提高石油采收率技术讲义

2005108吨/年（1亿。这将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30%～60%之间。在非均质油藏原油残留在。如何将油藏中的原油尽可能的、经济有效地开采出来，是一个极有的问题，也是世界性的难题。从长远来看，只要需要石油，人们必将越来越多地将注意力集中到提高整个开发全过程。可以说，提高采收率是油田开采永恒的（这种说法一点也不过分。近几年，但是这种开采方式的分类很容易引起。例如，在我国和前一些油田曾采用早期注水保持EnhancedOilRecovery。目前，EOR这一术语已获得普遍的认可，并已成为提高采收率的同义词。现有的主要EOR驱替方驱油机通过改善流度55⑥ASP⑦CO2 轻烃驱气驱

干气（或贫气）

EOREOR的研究却从未停止。（Oil项目和稠油项目的石油产量估计约为220万桶／天，约占世界石油总产量的3.6%。其中，72.4万桶／天，占32.9%；51.5万桶／天，占23.4%；中国16.6万桶／天，占7.6%；前地热力采油是目前世界上应用最广泛、最主要的EOR130EOR总59%。1.EOR技术应用状的EOR项目数自1986年以来持续下降，而EOR产量在1992年时居最高，达EOR产量与项目1996年统计的EOR产量与项目EOR60%①CO2在，CO2混相驱的产量与项目数都在持续增加，其原因是：①Colorado和新墨西哥拥有巨大的CO2资源，其供应条件已得到改善，已建成3CO2输气管线。目前CO2日供应能力已达10亿效益也很可观。据估计，CO2驱每桶油的成本已从1985年的18.2降至10.25。中南部的 12.2%53.1%。199660CO2855×104CO2CO2N219901203.俄罗斯和独联体EOR技术应用122237个区块上实施过EOR EOR产量与项目前实施热采的主要地区是19924080万吨。其中近一半是靠蒸汽驱采出的（2030万吨1690360199239201992670万吨。主要是在西西伯利前进行的CO2驱试验不多，唯一的一次试验，由于管线膨胀和造成污染等问题而终止EOR潜力。2000EOR3.2～6.4m3201012.7～20.7万我国提高原油采收率潜与国外典型油田条件的对59%。80%。差，非均质性严重，原油物性差（粘度高、含蜡高34.2%，一些油20%～25%，远低于国外海相沉积油田的水驱采收率水平。萨斯油田原油粘度高10倍之多含水82%，仅采出地质储量的30.1%，最初预测最终水驱采收胜利油田，陆相沉积，原油粘度：上第三系馆陶组油层60～90mPa·s，下第三系沙河街组采收率潜力分·大庆油田13口井水淹层密闭取心资料表明，以正韵律厚层砂岩为主的甸、莎北、莎中地区，注入水在平面上沿条带状突进，垂向上厚层底部水淹严重──在注水倍数为1时水洗厚度仅为69%26.5%47%。·30余年，在聚合物驱前，钻井取心资料表明：萨Ⅱ1-354.6%41.6%～47.1%。250.6230.531，据此预测陆上油田水驱采收率仅达34.2%。这意味着水驱之后我国还有近百亿吨探明地质储量残留在，有待新的提高采收率技术开采。这就是我国提高采收率的巨大资源潜力。1988年应用能源部提高采收率潜力模型，对我国13个油区173个油田、近千个区块、总74×108×108t8.7%5.19×108t。适合表面活性剂和复合驱的地60×108t18.8%11.3×108t。3010%，复合驱先导试验15～20%。这些数字充分显示出我国提高采收率具有很大的潜力。我国的提高采收率技术发展总体状总体概我国的提高采收率研究起始于60年代初，其发展是80年代初平均单井日注水量／产液量／38008×108t地质储量。目前我国陆上油田新区勘探难度越来越大，单纯靠新区增加可采储量已需要。另一方面，我油田还100×104t4.22平均单井日注水量／产液量／3EOR方法是经济有效的，不仅可以大幅度增加可采储量，还可以大幅度减EOR方法粗选。（1986～1990（1991～1995（1996～2000）EOR技术研究列为国家重点科技攻关项目。聚合物驱技术发和注入设备；⑧采出液处理及应用技术；⑨高温聚合物驱油技术；⑩聚合物驱方案设计和矿场水由90.5%下降到67%，日产油由48.6t上升到88.4t，采收率提10.4%1t聚合物干粉增油达15m3/m10m3/m1m3/m下降7m3/m。产油由37t上升到149t，平均注1t聚合物干粉增油241t，中心井比水驱提高采收率14%。在葡Ⅰ1-4和萨Ⅱ1-394.7%84.4%86t211t，平均每注1t209t11.6%。6190.7%73.9%651t1356t,10%。9512月。96815.35km2储量2818×104t，总井数222口（其中注入井98口，采出井124口。截止到2000年底，累计注入聚17.04%3.9%。双河油田，油层温度72℃，发展了一套高温聚合物驱技术，矿场先导性试验已提高采收率8.6%10.4%。168×104t原油生产能力。t。预计整个“九五”期间增产原油1500×104t。1997年投入聚合物驱工业化应用的油田面积101.3km22.21×108t2.37×104t复合驱油技5199367%。大庆油田：在原油×108t基本无酸值的条件下，中区西部先导性试验区、杏五区先导试验驱试验结果，620%，比聚合物驱提高采收率高出已一倍左右。1283%。280.9t9.7tEOR技术发展迅速，已成为我国陆上主力油田持续发展的重大战略技术。当前不论从规模上、年增产原油量和技术的系统完善配套上，均已走在世界前列。预计到2010年我国化学驱年总增油量将占陆上油田年产油量的15%左右，成为世界上EOR技术工业聚合物溶液的稳机械降应，在聚合物溶液混配时，或聚合物溶液经泵和的输送过程中，或者在注入通过射孔眼时，或化学降生物降聚合物在油藏孔隙中的是决定聚合物驱油经济效果好坏的关键因一。（2）聚合物的吸溶剂的性质，包括溶剂的类型、pH值、矿化度（Na+、Cl-等）和硬度（Ca2+、Mg2+等别，在动态附过程，岩石粒表面完全溶液中，因吸附比面积较，但表更不光滑，存在粒夹角、道等，们可能聚合过，大分子这些地会有堆。以这方式滞留的分子已不属于附滞留是机械集了。中很难动态吸造成的分子滞与其它聚合物的机械捕聚合物的水动力滞Chauveteau和Kohler两人在岩心上进行了HPAM滞3m/d10.3m/dHPAM3m/d，则聚合物的产出浓度又回到了注入浓度(400mg/l)，这说明滞留量也下降了。Maerker在进行黄原胶的类似研究中，也发现聚合物滞留聚合物在多孔介质中的流动参(1)阻力系

kFR

pkp（2）残余阻力系

p

式中kwFRR1FRR愈大，聚合物降低渗透率的能力愈强。它是评价注聚合物后聚合物驱主要机改善流度

f

1/

(0-式中w,o分别为水、油的流度

wkrwokro

fo

1krw

w仅从上式分析，为改善流度比，获得较好的驱油效率有两个途径：①降低水/

kro；②提高水/

o油水两相的相对渗透率（krwkro）krw随含水饱和度增加而增kro增加的，最终趋向极限值。因此，均质油层采油过程中，比值krwkro30%时，对于wo0.180%30%。就是说，如果驱替液与原油粘度比过小，在油层中含调剖效聚合物溶驱微观驱油机efficiency而不能提高驱替效率（Displacementrecoveryefficiency5%在纵向上、平面上扩大了波及系数，而且，在油藏微观孔隙结构上，也增加了水驱体积。万庄分院渗流力学利用核磁仪，对比分析了水驱和聚合物驱的人造岩心，认为聚合物驱扩大了下面是有关聚合物微观驱油机理的几个实验多动画聚合物驱的适用聚合物的筛对于聚合物的选择，必须从驱油效果和经济上进行考虑，同时不能地层，因此，油田上应用油藏条件的适应0.1μｍ2。5mPa～50mPa·s之间比较适合聚合物驱。此外，地层的含油饱和度必须大于残余油120℃或者更70℃表现出很强的絮凝倾向。高温下降解反应会加速，吸附量增大。（三）聚合物注入时聚合物越早，节省的注水量越多，注入水利用效率越高。如正韵律油层VK0.72，在聚合物注入量但是应该，聚合物不同的注入时机对提高采收率的幅度没有影响。在上述地质模型和同样的10%左右。程，涉及到的投入和庞大的工作量。一开始就注聚合物，不仅会大大增加油田开发的难度和工作聚合物的用聚合物用量和聚合物驱效果的关200PV·mg/L后，则随着聚合物用量的增加反而减少了。380PV·mg/L。聚合物用量和经济效益的关 220PV·mg/L聚合物分子量的选波及体积越大。当然分子量过大，对油层会带来注入的。分子量太小，聚合物的增粘效果又会大0.4μｍ21700万以上。大庆系，国内外研究结果表明，当油层孔隙度半径中值（R50）与聚合物分子回旋半径（rp）μｍ，回旋半径的5倍，也只有1.71μｍ。而大庆油田厚油层的压资料表明，约有80%的厚油层，其孔隙半径中值（R50）1.71μｍ，因此对其采用分子量高一些的聚合物是可行的。水解度rprp残余阻力系数（Rk注入速剪切速（s-750150000室内应用VK0.68的正韵律物理模型，在不考虑剪切降解的情况下，开展了对不同分子量的聚分子提高聚合物溶液的段塞浓度和“阶梯型21.01%182.96t。另外最近人们还开始注意到聚合物浓度和油层段塞浓在聚合物用量380PV·mg/L的情况下，其中第一段塞用量要占94%以上，第二、第三段塞的用量仅6%500PV·mg/L时，就不必再用第二、第三段塞了。500PV·mg/L以上时，在聚合对聚合物溶液段塞前后注入水水质的要注聚合物的井网井距选井网类反九点 注水 E最好，可达5.26%，反九点法，只有3.28%。所以在采用聚合物驱时，应选择五点法和四点法面50倍以上，因此注聚合物后，会使油层的渗流阻力显著2～5MPa左右。所以在其它条件不变的情况下，注采井距越大，要求的单井注入强度也越大，0.19PV，0.8μｍ2250m左右比较合适。注入压力升高与注入能力下50114.4%。油井流压下降、产液能力下3.8MPAPO54.4MPa2.1MPa60%～80%，转入后续注水后，油井流46.3%～64.7。 产液指数〔t/(Mpa·d·m)水注聚合 PO5聚合物突破时间和见效56%井是先见效后突破。井见效时突破时最聚合物注入过程的粘度粘度损失，我们在中区西部葡Ⅰ1-4层试验区选择了不同的取样点进行取样分析，将检测结果与室内配60%106m70%。聚合物溶液在整个注入—采出过程中的粘度损失，主要集中在注入系统及射孔眼附近地带，约油井采出液中矿化度的4000mg/L，由于聚合物驱油，可扩大油层波及体积，增加新的出油部位，当聚78%400mg/L以上。当矿化度达到聚合物驱油机（We↑这一研究成果的意义聚合物驱数值模深度调剖技通过吸附，粘弹性或沉淀作用，停留在油层的设计不为，并在具有较好的稳定性（6个月以；（AM（CAM丙酸铝、改性的包囊体等。交联时间可根据设计要求控制在6～10天。15%。有些实验，注入压力虽然升高，但含水不降。返排，排出物为强度很高的胶体块。这面。例如，利用阴离子聚合物（H）（,M）减少聚合物溶液粘度30m处的油层内，聚注入井解堵，提高注入能聚合物驱工业化应用出的一个突出问题是，注入井堵塞严重（这个问题看来与聚合物粘度但这些措施并没有从根本上解决注入能力问题，而且有效期非常短（1个月左右。/活性剂/80年代初出现的新技术。三元复合体系是从二元复合体留。此外，三元复合驱比二元复合驱有更好的回收率。降低油水界面张而表面活性剂或碱单独与原油之间的界面张力下降的速度要慢得多。当聚合物浓度适中时，ASP三元复合体系比AS二元体系能产生更低的界面张力。这可能是由于聚合物尤其是聚丙烯酰胺能够保护表面活性剂，使其不与Ca2+、Mg2+等高价阳离子反应而使活性剂失去表面活性。同时，表面活性剂和向于使最小界面张力迅速，这样就减少了碱驱替原油的滞后过程，且可保持长时间的低张力驱过流度控加入活性剂可使聚丙烯酰胺的粘度增加10%～25%，加入碱可使聚丙烯酰胺的粘度增加22%～42%。降低化学剂的三元体系的碱（Na4SiO4聚合物、活性剂的吸附滞留损pH值较NaCl0.019mg/100gNaHCO3预冲洗后的吸附量为0.005mg/100g74%NaCl矿（固液比吸附量（mg/100g矿物加入加入碎Berea7存在时，1.592%被吸附，12095%NaHCO3存在时，120小3%160。NaHOB-100ORS体系（活性剂—0.3%wt；聚合物—1200mg/L；碱—1.2%wt50%以上。而且，ASP驱的最大优点就是三组分之间协同作用的存在。但是，吸附损失可以破坏这种协同作用系的色谱分离。有关的研究始于20世纪70年代，当时出现了胶束驱油体系，活性剂的色谱分离大庆油田中区西部试验试验区平均有效厚度为8.6m，孔隙体积203300m3，地质储量117300t,中心井地质储量20065t。试验目的层位为萨Ⅱ1-315491口取样井1275A。三元复合体系于1994年9月24日正式开始注入到1995年6月30日结束累计注活性剂180t、碱剂653t、聚合物103.8t，7月1日转入注后续保护段塞。在注入的274天中，有243天注入体系与原油的界面张力达到了mN/m，占88.7%；体系粘度达到16的有234天，占注入时间的85.4%；注入压力由注水时的3.63MPa上升到5.92MPa，上升了63%；注入强度平均6.3m3/(m.d) 注入前的1.75m3/(m.Mpa.d) 下降到三元体系结束时的1.12m3/(m.Mpa.d)，下降幅度36.0%。199563088.5%73.3%；371t280t37t73t36t。其中，中心井（PO5）87.9%48.6%3t21t61996年11月底，全区累计生产原油62009t，累计增产原油19471t，其心井增产原油4207t。根据动态16.6%21.0%，与数值模拟预测的结果相符。大庆油田杏五区试验目的层。共有油水井5口，其中注入井1口（杏5-2-2，采油井4口（杏5-1-1、1-2、3-2、3-3井，采用一注四采不均匀注采井距的五点法面积井网。试验区面积约为0.04km20.589μｍ，0.63。19948月开始水驱，1995129日开始注入三元复合体系，注入体系为0.3%ORS-41+1.2%NaOHmg/L聚合物(1275A)3月末（0.08PV，四口采油（0.378PV1996221日结束，222日开始后续水驱。150（0.307PV12t上升到67t，日增油55t；综合含水由96.9%80.7%，下降了16.2个百分点。各井含水下降最10.1%～36.4%13102t。根据动态反应特性，三元复合驱比水驱提高采收率国外三元复合驱的矿场试验不多比较完整的是怀俄明州Crook地区西Kiehl油田三元复合700是：一次采收率11%（OOIP，水驱增加29%