第四章化学驱与混相驱

1、第四章第四章 油层化学改造油层化学改造 第二篇第二篇 采油化学采油化学 一、采油中存在的问题（一、采油中存在的问题（1 1） 前前 言言 低（酸化压裂技术）低（酸化压裂技术） 蜡（清防蜡技术）蜡（清防蜡技术） 水（调剖堵水技术）水（调剖堵水技术） 稠（稠油降粘开采技术）稠（稠油降粘开采技术） 砂（防砂技术）砂（防砂技术） 油水井的化学改造油水井的化学改造 一、采油中存在的问题（一、采油中存在的问题（2 2） 前前 言言 油油 水水 井井 问问 题题 V V E sw V 前前 言言 二、原油采收率二、原油采收率 洗油效率洗油效率：是指驱油剂波及到的油层所采出的油：是指驱油剂波及到的油层所采出的

2、油 量与这部分油层储量的比值。量与这部分油层储量的比值。 油层改造有两个途径：油层改造有两个途径： l提高波及系数提高波及系数 l提高洗油效率提高洗油效率 o oro D S SS E S So o原始含油饱和度；原始含油饱和度； S Sor or残余油饱和度； 残余油饱和度； 前前 言言 二、原油采收率二、原油采收率 k 前前 言言 前前 言言 化学驱油法（化学驱）化学驱油法（化学驱） 聚合物驱油法（聚合物驱）聚合物驱油法（聚合物驱） 表面活性剂驱油法（表面活性剂驱）表面活性剂驱油法（表面活性剂驱） 碱驱油法（碱驱）碱驱油法（碱驱） 混相驱油法（混相驱）混相驱油法（混相驱） 烃类混相驱油法（

3、烃类混相驱）烃类混相驱油法（烃类混相驱） 非烃类混相驱油法（非烃类相驱）非烃类混相驱油法（非烃类相驱） 热力采油法（热采）热力采油法（热采） 蒸汽驱油法（蒸汽驱）蒸汽驱油法（蒸汽驱） 油层就地燃烧法（火烧油层）油层就地燃烧法（火烧油层） 前前 言言 三、改造油层的方法三、改造油层的方法 本章主要内容本章主要内容 4-1 4-1 聚合物驱聚合物驱 4-2 4-2 表面活性剂驱表面活性剂驱 4-3 4-3 碱驱碱驱 4-4 4-4 复合驱复合驱 4-5 4-5 混相驱混相驱 第一节第一节 聚合物驱聚合物驱 第四章第四章 油层化学改造油层化学改造 聚合物驱是以聚合物驱是以聚合物溶液聚合物溶液为驱油剂

4、的驱油法。为驱油剂的驱油法。 也称为：也称为： v聚合物溶液驱聚合物溶液驱 v聚合物强化水驱聚合物强化水驱 v稠化水驱和增粘水驱稠化水驱和增粘水驱 第一节第一节 聚合物驱聚合物驱 一、概念一、概念 部分水解聚丙烯酰胺（部分水解聚丙烯酰胺（HPAMHPAM） 油田主要用油田主要用HPAMHPAM 热稳定性好；剪切稳定性较差；热稳定性好；剪切稳定性较差； 化学稳定性较差；生物稳定性好化学稳定性较差；生物稳定性好 第一节第一节 聚合物驱聚合物驱 二、聚合物驱用聚合物二、聚合物驱用聚合物 * CH2 * CH COONa * CH2 * CH CONH2 * xy 第一节第一节 聚合物驱聚合物驱 2

5、黄胞胶（XC）（生物聚合物） 热稳定性差（热稳定性差（7171）；生物稳定性差（）；生物稳定性差（2424小时，小时， 需加醛类杀菌剂）；剪切稳定性好（支链）。需加醛类杀菌剂）；剪切稳定性好（支链）。 第一节第一节 聚合物驱聚合物驱 三、聚合物对水的稠化能力三、聚合物对水的稠化能力 滞留的两种形式滞留的两种形式: : （l l）吸附）吸附 聚合物吸附是指聚合物通过色散聚合物吸附是指聚合物通过色散 力、氢键等作用力而聚集在岩石孔力、氢键等作用力而聚集在岩石孔 隙结构表面的现象。隙结构表面的现象。 （2 2）捕集）捕集 聚合物捕集是指直径小于孔喉聚合物捕集是指直径小于孔喉 直径的聚合物分子的无规线

6、团通过直径的聚合物分子的无规线团通过 “架桥架桥”而留在孔喉外的现象。而留在孔喉外的现象。 四、聚合物在孔隙介质中的滞留四、聚合物在孔隙介质中的滞留 第一节第一节 聚合物驱聚合物驱 第一节第一节 聚合物驱聚合物驱 五、盐敏效应五、盐敏效应 第一节第一节 聚合物驱聚合物驱 六、聚合物驱与水驱的对比六、聚合物驱与水驱的对比 提高了提高了纵向纵向的波及系数的波及系数 第一节第一节 聚合物驱聚合物驱 定义： 第一节第一节 聚合物驱聚合物驱 七、聚合物驱的七、聚合物驱的EOREOR原理原理 第一节第一节 聚合物驱聚合物驱 第一节第一节 聚合物驱聚合物驱 滞留吸附和捕集滞留吸附和捕集增大了水的流动阻力增大

7、了水的流动阻力 减小水的减小水的K KrW rW 提高提高E EV V提高了提高了E ER R 第一节第一节 聚合物驱聚合物驱 第一节第一节 聚合物驱聚合物驱 第一节第一节 聚合物驱聚合物驱 八、聚合物驱段塞图八、聚合物驱段塞图 九、一个实例九、一个实例 第一节第一节 聚合物驱聚合物驱 第一节第一节 聚合物驱聚合物驱 十、聚合物驱适用条件十、聚合物驱适用条件 聚合物驱小结 一、基本概念： 聚合物驱；采收率；波及系数；洗油效率；流 度；流度比；聚合物的盐敏效应。 二、基本原理： 聚合物驱提高采收率的基本原理。 驱油用聚合物及其重要性质与要求。 聚合物驱的适应范围与条件。 聚合物驱的基本段塞。 第

8、一节第一节 聚合物驱聚合物驱 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 第四章第四章 油层化学改造油层化学改造 1.1.定义定义 以以表面活性剂表面活性剂体系作为驱油剂的驱油法体系作为驱油剂的驱油法 2.2.表面活性剂体系表面活性剂体系 稀表面活性剂体系稀表面活性剂体系 （c2%c2%)(c2%) q水外相微乳水外相微乳 q油外相微乳油外相微乳 中相微乳中相微乳 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 一、概念与分类一、概念与分类 二二 活性剂驱用活性剂活性剂驱用活性剂 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 第二节

9、第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 三、活性水驱三、活性水驱 1 1 定义定义：以活性水作为驱油剂的驱油法叫活性水：以活性水作为驱油剂的驱油法叫活性水 驱。驱。 活性水活性水：属稀表面活性剂体系，其中的表面活：属稀表面活性剂体系，其中的表面活 性剂浓度小于临界胶束浓度。性剂浓度小于临界胶束浓度。 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 2 2 活性水驱的活性水驱的EOREOR原理原理 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 亲水性活性剂亲水性活性剂使原来亲油的表面转化为亲水使原来亲油的表面转化为亲水 的表面的表面油对地层表面的润湿角增大油对地层表面的润湿角增大粘附功粘附功 减小减小洗油效率洗油效

10、率提高提高 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 活性水中的表面活性剂浓度较低，加上在地层活性水中的表面活性剂浓度较低，加上在地层 表面的吸附会引起损耗，所以，要使活性水驱要取表面的吸附会引起损耗，所以，要使活性水驱要取 得良好的效果，就必须使用得良好的效果，就必须使用大段塞大剂量大段塞大剂量。 可用可用牺牲剂牺牲剂减少表面活性剂的吸附。减少表面活性剂的吸附。 牺牲剂是指以自己的损耗减少其他药剂损耗的牺牲剂是指以自己的损耗减少其他药剂损耗的 廉价化学剂。廉价化学剂。 可用的

11、牺牲剂有：可用的牺牲剂有： 1)1)碱性物质；碱性物质； 2)2)多元羧酸及其盐；多元羧酸及其盐； 3)3)低聚物与高聚物；低聚物与高聚物； 4)4)木质素磺酸盐。木质素磺酸盐。 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 四、胶束溶液驱四、胶束溶液驱 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 五五 微乳驱微乳驱 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 第二节第二

12、节 表面活性剂驱表面活性剂驱 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 六、泡沫驱六、泡沫驱 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 （2）泡沫粘度 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 第二节第二节 表面活性剂驱表面活性剂驱 第二节第二节

13、 表面活性剂驱表面活性剂驱 第三节第三节 碱碱 驱驱 第四章第四章 油层化学改造油层化学改造 一一 定义定义 二二 碱驱用碱碱驱用碱 第三节第三节 碱驱碱驱 三三 碱与石油酸的反应碱与石油酸的反应 第三节第三节 碱驱碱驱 四四 碱驱与水驱的对比碱驱与水驱的对比 第三节第三节 碱驱碱驱 五五 碱驱碱驱EOREOR机理机理 第三节第三节 碱驱碱驱 第三节第三节 碱驱碱驱 第三节第三节 碱驱碱驱 第三节第三节 碱驱碱驱 第三节第三节 碱驱碱驱 第三节第三节 碱驱碱驱 第三节第三节 碱驱碱驱 六六 碱驱进行的条件碱驱进行的条件 第三节第三节 碱驱碱驱 六六 碱驱进行的条件碱驱进行的条件 第三节第三节

14、碱驱碱驱 七七 碱驱的段塞图碱驱的段塞图 第三节第三节 碱驱碱驱 第三节第三节 碱驱碱驱 第四节第四节 复合驱复合驱 第四章第四章 油层化学改造油层化学改造 一一 概念概念 第四节第四节 复合驱复合驱 二二 驱油效果对比驱油效果对比 第四节第四节 复合驱复合驱 第四节第四节 复合驱复合驱 聚合物改善了表面活性剂和（或）碱溶液对油的流度聚合物改善了表面活性剂和（或）碱溶液对油的流度 比。比。 聚合物对驱油介质的稠化，可减小表面活性剂和碱的聚合物对驱油介质的稠化，可减小表面活性剂和碱的 扩散速率，从而减小它们的药耗。扩散速率，从而减小它们的药耗。 聚合物可与钙、镁离子反应，保护了表面活性剂，使聚合

15、物可与钙、镁离子反应，保护了表面活性剂，使 它不易形成低表面活性的钙、镁盐。它不易形成低表面活性的钙、镁盐。 聚合物提高了碱和表面活性剂形成的水包油乳状液的聚合物提高了碱和表面活性剂形成的水包油乳状液的 稳定性，使波及系数（按乳化稳定性，使波及系数（按乳化- -捕集机理）和（或）捕集机理）和（或） 洗油能力（按乳化洗油能力（按乳化- -携带机理）有较大的提高。携带机理）有较大的提高。 三三 复合驱中各组分的协同效应复合驱中各组分的协同效应 第四节第四节 复合驱复合驱 2 表面活性剂的作用 第四节第四节 复合驱复合驱 第四节第四节 复合驱复合驱 第四节第四节 复合驱复合驱 四四 ASPASP三元

16、复合驱段塞及实例三元复合驱段塞及实例 第四节第四节 复合驱复合驱 矿场实例 第四节第四节 复合驱复合驱 五五 色谱分离效应色谱分离效应 第四节第四节 复合驱复合驱 六六 ASPASP三元复合驱技术中的几个问题三元复合驱技术中的几个问题 第四节第四节 复合驱复合驱 第四节第四节 复合驱复合驱 第五节第五节 混相驱混相驱 第四章第四章 油层化学改造油层化学改造 一一 概念概念 第五节第五节 混相驱混相驱 第五节第五节 混相驱混相驱 第五节第五节 混相驱混相驱 一种烟道气的成分一种烟道气的成分 成分x成分 CO20.165 N20.646 O20.056 H2O0.133 第五节第五节 混相驱混相驱

17、 第五节第五节 混相驱混相驱 二二 LPGLPG驱驱 LPGLPG驱驱是指以是指以LPGLPG为混相注入剂的一种混相驱。这为混相注入剂的一种混相驱。这 种驱动是先注一段塞种驱动是先注一段塞LPGLPG，再注一段塞气体，然后，再注一段塞气体，然后 用水驱动，形成如图用水驱动，形成如图4-274-27所示的段塞图。所示的段塞图。 第五节第五节 混相驱混相驱 露点线露点线 第五节第五节 混相驱混相驱 第五节第五节 混相驱混相驱 第五节第五节 混相驱混相驱 1 CO2驱段塞 第五节第五节 混相驱混相驱 三三 COCO2 2驱驱 第五节第五节 混相驱混相驱 第五节第五节 混相驱混相驱 （l l）低界面张

18、力机理）低界面张力机理 COCO2 2驱油过程是驱油过程是COCO2 2不断富化的过程。不断富化的过程。COCO2 2富化富化 是通过是通过COCO2 2对原油中的对原油中的C C2 2C C6 6组分的抽提得到的。组分的抽提得到的。 COCO2 2越富，它与原油之间的界面张力就越低，因越富，它与原油之间的界面张力就越低，因 而洗油效率就越高。而洗油效率就越高。 （2 2）降粘机理）降粘机理 COCO2 2可溶于油，使油降粘（图可溶于油，使油降粘（图4 43333），提高），提高 油的流度，有利于提高驱油剂的波及系数。油的流度，有利于提高驱油剂的波及系数。 第五节第五节 混相驱混相驱 第五节第

19、五节 混相驱混相驱 COCO2 2溶于原油后，可使原油的体积膨胀。膨胀溶于原油后，可使原油的体积膨胀。膨胀 后的原油将易为驱动介质驱出。后的原油将易为驱动介质驱出。COCO2 2使原油膨胀的使原油膨胀的 程度可用膨胀系数表示。程度可用膨胀系数表示。膨胀系数是指一定温度膨胀系数是指一定温度 和和COCO2 2饱和压力下原油的体积与同温度和饱和压力下原油的体积与同温度和0.1MPa0.1MPa下下 原油体积之比。原油体积之比。图图4-344-34为原油的膨胀系数与为原油的膨胀系数与COCO2 2物物 质的量分数的关系。从图质的量分数的关系。从图4-344-34可以看到，原油中可以看到，原油中 COCO2 2物质的量分数越高，原油的密度越高，相对分物质的量分数越高