提高石油采收率技術(shù)講義

2005108噸/年（1億。這將油的采收率是比較低的。在目前技術(shù)水平下，石油的采收率平均30%～60%之間。在非均質(zhì)油藏原油殘留在。如何將油藏中的原油盡可能的、經(jīng)濟(jì)有效地開采出來，是一個(gè)極有的問題，也是世界性的難題。從長遠(yuǎn)來看，只要需要石油，人們必將越來越多地將注意力集中到提高整個(gè)開發(fā)全過程。可以說，提高采收率是油田開采永恒的（這種說法一點(diǎn)也不過分。近幾年，但是這種開采方式的分類很容易引起。例如，在我國和前一些油田曾采用早期注水保持EnhancedOilRecovery。目前，EOR這一術(shù)語已獲得普遍的認(rèn)可，并已成為提高采收率的同義詞。現(xiàn)有的主要EOR驅(qū)替方驅(qū)油機(jī)通過改善流度55⑥ASP⑦CO2 輕烴驅(qū)氣驅(qū)

干氣（或貧氣）

EOREOR的研究卻從未停止。（Oil項(xiàng)目和稠油項(xiàng)目的石油產(chǎn)量估計(jì)約為220萬桶／天，約占世界石油總產(chǎn)量的3.6%。其中，72.4萬桶／天，占32.9%；51.5萬桶／天，占23.4%；中國16.6萬桶／天，占7.6%；前地?zé)崃Σ捎褪悄壳笆澜缟蠎?yīng)用最廣泛、最主要的EOR130EOR總59%。1.EOR技術(shù)應(yīng)用狀的EOR項(xiàng)目數(shù)自1986年以來持續(xù)下降，而EOR產(chǎn)量在1992年時(shí)居最高，達(dá)EOR產(chǎn)量與項(xiàng)目1996年統(tǒng)計(jì)的EOR產(chǎn)量與項(xiàng)目EOR60%①CO2在，CO2混相驅(qū)的產(chǎn)量與項(xiàng)目數(shù)都在持續(xù)增加，其原因是：①Colorado和新墨西哥擁有巨大的CO2資源，其供應(yīng)條件已得到改善，已建成3CO2輸氣管線。目前CO2日供應(yīng)能力已達(dá)10億效益也很可觀。據(jù)估計(jì)，CO2驅(qū)每桶油的成本已從1985年的18.2降至10.25。中南部的 12.2%53.1%。199660CO2855×104CO2CO2N219901203.俄羅斯和獨(dú)聯(lián)體EOR技術(shù)應(yīng)用122237個(gè)區(qū)塊上實(shí)施過EOR EOR產(chǎn)量與項(xiàng)目前實(shí)施熱采的主要地區(qū)是19924080萬噸。其中近一半是靠蒸汽驅(qū)采出的（2030萬噸1690360199239201992670萬噸。主要是在西西伯利前進(jìn)行的CO2驅(qū)試驗(yàn)不多，唯一的一次試驗(yàn)，由于管線膨脹和造成污染等問題而終止EOR潛力。2000EOR3.2～6.4m3201012.7～20.7萬我國提高原油采收率潛與國外典型油田條件的對59%。80%。差，非均質(zhì)性嚴(yán)重，原油物性差（粘度高、含蠟高34.2%，一些油20%～25%，遠(yuǎn)低于國外海相沉積油田的水驅(qū)采收率水平。薩斯油田原油粘度高10倍之多含水82%，僅采出地質(zhì)儲(chǔ)量的30.1%，最初預(yù)測最終水驅(qū)采收勝利油田，陸相沉積，原油粘度：上第三系館陶組油層60～90mPa·s，下第三系沙河街組采收率潛力分·大慶油田13口井水淹層密閉取心資料表明，以正韻律厚層砂巖為主的甸、莎北、莎中地區(qū)，注入水在平面上沿條帶狀突進(jìn)，垂向上厚層底部水淹嚴(yán)重──在注水倍數(shù)為1時(shí)水洗厚度僅為69%26.5%47%?！?0余年，在聚合物驅(qū)前，鉆井取心資料表明：薩Ⅱ1-354.6%41.6%～47.1%。250.6230.531，據(jù)此預(yù)測陸上油田水驅(qū)采收率僅達(dá)34.2%。這意味著水驅(qū)之后我國還有近百億噸探明地質(zhì)儲(chǔ)量殘留在，有待新的提高采收率技術(shù)開采。這就是我國提高采收率的巨大資源潛力。1988年應(yīng)用能源部提高采收率潛力模型，對我國13個(gè)油區(qū)173個(gè)油田、近千個(gè)區(qū)塊、總74×108×108t8.7%5.19×108t。適合表面活性劑和復(fù)合驅(qū)的地60×108t18.8%11.3×108t。3010%，復(fù)合驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)15～20%。這些數(shù)字充分顯示出我國提高采收率具有很大的潛力。我國的提高采收率技術(shù)發(fā)展總體狀總體概我國的提高采收率研究起始于60年代初，其發(fā)展是80年代初平均單井日注水量／產(chǎn)液量／38008×108t地質(zhì)儲(chǔ)量。目前我國陸上油田新區(qū)勘探難度越來越大，單純靠新區(qū)增加可采儲(chǔ)量已需要。另一方面，我油田還100×104t4.22平均單井日注水量／產(chǎn)液量／3EOR方法是經(jīng)濟(jì)有效的，不僅可以大幅度增加可采儲(chǔ)量，還可以大幅度減EOR方法粗選。（1986～1990（1991～1995（1996～2000）EOR技術(shù)研究列為國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目。聚合物驅(qū)技術(shù)發(fā)和注入設(shè)備；⑧采出液處理及應(yīng)用技術(shù)；⑨高溫聚合物驅(qū)油技術(shù)；⑩聚合物驅(qū)方案設(shè)計(jì)和礦場水由90.5%下降到67%，日產(chǎn)油由48.6t上升到88.4t，采收率提10.4%1t聚合物干粉增油達(dá)15m3/m10m3/m1m3/m下降7m3/m。產(chǎn)油由37t上升到149t，平均注1t聚合物干粉增油241t，中心井比水驅(qū)提高采收率14%。在葡Ⅰ1-4和薩Ⅱ1-394.7%84.4%86t211t，平均每注1t209t11.6%。6190.7%73.9%651t1356t,10%。9512月。96815.35km2儲(chǔ)量2818×104t，總井?dāng)?shù)222口（其中注入井98口，采出井124口。截止到2000年底，累計(jì)注入聚17.04%3.9%。雙河油田，油層溫度72℃，發(fā)展了一套高溫聚合物驅(qū)技術(shù)，礦場先導(dǎo)性試驗(yàn)已提高采收率8.6%10.4%。168×104t原油生產(chǎn)能力。t。預(yù)計(jì)整個(gè)“九五”期間增產(chǎn)原油1500×104t。1997年投入聚合物驅(qū)工業(yè)化應(yīng)用的油田面積101.3km22.21×108t2.37×104t復(fù)合驅(qū)油技5199367%。大慶油田：在原油×108t基本無酸值的條件下，中區(qū)西部先導(dǎo)性試驗(yàn)區(qū)、杏五區(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)驅(qū)試驗(yàn)結(jié)果，620%，比聚合物驅(qū)提高采收率高出已一倍左右。1283%。280.9t9.7tEOR技術(shù)發(fā)展迅速，已成為我國陸上主力油田持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略技術(shù)。當(dāng)前不論從規(guī)模上、年增產(chǎn)原油量和技術(shù)的系統(tǒng)完善配套上，均已走在世界前列。預(yù)計(jì)到2010年我國化學(xué)驅(qū)年總增油量將占陸上油田年產(chǎn)油量的15%左右，成為世界上EOR技術(shù)工業(yè)聚合物溶液的穩(wěn)機(jī)械降應(yīng)，在聚合物溶液混配時(shí)，或聚合物溶液經(jīng)泵和的輸送過程中，或者在注入通過射孔眼時(shí)，或化學(xué)降生物降聚合物在油藏孔隙中的是決定聚合物驅(qū)油經(jīng)濟(jì)效果好壞的關(guān)鍵因一。（2）聚合物的吸溶劑的性質(zhì)，包括溶劑的類型、pH值、礦化度（Na+、Cl-等）和硬度（Ca2+、Mg2+等別，在動(dòng)態(tài)附過程，巖石粒表面完全溶液中，因吸附比面積較，但表更不光滑，存在粒夾角、道等，們可能聚合過，大分子這些地會(huì)有堆。以這方式滯留的分子已不屬于附滯留是機(jī)械集了。中很難動(dòng)態(tài)吸造成的分子滯與其它聚合物的機(jī)械捕聚合物的水動(dòng)力滯Chauveteau和Kohler兩人在巖心上進(jìn)行了HPAM滯3m/d10.3m/dHPAM3m/d，則聚合物的產(chǎn)出濃度又回到了注入濃度(400mg/l)，這說明滯留量也下降了。Maerker在進(jìn)行黃原膠的類似研究中，也發(fā)現(xiàn)聚合物滯留聚合物在多孔介質(zhì)中的流動(dòng)參(1)阻力系

kFR

pkp（2）殘余阻力系

p

式中kwFRR1FRR愈大，聚合物降低滲透率的能力愈強(qiáng)。它是評價(jià)注聚合物后聚合物驅(qū)主要機(jī)改善流度

f

1/

(0-式中w,o分別為水、油的流度

wkrwokro

fo

1krw

w僅從上式分析，為改善流度比，獲得較好的驅(qū)油效率有兩個(gè)途徑：①降低水/

kro；②提高水/

o油水兩相的相對滲透率（krwkro）krw隨含水飽和度增加而增kro增加的，最終趨向極限值。因此，均質(zhì)油層采油過程中，比值krwkro30%時(shí)，對于wo0.180%30%。就是說，如果驅(qū)替液與原油粘度比過小，在油層中含調(diào)剖效聚合物溶驅(qū)微觀驅(qū)油機(jī)efficiency而不能提高驅(qū)替效率（Displacementrecoveryefficiency5%在縱向上、平面上擴(kuò)大了波及系數(shù)，而且，在油藏微觀孔隙結(jié)構(gòu)上，也增加了水驅(qū)體積。萬莊分院滲流力學(xué)利用核磁儀，對比分析了水驅(qū)和聚合物驅(qū)的人造巖心，認(rèn)為聚合物驅(qū)擴(kuò)大了下面是有關(guān)聚合物微觀驅(qū)油機(jī)理的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)多動(dòng)畫聚合物驅(qū)的適用聚合物的篩對于聚合物的選擇，必須從驅(qū)油效果和經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行考慮，同時(shí)不能地層，因此，油田上應(yīng)用油藏條件的適應(yīng)0.1μｍ2。5mPa～50mPa·s之間比較適合聚合物驅(qū)。此外，地層的含油飽和度必須大于殘余油120℃或者更70℃表現(xiàn)出很強(qiáng)的絮凝傾向。高溫下降解反應(yīng)會(huì)加速，吸附量增大。（三）聚合物注入時(shí)聚合物越早，節(jié)省的注水量越多，注入水利用效率越高。如正韻律油層VK0.72，在聚合物注入量但是應(yīng)該，聚合物不同的注入時(shí)機(jī)對提高采收率的幅度沒有影響。在上述地質(zhì)模型和同樣的10%左右。程，涉及到的投入和龐大的工作量。一開始就注聚合物，不僅會(huì)大大增加油田開發(fā)的難度和工作聚合物的用聚合物用量和聚合物驅(qū)效果的關(guān)200PV·mg/L后，則隨著聚合物用量的增加反而減少了。380PV·mg/L。聚合物用量和經(jīng)濟(jì)效益的關(guān) 220PV·mg/L聚合物分子量的選波及體積越大。當(dāng)然分子量過大，對油層會(huì)帶來注入的。分子量太小，聚合物的增粘效果又會(huì)大0.4μｍ21700萬以上。大慶系，國內(nèi)外研究結(jié)果表明，當(dāng)油層孔隙度半徑中值（R50）與聚合物分子回旋半徑（rp）μｍ，回旋半徑的5倍，也只有1.71μｍ。而大慶油田厚油層的壓資料表明，約有80%的厚油層，其孔隙半徑中值（R50）1.71μｍ，因此對其采用分子量高一些的聚合物是可行的。水解度rprp殘余阻力系數(shù)（Rk注入速剪切速（s-750150000室內(nèi)應(yīng)用VK0.68的正韻律物理模型，在不考慮剪切降解的情況下，開展了對不同分子量的聚分子提高聚合物溶液的段塞濃度和“階梯型21.01%182.96t。另外最近人們還開始注意到聚合物濃度和油層段塞濃在聚合物用量380PV·mg/L的情況下，其中第一段塞用量要占94%以上，第二、第三段塞的用量僅6%500PV·mg/L時(shí)，就不必再用第二、第三段塞了。500PV·mg/L以上時(shí)，在聚合對聚合物溶液段塞前后注入水水質(zhì)的要注聚合物的井網(wǎng)井距選井網(wǎng)類反九點(diǎn) 注水 E最好，可達(dá)5.26%，反九點(diǎn)法，只有3.28%。所以在采用聚合物驅(qū)時(shí)，應(yīng)選擇五點(diǎn)法和四點(diǎn)法面50倍以上，因此注聚合物后，會(huì)使油層的滲流阻力顯著2～5MPa左右。所以在其它條件不變的情況下，注采井距越大，要求的單井注入強(qiáng)度也越大，0.19PV，0.8μｍ2250m左右比較合適。注入壓力升高與注入能力下50114.4%。油井流壓下降、產(chǎn)液能力下3.8MPAPO54.4MPa2.1MPa60%～80%，轉(zhuǎn)入后續(xù)注水后，油井流46.3%～64.7。 產(chǎn)液指數(shù)〔t/(Mpa·d·m)水注聚合 PO5聚合物突破時(shí)間和見效56%井是先見效后突破。井見效時(shí)突破時(shí)最聚合物注入過程的粘度粘度損失，我們在中區(qū)西部葡Ⅰ1-4層試驗(yàn)區(qū)選擇了不同的取樣點(diǎn)進(jìn)行取樣分析，將檢測結(jié)果與室內(nèi)配60%106m70%。聚合物溶液在整個(gè)注入—采出過程中的粘度損失，主要集中在注入系統(tǒng)及射孔眼附近地帶，約油井采出液中礦化度的4000mg/L，由于聚合物驅(qū)油，可擴(kuò)大油層波及體積，增加新的出油部位，當(dāng)聚78%400mg/L以上。當(dāng)?shù)V化度達(dá)到聚合物驅(qū)油機(jī)（We↑這一研究成果的意義聚合物驅(qū)數(shù)值模深度調(diào)剖技通過吸附，粘彈性或沉淀作用，停留在油層的設(shè)計(jì)不為，并在具有較好的穩(wěn)定性（6個(gè)月以；（AM（CAM丙酸鋁、改性的包囊體等。交聯(lián)時(shí)間可根據(jù)設(shè)計(jì)要求控制在6～10天。15%。有些實(shí)驗(yàn)，注入壓力雖然升高，但含水不降。返排，排出物為強(qiáng)度很高的膠體塊。這面。例如，利用陰離子聚合物（H）（,M）減少聚合物溶液粘度30m處的油層內(nèi)，聚注入井解堵，提高注入能聚合物驅(qū)工業(yè)化應(yīng)用出的一個(gè)突出問題是，注入井堵塞嚴(yán)重（這個(gè)問題看來與聚合物粘度但這些措施并沒有從根本上解決注入能力問題，而且有效期非常短（1個(gè)月左右。/活性劑/80年代初出現(xiàn)的新技術(shù)。三元復(fù)合體系是從二元復(fù)合體留。此外，三元復(fù)合驅(qū)比二元復(fù)合驅(qū)有更好的回收率。降低油水界面張而表面活性劑或堿單獨(dú)與原油之間的界面張力下降的速度要慢得多。當(dāng)聚合物濃度適中時(shí)，ASP三元復(fù)合體系比AS二元體系能產(chǎn)生更低的界面張力。這可能是由于聚合物尤其是聚丙烯酰胺能夠保護(hù)表面活性劑，使其不與Ca2+、Mg2+等高價(jià)陽離子反應(yīng)而使活性劑失去表面活性。同時(shí)，表面活性劑和向于使最小界面張力迅速，這樣就減少了堿驅(qū)替原油的滯后過程，且可保持長時(shí)間的低張力驅(qū)過流度控加入活性劑可使聚丙烯酰胺的粘度增加10%～25%，加入堿可使聚丙烯酰胺的粘度增加22%～42%。降低化學(xué)劑的三元體系的堿（Na4SiO4聚合物、活性劑的吸附滯留損pH值較NaCl0.019mg/100gNaHCO3預(yù)沖洗后的吸附量為0.005mg/100g74%NaCl礦（固液比吸附量（mg/100g礦物加入加入碎Berea7存在時(shí)，1.592%被吸附，12095%NaHCO3存在時(shí)，120小3%160。NaHOB-100ORS體系（活性劑—0.3%wt；聚合物—1200mg/L；堿—1.2%wt50%以上。而且，ASP驅(qū)的最大優(yōu)點(diǎn)就是三組分之間協(xié)同作用的存在。但是，吸附損失可以破壞這種協(xié)同作用系的色譜分離。有關(guān)的研究始于20世紀(jì)70年代，當(dāng)時(shí)出現(xiàn)了膠束驅(qū)油體系，活性劑的色譜分離大慶油田中區(qū)西部試驗(yàn)試驗(yàn)區(qū)平均有效厚度為8.6m，孔隙體積203300m3，地質(zhì)儲(chǔ)量117300t,中心井地質(zhì)儲(chǔ)量20065t。試驗(yàn)?zāi)康膶游粸樗_Ⅱ1-315491口取樣井1275A。三元復(fù)合體系于1994年9月24日正式開始注入到1995年6月30日結(jié)束累計(jì)注活性劑180t、堿劑653t、聚合物103.8t，7月1日轉(zhuǎn)入注后續(xù)保護(hù)段塞。在注入的274天中，有243天注入體系與原油的界面張力達(dá)到了mN/m，占88.7%；體系粘度達(dá)到16的有234天，占注入時(shí)間的85.4%；注入壓力由注水時(shí)的3.63MPa上升到5.92MPa，上升了63%；注入強(qiáng)度平均6.3m3/(m.d) 注入前的1.75m3/(m.Mpa.d) 下降到三元體系結(jié)束時(shí)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，全區(qū)累計(jì)生產(chǎn)原油62009t，累計(jì)增產(chǎn)原油19471t，其心井增產(chǎn)原油4207t。根據(jù)動(dòng)態(tài)16.6%21.0%，與數(shù)值模擬預(yù)測的結(jié)果相符。大慶油田杏五區(qū)試驗(yàn)?zāi)康膶?。共有油水?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，采用一注四采不均勻注采井距的五點(diǎn)法面積井網(wǎng)。試驗(yàn)區(qū)面積約為0.04km20.589μｍ，0.63。19948月開始水驅(qū)，1995129日開始注入三元復(fù)合體系，注入體系為0.3%ORS-41+1.2%NaOHmg/L聚合物(1275A)3月末（0.08PV，四口采油（0.378PV1996221日結(jié)束，222日開始后續(xù)水驅(qū)。150（0.307PV12t上升到67t，日增油55t；綜合含水由96.9%80.7%，下降了16.2個(gè)百分點(diǎn)。各井含水下降最10.1%～36.4%13102t。根據(jù)動(dòng)態(tài)反應(yīng)特性，三元復(fù)合驅(qū)比水驅(qū)提高采收率國外三元復(fù)合驅(qū)的礦場試驗(yàn)不多比較完整的是懷俄明州Crook地區(qū)西Kiehl油田三元復(fù)合700是：一次采收率11%（OOIP，水驅(qū)增加29%