提高采收率保护技术

1、康毅力康毅力 游利军游利军提提 纲纲1、概述、概述2、混相驱保护技术、混相驱保护技术3、蒸汽驱保护技术、蒸汽驱保护技术4、化学驱保护技术化学驱保护技术5、微生物驱保护技术、微生物驱保护技术1 1、概、概 述述l提高采收率的重要意义提高采收率的重要意义l提高采收率与储层保护的关系提高采收率与储层保护的关系l如何协调二者矛盾？如何协调二者矛盾？（1 1）气体混相驱）气体混相驱注注COCO2、烃、烟道气等，通过抽提或凝析过烃、烟道气等，通过抽提或凝析过程发生相态变化达到混相，提高原油采收率程发生相态变化达到混相，提高原油采收率（2 2）气体非混相驱）气体非混相驱通过传质和组分变化使原油膨胀和粘度降低

2、，通过传质和组分变化使原油膨胀和粘度降低，以提高采收率以提高采收率2.0 气体混相驱采油U.S. Basins/Regions Studied for Future Potential for CO2-EOR. Graphic of CO2 enhanced oil recovery.Courtesy of Occidental Petroleum Corp.（1）沥青沉积）沥青沉积定义：油中不溶于直链烷烃，如戊烷、庚烷等，沥青质定义：油中不溶于直链烷烃，如戊烷、庚烷等，沥青质是相对分子量为数百或数千的稠环芳烃或环烷烃化合物是相对分子量为数百或数千的稠环芳烃或环烷烃化合物组成的含有组成的含有N

3、、S、O等杂原子有机物质等杂原子有机物质沥青质通过胶质而成为胶溶状态，胶粒直径沥青质通过胶质而成为胶溶状态，胶粒直径20-65埃，埃，在地层条件下达到热力学平衡，沥青溶解于原油中在地层条件下达到热力学平衡，沥青溶解于原油中温度、压力改变，引发沥青质沉积温度、压力改变，引发沥青质沉积注气后，原始组分改变，诱发沥青沉积注气后，原始组分改变，诱发沥青沉积2.1 混相驱油层损害混相驱油层损害（2）烃类水化物堵塞）烃类水化物堵塞注气过程中，温度压力骤然变化，烃类与水注气过程中，温度压力骤然变化，烃类与水发生水化作用，形成固态烃类水化物发生水化作用，形成固态烃类水化物存在于地面管线存在于地面管线也可能在地

4、下形成也可能在地下形成2.1 混相驱油层损害混相驱油层损害（3）无机垢损害）无机垢损害注气注气CO2过程中，容易引起碳酸盐沉积过程中，容易引起碳酸盐沉积CO2和烟道气中的和烟道气中的H2S气体腐蚀严重，金属腐气体腐蚀严重，金属腐蚀物会进入地层蚀物会进入地层2.1 混相驱油层损害混相驱油层损害l进行充分的相态研究，预防进行充分的相态研究，预防由于温度、压力和由于温度、压力和组分变化出现的固相沉积组分变化出现的固相沉积l用溶剂解除沥青沉淀用溶剂解除沥青沉淀2.2 混相驱保护技术混相驱保护技术提提 纲纲1、概述、概述2、混相驱保护技术、混相驱保护技术3、蒸汽驱保护技术、蒸汽驱保护技术4、化学驱保护技

5、术化学驱保护技术5、微生物驱保护技术、微生物驱保护技术3.0 蒸汽驱采油l蒸汽驱在开采重油和高粘油中起着重要作用蒸汽驱在开采重油和高粘油中起着重要作用l连续或周期性地注入蒸汽连续或周期性地注入蒸汽l蒸汽发生可以在井下，也可以在地面蒸汽发生可以在井下，也可以在地面l单井蒸汽吞吐采收率单井蒸汽吞吐采收率10%25%，成本较低，成本较低l连续注蒸汽驱，采收率可达连续注蒸汽驱，采收率可达50%60%l油藏原油多为稠油（重质油）油藏原油多为稠油（重质油）l储层岩性：疏松砂岩、疏松砾岩储层岩性：疏松砂岩、疏松砾岩l粘土矿物含量高，膨胀性矿物多粘土矿物含量高，膨胀性矿物多l埋藏浅，温度、压力低埋藏浅，温度、

6、压力低3.0 蒸汽驱采油中国稠油分类中国稠油分类稠稠油油分分类类名名 称称级级别别主主要要指指标标粘粘度度， mPa.s辅辅助助指指标标相相对对密密度度开开采采方方式式普普通通稠稠油油I-150*150*0.9200常常规规或或注注蒸蒸汽汽普普通通稠稠油油I-2150*100000.9200注注蒸蒸汽汽特特稠稠油油II10000500000.9500注注蒸蒸汽汽超超稠稠油油(天天然然沥沥青青)III500000.9800注注蒸蒸汽汽*指地层条件下的粘度，其它指油层温度下脱气油粘度指地层条件下的粘度，其它指油层温度下脱气油粘度UNITAR推荐的重质原油及沥青分类标准推荐的重质原油及沥青分类标准*

7、指油层温度下脱气油粘度指油层温度下脱气油粘度蒸汽驱提高采收率机理蒸汽驱提高采收率机理l就地降低原油粘度，使油易于流动就地降低原油粘度，使油易于流动l减小残余油饱和度，提高油的相对渗透率减小残余油饱和度，提高油的相对渗透率l改善波及效率改善波及效率l提高地层体积系数提高地层体积系数l从原油中汽化和蒸馏可冷凝的烃类从原油中汽化和蒸馏可冷凝的烃类l提供一个气驱的机制提供一个气驱的机制影响蒸汽驱的因素影响蒸汽驱的因素l地下流体性质：包括相态、密度、粘度、组成、压缩系地下流体性质：包括相态、密度、粘度、组成、压缩系数、数、PVT关系关系l岩石性质：孔隙度、渗透率、岩石压缩系数岩石性质：孔隙度、渗透率、岩

8、石压缩系数l流体流体岩石相互作用：残余油饱和度、相对渗透率、毛岩石相互作用：残余油饱和度、相对渗透率、毛管压力，润湿性、界面张力管压力，润湿性、界面张力l地层及所含流体热力学：如比热、导热性、热膨胀系数地层及所含流体热力学：如比热、导热性、热膨胀系数l油藏环境：油层厚度、非均质性、温度压力油藏环境：油层厚度、非均质性、温度压力l注入井网：形状、井距、层段、位置注入井网：形状、井距、层段、位置l工艺参数：注入速率、蒸汽干度、注入压力、温度、累工艺参数：注入速率、蒸汽干度、注入压力、温度、累计注入量计注入量蒸汽驱的有利条件蒸汽驱的有利条件l地层原油重度为地层原油重度为1036oAPI，粘度粘度10

9、00mPa.Sl原油地质储量至少为原油地质储量至少为1200bbl/acre.ft，平均含油饱和平均含油饱和度要超过度要超过40%，孔隙度，孔隙度20%l油藏深度油藏深度25API粘度粘度 150cp（最好最好10%PV可动油可动油地层类型地层类型 最好是砂岩最好是砂岩,也适于碳酸盐岩也适于碳酸盐岩有效厚度有效厚度 无限制无限制平均渗透率平均渗透率 10md，有时可达有时可达3md深深 度度 27003500m温温 度度 5 m的颗粒（杂质、鱼眼、微凝胶）的颗粒（杂质、鱼眼、微凝胶）l注聚丙烯酰胺时，避免使用阳离子杀菌剂注聚丙烯酰胺时，避免使用阳离子杀菌剂l次氯酸钠溶液解堵次氯酸钠溶液解堵（3

10、 3）聚合物驱油层保护）聚合物驱油层保护l微粒运移与剪切降解的关系微粒运移与剪切降解的关系临界流速很高时，主要考虑剪切降解临界流速很高时，主要考虑剪切降解临界流速很低时，防止微粒运移是主临界流速很低时，防止微粒运移是主要矛盾要矛盾4.2 4.2 碱驱保护技术碱驱保护技术（1）碱驱提高采收率）碱驱提高采收率l通过向注入水中加入相对廉价的碱剂，如碳酸钠、硅通过向注入水中加入相对廉价的碱剂，如碳酸钠、硅酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾，提高水的酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾，提高水的pH值，以达到值，以达到提高采收率的目的提高采收率的目的l1917年年 F.Squires 就认识到碱剂能提高驱替效率就认识到碱剂能

11、提高驱替效率l碱与原油中的酸性组分反应，降低油水界面张力、油碱与原油中的酸性组分反应，降低油水界面张力、油和水乳化、刚性界面膜的增溶、润湿性转化和水乳化、刚性界面膜的增溶、润湿性转化l工艺简单，机理复杂工艺简单，机理复杂原油中的酸性组分原油中的酸性组分l原油酸性组分：羧酸、羧基酚、卟啉、沥青质原油酸性组分：羧酸、羧基酚、卟啉、沥青质l原油酸值：中和原油酸值：中和1g原油所需原油所需KOH的毫克数，一的毫克数，一般认为般认为0.5或更大一些是有利的或更大一些是有利的l有机酸值有机酸值=总酸值总酸值无机酸值（矿物酸、酸性气无机酸值（矿物酸、酸性气体），只有有机酸值才与碱驱有关体），只有有机酸值才与

12、碱驱有关碱驱提高采收率机理碱驱提高采收率机理l乳化夹带作用乳化夹带作用l乳化捕集作用，周期性乳化捕集作用乳化捕集作用，周期性乳化捕集作用l乳化捕集与乳化夹带交替作用乳化捕集与乳化夹带交替作用l润湿性反转，从亲水（油）变为亲油（水）润湿性反转，从亲水（油）变为亲油（水）l乳化作用、润湿性反转、夹带与捕集共同作用乳化作用、润湿性反转、夹带与捕集共同作用l降低界面张力降低界面张力l刚性界面膜的稳定作用刚性界面膜的稳定作用碱性化学剂的使用碱性化学剂的使用l理论上考虑理论上考虑由碱驱提高采收率机理决定由碱驱提高采收率机理决定l经济上考虑经济上考虑可以降低岩石矿物表面对注入的表面活性剂的可以降低岩石矿物表

13、面对注入的表面活性剂的吸附，减少表活剂的用量吸附，减少表活剂的用量（2 2）碱驱油层损害）碱驱油层损害l碱敏损害碱敏损害pH值升高，粘粒间斥力增加，微结构失稳值升高，粘粒间斥力增加，微结构失稳pH值升高，微晶、非晶矿物溶解值升高，微晶、非晶矿物溶解pH值升高，粘土矿物膨胀加剧值升高，粘土矿物膨胀加剧pH值升高，阳离子交换，粘土矿物水化加强值升高，阳离子交换，粘土矿物水化加强pH值升高，阳离子交换，无机垢沉积值升高，阳离子交换，无机垢沉积（2 2）碱驱油层损害）碱驱油层损害l无机垢损害无机垢损害碱液与地层水不配伍碱液与地层水不配伍微晶、非晶矿物溶解微晶、非晶矿物溶解新矿物相形成，如沸石新矿物相形

14、成，如沸石pH值升高，阳离子交换，促进无机垢沉积值升高，阳离子交换，促进无机垢沉积（3 3）碱驱油层保护）碱驱油层保护l进行详细的岩心分析，特别是碱敏评价进行详细的岩心分析，特别是碱敏评价l建立合理的工作制度。碱性条件下，临界流速建立合理的工作制度。碱性条件下，临界流速大大降低大大降低l研究碱与矿物、碱与地层流体的配伍性研究碱与矿物、碱与地层流体的配伍性l预测结垢趋势，采取防垢措施预测结垢趋势，采取防垢措施l对注入水进行软化处理对注入水进行软化处理l选择合适的碱剂，可以考虑以钾碱代替钠碱选择合适的碱剂，可以考虑以钾碱代替钠碱4.3 4.3 表面活性剂驱保护技术表面活性剂驱保护技术（1）表面活性

15、剂驱油层损害）表面活性剂驱油层损害l表面活性剂大多数为石油磺酸盐，属阴离子型表面活性剂大多数为石油磺酸盐，属阴离子型表面活性剂表面活性剂l与阳离子型表面活性剂和聚合物不配伍与阳离子型表面活性剂和聚合物不配伍l与地层水及粘土矿物中的可交换阳离子形成磺与地层水及粘土矿物中的可交换阳离子形成磺酸钙沉淀酸钙沉淀l阳离子交换使粘土矿物水敏损害加强阳离子交换使粘土矿物水敏损害加强5、微生物驱保护技术、微生物驱保护技术lMEOR是最新的提高采收率技术是最新的提高采收率技术l将微生物和营养物注入油藏，过程持续数小时将微生物和营养物注入油藏，过程持续数小时l关井数天到几个星期，闷井关井数天到几个星期，闷井l微生物生长并繁殖，微生物作用后原油易于流动微生物生长并繁殖，微生物作用后原油易于流动l产生酸、表活剂、气