 0.3～0.8%）條件下與大慶原油可形成超低界面張力（10-3～10-4 mN/m），復合體系的PH≈8。 研制的新型表面活性劑重烷基苯磺酸鈉與ORS等相比，不僅在國產(chǎn)化及價格上，

48、而且在驅(qū)油效果上都具備獨特的優(yōu)勢。,2）弱堿低堿復合體系用表面活性劑,二、化學驅(qū)技術(shù) 3. 化學驅(qū)若干新技術(shù)簡介,2．活性劑驅(qū),藥劑,磺酸鹽型,羧酸鹽型,非離子－陰離子型,⑴降低油水界面張力；,⑵改變親油巖石表面的潤濕性；,⑶使原油乳化，產(chǎn)生迭加的液阻系數(shù)（賈敏效應(yīng)），增加高滲層的流動阻力，減小粘度指進現(xiàn)象。,微乳狀液驅(qū)、活性水驅(qū)、膠束溶液驅(qū)和泡沫驅(qū)等。,活性劑驅(qū)主要以提高驅(qū)油效率為主。,聚醚型,類型,驅(qū)油機理,存在問題,活性劑在巖石

49、表面大量吸附；活性水與普通水的粘度差很小。,3、堿驅(qū),藥劑,氫氧化鈉(NaOH),硅酸鈉（Na2SiO3）,原硅酸鈉（由NaOH和水玻璃配置而成）,在注入水中加入堿，與原油中的有機酸反應(yīng)，生成表面活性劑，降低油水界面張力，形成乳狀液和改變巖石潤濕性，提高波及系數(shù)和驅(qū)油效率。,碳酸鈉〔NaCO3〕,驅(qū)油機理,存在問題,堿耗；流度控制。,4、化學復合驅(qū),化學復合驅(qū)是由聚合物、活性劑、堿以各種形式組合驅(qū)動。,驅(qū) 油 機 理,降低界

50、面張力：堿與原油中的酸性成份反應(yīng)就地產(chǎn)生表面活性劑，降低相間界面張力和殘余油飽和度，添加的表面活性劑與聚合物間的協(xié)同效應(yīng)產(chǎn)生超低界面張力，并擴大低界面張力的堿濃度范圍；,聚合物的流度控制作用：聚合物可以使水相粘度增加，滲透率降低，擴大驅(qū)替相的波及體積；,降低化學劑的吸附損失：堿的存在可降低注入的表面活性劑、聚合物等的吸附，提高洗油效率；,另外：復合驅(qū)還具有堿驅(qū)所具有的乳化攜帶、捕集、聚并、潤濕反轉(zhuǎn)等機理。,包括：二元驅(qū)和三元驅(qū)。,二、混

51、相驅(qū)油法,包括：注液化石油氣驅(qū)油法、富氣驅(qū)油法、高壓干氣驅(qū)油法和二氧化碳驅(qū)油法。,驅(qū)油機理：氣體與原油之間建立混相帶，消除界面張力，提高驅(qū)油效率。,混相驅(qū)：指向油藏中注入一種能與原油在地層條件下完全或部分混相的流體驅(qū)替原油的開發(fā)方法。,圖12－7 混相流體驅(qū)油過程的相段分布圖,向油藏注入以丙烷為主的液化石油氣，與原油形成混相段塞，然后用天然氣驅(qū)動段塞。液化石油氣段塞前緣可與地層油混相，后面與天然氣混溶，形成良好的混相帶。,1.液化石

52、油氣驅(qū)動法,圖12－8 注液化石油氣混相驅(qū)油過程,對于地層油中輕質(zhì)組分（C2-6）較少的油藏，可注入適量加入乙烷、丙烷和丁烷的天然氣，富氣中的較重組分不斷凝析到原油中，最終使注入氣與原油混相的驅(qū)油方法。,2.富氣驅(qū)油法,驅(qū)油過程是先注一段富氣，再注一段干氣，然后用水驅(qū)動。,圖12－8 注富氣混相驅(qū)油過程,對于地層中原油組分含重質(zhì)輕組分較多時，可向油藏高壓注干氣，與原油充分接觸，油中的輕質(zhì)組分C2-6逆行到氣體前緣，并使之富化，富化的

53、氣體在推進過程中不斷與新原油接觸，進一步被富化，最后達到混相。,3.高壓干氣驅(qū)油法,圖12－8 高壓注干氣混相驅(qū)油過程,4.CO2驅(qū)油法,向油藏高壓注入CO2，不斷與原油接觸萃取其中較重烴組分而富化，CO2同時溶于原油中，它通過氣化、凝析過程，最終與原油形成混相的驅(qū)油法。,(3)與原油產(chǎn)生低界面張力；,存在問題：氣源,提高采收率機理：,(1)降低原油的粘度；,(2)使原油膨脹；,圖12－11 原油粘度降低比值μm/μo和壓力的關(guān)系,圖

54、12－12 原油體積膨脹系數(shù)和CO2溶解度的關(guān)系,熱力采油是向油層注入熱流體或使油層就地發(fā)生燃燒后形成移動熱流，主要依靠熱能降低原油的粘度，以增加原油的流動能力的采油方法。,三、熱力采油法,熱力采油法主要用于對付稠油(即在地層條件下脫氣原油粘度大于100mPa·s或相對密度大于0.934的原油)，但也可以用于開采稀油。,熱力采油工藝可分為兩類：,注熱流體法,油層就地燃燒法,1、注熱流體法,注蒸汽采油是以水蒸氣為介質(zhì)，把地面

55、產(chǎn)生的熱注入油層的一種熱力采油方法。,分為：蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)兩種。,(1)蒸汽吞吐,從注蒸汽開始到油井不能生產(chǎn)為止，即完成一個過程稱為一個周期。,蒸汽吞吐：在本井完成注蒸汽、燜井、開井生產(chǎn)三個連續(xù)過程。,蒸汽吞吐過程,圖12－14 蒸汽吞吐井的產(chǎn)量特征曲線,(2)蒸汽驅(qū)：,蒸汽驅(qū)：按一定生產(chǎn)井網(wǎng)，在注汽井注汽，在生產(chǎn)井采油。,蒸汽驅(qū)油藏示意圖,蒸汽驅(qū)產(chǎn)油示意圖,注蒸汽熱力采油的增產(chǎn)原理：,原油粘度大大降低，增加了原油的流動系數(shù)；,油層

56、巖石和流體體積膨脹，增加了彈性能量；,原油中的輕質(zhì)油份易揮發(fā)，進入氣相后更易流動；,油相相對滲透率有增加的趨勢，從而增加了原油的流動能力；,提高了地層壓力，增加了驅(qū)油能量；,清除了井壁污染，降低了井筒附近的流動阻力；,火燒油層：采用適當?shù)木W(wǎng)，將氧氣或空氣注入井中并用點火器將油層點燃，燃燒前緣的高溫不斷使原油蒸餾、裂解、并驅(qū)替原油到生產(chǎn)井。,2、火燒油層,火燒油層燃燒過程示意圖,火燒油層增產(chǎn)原理：,燃燒帶的溫度很高，使燃燒帶前緣的原油加

57、熱降粘，增加流動能力；,燃燒帶前緣有蒸汽帶和熱水帶，有蒸汽驅(qū)和熱水驅(qū)作用；,燃燒過程中產(chǎn)生CO2和地層中原油形成混相，從而消除或降低了界面張力；,原油蒸餾產(chǎn)生的輕組分更易流動；,四、微生物采油,微生物采油：通過有選擇地向油層注入微生物基液和營養(yǎng)液，使得微生物就地繁殖生長，其代謝產(chǎn)物與原油產(chǎn)生物化作用。,⑵產(chǎn)生有機酸（表面活性劑），降低界面張力。,驅(qū)油機理：,⑴降低原油粘度，代謝產(chǎn)物中的CH4、H2、CO2、H2S等氣體使原油體積膨脹，代

58、謝產(chǎn)物與原油互溶（乳化），降低原油粘度。,1. 液膜型微膠囊深部調(diào)剖技術(shù)2. 凝膠顆粒深部調(diào)剖技術(shù)3. 熱化學沉淀調(diào)剖技術(shù)4. SAMG高強度深部調(diào)堵劑 5. FMCS調(diào)剖堵水劑,三、調(diào)剖技術(shù),將兩種交聯(lián)反應(yīng)液中的交聯(lián)劑以液膜包裹，使之到達油藏深部與聚合物反應(yīng)。技術(shù)特點： ● 集單液法和雙液法之長于一體 ● 成膠時間和成膠強度可控,三、調(diào)剖技術(shù) 1. 液膜型微膠囊深部調(diào)剖技術(shù),1) 液膜型微膠囊形成機理,

59、液膜型微膠囊結(jié)構(gòu)示意圖,三、調(diào)剖技術(shù) 1. 液膜型微膠囊深部調(diào)剖技術(shù),2) 成膠特性,配方1576在45℃時的成膠特性曲線,三、調(diào)剖技術(shù) 1. 液膜型微膠囊深部調(diào)剖技術(shù),3) 調(diào)剖物理模擬實驗,三、調(diào)剖技術(shù) 1. 液膜型微膠囊深部調(diào)剖技術(shù),1. 液膜型微膠囊深部調(diào)剖技術(shù)2. 凝膠顆粒深部調(diào)剖技術(shù)3. 熱化學沉淀調(diào)剖技術(shù)4. SAMG高強度深部調(diào)堵劑5. FMCS調(diào)剖堵水劑,三、調(diào)剖技術(shù),——封堵竄流通道,定義：將油藏中所

60、有致使驅(qū)油劑（包括水）由注入井向采油井高速流動的通道，如、、等，定義為“竄流通道”。分類：大(或特大)型孔道、天然和人工裂縫、特高滲透條帶、復合型………影響： 驅(qū)替介質(zhì)，如水、聚合物溶液、氣等，沿油水井之間的竄流通道突進，致使其波及效率很低,三、調(diào)剖技術(shù) 2. 凝膠顆粒深部調(diào)剖技術(shù),需要研究的問題： ①竄流通道的識別與描述——開發(fā)過程中大孔道形成的機理、變化規(guī)律、主控因素；大孔道、裂縫的分布、尺度、連通性…

61、… ②封堵竄流通道的基礎(chǔ)研究——堵劑運移、封堵竄流通道的機理與規(guī)律，堵劑與竄流通道（大孔隙、裂縫）結(jié)構(gòu)的匹配關(guān)系，適應(yīng)性評價…… ③竄流通道的治理——針對不同的油藏條件、竄流通道結(jié)構(gòu)及其對調(diào)（堵）劑性能的具體要求，開發(fā)相應(yīng)的油藏深部堵水、調(diào)剖技術(shù)。,——封堵竄流通道,三、調(diào)剖技術(shù) 2. 凝膠顆粒深部調(diào)剖技術(shù),1) 凝膠顆粒的性能評價與測試方法,① 極限變形壓力,極限形變壓力：使凝膠顆粒在特定孔喉中產(chǎn)生最大變形所需的壓力,三

62、、調(diào)剖技術(shù) 2. 凝膠顆粒深部調(diào)剖技術(shù),1) 凝膠顆粒的性能評價與測試方法,① 極限變形壓力,凝膠顆粒極限形變壓力,三、調(diào)剖技術(shù) 2. 凝膠顆粒深部調(diào)剖技術(shù),1) 凝膠顆粒的性能評價與測試方法,② 破碎壓力,顆粒在孔喉處所受壓力值超過凝膠材料的強度極限，破碎成若干細小的顆粒，定義該壓力值為破碎壓力。,三、調(diào)剖技術(shù) 2. 凝膠顆粒深部調(diào)剖技術(shù),2) 凝膠顆粒與孔喉的匹配性,(1) 基本分析,如果凝膠材料本身的強度較弱，凝膠顆粒

63、在油藏孔隙中運移和封堵過程中很容易破碎，無法對孔隙喉道實施有效的封堵。 如果凝膠材料的強度過高，顆粒尺度與孔隙直徑相比過大，顆粒在油藏孔隙中的運移特性較差，難以實施對油藏深部的調(diào)剖。 針對具體的油藏，選擇適當?shù)哪z顆粒是非常關(guān)鍵的。為了能夠優(yōu)選凝膠顆粒，必須確定顆粒與油藏孔隙的匹配關(guān)系，并據(jù)此建立優(yōu)選的準則。,三、調(diào)剖技術(shù) 2. 凝膠顆粒深部調(diào)剖技術(shù),3)凝膠顆粒的注入性與封堵能力,(1) 注入特性,凝膠顆粒的

64、注入性可以用巖心實驗注入調(diào)剖劑過程中的壓力指數(shù)進行評價。壓力指數(shù)定義為,三、調(diào)剖技術(shù) 2. 凝膠顆粒深部調(diào)剖技術(shù),3)凝膠顆粒的注入性與封堵能力,(1) 注入特性,急劇上升,緩升段,三、調(diào)剖技術(shù) 2. 凝膠顆粒深部調(diào)剖技術(shù),3)凝膠顆粒的注入性與封堵能力,(1) 注入特性,緩升段,緩升段,三、調(diào)剖技術(shù) 2. 凝膠顆粒深部調(diào)剖技術(shù),3)凝膠顆粒的注入性與封堵能力,(2) 封堵能力,以調(diào)剖前后巖心滲透率降低程度——殘余阻力系數(shù)來評價凝

65、膠顆粒的封堵能力。,三、調(diào)剖技術(shù) 2. 凝膠顆粒深部調(diào)剖技術(shù),3)凝膠顆粒的注入性與封堵能力,(1) 封堵能力,三、調(diào)剖技術(shù) 2. 凝膠顆粒深部調(diào)剖技術(shù),3)凝膠顆粒的注入性與封堵能力,(1) 封堵能力,急降區(qū),急降區(qū),緩降區(qū),緩降區(qū),巖心各段注水之初殘余阻力均較大，但急劇下降。這表明凝膠顆粒對孔喉的封堵多數(shù)呈不穩(wěn)定狀態(tài)，經(jīng)注入水沖刷很快脫離封堵位置，致使巖心的滲透率急劇增大。,在阻力系數(shù)緩降區(qū)，隨著注水量的增大，各段殘余阻力系數(shù)降

66、低的幅度變緩。在油藏中，只有該區(qū)域內(nèi)的殘余阻力系數(shù)對于改善注入水的波及效率才具有實際意義。,隨注水量的增加，殘余阻力系數(shù)有持續(xù)降低的趨勢。這說明巖心孔隙中的凝膠顆粒的抗沖刷性較差，其封堵大孔道的穩(wěn)定性較差。原因：①顆粒的附著性差；②顆粒破碎。,三、調(diào)剖技術(shù) 2. 凝膠顆粒深部調(diào)剖技術(shù),3)凝膠顆粒的注入性與封堵能力,(3) 殘余阻力系數(shù)沿程變化,巖心出口端滯留堵塞,巖心中部(油藏深部)封堵強度較低,三、調(diào)剖技術(shù) 2. 凝膠顆粒深

67、部調(diào)剖技術(shù),3)凝膠顆粒的注入性與封堵能力,(3) 殘余阻力系數(shù)沿程變化,巖心出口端滯留堵塞,巖心出口端滯留堵塞,技術(shù)關(guān)鍵——解決兩大矛盾: ① 顆粒材料膨脹倍數(shù)與強度的矛盾 ② 顆粒注入性（運移深度）與封堵強度的矛盾,三、調(diào)剖技術(shù) 2. 凝膠顆粒深部調(diào)剖技術(shù),5) 幾點結(jié)論,在實際調(diào)剖堵水施工中（尤其是深部調(diào)驅(qū)），注入壓力不能作為評價堵水調(diào)剖效果的唯一依據(jù)。 凝膠顆粒調(diào)剖劑和后續(xù)水段塞的注入

68、壓力動態(tài)曲線有可能為分析調(diào)剖劑在油藏中運移、封堵特征提供非常有價值的信息。,目前研究中使用的凝膠顆粒在油藏孔隙中對孔喉的封堵多數(shù)呈不穩(wěn)定狀態(tài)，經(jīng)注入水沖刷很快脫離封堵位置，其抗沖刷性較差。另外，顆粒在其運移過程中很容易破碎成細小的顆粒。這些都會影響調(diào)剖的效果和有效期。,實驗中使用的凝膠顆粒調(diào)剖劑對于油藏孔隙的封堵主要發(fā)生在注入井附近地層，進入油藏深部的顆粒其封堵性能遠弱于堵塞在注入井附近的顆粒。,調(diào)剖劑的顆粒材料性質(zhì)、液體的攜帶能力、流