《提高采收率原理》教學(xué)大綱

《提高采收率原理》教學(xué)大綱一、課程基本信息1、課程英文名稱：EnhancedOilRecovery2、課程類別：專業(yè)課程3、課程學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)32，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)4。4、學(xué)分：25、先修課程：油層物理、滲流力學(xué)、物理化學(xué)6、適用專業(yè)：石油工程、海洋石油工程、油田化學(xué)7、大綱執(zhí)筆：石油工程教研室王健8、大綱審批：石油工程學(xué)院學(xué)術(shù)委員會(huì)9、制定（修訂）時(shí)間：2006.11二、課程的目的與任務(wù)《提高采收率原理》是石油工程專業(yè)（采油、油藏模塊）本科生的專業(yè)必修課程，其目的是讓學(xué)生了解和掌握各種提高采收率方法的基礎(chǔ)知識(shí)、基本驅(qū)油原理、復(fù)雜驅(qū)油理論、各EOR方法的適用條件、礦場應(yīng)用現(xiàn)狀、存在的問題、解決問題的主要思路及技術(shù)研究發(fā)展方向等，為將來從事提高采收率方向的實(shí)際工作和科學(xué)研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于我國油田普遍處于高含水階段，產(chǎn)量遞減速度快，提高采收率技術(shù)是一項(xiàng)十分必要和緊迫的研究課題。石油工程專業(yè)有相當(dāng)多的畢業(yè)生將從事與提高采收率方向相關(guān)的具體工作。該課程的開設(shè)對(duì)于培養(yǎng)石油工程專業(yè)的復(fù)合型、實(shí)用型人才具有重要意義。三、課程的基本要求要求選修者分別對(duì)以提高波及效率為主和以提高洗油效率為主的各種方法的原理、室內(nèi)評(píng)價(jià)方法、適用條件等加以掌握，為此要求對(duì)油層物理學(xué)、高分子化學(xué)、表面化學(xué)、膠體化學(xué)、傳熱學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科有較深了解。四、教學(xué)內(nèi)容、要求及學(xué)時(shí)分配（一）理論教學(xué)：按層次結(jié)構(gòu)列出知識(shí)點(diǎn)條目，知識(shí)點(diǎn)的簡要說明，知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)要求，重點(diǎn)、難點(diǎn)，教學(xué)時(shí)數(shù)及其所用時(shí)間等。緒論（1學(xué)時(shí)）要求：了解一、二、三次采油、EOR、IOR、ASR等有關(guān)原油采收率的基本概念，了解提高采收率技術(shù)的發(fā)展歷史及應(yīng)用狀況，大致知道各種提高采收率技術(shù)的發(fā)展背景、適用條件。一次采油（PrimaryOilRecovery）二次采油(SecondaryRecoveryProcess)?我國水驅(qū)油(二次采油)面臨的挑戰(zhàn)?水驅(qū)油采收率低的主要原因三次采油(TertiaryRecovery)提高采收率EnhancedOilRecovery(EOR)提高采收率EOR分類中國提高采收率方法的潛力分析重點(diǎn)：提高采收率技術(shù)的發(fā)展歷史及應(yīng)用狀況。難點(diǎn)：學(xué)生對(duì)石油工程專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握的程度。第一章：水驅(qū)油采收率(3學(xué)時(shí))要求：掌握油田進(jìn)行注水開發(fā)的目的、水驅(qū)油時(shí)宏觀剩余油、微觀殘余油的形成機(jī)理及分布；通過分析殘余油滴在微觀毛管中的受力，得出它的啟動(dòng)、運(yùn)移條件，進(jìn)而掌握提高微觀驅(qū)油效率的途徑；通過分析粘性指進(jìn)和舌進(jìn)的形成機(jī)理，得出流度控制、穩(wěn)定驅(qū)替前沿、提高體積波及效率的方法；綜合分析掌握影響水驅(qū)采收率的因素。油藏排驅(qū)過程中的力毛管力粘滯力微觀水驅(qū)油機(jī)理MicroscopicDisplacementofFluidsinaReservoir宏觀水驅(qū)油機(jī)理MacroscopicDisplacementofFluidsinaReservoir水驅(qū)油采收率分析波及效率Es(SweepEfficiency)驅(qū)油效率ED(DisplacementEfficiency)提高水驅(qū)油采收率的途徑影響水驅(qū)油采收率的因素毛管數(shù)與殘余油、采收率的關(guān)系提高水驅(qū)油采收率的途徑重點(diǎn)：水驅(qū)剩余油、殘余油的形成機(jī)理。難點(diǎn)：剩余油、殘余油的形成過程分析，毛管數(shù)的概念及物理意義。第二章：聚合物驅(qū)(8學(xué)時(shí))要求：掌握驅(qū)油用聚合物應(yīng)具備的基本性質(zhì)，能分析各因素對(duì)聚合物溶液粘度的影響規(guī)律，熟練掌握聚合物溶液的流變性、聚合物溶液驅(qū)油時(shí)控制流度的機(jī)理、在孔隙介質(zhì)中的流動(dòng)特征(吸附、滯留和不可入孔隙體積)、阻力系數(shù)、殘余阻力系數(shù)、有效粘度的物理意義及測定原理，熟悉聚合物室內(nèi)評(píng)價(jià)方法，知道聚合物驅(qū)的適用條件，了解聚合物驅(qū)的方案設(shè)計(jì)、工藝過程、監(jiān)測手段、效果評(píng)價(jià)方法。掌握化學(xué)調(diào)剖的原理、設(shè)計(jì)方法及效果評(píng)價(jià)方法。掌握聚合物弱凝膠調(diào)驅(qū)技術(shù)和聚合物本體凝膠的調(diào)剖堵水技術(shù)。驅(qū)油用聚合物及其水溶液性質(zhì)驅(qū)油用聚合物（Polymer）聚合物（HPAM）的分子結(jié)構(gòu)與性能聚合物溶液的配制聚合物溶液性質(zhì)聚合物溶液的流變性（RheologicalProperties）聚合物溶液在孔隙介質(zhì)中的流變性聚合物溶液在孔隙介質(zhì)中的流動(dòng)特征滯留不可入孔隙體積（）TOC\o"1-5"\h\z聚合物溶液的過濾性（）有效粘度m殘余阻力系數(shù)（）RR阻力系數(shù)（）R粘彈效應(yīng)系數(shù)聚合物驅(qū)油機(jī)理聚合物驅(qū)室內(nèi)評(píng)價(jià)與設(shè)計(jì)交聯(lián)聚合物驅(qū)與調(diào)剖堵水技術(shù)重點(diǎn)：驅(qū)油用聚合物應(yīng)具有的基本性能，聚合物溶液在孔隙介質(zhì)中的流動(dòng)特征，聚合物驅(qū)應(yīng)用評(píng)價(jià)技術(shù)等。難點(diǎn)：聚合物溶液的流變性、在孔隙介質(zhì)中的流動(dòng)特征。第三章：表面活性劑驅(qū)（6學(xué)時(shí)）要求：掌握驅(qū)油用表面活性劑應(yīng)具備的基本性質(zhì)，熟練掌握表面活性劑溶液與原油之間的界面特性、微乳液的組成與性質(zhì)、室內(nèi)評(píng)價(jià)方法與手段、驅(qū)油過程中表面活性劑的損失與擬制方法，活性水驅(qū)與微乳液驅(qū)的驅(qū)油機(jī)理，了解活性水驅(qū)與微乳液驅(qū)的設(shè)計(jì)思路與適用條件。驅(qū)油用表面活性劑微乳液特性?微乳液基本組成及特性?微乳液的相態(tài)特性微乳液驅(qū)油機(jī)理MechanismsofMicro-emulsionDisplacement?部分混相驅(qū)（b?就地非混相排驅(qū)?就地混相排驅(qū)微乳液驅(qū)油采收率活性水驅(qū)重點(diǎn)：表面活性劑的室內(nèi)評(píng)價(jià)體系與評(píng)價(jià)方法難點(diǎn)：用擬三元相圖分析微乳液驅(qū)的驅(qū)油機(jī)理第四章：堿水驅(qū)（1學(xué)時(shí)）要求：掌握堿水驅(qū)提高采收率的機(jī)理，了解驅(qū)油用堿劑應(yīng)具備的基本性質(zhì)及安全知識(shí)，熟練掌握堿性水溶液與原油之間的動(dòng)態(tài)界面張力特征、堿耗的評(píng)價(jià)方法、堿水驅(qū)的應(yīng)用條件。驅(qū)油用堿劑堿水驅(qū)機(jī)理堿與儲(chǔ)層的相互作用重點(diǎn)：堿性水溶液與原油之間的動(dòng)態(tài)界面張力特性及堿耗機(jī)理難點(diǎn)：堿使巖石潤濕性改變在提高驅(qū)油率中的作用第五章、復(fù)合驅(qū)（2學(xué)時(shí)）要求：掌握三元復(fù)合驅(qū)（堿、表活劑、聚合物三元復(fù)合驅(qū)）中的協(xié)同機(jī)理，掌握堿、表活劑、聚合物三元復(fù)合驅(qū)油體系的性能及其在驅(qū)油過程中的協(xié)同效應(yīng)，了解各自的適用條件。復(fù)合驅(qū)概述復(fù)合驅(qū)過程中的物理化學(xué)作用ASP三元復(fù)合驅(qū)室內(nèi)評(píng)價(jià)技術(shù)重點(diǎn)：堿、表活劑、聚合物三元復(fù)合驅(qū)油體系的性能。難點(diǎn)：三元復(fù)合驅(qū)油體系的協(xié)同效應(yīng)表征方法。第六章：互溶驅(qū)替理論（2學(xué)時(shí)）要求：了解化學(xué)驅(qū)過程中的吸附、化學(xué)反應(yīng)和擴(kuò)散彌散等物理化學(xué)作用的基本現(xiàn)象、產(chǎn)生原因、量化模型;掌握互溶驅(qū)替的基本概念、理想互溶驅(qū)替滲流方程的推導(dǎo)、方程中各項(xiàng)的物理意義;能夠用理想的彌散滲流理論分析化學(xué)驅(qū)過程中的濃度變化規(guī)律、求取擴(kuò)散彌散系數(shù);掌握聚合物驅(qū)濃度剖面模型的分析計(jì)算方法。理想互溶驅(qū)替理論考慮吸附和化學(xué)反應(yīng)作用的互溶驅(qū)替理論考慮粘度差異的互溶驅(qū)替理論化學(xué)驅(qū)濃度剖面模型分析重點(diǎn)：彌散滲流方程的建立與求解。難點(diǎn)：彌散滲流理論方程的建立、聚合物驅(qū)濃度剖面模型。第七章：氣體混相驅(qū)（6學(xué)時(shí)）要求：掌握混相、非混相、一次接觸混相、多級(jí)接觸混相等基本概念，掌握汽化氣驅(qū)、富氣驅(qū)的混相機(jī)理與實(shí)現(xiàn)混相驅(qū)的條件，掌握MMP的意義及室內(nèi)測定方法與預(yù)測方法，了解注氣過程中固溶物的沉積條件與預(yù)防措施。掌握氣體混相驅(qū)的適用條件。1.基本概念用于混相驅(qū)的氣體混相驅(qū)的種類原油體系性質(zhì)與相態(tài)原油體系性質(zhì)2CO/原油體系相態(tài)2原油體系與原油體系對(duì)比243.混相驅(qū)機(jī)理一次接觸混相驅(qū)機(jī)理凝析式多次接觸混相驅(qū)機(jī)理蒸發(fā)式多次接觸混相驅(qū)機(jī)理4.混相條件的確定方法最低混相壓力（）壓力的確定方法驅(qū)的流度控制方法驅(qū)的流度比及平面波及2的垂向波及效率2流度控制一水氣交替注入（）6.混相驅(qū)現(xiàn)場應(yīng)用重點(diǎn)：汽化氣驅(qū)、富氣驅(qū)的混相機(jī)理，MMP的室內(nèi)測定方法與預(yù)測方法。難點(diǎn)：CO2對(duì)原油中烴類組分的抽提作用。第八章：熱力采油（2學(xué)時(shí)）要求：掌握稠油的粘溫特性，加熱油層的熱載體應(yīng)具備的性質(zhì)。掌握各種熱采過程中的傳熱計(jì)算方法，熱損失的計(jì)算方法等，了解蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)、火燒油層的驅(qū)油機(jī)理、實(shí)施工藝過程和各自的適用條件。稠油特性稠油的分類標(biāo)準(zhǔn)我國稠油的主要特點(diǎn)稠油的粘溫曲線注熱載體的選擇汽化潛熱過熱蒸汽注蒸汽過程中的熱損?地面熱損失?井筒熱損失油層注蒸汽加熱蒸汽吞吐（PufandHuff,SteamStimulation,CyclicSteamInjection）蒸汽驅(qū)（Steamdrive,Steamflooding）火燒油層（In-situcombustion）重點(diǎn)：熱采過程中的傳熱計(jì)算方法難點(diǎn)：各種傳熱模型的應(yīng)用條件第九章：微生物采油（選修，2學(xué)時(shí)）要求：掌握微生物采油機(jī)理及微生物在油層條件下的生存、繁殖、代謝及運(yùn)移條件，掌握微生物采油的各種應(yīng)用方式及其相應(yīng)的微生物篩選方法。油層微生物微生物采油機(jī)理與篩選微生物采油應(yīng)用重點(diǎn)：微生物在油層中的作用機(jī)理難點(diǎn)：不同微生物在油藏中的適應(yīng)性（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)（4學(xué)時(shí)）1、實(shí)驗(yàn)課的目的及要求本實(shí)驗(yàn)屬《提高采收率原理》課程所開實(shí)驗(yàn)。要求學(xué)生掌握以提高波及效率為主的聚合物驅(qū)油體系和以提高洗油效率為主的微乳液驅(qū)油體系的室內(nèi)配制方法、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、在孔隙介質(zhì)中的流動(dòng)規(guī)律等。加深對(duì)化學(xué)驅(qū)提高采收率機(jī)理的認(rèn)識(shí)，為今后從事石油開采及相關(guān)學(xué)科的研究奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生了解聚合物和微乳液室內(nèi)評(píng)價(jià)儀器、設(shè)備名稱、流程、測試操作方法;掌握聚合物溶液的流變性、聚合物溶液驅(qū)油時(shí)控制流度的機(jī)理;掌握阻力系數(shù)、殘余阻力系數(shù)、有效粘度的物理意義及測定原理、影響因素;掌握微乳液的組成、室內(nèi)配制方法、乳化過程、增溶效果、表面活性劑驅(qū)油體系與原油的界面及動(dòng)態(tài)界面張力、驅(qū)油適用條件等。2、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和占用學(xué)時(shí)的具體分配（1）、聚合物驅(qū)阻力系數(shù)、殘余阻力系數(shù)的測定2學(xué)時(shí)綜合型）實(shí)驗(yàn)1目的加深對(duì)聚合物溶液在孔隙介質(zhì)中的流動(dòng)特征的理解，加深對(duì)聚合物溶液降低驅(qū)替相流度、穩(wěn)定排驅(qū)前緣、降低高滲透孔隙滲透率、提高波及效率機(jī)理的理解。熟悉驅(qū)油用聚合物溶液室內(nèi)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法和測定原理。掌握聚合物溶液配制方法，不用流速下聚合物溶液阻力系數(shù)和殘余阻力系數(shù)的測定方法（3-個(gè)5流速）;2）實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備恒速流程設(shè)備：阻力系數(shù)測定裝置、微量平流泵（流量范圍0、巖芯夾持器、中間容器、精密壓力表、微流量測定儀、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)、電子天平、攪拌器。恒壓流程設(shè)備：阻力系數(shù)測定裝置、氮?dú)馄考罢{(diào)壓裝置、巖芯夾持器，中間容器、精密壓力表、微流量測定儀、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)、電子天平、攪拌器。（2）、微乳液配制及性質(zhì)測定2學(xué)時(shí)綜合型1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖炀氄莆瘴⑷橐旱慕M成成份，加深對(duì)表面活性劑驅(qū)界面及降低界面張力概念的理解，加深對(duì)表面活性劑驅(qū)乳化過程、增溶效果的理解，熟悉驅(qū)油用表面活性劑的相態(tài)評(píng)價(jià)方法。配制出完整的微乳液相態(tài)體系（n-finfii型微乳液），即得出含鹽量對(duì)微乳液相態(tài)的影響曲線，計(jì)算表面活性劑的增溶參數(shù)，掌握含鹽量對(duì)微乳液相態(tài)的影響規(guī)律。）實(shí)2驗(yàn)儀器設(shè)備具塞量筒（）、燒杯、恒溫水浴、移液管、攪拌器、鼓風(fēng)電熱干燥箱、低速離心機(jī)。3、實(shí)驗(yàn)課考核方法學(xué)生分組在實(shí)驗(yàn)教師的指導(dǎo)下完成實(shí)驗(yàn)，提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，進(jìn)行考核。五、考試考核辦法1、每次課后布置習(xí)題或思考題，計(jì)入平時(shí)成績。2、上課提問，計(jì)入平時(shí)成績。3、不定期在課堂測驗(yàn)，計(jì)入平時(shí)成績。4、