提高原油采收率EOR
提高原油采收率原理EOR第六章表面活性剂驱
微乳的类型: 微乳类型：水外相微乳、油外相微乳、中相微乳（过渡态）
图6－1 微乳类型的转换
微乳类型决定于：活性剂的类型、使用温度、油的性质 （如烃的碳数）、水中的电解质（种类和浓度）、体系 中的助表面活性剂（种类和浓度）
微乳的准（pseudo）三组分相图
（a）水溶性表面活性剂 （b）油溶性表面活性剂 图6－2 微乳的准三组分相图
四、泡沫驱
泡沫配制 水：淡水，也可用盐水 气：氮气、二氧化碳气、天然气、炼厂气或烟道气 起泡剂：主要是阴离子型表面活性剂或非离子型表面活
性剂 在起泡剂中还可加入适量的聚合物（提高水的粘度，从 而提高泡沫的稳定性）和盐（调整表面活性剂的亲水亲 油平衡）。
四、泡沫驱
对起泡剂的亲水基而言，在亲油基选定后，亲水基的亲水性强一些 为好，这主要是亲水基的亲水性越强，形成气泡膜的排液速度越小， 泡沫越稳定；亲水基的亲水强弱参考如下顺序：
图6－3 图6－2中A、B两点的相态
O——
W
一活 组性 分剂
和 ；助 油活 为性 一剂 组为 分一
组 分 准； 三水 组和 分盐 为 另
S
油水比1：1
活性剂浓度不变
盐 可 以 调 整 值
HLB
随着盐含量的增加，表面活性剂由亲水性变至亲油性，微乳体系的类 型由水外相微乳（L）变成油外相微乳（U）。
图 4-5 30℃不同含盐量时相体积的变化（1）5g/LNaCl，形成水外相微乳；（2）15g/LNaCl，中相微乳； （3）25g/LNaCl，形成油外相微乳；（4）100g/LNaCl
地面发泡：将气体通过浸在起泡剂溶液中的发泡器进行发泡，然 后将泡沫注入地层中。 地下发泡：将水、气和起泡剂注入地下，利用孔隙的分散和机械 作用，在油藏中生成泡沫。
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
提高原油采收率原理(EOR)第二章
浸湿功
等温、等压条件下，将具有单 位表面积的固体可逆地浸入液 体中所作的最大功称为浸湿功。 在浸湿过程中，消失了单位面 积的气、固表面，产生了单位 面积的液、固界面。
W浸 U （ 固液 气固） 1m 2 气固 液固
铺展系数
等温、等压条件下，当液体滴 到固体表面后，新生的液固界 面取代气固界面的同时，气液 界面也扩大了同样的面积，这 一过程叫做铺展。这过程中所 做的功称为铺展系数，用S表 示。
容积功=表面能增加 p 4r2dr= 8rdr
2 p r
说明：
• 球形曲界面，内部的压
力总是大于外部的压力； • r为曲率半径； • p1/r；
根据能量守恒原则 即界面能增量与容积 功相等导出
• 只适用于球形界面；
二、任意曲界面压力差
一般的曲界面两侧压力差的公式，Laplace公式
Haines跃动，由于气泡或液滴通过喉孔时的 Jamin效应引起的。
(3) 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。
PJamin (P3 P1) i
Jamin 具 有 叠 加 作 用
i=1，2，3……
Jamin效应使 驱油剂的流度 得到控制 －调剖作用
2 Jamin效应(Jamin effect)
贾敏效应越小，残余油滴越容易被驱动，驱油效率越高。 影响贾敏效应的因素有： 油水界面张力。油水界面张力越小，驱动孔喉油滴的 阻力越小。 油层岩石的润湿性。亲水油藏的润湿角越大，对残余 油的驱动阻力越小，驱油效率越高。因此，对于亲水油 藏，减弱其水湿性（增大润湿角），可以提高对孔喉处 残余油的驱替效率；同理，亲油油藏中，减弱其亲油性， 可以提高对孔喉处残余油的驱替效率；中性润湿，贾敏 效应为零。 油藏的孔隙结构。孔喉比越大，驱动孔喉油滴的阻力 越大。
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。
油气田开发概论第6章、提高采收率技术
4、化学复合驱
化学复合驱是由聚合物、活性剂、碱以各种形式组合驱动。 包括：二元驱和三元驱。
驱 油 机 理 聚合物的流度控制作用：聚合物可以使水相粘度增加，渗透率降低， 以提高波及系数为主；
降低界面张力：表面活性剂或碱与原油中的酸性成份反应就地生成的 表面活性剂，可降低相间界面张力和残余油饱；
另外：复合驱还有碱驱所具有的乳化携带、捕集、聚并、润湿反转等 机理。
2、提高原油采收率 ——在我国各油田的潜力非常大。 原油可采储量的补充，越来越多地依赖于已探明地质储量中采收率的提
高。
注水开采只是整个油田开发全过程度一个阶段，而提高采收率则是油田 开发永恒的主题。
四、提高采收率的途径
第一，通过降低流度比以提高波及系数，同时尽可能适应油层的非均质
性，以减少非均质性对驱油过程的不利影响；
Recovery”,即EOR或Improvement Oil Recovery，即IOR)。
概 述
一次采油
依靠
天然能量
人工注水 注气
化学驱 混相驱 热力采油 微生物采油
二次采油
立足
物理、机械和力学等宏观 作用
三次采油 (强化采油)
应用
化学、物理、热力、生物 或联合微观驱油作用
第一节 基本概念
一、提高石油采收率（EOR） ——向地层中注入驱油剂，改善油藏及其流体的物理化学性质，提高 宏观与微观驱油效率的采油方法统称为提高石油采收率方法。
二、气驱
凡是以气体作为主要驱油介质的采油方法统称为气驱（Gas Flooding）。
按照相态特性分类：混相驱和非混相驱 按照驱替介质分类：二氧化碳驱 氮气驱 轻烃驱 烟道气驱
1、混相驱油法
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
如何提高油井采收率
如何提高油井采收率摘要：主要阐述了提高采油率的定义，EOR方法分类，几种EOR方法的比较，分析了EOR方法的应用现状、EOR方法的发展前景。
关键词：油井采收率采油率方法当前，世界各国采用提高原油采收率的方法生产出的原油已经占到了总产油量的3%左右，并且还在呈逐年上升的趋势，具有十分巨大的发展潜力。
一、EOR方法发展前景经过几十年的发展，提高采收率技术已形成较为完善的技术体系，发展了许多新的技术。
但随着未来人类可利用油气资源的变化及现有技术的局限性，提高采收率技术的发展已面临许多新的挑战。
目前，该技术已发展成为一门综合性的学科，其技术从油藏一投入开发就已经开始应用，如大量特殊结构井的应用。
对于已进入开发中后期的油藏，提高采收率技术更是油田生命的保证。
目前，在许多研究中，已经把油藏管理和模拟研究作为提高采收率技术的基础研究，同时注重各种方法的结合，即在研究油藏特征的基础上使用复合驱，如碱一表面活性剂一聚合物复合驱等，而不是单一驱。
复合驱可以开采不同类型的剩余油，各方法可互补，从而提高原油采收率。
因此，今后的发展趋势也是在研究油气成藏的基础上，继续研究各种方法的优化与结合，实施复合驱替。
同时，新的方法和材料也会不断涌现，从而推动提高采收率技术的发展。
二、EOR的定义提高石油采收率（EOR）是靠向油藏注水、注汽、注碱、注微生物等方式补充地层能量提高原油的采出程度进而提高采收率。
这个定义可以囊括各种类型的采油（包括驱动方法、吞吐方法和各种增产措施），也包括众多采油用的工作剂。
更为重要的是，这种定义并不把提高采油率局限与一个油藏开采历程中的某一特定阶段（一次、二次、三次采油）。
一次采油是靠各种天然驱动机理采油的，例如溶解气驱、水侵、气顶驱或重力驱等。
二次采油则是指运用各种工艺技术，例如注气、注水等，起目的是为了使局部保持地层压力。
三次采油是指二次采油之后所采用的任何工艺技术。
三、EOR方法分类及比较除少数方法属于特例外，所有的EOR方法可以分为三类，即热力方法、化学方法和溶剂方法。
提高采收率方法概述
提高采收率方法概述提高采收率方法概述提高采收率的定义为除了一次采油和保持地层能量开采石油方法之外的其他任何能增加油井产量，提高油藏最终采收率的采油方法。
EOR 方法的一个显著特点是注入的流体改变了油藏岩石和（或）流体性质，提高了油藏的最终采收率。
EOR 方法可分为四大类，即化学驱、气体混相驱、热力采油和微生物采油。
其中化学驱进一步分为聚合物驱、表面活性剂驱、碱驱和复合驱（聚合物一表面活性剂驱，聚合物一表面活性剂一碱三元复合驱，表面活性剂一气体泡沫驱，聚合物一泡沫驱等）。
气体混相驱可分为二氧化碳驱、氮气驱、烃类气体驱（干气驱和富气驱）以及烟道气驱；热力采油方法可分为蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层等；微生物采油方法可分为微生物驱、微生物调堵及微生物降解原油等方法。
一、气体混相驱气体混相驱的目的是利用注入气怵能与原油达到混相的特性，使注入流体与原油之间的界面消失，即界面张力降低至零，从而驱替出油藏的残余油。
气体混相驱按混相机理可分为一次接触混相驱和多次接触混相驱。
按注入气体类型可分为烃类气体混相驱（如LPG 段塞驱、富气驱、贫气驱）和非烃类气体混相驱（如CO2驱和N2驱）。
（一）LPG 段塞混相驱液化石油气（简称LPG）段塞混相驱是指首先注入与地下原油能一次接触达到混相的溶剂段塞，如LPG、丙烷等，然后注入天然气、惰性气体或水。
LPG 段塞混相驱工艺中水段塞是用来控制流度、提高波及效率的）。
一般来说，LPG 段塞尺寸约为10%~15%孔隙体积，而后续的天然气或水的段塞尺寸就非常大。
LPG 段塞混相驱非常有效。
注入的LPG 段塞与原油达到混相后，残余的油滴及可动油都可能被采出，因此这种方法的采收率较高。
此外，混相压力低、适应性强等都是LPG 段塞混相驱的优点。
但是，LPG 段塞混相驱的成本高以及波及效率低等因素限制了该方法的应用。
（二）富气混相驱富气是富含丙烷、丁烷和戊烷的烃类气体。
富气混相驱是指往油层中注入富含C2—C6中间组分的烃类气体段塞，然后再注入干气段塞，通过富气与原油多次接触达到混相来提高采收率的方法。
提高原油采收率原理(EOR)第八章-B
二、CO2混相驱
三、N2（或烟道气）混相驱
共同点:“低粘度”、“高C2-C6含量”、“薄 地层”
对混相驱的地层均要求薄，但倾斜地层例外。
原理：将混相驱 中存在的重力分 异缺点转化为优 点，减小了粘滞 力和重力指进， 增加了混相注入 剂的波及系数。
条件：必须在 小于临界驱动 速度下进行， 临界驱动速度 是由密度差、 流度、K 和地 层的倾角来决 定的。
C2 ～C6 的烃气叫富化剂，它的存在使混乱相易于发 生．通常讲的气体富化、加富，是指气体中C2 ～C6 的含量增加 （2）非烃类混相注入剂 这类混相剂是指CO2、N2等一类混相注入剂
一种烟道气的成分
在烟道气中，x(CO2)一般在0.05~0.20范围，主要 由火力发电站燃烧煤得到。
混相驱分类
混相驱是指混相注入剂作为驱油剂的驱油法。 按混相入剂的性质， 混相驱可分为： • 烃类相驱
CO2适合重质稠油
3.原油膨胀机理 CO2溶于原油后，可使原油的体积膨胀。膨 胀后的原油将易为驱动介质驱出。
原油中 CO2的量 分数越高, 原油的密 度越高,相 对分子质 量越小,原 油的膨胀 系数越大.
膨胀系数：一定T 和饱和PCO2下， 原油的V与同T下 0.1MPa下原油V0 之比.
4.提高地层渗透率机理
CO2多次与富油接触，
取得富化剂富化自
己，从而使体系的
组成进入混相驱内 实现混相。
???
（1）在相同条件下CO2驱的混相压力低，有更小 的两相区； （2）CO2在水中的溶解度高，故更容易通过水相 扩散到油相，达到混相的目的。
五、氮气驱
N2驱是通过多次接触实现混相的。
优点：低廉、易得、 不燃、不爆、无毒、 无腐蚀、在水和油 中的溶解度都很小。
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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 · ED
4．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 o
rw 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。
2
3
3.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 1
R 1(2p p 2112-=-σ
4.（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。
类型：沾湿润湿、浸湿润湿、铺展润湿。
按照润湿类型的概念，水驱油过程应属浸湿润湿，而一个分散的液珠重新沾回岩石表面应属沾湿润湿。
6.润湿滞后：所谓润湿滞后，就是指在外力作用下开始运动时，三相周界沿固体表面移动迟缓而使润湿接触角改变的一种现象。
润湿滞后的大小与固体表面的粗糙度和界面移动速度有关。
由于润湿滞后，水驱油通过均匀毛细管时会产生附加阻力。
7． 物质在相表面和相内部浓度不同的现象，称为吸附。
正吸附是指界面浓度大于相内部浓度的吸附：负吸附是指
界面浓度小于相内部浓度的吸附。
8.聚合物吸附：聚合物主要通过色散力、氢键和静电引力吸附在固液界面上。
聚合物吸附的特点：（1）吸附的构象多（2）达到吸附平衡的时间长（3）吸附后不易解吸（4）聚合物的吸附常是多级吸附（5）有些聚合物的吸附量随温度的变化规律反常
9.Fajans法则：在难容的离子晶体界面上优先吸附与自己离子相同或与自己离子形成沉淀的离子。
10.砂岩表面带电的来源
(1)晶格取代：晶格取代（硅由铝取代、铝为镁取代）使晶体结构的电价不平衡，故需要在表面上结合一定数量的阳离子以平衡电价。
这些平衡电价的阳离子在水中解离下来，在表面附近吸附形成扩散双电层－砂粒表面带负电。
（2）羟基：在砂岩表面的羟基可与H+或OH-结合
与氢离子结合带正电，与氢氧根离子结合带负电
因此在地层水一般的PH值（6.5-7.5）范围内，砂岩表面带负点。
11.判断灰岩表面的带电符号？书P44
一般地层水中石灰岩带正电pH低→Ca2+ →正电
pH高→CO32- →负电
12.水驱油通过并联毛细管时的分散现象
4
若毛细管亲水且水驱油的速度太低时，由于毛管力，大毛细管中油水界面移动速度小于小毛细管中油水界面的移动速度。
第一种形态
若毛细管亲水且水驱油的速度足够高时，由于粘滞力，大毛细管中油水界面移动速度大于小毛细管中油水界面的移动速度。
第二种形态
在亲油地层中，无论水驱速度高低，油滴都将留在小毛细管中。
第三章
1.调剖：从注水井进行封堵高渗透层时，可调整注水层段的吸水剖面，这称为调剖。
堵水：从油井进行封堵高渗透层时，可减少油井产水这称为堵水
2.堵剂的分类
（1）按注入工艺，可分为单液法堵剂（如铬冻胶)和双液法堵剂（如水玻璃-氯化钙双液法堵剂）
（2）按堵剂封堵的距离，可分为渗滤面堵剂（如水膨体）、近井地带堵剂（如硅酸凝胶）和远井地带堵剂（如
5。