提高原油采收率原理(EOR)第七章-B

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提高原油采收率技术

提高原油采收率技术

人工注水 注气
化学驱 混相驱 热力采油 微生物采油
依靠
一次采油
10-25%
天然能量
立足 物理、机械和力学
二次采油
等宏观作用
15-25%
三次采油 应用 化学、物理、热力、生物
(强化采油)
或联合微观驱油作用
四次采油

ZXT
一、提高采收率的途径与方法
EOR-包括采收率超过一次采油的二次采油和三次采 油。包括所有的采油法。
EV
Vsw V
Vsw-注入流体的驱替体积;
V-油藏总体积;
Ev-体积波及系数(效率)。
ZXT
(4)驱油效率
ED-驱油(洗油)效率,又称为微观驱油效率。
指注入流体在波及范围内 ,采出的油量与波及区内石油储量的体积之比
ED

So Sor So
So-原始含油饱和度;
Sor-残余油饱和度; ED-驱油效率。
P
泡沫+ 剂
P
交联+ 剂
交联 体系
总体现状与趋势
①新型抗温抗盐聚合物大部分处在室内研究阶段,且成本较 高,尚未大面积推广应用;
②工艺设备及工艺参数的优化投资较大,有局限性,且效果 有限;
③交联聚合物驱技术、调驱一体化技术正在扩大应用; ④化学复合驱技术虽然效果较好,但成本较高; ⑤污水改性处理配注聚合物技术引人注目,一是可以节约大
2.1化学驱的方法及原理 (3) 碱驱(S)驱
以碱溶液作驱油剂的驱油法。也称为碱溶液驱; 碱强化水驱 。
碱驱用碱: - 碱:NaOH、 KOH、 NH4OH - 盐(潜在碱):Na2CO3、Na2SiO3、 Na4SiO4、Na3PO4 - Na2CO3和NaHCO3复配 - Na3PO4与Na2HPO4复配

提高采收率(ERO)

提高采收率(ERO)

一、球形曲界面压力差
1、球形曲界面压差的实验证明
p1
p2
p1 p2
2、球形曲界面两侧压差产生原因
• 表面能趋于减少,气泡表面倾向于收缩,必 然会产生一种作用,去阻碍气泡表面增大, 即表面能趋于减少的倾向会对鼓泡的方向施 加压力,阻碍表面增大,称为表面收缩压。 • 表面收缩压与鼓泡的压力平衡 • Δp = p 1 – p2
2.4 润湿性对采收率影响
(82-36) /82=0.56
(65-20) /65=0.69
3、 流度比
λw k w k o M wo= = / λo μ w μo
生产井
流度:流体通过孔隙介质能力的一种量度 油
λ=
水 油
k

μ
注入井
水 油
调剖堵水 K2>K3>K1
聚合物驱、热采
4、毛管数 • 定义 无因次准数
油湿 大于90 大于140 大于100
中性润湿 90 90~140 60~100
2.2 Amott指数法
IA(w)>0:水湿; IA(w)=0:油湿; IA(w)接近于0为中性润湿 IA(o)>0:油湿; IA(o)=0:水湿; IA(o)接近于0为中性润湿
2.3 USBM方法
W=lg(A1/A2) W正值:水湿 W负值:油湿 W为零:中性
3、球形曲界面两侧压差公式推导
对于液体下的一个气泡,半径为r,在Δp作用下试 图增加其体积,半径增加dr,体积增加 dV=4πr2dr,表面积增加dA= 8πrdr 按照热力学,此过程作功
W=ΔpdV=Δp 4πr2dr
按照表面能的概念,表面能增加
σdA= σ 8πrdr
容积功=表面能增加 Δp 4πr2dr= σ 8πrdr

目前提高采收率(EOR)技术方法及其机理

目前提高采收率(EOR)技术方法及其机理

目前EOR技术方法主要有哪些,分别论述其机理?1化学驱(Chemical flooding)定义:通过向油藏注入化学剂,以改善流体和岩石间的物化特征,从而提高采收率。

1.1聚合物驱(Polymer Flooding)(1)减小水油流度比M(2)降低水相渗透率(3)提高波及系数(4)增加水的粘度聚合物加入水中,水的粘度增大,增加了水在油藏高渗透部位的流动阻力,提高了波及效率。

高渗透部位流动时,水所受流动阻力小,机械剪切作用弱,聚合物降解程度低,则聚合物分子就易于缠结在孔隙中,增大高渗透部位的流动阻力。

反之,低渗透率部位,聚合物分子降解作用强,,反而容易通过低孔径孔隙,而不堵塞小孔径。

1.2表面活性剂驱(Surfactant Flooding)(1)降低油水界面张力表面活性剂在油水界面吸附,可以降低油水界面张力。

界面张力的降低意味着粘附功的减小,即油易从地层表面洗下来,提高了洗油效率;(2)改变亲油岩石表面的润湿性(润湿反转)一般驱油用表面活性剂的亲水性均大于亲油性,在地层表面吸附,可使亲油的地层表面反转为亲水,减小了粘附功,也即提高了洗油效率;(3)乳化原油以及提高波及系数驱油用的表面活性剂的HLB 值一般在7—18范围,在油水界面上的吸附,可稳定水包油乳状液。

乳化的油在向前移动中不易重新粘附润湿回地层表面,提高了洗油效率。

此外,乳化的油在高渗透层产生贾敏效应,可使水较均匀地在地层推进,提高了波及系数;(4)提高表面电荷密度当驱油表面活性剂为阴离子型表面活性剂时,它在油珠和地层表面上吸附,可提高表面的电荷密度,增加油珠与地层表面的静电斥力,使油珠易被驱动界质带走,提高了洗油效率;(5)聚集并形成油带若从地层表面洗下来的油越来越多,则它们在向前移动时可发生相互碰撞。

当碰撞的能量能克服它们之间的静电斥力时,就可聚并并形成油带。

油带向前移动又不断聚并前进方向的油珠,使油带不断扩大,最后从生产井采出;(6)改变原油的流变性表面活性剂水溶液驱油时,一部分表面活性剂溶入油中,吸附在沥青质点上,可以增强其溶剂化外壳的牢固性,减弱沥青质点间的相互作用,削弱原油中大分子的网状结构,从而降低原油的极限动剪切应力,提高采收率。

提高采收率原理PPT课件

提高采收率原理PPT课件

Po是油水界面上一点的油相压力,Pw是界面下水 相的压力,产生的力平衡如下:
Po=Pa+ρogh1 和 Pw=Pa+ρog(h1+h)- ρwgh 式中,Pa:为大气压,dynes/cm2;
(1.6) (1.7)
h1、h:为图中液体的高度,cm;
ρo、ρw:分别为油水密度, g/cm3;
Patm
h1 po 油
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2.双孔隙模型
在水润湿岩心中被俘留的剩余油呈多种形态(如珠状 或滴状),并被封闭在单孔隙或多个孔隙中。当流动水施 加在油上的力不能克服水优先润湿产生的毛细管力时,原 油就会被捕留住。
第26页/共208页
用图1.9中的并联孔隙模型可形象地说明水驱油时过程的 基本特征。在图1.9中,水在半径分别为r1和r2的两个孔隙中 驱油。在A点和B点处,两孔隙相连形成并联孔隙。对此例来 说,油水两相的粘度和密度是相等的。假设孔隙1比孔隙2小。 如果一个孔隙中的驱替速度比另一个快,而且AB两点间的压 力不足以将孤立油滴从驱替速度较低的孔隙中驱替出来的话, 油相就会俘留。
(1.19)
式中,Po,Pw分别为油相和水相的压力,θ为接触角。
第22页/共208页
图1.7所示的油水界面,在柱形毛细管中系处于平衡状 态 。 亦 即 , 油 、 水 两 相 处 于 静 态 平 衡 。 如 果 , r=1μm , σ=5mN/m,θ=0(表示毛细管表面完全为水所润湿),则:
Pc=2×5mN/m×10-6m
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1.1 油藏排驱过程中的力
1.1.1毛管力(Capillary forces) 表面张力和界面张力
油藏中的油和水是非混相流体,它们共存于多孔介质中,与油水相有关的 界面张力将影响相的分布、相的饱和度和相的排驱。

聚合物驱提高原油采收率原理

聚合物驱提高原油采收率原理

聚合物驱提高原油采收率原理摘要:石油资源是我国重要的能源,与国民经济的发展和人们的生活都有着密切的联系。

随着油田资源的不断被开采,油田石油资源的不断开发,油井的含水率不断的上升,石油资源的开发难度逐渐的增加,如何有效的开采油藏的剩余原油,越来越受到研究人员的重视。

文章通过实验得到,通过采用高浓度和高分子量的聚合物可以提高原油的采收率,文章分析了聚合物驱油的作用过程,改善了聚合物驱油的效果,从而提高了油田原油的采收率,促进了油田开发效益的提高关键词: 聚合物驱油原油采收率方案实验石油资源关系到国家经济的发展命脉,在油田油藏的开采过程中,随着地层注水量的不断增加,油井采出的原油含水量不断增加,油井勘探开发效益逐渐降低,油田勘探开发的效益难以得到保证。

现阶段油藏原油的采收率还是非常低的,大约百分之六十以上的油藏资源还埋存地下没有被开采出来,所以如何将地层剩余原油高效的开采出来,已经成为研究人员重点研究的对象。

一般的情况下,聚合物驱采油技术中,随着注入聚合物浓度和分子量的增大,聚合物的注入压力也随之增高,这样就影响到了聚合物的注入效果,从而不能最大限度的提高聚合物驱油的效率。

研究结果表明,三次采油聚合物驱油技术中,如果聚合物的注入量一定时,通过改变注入空隙的体积倍数等方法都不能明显的增加原油的采收率。

室内实验研究结果的表明,采用大分子量和高浓度的聚合物进行驱油,可以显著的提高原油的驱替效果,在有些情况下甚至可以超过复合驱的驱油效果。

文章开展了高分子量和高浓度的聚合物驱油技术的研究。

一、聚合物提高驱油效率研究油藏经过水驱之后,在地层岩石上存在着油膜、残余油以及残余油滴等,利用地层剩余油在聚合物驱替下的作用机理分析,以及通过模型模拟可以得出,通过采用聚合物驱替采油的方法可以有效的将水驱残余油驱替出来,通过研究可以发现,聚合物驱替原油的主要作用力是聚合物对残余油的拉力,并不是聚合物流动过程中对于地层原油的推力。

提高采收率原理与方法 EOR

提高采收率原理与方法 EOR

⑵降解 将高分子烃类降解为低分子的烃类,可降低原 油粘度和凝固点,增加原油的流动性。 3.产生气体 ①产生CO2、CH4、H2等气体,使油层压力增加; ②部分气体溶解在原油中,使原油体积膨胀,粘度
降低;
③产生的C02气体溶解于水生成碳酸,处理碳酸
盐岩地层,可提高孔隙度和渗透率。
4.解堵作用 就地发酵产生的有机酸和气体使井筒周围得到
包括:聚合物驱、活性剂驱、碱驱和复合驱。
1、聚合物驱
驱油机理
在注入水中加入水溶性高分子聚合物,增加水的粘度, 降低水相渗透率,减小流度比M,提高波及系数。此外可 以减小粘度指进,提高驱油效率。
药剂 聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰胺、黄原胶
存在问题
聚合物:热降解、盐降解、剪切降解、地层吸附
2.活性剂驱
一次采油一次采油天然能量天然能量依靠依靠二次采油二次采油物理机械和力物理机械和力学等宏观作用学等宏观作用立足立足人工注水人工注水注气注气第二节提高采收率的方法三次采油三次采油强化采油强化采油化学物理热化学物理热力生物或联合力生物或联合微观驱油作用微观驱油作用应用应用化学驱化学驱混相驱混相驱热力采油热力采油微生物采油微生物采油一化学驱油法通过向油藏注入化学剂以改善流体和岩石间的物化特征如降低界面张力改善流度比等从而提高采收率
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。
驱油过程是先注一段富气,再注一段干气,然后 用水驱动。
注富气混相驱油过程
3.高压干气驱油法
当地层中原油组分含轻烃组分较多时,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,富化的气体 在推进过程中不断与新原油接触,进一步被富化, 最后达到混相。

提高原油采收率EOR

提高原油采收率EOR

1第一章1.波及系数:指注入流体波及区域的体积与油藏总体积之比。

2.洗油效率:指注入流体在波及范围内,采出的油量与波及区内石油储量的体积之比。

3.采收率:油藏累计采出的油量与油藏地质储量比值的百分数。

从理论上来说,取决于波及效率(系数)(EV )和驱(洗)油效率(ED ) 。

因此,采收率(ER )定义为:ER (η)=EV · ED4.影响采收率的因素:(1)地层的不均质性(2)地层表面的润湿性(3)流度比(4)毛管数(5)布井 5.流度比:指驱油时驱动液流度与被驱动液(原油)流度之比。

w ro orw w o o w o o w w o w wo k k k k /k /k M μμμμμμλλ====6.毛管数:粘滞力与毛管力的比值。

毛管数增大,洗油效率提高,使采收率提高(即剩余油饱和度减少)-影响残余油饱和度的主要因素。

σμd d V Nc =7.增大毛管数的途径: (1)减小σ水驱油时,毛管数的数量级为10-6。

从图1-8可以看到,若将毛管数的数量级增至10-2,则剩余油饱和度趋于零。

若油水界面张力由101mN.m-1降至10-3mN.m-1数量级,即满足此要求。

因此提出表面活性剂驱和混相驱的采油法。

(2)增加µd这也是提出聚合物驱的依据。

(3)提高Vd 但有一定限度。

8.、第二章1.2.在亲水地层,毛细管上升现象是水驱油的动力,在亲油地层,毛细管下降现象是水驱油的阻力。

233.Jamin 效应:是指液珠或气泡通过喉孔时由于界面变形而对液流产生的阻力效应。

)R 1R 1(2p p 2112-=-σ4.(1)Jamin 效应始终是阻力效应,亲水地层Jamin 效应发生在油珠或气泡通过喉孔之前;亲油地层Jamin 效应发生在油珠或气泡通过喉孔之后。

(2)Jamin 效应具有叠加作用即总的Jamin 效应是各个喉孔Jamin 效应的加和。

5.润湿现象:固体表面上一种流体被另一种流体取代引起表面能下降的过程。

提高原油采收率原理 103页PPT文档

提高原油采收率原理 103页PPT文档

2010年11月10日
资源学院石油系 Yuan Caiping
第5页
热力采油的发展史
提高采收率原理 石油工程专业选修课
热力采油在EOR采油中的地位及潜力
几个主要国家稠油和沥青砂的储量:
加拿大:3820108t
委内瑞拉:2270108t
美国:300108t
中国:20108t 前苏联:242108t
第二节 蒸汽吞吐 一、蒸汽吞吐开采过程 二、蒸汽吞吐机理 三、影响蒸汽吞吐的因素 第三节 蒸汽驱 一、蒸汽驱采油机理 二、影响蒸汽驱效果的因素 第四节 火烧油层 一、火烧油层的采油机理 二、火烧油层的采油方法
2010年11月10日
资源学院石油系 Yuan Caiping
第2页
第八章 热力采油
2010年11月10日
本章重点:
1、稠油 2、蒸汽吞吐 3、蒸汽驱
资源学院石油系 Yuan Caiping
第3页
热力采油的发展史
提高采收率原理 石油工程专业选修课
热采发展史
任何技术的发展都是以生产的需要为动力,生产的 需要是热力采油技术发展的原动力。由于发现的稠油 无法用天然能量和注水进行正常开发,人们开始了研 究新技术。早期的研究包括:
• 中 国:2019年初:EOR的产量:40万桶/d 注蒸汽产量占50%
2010年11月10日
资源学院石油系 Yuan Caiping
第8页
第一节 基本理论
提高采收率原理 石油工程专业选修课
一、基本概念
1、热力采油方法:是指利用热能加热油藏, 降低原油的粘 度, 将原油从地下采出的一种提高采收率的方法。
热采的总的目的:加热油层提高原油温度,使原油易于流动。
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二.方案设计
(以大庆油田中西区块为例)
1.配方
B-100 0.3%,Na2CO3 1.25%,
Polymer 1200mg/L 0.05~0.3%B-100,0.7~1.25% Na2CO3 具有 10-3mN/m的LIFT(较宽的低界面张力区)
Viscosity of ASP:17.0mPa.s
第二节 复合驱提高采收率的机理
EAP>EA+EP>EP+EA>EP>EA
EASP>EAS+EAP>EAP>EAS 复合驱中的聚合物、表面活 性剂和碱之间的协同效应。
FLASH
一、聚合物的作用
1.聚合物改善了表面活性剂和(或)碱溶液 对油的流度比。 2.聚合物对驱油介质的稠化,可减小表面活 性剂和碱的扩散速度,从而减小它们的药耗。 3.聚合物可与钙、镁离子反应,保护了表面 活性剂,使它不易形成低表面活性的钙、镁 盐。 4.聚合物提高了碱和表面活性剂所形成的水 包油乳液的稳定性,使波及系数(按乳化-捕 集机理)和/或洗油能力(按乳化-携带机理)
几种?
简述复合驱中聚合物、碱、活性剂之间的协同效 应与提高采收率的基本原理。 适合复合驱油田的基本筛选标准是什么? 简述复合驱存在的问题及其进展。
三、碱的作用
1.碱可提高聚合物(HPAM)的稠化能力。 2.碱与石油酸反应产生的表面活性剂,可将油乳化, 提高了驱油介质粘度,因而加强了聚合物控制流度 的能力。 3.碱与石油酸反应产生的表面活性剂与合成的表面 活性剂有协同效应。L 4.碱可与钙、镁离子反应或与粘土进行离子交换, 起牺牲剂作用,保护了聚合物与表面活性剂。 5.碱可提高砂岩表面的负电性,减少砂岩表面对聚 合物和表面活性剂的吸附量。L 6.碱可提高生物聚合物的生物稳定性。
3.研究内容
* Corefloods
@线性岩心驱替实验(相对渗透率,化学剂
在岩心中的渗流特性,动态滞留损耗,确定流 度控制段塞聚合物的浓度)
@径向岩心驱替实验(评价所选体系的驱油
能力)
@ Oil Recovery Radial Corefloods Radial corefloods are preferred for final system selection because the laboratory oil recoveries compare very well with actual field performance. The radial corefloods determine: ※Mobility ratio of water displacing crude oil ※End points of the relative permeability curve ※Amount of incremental ASP oil ※Amount of chemical retained ※Potential injection and flow problems ※Potential scale problems ※Variation of oil recovery with slug size ※Variation of oil recovery with slug modifications
3.研究内容
*Fluid-Rock Compatibility
This work is done in either consolidated or unconsolidated linear reservoir core at reservoir temperature. This work determines the following: ㊣Relative permeability characteristics ㊣Chemical-rock compatibilities ㊣Injection of polymers in alkaline-surfactant solutions ㊣Rheological characteristics ㊣Polymer requirements for mobility control ㊣Chemical retention by reservoir core ㊣Oil saturation changes after each injected solution
系列径向岩心驱替实验(最佳配方,重复性,
最佳注入量)
3.研究内容
* Numerical simulation
Numerical simulation provides a thorough understanding of the geologic and reservoir parameters that are significant to the production performance. It also permits optimization of oil recovery through studies of alternate exploitation plans. These may include waterflood, thermal methods, miscible gas, and chemically enhanced oil recovery.
二.方案设计
3.效果预测
* 注入ASP约0.1PV后,全区含水开始下降,油 井见效;
* 注入ASP约0.3PV后,含水下降至50%;
* 注入ASP约1.3PV后,全区含水上升到98%,
比水驱提前约14个月;
*累积增油2.12万吨,EOR采收率提高18.1%;
*节约注水量0.5PV
三.现场实施
1994.9.24开始
A与S的协同效应-降低了界面张力;A可提高岩石 表面的负电性,减少了S和P的吸附量。
第三节 适合复合驱的油田筛选标准
第四节 复合驱存在的问题及进展
组合驱油成分带来的问题;色谱分离现象。
色谱分离现象是指组合
的驱油成分以不同的速
度流过地层的现象。
牺牲剂对地层的预处理
有可能缓解这种现象。
ASP驱方案设计与矿场试验
二.方案设计
2.实施方案
在室内研究和数值模拟的基础上,结合试验区 地质,动态资料,确定具体方案. *ASP 0.3PV,聚合物保护段塞0.283PV; *年注入速度0.42PV,平均单井注量60方; *活性剂用量 B-100 180t,碱剂763t,P 108.1t *化学剂用清水配制 *后续水驱至全区综合含水98%时结束
1995.6.30注完ASP段塞 1995.7.1注聚合物保护段塞 注入ASP 9个月后开始见效,88.5% →73.3%,37 →73t
1996.11底,全区累积增油1.947万吨。全区 提高采收率16.6%。
本章小结
复合驱的有哪几种组合方式?ASP三元复合驱通
常需要几个段塞?
为什么要用盐水预冲洗地层?常用的牺牲剂有哪
一.室内实验
1.目的-给出一个能够提高采收率的ASP配方。
2.评价5种方法:Water Flooding, Polymer Flooding, Surfactant Flooding, Alkaline Flooding, ASP Flooding
3.研究内容
*Fluid Design
◎Water and crude analysis
◎Alkali IFT's
◎Alkali-surfactant IFT's
◎Phase behavior evaluations ◎Static chemical consumption evaluations ◎Cation exchange capacity ◎Produced water compatibility evaluations
* Numerical simulation
A reservoir model is generated using the engineering-geologic data and history matching the reservoir performance. A forecast of the future performance is then made for various operating conditions. Matching laboratory coreflood results and translating pertinent parameters to the field model calibrates chemical flood performance. The objective of numerical modeling an oil field is to determine the most profitable exploitation plan that fully utilizes the resource.
ROE原理
第七章 复合驱 Combination Flooding
第一节 复合驱的概念
复合驱是指两种或两:
碱性物质(碳酸钠) 多元羧酸(草酸) 低聚物(聚乙二醇) 改性木质素磺酸盐(磺甲基化木质素磺酸盐)
保护ASP体系机理 与Ca2+、Mg2+反应 竞争吸附
二、表面活性剂的作用
1.表面活性剂可以降低聚合物溶液与油的界 面张力,使它具有洗油能力。 2.表面活性剂可使油乳化,提高了驱油介质 的粘度。乳化的油越多,乳状液的粘度越高。 3.若表面活性剂与聚合物形成络合结构,则 表面活性剂可提高聚合物的增粘能力。 4.表面活性剂可补充碱与石油酸反应产生表 面活性剂的不足。
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