油气集输第一章油田的开发和开采课件

第一章石油的开发与开采石油与天然气生成运移和聚集油藏岩石和油藏流体的物理性质油藏驱动方式及开采特征石油向井底的流动砂岩油田的注水开发油田增产措施提高采收率原理和基本方法自喷、气举及机械采油技术10/3/20231石油与天然气生成运移和聚集10/3/20232石油与天然气的组成石油与天然气的成因油气运移油气聚集圈闭和油气藏10/3/20233

A、“石漆水”、“石蜡水”、“魔鬼的汗珠”、“发光的水”、“岩石油”、“永恒神火”；

B、希腊字PETROS（岩石）和罗马字OLEUM（油）得来的PETROLEUM（石油）；

C、北宋沈括提出的“石油”一词。历史上的定名：一、历史上对油气的认识和利用10/3/20234是指在地壳岩石空隙（孔、洞、缝）中天然生成的，以液态烃为主的可燃有机矿产。二、油气地质上的定义1、石油（包括油气沥青）：广义上指自然界存在的一切气体。油气地质上指的是在地壳岩石空隙（孔、洞、缝）中天然生成的，以气态烃为主的可燃有机矿产。2、天然气10/3/20235是指这些矿产资源是由深埋于地下的古代动植物遗体经过漫长的物理、化学、生物化学变化而演变成的，属有机成因，而且又可以燃烧，所以称可燃有机矿产。可燃有机矿产：10/3/20236成分复杂，现已鉴定出上千种有机化合物；主要为液态烃类，还含有数量不等的非烃化合物和多种微量元素，有时溶有一些烃气、非烃气、不等量固态烃和非烃物质。

——多种有机化合物的混合体。各地的石油成分不一，无确定的化合物组成和物理常数。不同地区，不同时代元素组成比较接近。三、石油组成10/3/202371、据油源环境分：海相油、陆相油2、据有机质成熟度分：（未熟）低熟油、成熟油、高熟油鉴于研究目的的不同，人们从不同角度对石油进行分类，例如：四、石油的分类10/3/20238以石蜡型为主，部分石蜡－环烷型。饱和烃占60－90%，芳烃10－20%；高蜡（＞5%）、低硫（＜1%）。A、海相石油：以芳香－中间型和石蜡－环烷型为主

。饱和烃占25－70%，芳烃占25－60%；高硫（＞1%）低蜡（＜5%）。B、陆相石油：海陆相石油的基本区别10/3/20239地质学家潘钟祥提出“中国的陆相也可能生油”概念；石油地质学家孙健初等于1937年在新疆发现了独山子油田，1938年在甘肃玉门开发出了老君庙油田。

50年代末，松辽盆地的特大型油田：大庆油田被发现。60年代，一系列大中型陆相油田在渤海湾被发现：胜利、辽河、大港、华北、中原、冀东这六个盆地的油田，也全部都是陆相油田。世界大部分石油产地都是海相地层。1913年，美国美孚石油公司组织石油勘探调查，认为：所有的产油层几乎毫无例外地都是海相地层或与海相地层密切相关的淡水地层，中国没有新生代海相沉积，中国贫油。陆上生油理论10/3/202310天然气：广义上是指存在于自然界的一切天然生成的气体。包括不同成分组成、不同成因、不同产出状态的气体。油气地质上是指存在于地壳岩石空隙（孔、洞、缝）天然生成的以烃为主的可燃气体。多数有机成因，也有无机成因的。

五、天然气组成煤层气：页岩气：水合物：10/3/202311掌握：1、名词术语：石油，天然气；2、石油与天然气组成；要点10/3/202312石油与天然气的组成石油与天然气的成因油气运移油气聚集圈闭和油气藏10/3/202313一、油气成因有争议的原因4.涉及学科多。1.油气是流体，可运移，非原地矿藏，即产油气地≠生油气地。2.化学成分复杂。3.原始母质→油气？10/3/202314二、两大成因学派有机成因说：生物有机质→油气。

即：油气是由地质历史上分散于沉积岩中的生物有机质在适当条件下转化成的。根据在生油气原始物质问题上观点的差异，分：无机成因说：无机物（C、H、O、Fe）→油气。10/3/202315二、两大成因学派有机成因早期说（浅成说）：

油气是沉积物中的分散有机质在地壳浅部，沉积物成岩早期，在细菌生物化学作用下生成的。有机成因晚期说（深成说）：

油气是有机质被埋藏到一定深度，达到一定温度，在热力和催化剂作用下转化成的。10/3/202316三、油气有机成因说主要证据②从前寒武到第四纪的各时代沉积岩中，都找到了石油，但在各时代地层中分布不均匀，且正比于各时代沉积岩中有机物的总量。③在近代海湖相沉积中发现了有机质向石油天然气转化的过程。④各地、各时期，石油既有相似性又有区别。⑤石油具有旋光性。⑥石油烃类中有些组分结构与某些生物组分结构有相似性，为生物标志化合物。⑦石油主要分布于地温小于150℃的中浅层，说明形成于相对低温条件下。①90%以上的石油产于沉积岩中，而大片岩浆岩、变质岩区无石油产出。10/3/202317！石油的旋光性当偏振光通过石油时，石油能使其振动面旋转一个角度（O.几-几度），石油的这种特性称旋光性。——石油有机成因的有力证据。这两种化合物具有相同的物理、化学性质，但两分子结构互成镜像，一种分子使平面偏振光向左旋转，另一种分子使平面偏振光向右旋转。这样就产生了旋光性。10/3/202318！石油的旋光性石油具有旋光性的原因是：石油中来自生物体的某些有机化合物分子中有手征性碳原子存在。即含有结构不对称的有机化合物。石油中的含N化合物，甾（zai）烷和萜（tie）烷（环烷烃）等生物标志化合物，常具有手征性碳原子，使石油具有旋光性。人工合成的有机物和天然的无机物（除石英、冰洲石外）不具旋光性。所以，旋光性成为石油有机成因的有力证据。

2001年诺贝尔化学奖被美国的诺尔斯、沙普雷斯和日本的野依良治获得，以表彰他们发现某些被称为手征性的分子可以用来加速并控制化学反应的创造性工作．在有机物分子中，若某碳原子连接四个不同的原子或基团，则这种碳原子称为“手征性碳原子”。含“手征性碳原子”的物质通常具有不同的光学特征（称为光学活性）。

10/3/202319⑤生命起源于烃类。已知甲烷和氨可以合成氨基酸，后者经热缩合又可成为蛋白质——生命的基础物质。也就是说，远在生物出现之前，石油就已存在了。四、油气无机成因说主要证据①实验表明，可由无机物合成烃。

nCO+2nH2→(-CH2-)n+nH2O——费－托反应。②火山喷出的气体和熔岩流中含有烃类。③许多天体上存有烃类（甚至植烷、姥鲛烷、卟啉、旋光性）。④石油的旋光性可由非旋光物质合成。石油中的卟啉也可无机合成，况且，这些成分还可以是石油运移中从外界捕集的。10/3/202320⑨有机方案中的生油门限温度，石油析出机制，石油聚集发生时间等方面，也都有不合逻辑之处。

⑥石油的分布常受断达上地幔的深断裂控制。深断裂正是烃类向上运移最好的途径。⑦有机说难以解释储量巨大的石油聚集。例如：加瓦尔油田的石油储量有107×108t，加拿大西部沥青砂岩中的重质石油储量竟达一千亿吨。如果折算成液体还得加倍。可是沉积岩中有机质含量很低，烃含量更低，无法满足诺大的需要量。⑧有机生油研究中使用溶剂抽提出来的烃类是Kerogen(干酪根,油母质

)的破坏产物，在抽提前本不存在。四、油气无机成因说主要证据10/3/2023211、重点掌握油气成因两大学派的差异；2、掌握油气有机成因早期说和晚期说的含义；3、了解油气有机成因和无机成因的证据。要点10/3/202322石油与天然气的组成石油与天然气的成因油气运移油气聚集圈闭和油气藏10/3/202323

——地壳中石油和天然气在各种天然因素作用下发生的流动。

油气运移可以导致石油和天然气在储集层的适当部位（圈闭）的富集，形成油气藏，这叫做油气聚集。也可以导致油气的分散，使油气藏消失，此即油气藏被破坏。油气运移:油气聚集:油气运移与油气聚集10/3/202324一、油气运移的证据①地表：油气苗——②油气是在烃源岩中生成的，却在储集层中储集。（地下绝大部分的油气所保存的地方不是它所生成的地方）③烃源层中分散状态的油气分子转移到富油气集区后，变为聚集状态的油气。④油气藏中油、气、水按比重分异。⑤――采油过程⑥从油源区→成藏区，化合物分布有规律渐变。10/3/202325二、油气运移的阶段划分根据时间顺序和介质条件的变化，可将油气运移分成两个阶段：初次运移:油气自生油层向储集层或运载层(输导层)的运移二次运移:油气进入储集层或运载层以后的一切运移若对整个油气运移来说,则是一个几乎同时存在的连续过程10/3/20232610/3/202327三、油气运移的基本方式1、扩散：分子运动，使浓度梯度达到均衡。

扩散方向从高浓度向低浓度。——渗滤、扩散2、渗滤：机械运动，整体流动，遵守能量守恒定律，流体由机械能高的地方向机械能低的地方流动。10/3/202328石油与天然气的组成石油与天然气的成因油气运移油气聚集圈闭和油气藏10/3/202329一、单一圈闭中的油气的聚集根据格索（Gussow）等人的研究，在静水条件下单一圈闭中的油气聚集可分为三个阶段（理想的聚集过程）：

阶段Ⅰ：圈闭中油气水按密度大小分布，自上而下依次为气、油、水；

阶段Ⅱ：随着油气的不断进入，依次从较高部位向较低部位聚集，油－气、油－水界面不断下降，一旦油－水界面达到溢出点的位置，该圈闭的聚油过程结束，但天然气仍可聚集，石油旁通通过；

阶段Ⅲ：石油全部排出，气－水界面到达溢出点，聚集过程结束。10/3/202330一、单一圈闭中的油气的聚集1－气；2－油；3－水；4－气运移方向；5－油运移方向10/3/202331二、相连圈闭中的油气聚集

Gussow将单一圈闭中的油气聚集原理应用于系列圈闭的油气聚集，称为油气差异聚集原理。自油源区向上倾方向的系列圈闭中，形成气藏→油气藏→纯油藏→空圈闭的油气分布特征。

1－气；2－油；3－水；4－气运移方向；5－油运移方向10/3/202332三、油气聚集单元及有关概念

地壳中油气的聚集单元按照其规律从小到大有：含油气盆地↑含油气区↑油气聚集带↑油气田↑油气藏10/3/202333概念油气藏：

地壳中分散状态的油气由于各种地质因素而聚集起来，形成的最小或最基本的油气聚集单位就是油气藏。油气田：一定面积内，受单一局部构造或地层因素控制的所有油（气）藏的总和。油气聚集带：同一个二级构造带（或者地层岩相变化带中）互有成因联系，油气聚集条件相似的一系列油气田的总和。

二级构造带是指由若干个背斜或断层、或岩性尖灭组成的构造带。若由若干个背斜构成称背斜带，相应地称背斜油气聚集带。类似地，有断层油气聚集带。如渤海湾盆地为断裂型油气聚集带。10/3/202334概念油气区：

一个含油气盆地内彼此相邻的、油气生成、聚集条件相似的若干油气聚集带的总和。含油气盆地：地壳中具有统一地质发展史，发生过油气生成、运移、聚集过程，并存在工业性油气藏的沉积盆地。

10/3/2023352、天然气分布深度上：从近地表-8088m深度左右甚至更深，均有天然气分布。四、油气分布特点1、油气在深度上的分布油藏平均深度1465m：浅于生油门限深度。以深度1000～2500m为主多；3600-4000m以下，主要为凝析油（气）藏和气藏。10/3/202336五、我国油气资源分布轮廓10/3/202337由于印度洋板块向北推挤，挤压聚敛作用明显，导致地壳增厚，造成一系列北西西向挤压造山带与大型盆地相间排列，在造山带前缘前陆盆地与中间地块或陆块组成大型复合型盆地，油气资源丰富，如准噶尔、塔里木、柴达木及藏北羌塘等盆地。在造山带内部则形成山间盆地，如吐哈盆地、河西走廊盆地群。

北半部——西北古生代造山区，数千至万米中、新生代陆相沉积岩系，古生界为海相沉积，在塔里木、吐哈、准噶尔等盆地发现了一批重要的中生界、古生界油气田，但总体上石油资源探明率较低，勘探前景很广。南半部——康藏中、新生代造山区，是特提斯海在我国的最后退却区，二叠系至第三系多为海相沉积，具有多时代良好的烃源岩系，勘探程度低。1.西部含油气大区10/3/202338由于太平洋板块向西俯冲和中国大陆仰冲，地壳减薄，地幔上拱，热力构造作用明显，基性岩浆活动频繁，形成一系列北北东向或北东向岩浆弧为主的扩张隆起带和扩张沉降带，在这些沉降带中发育了松辽、渤海湾、江汉等含油气盆地及南黄海—苏北、北部湾、莺歌海、琼东南、珠江口、东海、台湾西部、南海中央、太平—礼乐滩等东南沿海大型沉积盆地。形成了大庆、胜利、辽河、大港、华北等大油田或重要含油气区，是我国主要石油基地。

陆上石油探明率约40%左右，我国勘探程度最高的，但对非构造油气藏及深层油气勘探尚待加强。东南沿海：分布着巨大的沉积盆地和巨厚的沉积岩系，湖相下第三系及海相上第三系都具备良好的生、储油气层系，油气资源蕴藏丰富，找油气前景广阔，如渤海、北部湾、莺歌海、琼东南、珠江口、东海等盆地。2.东部含油气大区10/3/202339自北向南有二连、陕甘宁、四川、楚雄等大型盆地，由于印度洋板块向北推挤，在这些盆地西缘形成了一系列近南北向的挤压推覆构造带，如贺兰山、龙门山、哀牢山等。发现了陕甘宁中部大气田和川东五百梯、卧龙河等大气田。

是我国大气田分布较多的区域。3.中部含油气大区10/3/202340东海大陆架蕴藏着非常丰富的水产、石油、天然气以及稀有矿产资源，尤其是石油、天然气资源蕴藏量极为丰富。目前已知的我们主张拥有开发权力的大陆架上的原油储量约为1000亿桶，与之相比，沙特阿拉伯的原油储量大概是2671亿桶，美国的原油储量则只有220亿桶。东海地区仅石油就够中国用80年，而天然气储量大概在5亿立方米，是沙特阿拉伯发现天然气储量的8倍，是美国天然气储量的1.5倍。10/3/202341南海：油气丰富的第二个波斯湾

油气资源尤为丰富，地质储量约为350亿吨，有“第二个波斯湾”之称，主要分布在曾母暗沙、万安西和北乐滩等十几个盆地，总面积约41万平方公里，仅曾母暗沙盆地的油气质储量约有126至137亿吨。981钻井平台10/3/202342大国全球利益的前沿阵地，军事要塞

南沙群岛战略地位十分重要，处于越南金兰湾和菲律宾苏比克湾两大海军基地之间，为东亚通往南亚、中东、非洲、欧洲必经的国际重要航道，也是我国对外开放的重要通道和南疆安全的重要屏障。在我国通往国外的39条航线中，有21条通过南沙群岛海域，60％外贸运输从南沙经过。10/3/202343中国海洋渔业最大的热带渔场

岛上灌木繁茂，海鸟群集，盛产鸟粪，两栖生物丰富，水产种类繁多，是我国海洋渔业最大的热带渔场，有浮藻植物155种，浮游动物200多种，贝壳66种。海域蕴藏着大量的矿藏资源，有石油和天然气、铁、铜、锰、磷等10/3/202344

钓鱼诸岛由钓鱼岛、黄尾屿、赤尾屿、北小岛、南小岛、大北小岛、大南小岛和飞濑岛等组成，总面积约6.3平方公里。钓鱼岛面积最大，约4.3平方公里，海拔高度约362米，附近水深100至150米。钓鱼列岛周围海域面积约为17万平方公里，相当于5个台湾本岛面积。

钓鱼岛海域是新三纪的沉积盆地。1967年联合国调查发现该地区有丰富的石油，估算有50亿吨，可能成为“第二个中东”。10/3/2023451.含油气盆地数量众多、类型全。巨厚中、新生代陆相沉积为目前最重要的含油气区域。2.海、陆相生、储油气层系都很发育，产油气地层时代延续长。3.地理分布：主要在西北、华北、东北等北方地区及海域。4.深度分布：基本适中，深层尚有潜力。我国油气资源分布特点10/3/20234610/3/202347本节要点1、掌握术语：油气运移、油气聚集、油气初次运移、油气二次运移2、了解油气运移的证据、基本方式3、重点掌握定义：油气聚集带、油气田4、了解我国油气资源分布轮廓10/3/202348石油与天然气的组成石油与天然气的成因油气运移油气聚集圈闭和油气藏10/3/202349——适合于油气聚集，形成油气藏的地质场所。——储集层中油、气物质自身势能最小而其动能为零的地方。一、圈闭的定义10/3/202350圈闭的封闭条件：10/3/202351

——油气在单一圈闭中的聚集。具有统一的压力系统和油水界面。是油气在地壳中聚集的基本单位。二、油气藏的概念油藏油气藏气藏10/3/202352两套储层，两油气藏同一储层，两油气藏同一套储层，三个油气藏同一套储层，四个油气藏10/3/202353同一套储层，一个油气藏多套储层，同一油气藏10/3/202354---油气藏的大小是用储量来表示的三、油气藏的度量及其中油气水的分布10/3/202355描述油气藏的参数和术语若有气顶：又有气顶高度（含气高度）和含油高度。10/3/202356根据流体性质分：油藏、气藏、油气藏根据地层压力与油气藏饱和压力的差异分：

高饱和油气藏、低饱和油气藏根据油气藏中储层形态分：层状、块状、不规则状四、油气藏的分类10/3/202357根据圈闭成因分类：一、构造圈闭与构造油气藏二、地层圈闭与地层油气藏10/3/202358（一）构造圈闭与构造油气藏

由于地壳运动，使地层发生变形或者变位而形成的圈闭，称构造圈闭，在构造圈闭中油气的聚集，称构造油气藏。1.背斜油气藏2.断层油气藏10/3/2023591．背斜油气藏

在地质作用下，储集层呈拱起的背斜，其上方为非渗透性盖层所封闭，形成背斜圈闭，其中聚集了油气而形成。10/3/202360老君庙背斜油藏综合图

L层油气藏：不对称背斜圈闭，南翼倾角20－30°，北翼60－80°，被逆断层及横断层所切割。10/3/202361四川盆地卧龙河气田平面及剖面图10/3/2023622、断层油气藏

a.沿断层附近储层物性变好：含油气丰富。

b.断层油气藏中油、气、水分布复杂。

c.油气富集带多在断层近油源一侧。

——储集层沿上倾方向受断层遮挡所形成的圈闭中的油气藏。10/3/202363

因储集层横向变化或者由于纵向上沉积连续性中断而形成的圈闭——地层圈闭；其中聚集了油气——地层油气藏。（二）地层圈闭与地层油气藏1、岩性2、不整合10/3/2023641.岩性油气藏

由于沉积作用或成岩—后生作用，使地层岩性、物性发生变化所形成的圈闭，称为岩性圈闭，圈闭中聚集了油气，即岩性油气藏。A-砂岩尖灭体地层油气藏B-砂岩透镜体地层油气藏C-低渗透砂岩中之高渗透带10/3/202365泌阳凹陷双河砂岩上倾尖灭油气藏平面及剖面图①砂岩上倾尖灭岩性油气藏10/3/202366原苏联卡杜辛油田渐辛统砂岩尖灭油气藏剖面图鄂尔多斯马岭古河道岩性油藏类型图①砂岩上倾尖灭岩性油气藏10/3/202367东营凹陷营11砂岩透镜体油藏平面及剖面图②透镜型岩性油气藏堪萨斯州滨海砂洲由透镜体油藏组成的鞋带状油气聚集带平面分布图10/3/202368阿巴拉契亚盆地下石炭统的“百呎砂岩”油藏剖面图③低渗砂岩中高渗透带含油10/3/2023692、地层不整合油气藏

储集层由于纵向沉积连续性中断而形成的圈闭（即与地层不整合或基岩面等有关的圈闭）中的油气聚集，即地层不整合油气藏。地层不整合覆盖油气藏10/3/202370！不整合覆盖油气藏：——不整合面以下储层上倾方向被削蚀，后又为不渗透性岩层不整合遮挡所致。无明显地形突起。潜山油气藏地层不整合遮挡油气藏10/3/20237110/3/202372本节要点1、掌握圈闭和油气藏的定义；2、了解描述油气藏的各种术语；3、了解圈闭和油气藏的各种分类；4、了解各种油气藏的含义。10/3/202373

油藏岩石的物理性质岩石沉积岩：已发现油气储量的99%以上集中在沉积岩中，而沉积岩又以碎屑岩和碳酸盐岩为主。岩浆岩变质岩油藏岩石碎屑岩

：指母岩机械破碎的产物－砾、砂、粉砂、粘土物质经过搬运、沉积、成岩而成。由碎屑物质、基质和胶结物三种组分组成。包括石英砂岩、长石砂岩、岩屑砂岩、杂砂岩等。碳酸盐岩：由碳酸盐矿物组成的沉积岩。石灰岩和白云岩是碳酸盐岩的主要类型。10/3/202374碳酸盐岩砂岩10/3/202375含裂缝砂岩砂岩10/3/202376碳酸盐岩10/3/202377火山岩泥岩砾岩其它沉积岩石10/3/202378

油藏岩石的物理性质砂岩的粒度组成油藏岩石的孔隙度油藏岩石中的流体饱和度地质储量计算和采收率的计算油藏岩石的压缩系数油藏岩石的渗透率注：砂岩油藏主要为孔隙储油，石灰岩油藏主要为裂缝或溶洞储油。当前已开发的油藏多为砂岩油藏，石灰岩油藏储油与开发更为复杂，研究还很不足。油藏岩石物性的介绍以砂岩为主。10/3/2023792.粒度组成的测定方法筛析法沉降法3.粒度组成的表示方法粒度组成分布曲线粒度组成累计分布曲线颗粒直径重量，%颗粒直径累积重量，%尖峰越高，越均匀上升段越陡，越均匀一般来说，岩石颗粒组成越均匀，岩石的孔隙性、渗透性越好。对于碳酸岩，颗粒及胶结物成分相同，无法分析其粒度一、砂岩的粒度组成1.粒度组成：构成砂岩的大小不同的各种砂粒的百分比含量，通常用重量百分数表示。10/3/2023801.岩石中的孔隙：是指岩石中未被固体物质充满的空间，直接决定了岩层能储存油气的数量。原生孔隙——在沉积成岩过程中与岩石本身同时生成的孔隙

――碎屑岩类储层主要储集空间。次生孔隙——沉积成岩之后的后生变化过程中形成的孔隙。

――溶蚀孔隙、收缩孔、裂隙。

①成因类型：二、油藏岩石的孔隙度10/3/202381②根据其不同部位在流体储存和流动过程所起作用的差异分：

——孔隙和喉道1.岩石中的孔隙10/3/202382超毛细管孔隙——

管形孔隙直径>0.5mm，裂缝宽度>0.25mm，重力作用下流体在其中可以自由流动，服从静水力学定律。如未胶结或胶结疏松的砂层中的空隙。毛细管孔隙——

管形孔径0.5-0.0002mm，裂缝宽0.25-0.0001mm，只有当外力大于毛细管阻力时，流体才能在其中流动。砂岩中的空隙多属于此类。微毛细管孔隙——

管形孔隙直径＜0.0002mm，裂缝宽度＜0.0001mm，在通常温压条件下，流体在其中不能流动。又称束缚孔隙。粘土、致密页岩中的空隙。③根据岩石中孔隙的大小，可分为三类：1.岩石中的孔隙10/3/202383

——岩石中全部孔隙体积（Vp）占岩石总体积（Vf）的百分数。2.孔隙度储层岩石(砂岩)孔隙度评价10/3/202384

——岩石中相互连通的、且在一定压力差下、可以允许流体在其中流动的孔隙体积（即有效孔隙体积Vep）与岩石总体积的比值。

3.有效孔隙度（率）——同一岩石的有效孔隙度总是小于总孔隙度。10/3/2023851.流体饱和度定义：岩石孔隙中某种流体所占的体积与空隙体积之比。某一相l的饱和度用Sl表示，即：同一油藏中有：特殊饱和度概念：原始含油饱和度Soi

原始含水饱和度Swi

残余油饱和度Sor

束缚水饱和度Swcl=o、w、g或三、油藏岩石中的流体饱和度10/3/202386束缚水定义：油藏岩石中不可流动的水。束缚水一般是油藏形成过程中不能被油气驱走而留下的水，存在于砂粒表面、砂粒与砂粒接触处或死孔隙中。束缚水饱和度Swc：束缚水在岩石孔隙中所占的体积百分数。束缚水饱和度的影响因素：岩石的孔隙结构：孔隙小、连通性差，Swc↗

岩石中泥质含量：泥质含量高，Swc↗岩石的润湿性：岩石的亲水性强，Swc↗

Swc一般约在10～50％之间。2.束缚水饱和度10/3/2023871)残余油定义：被工作剂驱洗过的地层中滞留或闭锁在岩石孔隙中而不能流动的油。2)残余油饱和度Sor定义：残余油占储层的孔隙体积的比例。地层孔隙空间分配：流动相非流动相油、气、水3.油藏岩石的残余油饱和度10/3/202388容积法计算地质储量原油：溶解气：计算采收率注意：不同驱油方法下的残余油饱和度大小是不一样的，同一油田经历一次采油、二次采油、三次采油过程后Sor不断减小，采收率不断提高。四、地质储量和采收率的计算10/3/2023891、油藏岩石压力的定义2、油藏岩石压缩系数3、综合压缩系数五、油藏岩石的压缩系数10/3/2023901.上覆岩层压力Pf上部岩层对下部岩层作用的压力。2.地层孔隙流体压力

Ps油藏中孔隙流体所受的压力，也称油藏压力或地层孔隙压力。3.岩石骨架压力Pi岩石骨架所受的压力。

Pf=Ps+Pi1.岩石压力的定义10/3/202391定义：油藏压力每降低1MPa，单位体积油藏岩石内孔隙体积的减小量，用Cf表示。岩石：原油：水：压缩系数范围岩石有效压缩系数（孔隙压缩系数）：油藏压力降低1MPa时，单位孔隙体积油藏岩石中孔隙体积的减小值。用Cp表示。2.油藏岩石压缩系数10/3/202392

物理意义：油藏压力下降1MPa时，单位体积油藏岩石中，依靠流体体积的膨胀量和岩石孔隙体积压缩总共排出的液量。

综合压缩系数反映了这一天然驱油能量的大小。3.油藏岩石综合压缩系数10/3/202393综合压缩系数Ct

的推导压力下降时：

10/3/202394岩石的渗透性好坏是用渗透率来表示的，有三种表示方式：

1.岩石的渗透性

——是指一定压差下，岩石允许流体通过其连通孔隙的性质。一般把地层压力条件下流体能较快通过其连通孔隙者称渗透性岩石，反之，即非渗透性岩石。绝对渗透率、有效渗透率、相对渗透率六.油藏岩石的渗透率10/3/202395达西方程达西实验装置单位：m2，达西；

1达西＝1（法国水利工程师享利·达西1856年在用未胶结砂做水的渗滤实验时发现）式中：A—岩心截面积；

L—岩心长度；

=（P1－P2）—岩心两端压差；

—流体粘度；

Q—流体流量。公式描述：流量Q正比于岩心截面积A及压差，与流体粘度、岩石的长度成反比1.达西实验比例系数K——岩样的绝对渗透率。主要与岩石性质有关，与实验流体无关。达西方程10/3/202396

2）气测渗透率原理：注入端：压力P1；流量Q1

流出端：压力P2；流量Q2

标准状态：压力P0；流量Q0

由气体状态方程可得：则平均气体体积流量为：气体测定渗透率的计算公式：1）用气体测渗透率的原因：液体常与岩石发生某些反应（如岩石中的粘土遇水发生膨胀、油中活性物质在孔隙壁面上吸附等，使岩石孔隙通道变小），因此用不同的液体测得的渗透率往往不同。1.达西实验10/3/2023971.岩石的有效孔隙度ΦeΦe越大，K越大。2.岩石的孔隙半径孔隙半径越大，K越大。3.岩石的矿物成分泥质含量越高，K越小。4.岩石的层理或裂缝平行于层理或裂缝方向的渗透率大于垂直方向。2.影响岩石渗透率的因素10/3/202398油田生产油藏岩石孔道中往往存在两种或两种以上的流体，如油－气、油－水、油气水等。多相渗流规律与单相渗流规律大不相同。各相渗透率之和小于绝对渗透率。原因：多相流体共存，由于岩石对各相流体的润湿性不同，且流体间存在相界面，流体通过多孔岩石受到毛管力的影响，流体间发生干扰，致使其总体流动能力降低。3.多相流动渗流特点10/3/2023991.有效渗透率多相流体同时流动时，岩石允许每一相流体通过的能力，与单相渗流规律不同。如，三相时：Ko、Kw、Kg2.相对渗透率多相流体共存时，每一相的有效渗透率与岩石绝对渗透率的比值。如三相时：Kro、Krw、Krg

4.有效渗透率和相对渗透率10/3/2023100——一般地，岩石对任何一种流体的相渗透率总小于该岩石的绝对渗透率。——岩石对某相流体的相渗透率随该相在岩石孔隙中含量↑而↑，该相流体在岩石孔隙中：含量达到100%时，岩石对该相流体的相渗透率等于岩石的绝对K；含量减至某一极限值时，该相流体停止流动，相对渗透率＝O。5.饱和度和相对渗透率关系10/3/20231011.有一定的内在联系，但通常无严格的函数关系。2.碎屑岩储层：有效孔隙度下降，渗透率下降；相同其它条件下：孔径大、喉道粗、孔隙形状简单者渗透率高。级别有效孔隙度%绝对K（10-3μm2）储层评价Ⅰ＞20＞1000极好Ⅱ20－151000－500好Ⅲ15－10500－100中Ⅳ10－5100－1较差Ⅴ＜510－1低渗透VI/＜1致密〈碎屑岩储层评价标准表〉6.孔隙度与渗透率的关系10/3/2023102图：砂岩有效孔隙度与气体渗透率的关系图

1-粉砂岩，2-细砂岩，3-粗-中粒砂岩10/3/2023103油藏流体的物理性质（1）原油和天然气都是烃类混合物，且原油中溶有天然气；（2）地层水含有一定的盐量。（3）地层流体都处在高温、高压条件下。（4）随温度、压力的降低，原油脱气、析蜡；地层水析盐；或出现相态转化现象。地层流体组成及密度、粘度等物理性质将发生很大变化。油藏流体的特点：10/3/2023104油气的相态地层原油的高压物性地层水的高压物性油藏流体的物理性质10/3/20231051.相：某一体系或系统中具有相同成分，相同物理、化学性质的均匀物质部分。2.相态：物质在一定条件（温度和压力）下所处的状态。油藏烃类一般有气态、液态、固态三种相态；常温常压下，石油中碳原子数为1～4的烷烃为气态，5～16者为液态，16以上者为固态；油气在地层条件下可以处于单一的液相，形成低饱和原油，其油藏为未饱和油藏；也可以以单一的气相存在，形成气藏；还可以油气两相共存，形成饱和原油，其油藏为饱和油藏。油气藏烃类的相态通常用P－T图（相图）来研究。一、油气相态10/3/2023106基本概念：饱和蒸汽压、露点压力、泡点压力单组分烃的相图：

IC线为单组分烃饱和蒸汽压线，其为一单调上升的曲线；曲线左上方为液相区，右下方为气相区，曲线上任意点为两相区；

C点为临界点，是两相共存的最高压力和最高温度点。单组分烃泡点压力和露点压力相等，都等于饱和蒸汽压液相区气相区1.单组分烃的相图10/3/2023107

AC线为泡点线，BC线为露点线，C点为临界点，是泡点线和露点线的交汇点；

L点为两相区最高压力点，其压力为临界凝析压力；N点为两相区最高温度点，其温度为临界凝析温度；

AC线以上为液相区，BC线外测为气相区，ACLNB包围的区域为气、液两相区；

CE/NE//C区反常区。2.多组分烃的相图10/3/2023108多组分烃的相图的应用：利用多组分烃的相图可以分析油藏的类型：D点：未饱和油藏，无气顶油藏；G点：饱和油藏，带气顶油藏E点：凝析气藏（反常凝析现象）；F点：气藏，F’干气藏，F”湿气藏。2.多组分烃的相图10/3/2023109定义：地层油的溶解气油比是指地层油进行一次脱气（20℃），分出气体的标准体积与脱气后原油的体积之比。溶解气油比用符号Rs表示，其单位为：m3/m3。原始状态下的溶解气油比用Rsi表示。用公式可以表示为：1、地层原油的溶解气油比式中：Vos为地层原油脱气后的体积，

Vgs为分出气体的标准体积。Rs物理意义：1m3的地面脱气原油在地层条件下所能溶解的气体的标准体积。

Rs

范围：不同的油藏，Rs不同，在几～几百Nm3/m3。二、地层原油的高压物性10/3/2023110影响因素：地层原油的组成地层原油中轻质组分含量越多，溶解气油比越大油藏温度TT↗，Rs↘油藏压力P当P>Pb时：

Rs不变当P<Pb时：

P↗，Rs↗溶解气油比与压力的关系饱和油藏的原始溶解气油比可以认为是泡点压力下的溶解气油比1、地层原油的溶解气油比10/3/2023111定义：标准状态下，1m3脱气原油在油藏条件下所占体积。地层原油体积系数用符号Bo表示，其为无因次量。用公式可以表示为：式中Vfo—地层原油体积；

Vso—地层油进行一次脱气后的体积。Bo物理意义：1m3的地面脱气油在地下溶有天然气后的体积。Bo大于或等于1的原因：地层油中溶有大量天然气和高温引起的地层油的膨胀超过高压引起的弹性压缩的影响，因此地层油体积总是大于地面脱气油体积。

2、地层原油的体积系数10/3/2023112影响因素：原油的组成：轻烃组分越多，Bo↗溶解气油比：

Rs↗,Bo↗油藏温度TT↗，Bo↗油藏压力P当P>Pb时：

P↗，Bo↘当P<Pb时：

P↗，Bo↗当P=Pb时：

Bo

有最大值。体积系数与压力的关系2、地层原油的体积系数10/3/2023113定义：在温度一定的条件下，单位体积地层油随压力变化的体积变化率。用公式可以表示为：物理意义：压力每降低1MPa，1m3地层原油体积的膨胀值。地层原油压缩系数用符号Co表示，其单位为1/MPa。3、地层原油的压缩系数10/3/2023114影响因素：与Bo的影响因素基本一样原油的组成：轻烃组分越多，

Co↗溶解气油比：

Rs↗,Co↗油藏温度TT↗，Co↗油藏压力P

P↗，Co↘CoPbP地层原油压缩系数与压力的关系3、地层原油的压缩系数10/3/2023115地层水：地层水是油层水（与油同层的水，包括边水、底水、束缚水）与外部水（如上层水、下层水、夹层水）的总称。地层水的特点：由于长期与地层岩石接触，地层水中含有大量的矿物盐。受矿物盐含量的影响，地层水中溶解的天然气量相对很少（10MPa下1～2m3/m3）。三、地层水的高压物性10/3/2023116地层水溶液中的阳离子主要有：Na+、K+、Mg2+、Ca2+；而阴离子主要有：Cl-、SO42-、HCO3-。地层水的矿化度：指地层水中矿物盐含量的多少，mg/l。地层水的矿化度通常很高，一般可达成千甚至上万毫克每升。不同地层的矿化度通常相差很大。地层水的硬度：地层水中钙、镁等二价溶解盐离子的含量，mg/l。1、地层水的矿化度和硬度10/3/2023117由于水的溶气量很小，地层水的体积系数Bw≈1。影响因素：T↗，Bw↗；P↗，

Bw↘；溶解有天然气的体积系数比纯水大；温度的影响较压力大。溶解有天然气的地层水纯水2、地层水的体积系数10/3/2023118水压缩系数Cw为：物理意义：压力每降低1MPa，1m3地层水体积的膨胀值。

地层水的压缩系数Cw在（3.7～5.0）×10-4MPa-1之间。2、地层水的压缩系数10/3/2023119油藏驱动方式及开采特征驱油能量和驱动方式不同驱动方式下的开采特征对油藏驱动方式的讨论10/3/2023120驱动方式：指油藏开采过程中主要依靠哪一种能量来驱油。驱油能量岩石和流体的弹性能溶解气体的弹性能边水、底水及注入水的压能气顶气、注入气的压能原油本身的重力势能一、驱油能量和驱动方式弹性驱动溶解气驱水压驱动气压驱动重力驱动为主10/3/2023121几个重要的开发指标:地层压力：油藏地层孔隙中流体的压力，也称油藏压力，记为Pe；井底压力：油井正常生产时在生产井底测得的压力，也称流压，记为Pwf；产液量：每天的油、水总产量，记为Ql；产油量：每天的原油产量，记为Qo；生产气油比：气产量与油产量的体积之比，记为Rp。二、不同驱动方式下的开采特征10/3/2023122弹性驱动：依靠油藏流体和岩石的弹性能量为主要驱油能量的驱动方式。形成条件：油藏无边水、底水或注入水，无大的气顶，或有而不活跃；油藏压力始终高于饱和压力。二、不同驱动方式下的开采特征特点：1）地层压力随时间增长而变小；2）产油量随时间增长而减少；3）生产气油比为一常数。10/3/2023123溶解气驱：主要依靠原油中分离出的天然气弹性膨胀能量驱油的驱动方式。形成条件：油藏无边水、底水或注入水，无气顶，或有但不活跃；油藏压力低于饱和压力。二、不同驱动方式下的开采特征其特点主要表现为：1）地层压力随时间增长而较快减少；2）油井产量也随时间增长以较快速度下降；3）气油比开始上升很快，达到峰值，后又很快下降。10/3/2023124水压驱动：依靠边水、底水和（或）注入水的弹性能或压能为主要驱油动力的驱动方式。

刚性水压驱动弹性水压驱动刚性水压驱动形成条件：有注入水且注采平衡，或边水、底水能有效补充采液量，保持油层压力不变；油藏压力高于饱和压力。水压驱动二、不同驱动方式下的开采特征1）油藏在生产过程中油层压力不变，井底流压不变，压降越大，采液量越大，压降不变，采液量不变；2）采液量不变，油井见水后产油量急剧下降；3）生产气油比始终不变（开采过程中气全部呈溶解状态）10/3/2023125天然水驱油藏的剖面图和俯视图水压驱动在原始地层条件下，当油藏的边部或底部与广阔或比较广阔的天然水域相连通时，在油藏投入开发之后，由于在含油部分产生的地层压降，会连续地向外传递到天然水域，引起天然水域内的地层水和储层岩石的累加式弹性膨胀作用，同时造成对油藏含油部分的水侵作用。天然水域愈大，渗透率愈高，则水驱作用愈强。如果天然水域的储层与地面具有稳定供水的露头相连通，则可形成达到供采平衡和地层压力略降的理想水驱条件，此种情况称刚性水驱，此时地层压力基本保持不变；当边水、底水或注入水较小时，不能保持地层压力不变时称弹性水驱。天然水驱又可以根据油藏的类型和油水分布的产状，划分为边水驱动和底水驱动。

10/3/2023126弹性水压驱动形成条件：边水、底水较活跃，但不能补偿采液量；当人工注水时，注水速度赶不上采液速度；油藏压力高于饱和压力。二、不同驱动方式下的开采特征1）地层压力不断降低，当压力降传到封闭边缘之后，要保持井底压力为常数；2）产量随时间而下降；3）气油比保持不变10/3/2023127油气藏驱动类型及其开采特征

气压驱动当油藏存在气顶，气顶中的压缩气为驱油的主要能量时为气压驱动。若油藏进行人工注气也可形造成气压驱动。具有原始气顶的油藏图10/3/2023128气压驱动：主要靠气顶气或注入气的膨胀能或压能驱油的驱动方式。

刚性气压驱动弹性气压驱动刚性气压驱动形成条件：人工向地层注气且注入量足以使开采过程中地层压力保持稳定，或气顶体积比含油区体积大得多，能够使开采过程中气顶或地层压力基本保持不变。气压驱动二、不同驱动方式下的开采特征刚性气驱油藏的开采特征与刚性水驱类似，主要表现为：1）生产过程中地层压力不变；2）由于地层压力丰富，油藏产量开始不变，当油气界面下移，出现气侵之后产量增大；3）因地层压力大于饱和压力，生产气油比开始不变，当气侵之后生产气油比会增大10/3/2023129弹性气压驱动形成条件:

气顶区体积较小且又没有注气。二、不同驱动方式下的开采特征其开采特征表现为：1）地层压力下降快；2）产量下降快；3）气油比不断上升。10/3/2023130重力驱动：主要依靠原油在油层内存在位差而具有的重力势能将油驱向井底的驱动方式。形成条件：油藏开发后期，其它能量已枯竭的情况下；油层应具备倾角大、厚度大及渗透性好等条件。二、不同驱动方式下的开采特征主要表现为地层压力随时间而减少，生产开始时产量不变，当含油边缘到达油井后变小，生产过程中生产气油比保持不变。10/3/20231311.能量补充充足（边、底水，气顶、注水/气）：刚性驱动：刚性气/水驱；开采特征：Pe

、Ql

、Qo有稳产段。2.能量补充不充足（无边底水气顶注水注气或有而不足）：弹性驱动：弹性驱动、溶解气驱、弹性气/水驱；开采特征：Pe

、Ql

、Qo均不断下降。3.凡是气驱的Rp都有上升的过程，其它驱动方式Rp不变。溶解气驱、刚/弹性气驱4.Qo或Rp的突然变化反映水或气的突破。三、不同驱动方式及开采特征总结10/3/2023132石油向井底的流动流量基本公式提高油井产量的措施采油指数油井流入动态曲线溶解气驱方程10/3/2023133一、流量基本公式供油范围是圆形的，只有单相油和束缚水油层岩石和流体的物性是均匀的流动是稳定的，并且处于层流区

10/3/2023134二、提高油井产量的措施提高油井附近岩石的渗透率K

酸化处理水力压裂

降低供油半径Re提高（Pe－Pw）的值

10/3/2023135

渗流的基本规律10/3/2023136三、采油指数

Pe又称为油井的静压（油藏压力）；Pw又称为油井的流动压力或简称流压；差值（）称为生产压差。当井底流压高于原油泡点压力时，油藏中流体的渗流为单相液流。在单相液流下，油层物性及流体性质基本不随压力变化，符合流量基本公式：

J称为采油指数，反映了油层性质、流体参数、完井条件及供油面积等与产量之间的关系，其数值等于单位生产压差下的油井产量。因而可用J评价分析油井的生产能力。10/3/2023137三、采油指数

采油指数可评价分析油井生产能力和油藏生产的动态变化：

1.油层水和注入水浸入油井；

2.井底附近岩石空隙是否堵塞；

3.油井酸化、压裂效果。10/3/2023138四、油井流入动态曲线

油气从油层流向井底，遵循渗流规律。采油过程中，常用油井流入动态表述这一过程的宏观规律。油井流入动态是指油井产量与井底流压的关系，反映了油藏向该油井供油的能力。相应的曲线称流入动态曲线（InflowPerformanceRelationshipCurve),简称IPR曲线，也称指标曲线（IndexCurve）。

对于单井，IPR曲线表示了油层工作特性，是确定油井合理工作方式的依据，也是油井动态分析的基础。生产中只要测得3～5个稳定工作制度下的产量及其对应流压，便可绘制该井的IPR曲线。10/3/2023139四、油井流入动态曲线

A井：单相流动时的IPR曲线，其斜率的负倒数就是采油指数J，纵坐标轴的截距为油藏压力；

B井：即使在Pw≥Pb的地层单相渗流情况下，当油井产量很高时，井底附近出现非达西渗流，产量与流压的关系不满足流量基本公式；

C井：当地层压力低于原油泡点压力，油藏驱动为溶解气驱，此时油藏流动为气液两相流，油藏流体物性和相渗透率将明显随压力而变。因而，溶解气驱油藏油井产量与流压的关系是非线性的。10/3/2023140五、适于溶解气驱油藏的方程

式中，

—流压为零时的最大油流量。

溶解气驱油藏油井产量与流压的关系可采用Vogel方程表示：10/3/2023141开发方式开始注水时间注水方式砂岩油田的注水开发10/3/2023142油田开发方法分类：一次采油方法：

利用油田的天然能量开发，采收率5％～10％；二次采油方法：

人工注水/气补充能量开发，采收率30～40％；三次采油方法：

通过改变地层或流体的物理化学性质的开发。一、开发方式10/3/20231431.注水开发的必要性提高采油速度和采收率。2.注水开发现状我国现有油田绝大多数不具备充足的天然能量补给条件，因此，油层依靠天然能量进行采油之后或油田开发早期，多采用人工注水保持或补充地层能量，使油田处于水压驱动方式开发。一、开发方式10/3/2023144早期注水（国内油田常用）：保持地层能量，防止地层中脱气，从而保证油田高产稳产。晚期注水：二次采油，补充地层能量。二、油田开始注水时间10/3/2023145注水井在油藏所处的部位和注水井与生产井之间的排列关系。目前国内外油田所采用的注水方式边缘注水切割注水面积注水不规则点状注水三、注水方式10/3/2023146将注水井布在含水区内或油水过渡带上，以及含油边界以内不远处进行注水开发。

缘外注水缘上注水缘内注水1、边缘注水10/3/2023147适用条件：油田面积不大，构造比较完整，油层分布稳定；边部和内部连通性好，特别是注水井的边缘地区有较好的吸水能力，能保证压力有效传播。优点：油水界面比较完整，能够逐步向油藏内部推进；无水采收率和低含水采收率高。缺点：需不断移动注水线；部分注入水流向含油边界以外，降低注入水利用率。边缘注水10/3/2023148利用注水井排将油藏切割成若干个区（或块），每个切割区作为一个独立的开发单元进行注水开发。

2、切割注水10/3/2023149适用条件：油层面积大，分布比较稳定，形态比较规则；切割区内生产井和注水井有较好的连通性。优点：可根据地质特征选择注水井排的最佳方向和切割距；可优先开采高产地带，使产量快速达到设计水平；便于调整，注水线不需移动。缺点：不能很好地适应油层非均质性；注水井之间干扰大；注采不平衡。切割注水10/3/2023150将注水井和生产井按一定的几何形状和密度均匀地布置在整个含油面积进行开发。四点法五点法七点法九点法反九点法线状注水3、面积注水10/3/2023151适用条件：油层渗透性差，分布不稳定，形态不规则且非均质性较严重的油田；油田后期强化开采；具备其它注水方式的条件，但要求达到更高采油速度。优点：所有油井在于注水井的第一线，有利于加速油井受效；油井能够多向受效，提高采油速度。面积注水10/3/2023152

在边角、断层、隅角等地加一口注水井。

注水方式的选择必须考虑因素：油田的构造特性油层性质油、气、水的分布地面管理和后期调整的主动性等4、点状注水10/3/2023153油井增产措施水力压裂酸化处理10/3/2023154一、水力压裂技术

用压力液在超过地层破裂压力条件下将地层压开一条或几条水平的或垂直的裂缝，并用支撑剂将裂缝支撑起来，减小油、气、水的流动阻力，从而达到增产增注的效果。（1）水力压裂工艺过程将高粘流体以大大超过油层吸收能力的排量泵入井中井底憋压当井底压力大于地层破裂压力时，井底附近地层产生裂缝裂缝延伸充填支撑剂停泵后，形成支撑剂支撑的导流裂缝10/3/2023155根据压裂液的作用不同，可分为：前置液、携砂液和顶替液：前置液：破裂地层、造缝；携砂液：携带支撑剂、充填裂缝，同时还具有扩展、延伸裂缝和冷却地层的作用；顶替液：将井筒中的全部携砂液替入裂缝中。对压裂液的性能要求：①

滤失少；②

悬砂能力强；③

摩阻低；④

稳定性好；⑤

配伍性好；⑥

低残渣；⑦

易返排；⑧

货源广、价钱便宜。

（2）压裂液10/3/2023156支撑剂的作用：支撑已压开的裂缝，使裂缝不再闭合，并使裂缝具有导流能力。对支撑剂的性能要求：①粒径均匀；②强度大，破碎率小；③圆度和球度高；④杂质含量少；⑤来源广，价廉。支撑剂的种类：天然砂和人工支撑剂（3）支撑剂普遍使用的支撑剂是石英砂。10/3/2023157限流法压裂工艺：通过严格控制炮眼的数量和直径，以尽可能大的注入排量进行施工，利用最先被压开层吸收压裂液时产生的炮眼摩阻，大幅提高井底压力，进而迫使压裂液分流，使破裂压力相近的其它层相继被压开，从而达到一次加砂能够同时处理几个层的工艺目的。端部脱砂压裂技术：在水力压裂过程中，有控制地使支撑剂在裂缝的端部脱出，架桥形成一个端部砂堵，从而阻止裂缝进一步延伸。再继续注入高砂比砂浆时，可沿缝壁形成全面砂堵，缝中储液量增加，泵压增大，促使裂缝膨胀变宽，缝内填砂浓度增大，从而造成一条具有很高导流能力的裂缝。限制缝长，增加缝宽的工艺。（4）压裂新工艺技术10/3/2023158

利用酸液的化学溶蚀作用解除油层堵塞，扩大和连通油层孔隙，从而恢复和提高油层近井地带的渗透率，达到增产增注的目的。

根据酸化工艺不同，可分为：常规酸化：在低于岩石破裂压力下将酸液注入地层，主要依靠酸液的化学溶蚀作用，清除堵塞，扩大和延伸裂缝、缝洞。压裂酸化：简称酸压，在高于岩石破裂压力下将酸液注入地层，酸液可同时对裂缝起化学溶蚀作用和水力压裂作用，从而沟通孔隙、缝洞。多在碳酸盐地层中使用。二、油层酸化工艺技术10/3/2023159（1）碳酸盐岩地层的酸化碳酸盐岩地层主要成分：方解石和白云石；酸化用酸液：盐酸；碳酸盐岩地层的酸化增产增注原理：碳酸盐与盐酸作用，生成水溶性盐类和二氧化碳气体。清除近井带地层的堵塞，提高地层渗透率。对石灰岩：2HCl+CaCO3→CaCl2+H2O+CO2↑对白云岩：4HCl+MgCa(CO3)2→CaCl2+MgCl2+2H2O+2CO2↑石灰岩的主要成分白云岩的主要成分（2）碳酸盐岩地层的酸压先挤注高粘前置液再挤注酸液和顶替液将地层压开裂溶蚀裂缝壁面形成酸蚀沟槽10/3/2023160（3）砂岩地层的酸化砂岩地层主要成分：砂粒（石英和长石）和粒间胶结物（泥质、灰质、硅质等）；酸化用酸液：土酸（盐酸和氢氟酸的混合物）；砂岩地层的酸化增产增注原理：其中的盐酸溶解油层中的碳酸盐和部分铁质，其中的氢氟酸溶解砂岩油层中的硅酸盐矿物和粘土矿物。这样，就可以恢复和提高井底附近地层的渗透率。氢氟酸与硅酸钙铝的反应氢氟酸与碳酸钙的反应氢氟酸与石英的反应10/3/2023161应注意的几个问题：碳酸盐含量较高的地层要用盐酸进行预处理：防止氢氟酸与碳酸盐作用可以生成不溶于水的氟化钙。氢氟酸和盐酸的浓度的确定：当地层泥质含量高时，氢氟酸浓度可取高些，盐酸浓度可取低些；当地层碳酸盐含量高时，盐酸浓度可取高些，氢氟酸浓度可取低些。土酸液的用量确定：当渗透率较低、堵塞较浅时，土酸用量可少些；当渗透率较高、堵塞范围较大时，土酸用量可大些。10/3/2023162提高采收率原理采收率及其影响因素体积波及系数和驱油效率提高采收率的途径10/3/2023163一、采收率及其影响因素影响因素：油藏地质条件、开采技术油藏地质条件——客观因素

油气藏的地质构造形态；

天然驱动能量的大小及类型；水驱采收率最大，溶解气驱采收率最小。

油藏岩石及流体性质：

油层非均质性、流体粘度、岩石润湿性等。10/3/2023164油田开采技术——主观因素开发层系划分；布井方式与井网密度；油井工作制度、地层压力保持程度；完井方法；开采工艺技术水平和增产措施；提高采收率方法的应用规模。主观因素体现了人们对驱油过程的影响能力。一、采收率及其影响因素10/3/2023165采收率可以表示为：Vsw－工作剂的驱替体积；V－油藏总体积；So－原始含油饱和度；Sor－残余油饱和度；Ev－体积波及系数；ED－驱油效率。采收率是注入工作剂的体积波及系数与驱油效率的乘积体积波及系数：指工作剂驱到的体积与油藏总体积之比驱油效率：指在波及范围内驱替出的原油体积与工作剂的波及体积之比二、体积波及系数和驱油效率10/3/2023166影响因素：流度比、油层岩石宏观非均质性及注采井网对其适应性

①流度比越大，波及系数越低；流度比：指注入工作剂的流度与被驱原油在未波及区的流度之比。流度：流体的渗透率与其粘度之比。1.波及系数影响因素10/3/2023167五点法注采单元流度比对波及状况的影响M<1：有较规则的流动前缘，见水波及系数可达70％左右；M>2：出现明显的粘滞指进现象，波及系数降低。②油层岩石宏观非均质性越大，波及系数越低；1.波及系数影响因素10/3/2023168影响因素：岩石润湿性和微观结构、界面张力。水驱油藏残余油的分布：亲水岩藏：大多以油珠状形式被捕集在流通孔道中。亲油岩藏：呈油膜状粘附在孔壁或滞留在较小的孔道中

岩石亲油性越强，孔喉越小，原油粘度越大，则残余油饱和度越高。2.驱油效率：残余油饱和度10/3/2023169提高波及系数：降低流度比

(1)提高驱替液粘度：聚合物驱；（2）降低被驱替液粘度：稠油热采降粘；2.提高驱油效率：减小界面张力，改变地层润湿性等碱驱、表面活性剂驱、混相驱。三、提高采收率的途径10/3/2023170提高采收率的基本方法

化学驱油混相驱油热力驱油微生物采油10/3/2023171化学驱气体混相驱热力采油微生物采油聚合物驱：主要提高波及系数碱水驱：主要提高驱油效率微乳液驱：主要提高驱油效率液化石油气驱富气驱高压干气驱二氧化碳驱注热流体法：蒸汽驱、蒸汽吞吐油层就地燃烧法：火烧油层根据注入驱体剂的不同主要提高驱油效率主要降低原油粘度提高波及系数和驱油效率提高采收率的基本方法10/3/2023172包括：聚合物驱、碱驱、微乳液驱。1、聚合物驱通过向油藏注入水溶性高分子聚合物溶液，以降低岩石的渗透率并增加注入水的粘度，从而减小流度比M，减弱粘性指进，提高波及系数。驱油机理存在问题聚合物的降解和滞留。适用油藏中高渗地层一、化学驱油法10/3/2023173通过向油藏注入碱性溶液，与原油中的有机酸反应，生成表面活性剂，从而改变油藏岩石表面润湿性，降低油水界面张力或形成乳状液，提高驱油效率。驱油机理存在问题碱耗和流度控制，结垢严重，很少用适用油藏油层原油有一定的酸值2.碱驱10/3/2023174通过向油藏注入微乳液，依靠微乳液的增溶作用，使原来不能混溶的原油和水成为互溶混相溶液，从而大大降低油水界面张力，提高驱油效率。驱油机理存在问题活性剂的成本和在岩石表面的大量吸附。水外相微乳液、油外相微乳液和中相微乳液。类型为过渡类型3.微乳液驱（或称胶束驱）微乳液是表面活性剂在临界胶束浓度以上在溶液中形成的均相体系10/3/2023175包括：液化石油气驱、富气驱、高压干气驱和二氧化碳驱。混相驱：指向油藏中注入一种能与原油在地层条件下完全或部分混相的流体驱替原油的开发方法。混相流体驱油过程的相段分布图驱油流体与混相流体混合带注入驱油流体混相流体富集带原油与混相流体混合带油层原油驱油机理：气体与原油之间建立混相带，消除界面张力，

提高驱油效率。二、混相驱油法10/3/2023176向油藏注入液化石油气，与原油形成混相段塞，然后用天然气驱动段塞。液化石油气段塞前缘可与地层油混相，后面与天然气混溶，形成良好的混相带。注液化石油气混相驱油过程1.液化石油气驱10/3/2023177适用于少含C2～C6的原油(贫油)对于地层油中轻质组分（C2-6）较少的油藏，可注入适量加入乙烷、丙烷和丁烷的天然气，富气中的较重组分不断凝析到原油中，最终使注入气与原油混相的驱油方法。注富气混相驱油过程2.富气驱10/3/2023178适用于富含C2～C6的原油(富油)当地层原油中轻烃组分较多时，可向油藏高压注干气，与原油充分接触，油中的轻质组分C2-6逆行到气体前缘，并使之富化，富化