課件1-第一章注水驅(qū)(提高采收率)

1、提高采收率原理提高采收率原理 緒論緒論 （4學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）第一章第一章 注水驅(qū)油注水驅(qū)油 （4學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)）第二章第二章 聚合物溶液驅(qū)油聚合物溶液驅(qū)油 （8學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)）第三章第三章 表面活性劑溶液驅(qū)油表面活性劑溶液驅(qū)油 （6學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)）第四章第四章 堿水驅(qū)及復(fù)合體系驅(qū)油堿水驅(qū)及復(fù)合體系驅(qū)油 （4學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)）第五章第五章 氣體混相驅(qū)油法氣體混相驅(qū)油法（6學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)）第六章第六章 熱力采油法熱力采油法 （6學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)）第七章第七章 微生物提高原油采收率微生物提高原油采收率 （2學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)）目錄目錄 提高采收率原理提高采收率原理 1.1 水驅(qū)采收率公式水驅(qū)采收率公式1.2 殘余油分布形態(tài)殘余油分布形態(tài)1.3 影響水驅(qū)

2、采收率的因素影響水驅(qū)采收率的因素第一章第一章 注水驅(qū)注水驅(qū)油油提高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驅(qū)注水驅(qū)油油1.1 水驅(qū)采收率公式水驅(qū)采收率公式1.2 殘余油分布形態(tài)殘余油分布形態(tài)1.3 影響水驅(qū)采收率的因素影響水驅(qū)采收率的因素 注水注水驅(qū)驅(qū)油強(qiáng)化油強(qiáng)化采油的一種最廉價(jià)、最簡單，使用范圍也最廣的一種方法。采油的一種最廉價(jià)、最簡單，使用范圍也最廣的一種方法。把水注入油層，水能進(jìn)入巖石的微小孔隙，可以將油驅(qū)到生產(chǎn)井井底，還可把水注入油層，水能進(jìn)入巖石的微小孔隙，可以將油驅(qū)到生產(chǎn)井井底，還可以保持地層壓力，但注水驅(qū)油也存在各種各樣的問題，比如，水的波及系數(shù)以保持地層壓力，但注水驅(qū)油也存

3、在各種各樣的問題，比如，水的波及系數(shù)低，洗油效率還不夠理想，因此水驅(qū)達(dá)經(jīng)濟(jì)極限時(shí)，地下仍有高達(dá)低，洗油效率還不夠理想，因此水驅(qū)達(dá)經(jīng)濟(jì)極限時(shí)，地下仍有高達(dá)50506060的殘余油的殘余油。 另外另外，還有水未波及到的原始油區(qū)，還有水未波及到的原始油區(qū)。 水水驅(qū)最終采收率一般只有驅(qū)最終采收率一般只有30304040。所以要。所以要想盡量想盡量多的將油驅(qū)出來，在多的將油驅(qū)出來，在水驅(qū)之后進(jìn)一步采取其它強(qiáng)化采油措施，就必須分析水驅(qū)油機(jī)理、殘余油形水驅(qū)之后進(jìn)一步采取其它強(qiáng)化采油措施，就必須分析水驅(qū)油機(jī)理、殘余油形成的原因和水驅(qū)油效率等方面的一系列問題。成的原因和水驅(qū)油效率等方面的一系列問題。 提高采收率

4、原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驅(qū)注水驅(qū)油油1.1 水驅(qū)采收率公式水驅(qū)采收率公式1.2 殘余油分布形態(tài)殘余油分布形態(tài)1.3 影響水驅(qū)采收率的因素影響水驅(qū)采收率的因素天然天然能量驅(qū)油的能量驅(qū)油的采收率采收率 對于對于依靠天然能量才有的一次采收率，其最終大小依靠天然能量才有的一次采收率，其最終大小主要取決于主要取決于油藏本身油藏本身客觀地質(zhì)客觀地質(zhì)條件條件, ,其計(jì)算公式其計(jì)算公式為：為： - -公式（公式（1 1）式式中中 原原油油采收率采收率 采出油量（地面體積采出油量（地面體積） 原始地質(zhì)儲量（地面體積原始地質(zhì)儲量（地面體積） -地層地層剩余油量（地面體積）剩余油量（地面體積）ooro

5、opRNNNNNEREpNoNorN提高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驅(qū)注水驅(qū)油油1.1 水驅(qū)采收率公式水驅(qū)采收率公式1.2 殘余油分布形態(tài)殘余油分布形態(tài)1.3 影響水驅(qū)采收率的因素影響水驅(qū)采收率的因素 -公式（公式（2 2） -公式（公式（3 3） A A 油藏有效面積；油藏有效面積；h h 油藏有效厚度；油藏有效厚度； 為油藏有效孔隙度；為油藏有效孔隙度； 和和 分別為束縛水和殘余油飽和度；分別為束縛水和殘余油飽和度； 和和 分別為地層油原始和枯竭時(shí)的體積系數(shù)。分別為地層油原始和枯竭時(shí)的體積系數(shù)。 oiwio/ )1 (BSAhNooror/BSAhNwiSorSoiBoB提

6、高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驅(qū)注水驅(qū)油油1.1 水驅(qū)采收率公式水驅(qū)采收率公式1.2 殘余油分布形態(tài)殘余油分布形態(tài)1.3 影響水驅(qū)采收率的因素影響水驅(qū)采收率的因素將公式將公式(2)(2)和公式和公式(3)(3)代入代入(1)(1)式，則原油采收率為式，則原油采收率為： -公式（公式（4 4） ooiwioroiwiooroiwiooroR11/ )1 (/ )1 (BBSSBSAhBSAhBSAhNNNE提高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驅(qū)注水驅(qū)油油1.1 水驅(qū)采收率公式水驅(qū)采收率公式1.2 殘余油分布形態(tài)殘余油分布形態(tài)1.3 影響水驅(qū)采收率的因素影響水驅(qū)采收率的

7、因素 由由(4)(4)式可知：只要測得原始束縛水飽和度及原始原油體積系數(shù)，以式可知：只要測得原始束縛水飽和度及原始原油體積系數(shù)，以及油藏枯竭時(shí)的殘余油飽和度及枯竭時(shí)地層壓力下的原油體積系數(shù)就可及油藏枯竭時(shí)的殘余油飽和度及枯竭時(shí)地層壓力下的原油體積系數(shù)就可由上式計(jì)算出油藏的采收率。由上式計(jì)算出油藏的采收率。 若近似認(rèn)為：若近似認(rèn)為： B Bo oi i B Bo o 1 1，則由公式，則由公式(4)(4)可得：可得： - - 公式（公式（5 5） 公式公式(4)(4)、(5)(5)就是計(jì)算一次采收率的通式。就是計(jì)算一次采收率的通式。wiorwiwiorR1111SSSSSE提高采收率原理提高采收

8、率原理 第一章第一章 注水驅(qū)注水驅(qū)油油1.1 水驅(qū)采收率公式水驅(qū)采收率公式1.2 殘余油分布形態(tài)殘余油分布形態(tài)1.3 影響水驅(qū)采收率的因素影響水驅(qū)采收率的因素1.1 水驅(qū)采收率公式水驅(qū)采收率公式 實(shí)際實(shí)際油藏之依靠天然能量驅(qū)油的十分罕見，而且采收率很低。普遍采用油藏之依靠天然能量驅(qū)油的十分罕見，而且采收率很低。普遍采用向油層注入工作劑的辦法來實(shí)現(xiàn)人工補(bǔ)充能量驅(qū)油。向油層注入工作劑的辦法來實(shí)現(xiàn)人工補(bǔ)充能量驅(qū)油。 假如假如油藏體積為油藏體積為V V = =A A. .h h ，其中注入工作劑（如為水）所驅(qū)洗或影響到，其中注入工作劑（如為水）所驅(qū)洗或影響到的體積為的體積為V Vs s A As.s.

9、h hs s，則波及，則波及效率（效率（Volumetric Sweep Efficiency ）：）：式式中中: A: A、AsAs分別為油藏面積和工作劑波及面積；分別為油藏面積和工作劑波及面積； h h、hshs分別為油藏平均厚度和波及厚度分別為油藏平均厚度和波及厚度。 波及面積波及面積與油藏面積比定義為與油藏面積比定義為面積波及系數(shù)面積波及系數(shù), ,即即EAEAAsAsA A；而把波及厚度與；而把波及厚度與油藏厚度比定義為垂向波及系數(shù)，即油藏厚度比定義為垂向波及系數(shù)，即EIEIhIhIh h；故波及效率；故波及效率EvEvEAEAEI EI 。 hAhAEssv提高采收率原理提高采收率原

10、理 第一章第一章 注水驅(qū)注水驅(qū)油油1.1 水驅(qū)采收率公式水驅(qū)采收率公式1.2 殘余油分布形態(tài)殘余油分布形態(tài)1.3 影響水驅(qū)采收率的因素影響水驅(qū)采收率的因素1.1 水驅(qū)采收率公式水驅(qū)采收率公式 波及效率與注入流體（如水）和被驅(qū)流體（油）的流度比（波及效率與注入流體（如水）和被驅(qū)流體（油）的流度比（M M）有關(guān)。）有關(guān)。 流度比流度比 ： 在在較高流度比時(shí)，水或注入流體具有穿過油藏而不是推動原油流動的趨勢。較高流度比時(shí)，水或注入流體具有穿過油藏而不是推動原油流動的趨勢。因此在低流度比時(shí)可達(dá)到最佳的波及系數(shù)。因此在低流度比時(shí)可達(dá)到最佳的波及系數(shù)。M M 1 1或或M M 1 1時(shí)是有利的時(shí)是有利的；

11、M M 1 1是不利的。是不利的。 由流度比公式可知由流度比公式可知: : 提高注入水的粘度或降低油的粘度，即可降低流度比，提高注入水的粘度或降低油的粘度，即可降低流度比，改善波及系數(shù)。改善波及系數(shù)。woowoowwowKKKKM/提高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驅(qū)注水驅(qū)油油1.1 水驅(qū)采收率公式水驅(qū)采收率公式1.2 殘余油分布形態(tài)殘余油分布形態(tài)1.3 影響水驅(qū)采收率的因素影響水驅(qū)采收率的因素1.1 水驅(qū)采收率公式水驅(qū)采收率公式 排驅(qū)效率：排驅(qū)效率：就是已被水從孔隙中排出的那部分原油飽和度占原始含就是已被水從孔隙中排出的那部分原油飽和度占原始含油飽和度的百分?jǐn)?shù)，表示為：油飽和度

12、的百分?jǐn)?shù)，表示為： 式中式中 S Soioi 原始含油飽和度原始含油飽和度(initial oil saturation)(initial oil saturation) SorSor 殘余油飽和度殘余油飽和度(residual oil saturation)(residual oil saturation) oioroioroiDS1SSSSE提高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驅(qū)注水驅(qū)油油1.1 水驅(qū)采收率公式水驅(qū)采收率公式1.2 殘余油分布形態(tài)殘余油分布形態(tài)1.3 影響水驅(qū)采收率的因素影響水驅(qū)采收率的因素1.1 水驅(qū)采收率公式水驅(qū)采收率公式水水驅(qū)驅(qū)油藏的采收率油藏的采收率 ：

13、 顯然，整個油藏的采收率是體積波及系數(shù)與洗油效率的乘積。波及系顯然，整個油藏的采收率是體積波及系數(shù)與洗油效率的乘積。波及系數(shù)數(shù)E Ev v 越大，洗油效率越大，洗油效率E E D D 越高，采收率也就越高。所以要提高原油采越高，采收率也就越高。所以要提高原油采收率就必須改善波及系數(shù)和微觀洗油效率。收率就必須改善波及系數(shù)和微觀洗油效率。 DvoioroissoioroissR)()(EESSSAhhASAhSShAE提高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驅(qū)注水驅(qū)油油1.2 殘余殘余油分布形態(tài)油分布形態(tài)1.1 水驅(qū)采收率公式水驅(qū)采收率公式1.2 殘余油分布形態(tài)殘余油分布形態(tài)1.3 影響水

14、驅(qū)采收率的因素影響水驅(qū)采收率的因素殘余油的分布狀況及數(shù)量直接與巖石的潤濕性、界面張力、巖石的殘余油的分布狀況及數(shù)量直接與巖石的潤濕性、界面張力、巖石的微觀結(jié)構(gòu)等有關(guān)。微觀結(jié)構(gòu)等有關(guān)。親水巖藏：親水巖藏：水驅(qū)油藏殘余油的分布：水驅(qū)油藏殘余油的分布：大多以珠狀形式被捕集在流通孔道中。大多以珠狀形式被捕集在流通孔道中。親油巖藏：親油巖藏：存在于注入水未進(jìn)入的較小的流通孔道中，而在存在于注入水未進(jìn)入的較小的流通孔道中，而在充滿水的大孔隙中，殘余油呈膜狀粘附在孔壁上。充滿水的大孔隙中，殘余油呈膜狀粘附在孔壁上。提高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驅(qū)注水驅(qū)油油1.2 殘余殘余油分布形態(tài)油分布形

15、態(tài)孤孤滴滴狀狀柱柱狀狀環(huán)狀油膜環(huán)狀油膜簇狀油塊簇狀油塊1.1 水驅(qū)采收率公式水驅(qū)采收率公式1.2 殘余油分布形態(tài)殘余油分布形態(tài)1.3 影響水驅(qū)采收率的因素影響水驅(qū)采收率的因素柱柱狀狀殘余殘余油形態(tài)油形態(tài)提高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驅(qū)注水驅(qū)油油1.2 殘余殘余油分布形態(tài)油分布形態(tài)環(huán)狀環(huán)狀油油膜膜孤滴狀孤滴狀簇簇狀油塊狀油塊柱狀柱狀1.1 水驅(qū)采收率公式水驅(qū)采收率公式1.2 殘余油分布形態(tài)殘余油分布形態(tài)1.3 影響水驅(qū)采收率的因素影響水驅(qū)采收率的因素簇狀油塊簇狀油塊孤滴狀孤滴狀提高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驅(qū)注水驅(qū)油油1.3 影響水驅(qū)采收率的因素影響水驅(qū)采收率

16、的因素1.1 水驅(qū)采收率公式水驅(qū)采收率公式1.2 殘余油分布形態(tài)殘余油分布形態(tài)1.3 影響水驅(qū)采收率的因素影響水驅(qū)采收率的因素一、影響洗油效率的因素：一、影響洗油效率的因素：1 1、巖石孔隙結(jié)構(gòu)的影響、巖石孔隙結(jié)構(gòu)的影響 巖石孔隙結(jié)構(gòu)特征的非均質(zhì)性，包括孔隙大小分布、孔喉比、孔隙孔道的巖石孔隙結(jié)構(gòu)特征的非均質(zhì)性，包括孔隙大小分布、孔喉比、孔隙孔道的曲折程度和表面粗糙度等，這些主要影響注入工作劑的微觀洗油效率，其結(jié)果曲折程度和表面粗糙度等，這些主要影響注入工作劑的微觀洗油效率，其結(jié)果多是定性分析。多是定性分析。2 2、巖石潤濕性的影響、巖石潤濕性的影響 在親油巖石中，流體性質(zhì)和流體與巖石孔隙表面

17、的相互作用，如潤濕性對在親油巖石中，流體性質(zhì)和流體與巖石孔隙表面的相互作用，如潤濕性對水驅(qū)油效率影響很大。毛管力是驅(qū)油阻力，所以水主要排驅(qū)大孔道中的油，小水驅(qū)油效率影響很大。毛管力是驅(qū)油阻力，所以水主要排驅(qū)大孔道中的油，小孔隙和孔壁上留下殘余油。巖石親油性愈強(qiáng)，油與巖石之間附著張力愈大，排孔隙和孔壁上留下殘余油。巖石親油性愈強(qiáng)，油與巖石之間附著張力愈大，排除附著油滴愈困難。孔隙愈小，毛管阻力愈大，殘余油愈難排除，所以親油巖除附著油滴愈困難。孔隙愈小，毛管阻力愈大，殘余油愈難排除，所以親油巖層的驅(qū)油效率低。相反親水巖層中毛管力是水驅(qū)油的動力，油與巖石間的附著層的驅(qū)油效率低。相反親水巖層中毛管力是

18、水驅(qū)油的動力，油與巖石間的附著張力小，油容易被水驅(qū)走，所以親水巖層驅(qū)油效率高。張力小，油容易被水驅(qū)走，所以親水巖層驅(qū)油效率高。 提高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驅(qū)注水驅(qū)油油1.3 影響水驅(qū)采收率的因素影響水驅(qū)采收率的因素1.1 水驅(qū)采收率公式水驅(qū)采收率公式1.2 殘余油分布形態(tài)殘余油分布形態(tài)1.3 影響水驅(qū)采收率的因素影響水驅(qū)采收率的因素一、影響洗油效率的因素：一、影響洗油效率的因素：3 3、原油粘度的影響、原油粘度的影響 原油的粘度一般都比水大，水驅(qū)油是低粘度水排驅(qū)高粘度原油。在孔道中，原油的粘度一般都比水大，水驅(qū)油是低粘度水排驅(qū)高粘度原油。在孔道中，隨著油水界面推進(jìn)，阻力越

19、來越小，流速越來越大。此現(xiàn)象隨油水粘度差增加而隨著油水界面推進(jìn)，阻力越來越小，流速越來越大。此現(xiàn)象隨油水粘度差增加而加劇。而且大毛管中粘滯阻力比小毛管中小，因此粘度差加大了大小毛管中的速加劇。而且大毛管中粘滯阻力比小毛管中小，因此粘度差加大了大小毛管中的速度差，從而微觀油水界面的推進(jìn)距離的差別變大，出現(xiàn)微觀指進(jìn)現(xiàn)象。于是油滴度差，從而微觀油水界面的推進(jìn)距離的差別變大，出現(xiàn)微觀指進(jìn)現(xiàn)象。于是油滴或小油塊被水繞流，從而降低驅(qū)油效率。或小油塊被水繞流，從而降低驅(qū)油效率。 提高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驅(qū)注水驅(qū)油油1.3 影響水驅(qū)采收率的因素影響水驅(qū)采收率的因素1.1 水驅(qū)采收率公式

20、水驅(qū)采收率公式1.2 殘余油分布形態(tài)殘余油分布形態(tài)1.3 影響水驅(qū)采收率的因素影響水驅(qū)采收率的因素一、影響洗油效率的因素：一、影響洗油效率的因素：4 4、毛管數(shù)的影響、毛管數(shù)的影響 水驅(qū)油時(shí)，水驅(qū)油時(shí)，驅(qū)替驅(qū)替介質(zhì)的粘滯力介質(zhì)的粘滯力與與油油水水界面張力界面張力的比值稱之為毛管準(zhǔn)數(shù)。毛的比值稱之為毛管準(zhǔn)數(shù)。毛管準(zhǔn)數(shù)是一個無量綱量，其表達(dá)式為管準(zhǔn)數(shù)是一個無量綱量，其表達(dá)式為 ： 提高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驅(qū)注水驅(qū)油油1.3 影響水驅(qū)采收率的因素影響水驅(qū)采收率的因素1.1 水驅(qū)采收率公式水驅(qū)采收率公式1.2 殘余油分布形態(tài)殘余油分布形態(tài)1.3 影響水驅(qū)采收率的因素影響水驅(qū)采收

21、率的因素一、影響洗油效率的因素：一、影響洗油效率的因素：4 4、毛管數(shù)的、毛管數(shù)的影響影響 毛管準(zhǔn)數(shù)與殘余油飽和度的關(guān)系圖毛管準(zhǔn)數(shù)與殘余油飽和度的關(guān)系圖提高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驅(qū)注水驅(qū)油油1.3 影響水驅(qū)采收率的因素影響水驅(qū)采收率的因素1.1 水驅(qū)采收率公式水驅(qū)采收率公式1.2 殘余油分布形態(tài)殘余油分布形態(tài)1.3 影響水驅(qū)采收率的因素影響水驅(qū)采收率的因素一、影響洗油效率的因素：一、影響洗油效率的因素：4 4、毛管數(shù)的、毛管數(shù)的影響影響 上圖上圖給給出了毛管準(zhǔn)數(shù)出了毛管準(zhǔn)數(shù)Nc與剩余油飽和度之間的關(guān)系曲線。從圖中可看出，與剩余油飽和度之間的關(guān)系曲線。從圖中可看出，Nc越大

22、，殘余油飽和度越小，驅(qū)油效率越高。當(dāng)越大，殘余油飽和度越小，驅(qū)油效率越高。當(dāng)Nc達(dá)到達(dá)到102時(shí)，殘余油飽和度時(shí)，殘余油飽和度接近于零。提高接近于零。提高Nc的方法有三個，即增加的方法有三個，即增加w、和、和，降低，降低wo 在在驅(qū)替過程中，水驅(qū)油效率受毛管力和粘滯力相互作用的影響，由前面給驅(qū)替過程中，水驅(qū)油效率受毛管力和粘滯力相互作用的影響，由前面給出的毛管數(shù)出的毛管數(shù)NCNCVV的定義，可清楚地知道各物理量對驅(qū)油效率的影響，并的定義，可清楚地知道各物理量對驅(qū)油效率的影響，并通過巖心排驅(qū)試驗(yàn)將各物理量與驅(qū)油效率之間的關(guān)系可定量化。但毛管數(shù)未包括通過巖心排驅(qū)試驗(yàn)將各物理量與驅(qū)油效率之間的關(guān)系可定量化。但毛管數(shù)未包括所有驅(qū)油效率的因素，因而其它因素與驅(qū)油效率之間的關(guān)系只能定性分析所有驅(qū)油效率的因素，因而其它因素與驅(qū)油效率之間的關(guān)系只能定性分析。提高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驅(qū)注水驅(qū)油油1.3 影響水驅(qū)采收率的因素影響水驅(qū)采收率的因素1.1 水驅(qū)采收率公式水驅(qū)采收率公式1.2 殘余油分布形態(tài)殘余油分布形態(tài)1.3 影響水驅(qū)采收率的因素影響水驅(qū)采收率的因素二二、影響波及系數(shù)的因素、影響波及系數(shù)的因素1、油層非均質(zhì)性對波及系數(shù)的影響、油層非均質(zhì)性對波及系數(shù)的影響 油層的非均質(zhì)性可以分為垂直剖面上、平面上和結(jié)構(gòu)特征上的非均質(zhì)油層的非均質(zhì)