发展注气提高采收率技术

发展注气提高采收率技术
发展注气提高采收率技术

文章编号:1000-2634(2000)03-0041-05

发展注气提高采收率技术X

李士伦,郭平,戴磊,孙雷

(西南石油学院,四川南充637001)

摘要:提高采收率(EOR或IOR)研究是油气田开发永恒的主题之一。当今世界,蒸汽驱仍占主导地位。近几年由于油价低,化学驱下降,而注气驱则连续增加。中国东部油田的储层属陆相沉积,非均质严重,原油粘度又比较高,含水上升很快,水驱采收率比较低,约33%。近期发现的石油储量又多属低渗透及高粘度等难采储量,发展提高采收率技术已成为陆上石油工业继续发展的一项迫切战略任务。1998年,全国开展了三次采油潜力的二次评价工作,据初步统计,适合于注气(CO2)混相驱的地质储量在10.57@108t以上。综合研究国外经验,结合我国三采潜力分析和评价,认为目前我国东部油区有条件的油田要侧重发展注非烃气驱,而西部则侧重发展注烃气驱技术。发展非烃气驱的关键在气源,要重视寻找天然CO2气源。探索发展制N2、注N2、脱N2和制CO2等技术。注意发展国产的压缩机装备。抓好注气驱先导试验和富含凝析油的凝析气藏回注干气的试验。加强注气提高采收率的理论和实验研究,作好技术储备,培养好人才。

关键词:提高采收率;注气;混相驱

中图分类号:TE357.45文献标识码:A

1世界发展注气提高采收率技术综述

1.1回顾与展望

1.1.1注气已成为国外除热采之外发展较快的提

高采收率方法

1世界范围EOR提高的产油量1998年与1996年相比略有上升,它占世界石油总产量2.3%。其中美国与1996年相比EOR产油量增长5%,这占全美总产油量的12%。美国的CO2驱产油量占总EOR产油量的23.6%。美国有丰富的CO2气源,储量近1012m3。

o美国注气项目数变化见表1。

?美国1998与1996年相比各种EOR方法增油量变化率和项目变化率见表2。

1.1.2美国注气项目分析

根据美国能源部门1992年4月全美采收率项目数据库资料统计,进入数据库的共有1388个提高采收率项目,来自568个油田。其中,气驱项目占EOR项目总数22%,热采项目39%,化学驱项目37%,其它0.5%。从美国注气项目分析中可列出以下结果(见表3)。

表1美国注气项目数变化表

类型

年份

19841986198819901992199419961998

1998比

1996/(%)

烃混相/

非混相驱

1626222325151411-21.4 CO2

混相驱

4038495252546066+10.0 CO2

非混相驱

1828842110-100.0 N2驱79997891011.1烟道气驱33232000)其它))))1100)

总气驱

项目

84104909189798487 3.6

总EOR

项目

373512366295273226212199- 6.1

气驱所占

比例/(%)

22.520.324.630.832.634.9539.643.7)

表2增油量变化率和项目变化率

变化率

EOR方法

热采化学驱气驱

总增长产量变化/(%) 5.20 4.7 5.0

项目变化/(%)-13.5-8.3 3.6- 6.1

第22卷第3期西南石油学院学报Vol.22No.3

2000年8月Journal of Sout hwest Petroleum Institute Aug2000

X收稿日期:2000-03-03

作者简介:李士伦(1935-),男(汉族),浙江绍兴人,教授,博士生导师,我国著名气田凝析气田开发专家,享受政府特殊津贴的有突出贡献专家,四川省首批学术、技术带头人,石油工业有突出贡献教育专家,长期从事气田凝析气田开发、油气相态和注气提高原油采收率研究。

1.1.3以烃类溶剂为主导的加拿大工业性混相驱

目前阿尔伯达正进行的混相驱,平均最终采收率达到59%,而水平驱达到32%,大多数混相驱是重力稳定驱形式。与水驱采收率相比,垂向混相驱增加的采收率为15%~40%的原始地质储量,而水平混相驱增加的采收率较小,为5%~20%。

1.1.4提高采收率技术和经济进步展望

许多技术继续在发展,它们主要是:

(1)运用三维地震等综合方法测定老油田残余油饱和度分布和新油田的含油饱和度分布;

(2)较为便宜的、复杂结构的水平注入井、短曲率半径井,以取代成本高的加密井;

(3)更有效的适应注气驱油藏的数值模拟方法;

(4)为防止粘性指进和改善流度比,研制CO2泡沫体系;

(5)中东地区把烟道气通过氨溶液吸收法回收CO2,以便泵入液态CO2;

(6)提出近混相驱替方式,以便综合考虑界面张力和流度作用的影响,从中协调两者的关系,这样就不一定都要把地层压力提高到混相压力和把界面张力降低到零;

(7)进行注CO2/N2、CO2/CH4、N2/烃类气体等混合气提高采收率的可行性研究;

(8)轻油油藏注空气驱的可行性研究;

(9)毛细管力和吸附对凝析气藏烃混合物分布的影响研究。学院已对多孔介质油气体系相态研究了近10年,取得了重要进展。近来,在国际上也出现了类似的研究文章,认为在细孔隙内吸附作用很大,特别在混合物临界点处作用更为显著,与我们的观点和结论一致;

(10)注气过程中固溶物沉积研究。在原油生产过程中,蜡、沥青质在油藏流体中的沉淀现象是一个严重问题,它可导致地层、井眼和生产设备的堵塞,沥青质沉淀常发生于压力衰竭(一次采油)或用富气(注入溶剂)、或CO2驱替过程中,这是一个非常有意义的研究工作,是一个研究热点,也是一个难度较大又十分必要的研究课题;

(11)应用水平井进行CO2驱机理研究;

(12)凝析气田注水保持压力的可行性研究。

表3美国注气项目分析

类型数量成绩

显著

成功

为期

尚早

评价

失败有利润

实施

范围

油藏

埋深/m

原油粘度

/mPa#s

孔隙度

/(%)

渗透率

/(10-3L m2)

原油相

对密度

注气前

开发方式

注气前

S o/(%)

注气后

S o/(%)

CO2混相驱66113321134个油田范

围34

817.4~3245.2,

1220~1525居多

0.35~3.5

3.93~26,

<15居多

1.5~770,

居多<10

0.8603~

0.8871

注水占

53项

15~70,

50~60

居多

1~50

烃类混相驱10)

10项全

部成功

))7

油田

规模6

1830~4135.8,

>3050占8项

0.12~2,

<1居多

9.3~26

仅1个最高

达1000,

一般0.1~11

0.7883~

0.9100,

0.8251居多

二次采

油居多

50~8520~50

N2混相驱3)3))3油田

范围3

>305.00.07~0.37.5~140.2-35

0.8348~

0.7753

二采2,

注水1

76~8059~45

N2非混相6141)2油田

范围4

335.5-30500.07~5.511~283~2800

0.9100~

0.7628

注烃3,

一次采油1

98.5~4745~52

1.2注气提高采收率的筛选准则

1.2.1采收率方法

现行方法主要概括为/三气0、/三水0、/三热力0。/三气0指N2(烟道气)驱、烃类气体多次接触混相驱(蒸发气驱、凝析气驱)和一次接触混相驱、CO2驱;/三水0指胶束/聚合物、碱/表面活性剂/聚合物驱、聚合物驱或凝胶处理;/三热力0指火烧油层、蒸汽或热水驱,地面坑道采矿。

烃类混相驱参考筛选准则见表4,N2及烟道气参考筛选准则见表5,CO2驱参考筛选准则见表6。

1.2.2CO2吞吐是一种非混相过程,也是一项油井增产措施。它需要CO2气量少,油藏地质条件也不太苛刻,我国可先开展起来。

1.3注气提高采收率机理

一个油藏总采收率可分解成几个独立作用的因子,即:E R=E A E V E D

式中,E R)总采收率;

E A)面积扫油效率,指被注入流体侵入的部分油藏面积,确定面积扫油效率的主要因素是:流体的流度K/L、流动状态、区域的非均质性、油藏开发的范围和注入流体的总体积;

42西南石油学院学报2000年

E V)垂向扫油效率,指部分被注入流体扫过的垂向面积,是油层的垂向非均质性和重力分离程度的主要函数;

E D)驱替效率,指已被驱替过的扫油区中流动原油的百分比,它是注入体积、流体粘度和岩石相对渗透率特性的一个函数。

表4注烃混相驱筛选准则

原油建议值现行项目范围相对密度<0.91590.9100~0.7628(混相)粘度/mPa#s<30.04~2.30组成轻烃含量高)油饱和度/PV>30%30%~98%

储层类型尽可能少的裂缝和高

渗的砂岩和碳酸盐岩

)

有效厚度相对薄(除非构造陡))

平均渗透率无限制)

深度/m>12201232.2~4849.5温度无临界值)

表5注N2或烟道气筛选准则

原油建议值现行项目范围

相对密度<0.84980.835~0.763

(混相)

粘度/mPa#s<0.400.07~0.30组成轻烃含量高(C1~C7)高油饱和度/PV>40%59%~80%储层类型无裂缝的砂岩和碳酸盐岩)

有效厚度相对薄(除非构造陡))

平均渗透率无限制)

深度/m>18283050~5642.5温度无临界值)

表6CO2驱筛选准则

类型原油相对密度深度/m 原油粘度/(mPa#s)

CO2混相驱

<0.8251

0.865~0.825

0.887~0.865

0.922~0.887

>762

>853

>1006

>1219

<10

CO2非混相驱0.92~0.98549<600

提高采收率的各种方法是要把上述方程中一个或几个效率提高。现在大庆广泛采用的聚合物化学驱方法,就是改善了的水驱,目的在于提高波及体积(即E A和E V),而注气混相驱目的在于提高E D,降低注入溶剂及原油的界面张力,使界面消失,提高驱替效率。

根据不同注入气体与原油体系的特性,注气混相驱和非混相驱可分为一次接触混相、多次接触混相和非混相三种方式。而多次接触混相又可细分为:凝析气驱(富气驱)和蒸发气驱(贫气驱)。一次接触过程的注入流体可为液化石油气(LPG,C3) C4)和乙烷(C2);多次接触过程蒸发气驱为:甲烷(C1)、N2、CO2、烟道气和空气;凝析气驱为:液化石油气+甲烷(C1+C3)C4)、甲烷+乙烷(C1+C2)、甲烷+乙烷+液化石油气(C1+C2+C3)C4)。

运用三元相图可较好地描述注气过程中发生相态的一般特征。注气过程中有关的物理化学现象和影响因素是很复杂的。流体混合作用有3种机理:分子扩散作用,微观对流弥散作用,宏观对流弥散作用。在非均质很强的储层中,第3种作用要比前2种强。

注入低界面张力的气,由于不利的流度比,注入溶剂(气)前缘不稳定,以不规则指进穿入原油,使其过早突破,窜入生产井。所以,克服注气过程的粘性指进是注气提高采收率的关键。

影响注气的因素还有孔喉大小分布、重力影响、润湿性、水锁现象等。因此在注气过程的设计中要特别注意界面张力、流度比和孔喉大小分布3种因素的协调。只有这样才能获得高的注气效率和采收率。在进行注气现场试验前,必须认真地进行室内实验研究和注气工程设计。

1.4注气提高采收率物理模拟技术(实验研究)

1.4.1进行混相驱实验设计时应回答的主要问题

(1)如果油藏有足够的剩余油,值得进行混相驱,那么应考虑采取什么驱动类型和过程?

(2)如果注气值得考虑,需测哪些参数?

(3)当油、气粘度比高于油、水粘度比时,为什么注气又有成效?如何使它卓有成效?

(4)区别混相注气、近混相注气与非混相注气?

(5)向垂直稳定系统中注气或向水平系统中注气?采取何种方案?

(6)为减少注气开发过程的风险性,需进行那些专门实验测试?

(7)提供影响注气诸因素的详细研究。

(8)为获得最好结果,强调参数优化和合理化。

(9)按比例放大问题和相似准则的评价。

(10)对近期发展的方法与传统方法的比较。1.4.2混相驱实验设计着重确定的问题

(1)确定可采用的混相驱类型:其决定性因素有油藏压力、溶剂的可用性和经济性,油藏性质(主要包括渗透率、厚度、倾角、含油饱和度、油藏的非均质性、深度和储量)、原油性质(尤其是粘度和蜡、沥青质含量),混相驱失去吸引力的主要因素有存在大

43

第3期李士伦等:发展注气提高采收率技术

的气顶、有裂缝、埋藏深、纵横向渗透率差别悬殊;

(2)注入溶剂的组成和最小混相压力(MMP)的确定:确定方法有带观察窗的高压PVT容器(测拟三元相图和P)X相图等)、细管实验、岩心驱替实验;

(3)溶剂段塞的确定:确定方法有岩心驱替实验、一维对流扩散模型的建立和计算、油藏数值模拟方法;

(4)控制粘性指进,提高驱油效率:研究改善的方法,如重力稳定、水气交替、增大注入溶剂的量,从而增大溶剂体积、泡沫;

(5)注采井网的布置(水平油藏混相驱情况);

(6)动态监测:分析井流物组成变化、注示踪剂、测定压力变化、测定产量变化。

2我国已开发油田注气提高采收率的潜力分析

2.1我国提高采收率技术发展的简要回顾

在我国东部主要产油区,天然气气源紧张,供不应求,CO2气源目前还比较少。尽管如此,注非烃气体混相和非混相驱的研究和现场先导试验一直没有停止过。1963年首先在大庆油田作为主要提高采收率方法进行研究,1966、1969、1985、1991、1994年先后开展了注CO2先导试验,很受重视。

华北油田在雁翎油田开展注N2非混相驱矿场试验。吉林油田利用万金塔CO2气田的液态CO2,在吉林油田开展CO2吞吐和CO2泡沫压裂已在100井次以上。1996年江苏油田富民油田48井开展了CO2吞吐试验,并已开展了驱替试验。

吐哈葡北油田已开始实施注气混相驱。大港大张坨凝析气田和塔西南柯克亚凝析气田注气成功。西南石油学院以气为特色,长期开展了油气体系的相态研究,早在1984年,为大庆、中原开展了混相驱实验,引进了当时全国第1台混相驱细管实验装置。随后与华北油田合作,配合雁翎油田注N2试验,模拟裂缝性碳酸盐岩储层,在全国比较系统地开展了系列注N2实验。最近又先后与大港、中原、四川、吐哈、辽河和塔西南等油田合作,针对不同油藏类型开展了系列室内混相驱试验研究,并用加拿大CMG 组分模型软件,开展了单井吞吐的数值模拟研究。除此之外,还开展了目前世界热门研究课题,如注气过程中蜡、沥青质和胶质等固溶物沉积的研究工作。还在集团公司开发生产局主持下作了国内外注气提高采收率的系统调查。

2.2集团公司所属油区注气提高采收率

潜力初步分析

在各油田和集团公司勘探开发研究院进行了三次采油潜力二次评价。17个油区适用于CO2混相驱的地质储量1.057@109t,占参评储量10.4%,与水驱相比,平均可提高采收率16.38%,增加可采储量1.73@108t。各油区CO2混相驱技术潜力分析中所占比例大致为:新疆占51.75%;吐哈占7.5%;长庆占6.87%;辽河占11.6%;中原占18.9%;大港占1.81%;其它油田占1.49%。

2.3几点认识

(1)第一次评价时CO2混相驱筛选的潜力分析中有4.8@108t地质储量适合CO2驱,而第二次评价,有1.057@109t储量适用CO2混相驱,这部分油田或区块,目前尚未找到其它提高采收率方法使用,主要是:

1储层渗透率低,埋藏深,温度高,有的油藏地层水矿化度高;

o勘探工作正向更深层发展,可能会发现更多的中、低渗透轻质油油藏、凝析气顶油藏和凝析气藏;

?我国具有巨大勘探前景的西部地区,也将会发现许多轻质油田、凝析气田和干气气田。天然气一时还很难运到经济发达地区,应该不失时机地抓紧回注天然气(辅之以其它非烃气体,如N2、烟道气)开发油田和凝析气田。

(2)东部注气驱的开展气源问题是关键

2.4CO2和N2资源分析

2.4.1中国东部的无机成因CO2气藏

(1)戴金星院士等在利用中国东部大量油气藏(田)研究资料基础上,证明自然界存在无机成因气,而且能形成大量CO2气藏(田)。

(2)多年来我国在东部发现了一批CO2气藏

1松辽万金塔CO2气田。

o黄骅坳陷,60年代在北大港潜山构造带奥陶系灰岩中发现了CO2气。70年代,相继发现了翟庄子气田、古爱村气藏、大中旺气田和齐家务CO2气藏。

?济阳坳陷1966年8月在东营断陷平方王构造滨1井发现气层。70年代后发现平南潜山CO2气顶油藏,八里泊潜山带阳2井、阳5井CO2气藏,

44西南石油学院学报2000年

近年来又在东营箕状断陷西部发现构造)岩性CO2气藏。

?苏北黄桥气田,据评估地质储量为6.24@ 1010m3,预测总储量在1011m3以上。

?广东三水盆地在下第三系始新统)古新统发生强烈井喷,日喷CO2达5@106m3。

(3)东部存在寻找CO2气藏的有利区带。

2.4.2石化系统CO2放空量调查研究

制氢装置:统计了全国13个企业18套烃类水蒸气转化制氢装置中有8个企业11套装置采用化学吸收法常规流程,其制氢生产能力为1.663@105 t/a,CO2放空量约为6.65@105t。

以轻油、重油和煤为原料的尿素厂,有大量CO2被放空。以重油为原料的3@105t合成氨厂,年排放量约为2@105t,以煤为原料的3@105t合成氨厂,年排放量约2.5@105t,以石脑油为原料的3@ 105t合成氨厂,年排CO2约105t。

2.4.3烟道气气源

利用航机发电和气举压缩机排出的烟道气进行油田注气途径可进行探讨。

2.4.4制N2技术介绍

1985年第1代美国Generon空分膜投入市场,是制N2的新技术。现在世界几家最大的气体产品公司相继都已进入中国市场,他们提供制、注N2 (CO2)技术服务和气体产品,德国MESSER公司已与油田有接触。这些公司的中国总部大都设在上海,可在国内设法吸收这部分外资。

3对发展我国注气提高采收率技术的几点建议

3.1因地制宜地发展各种注气提高采收率技术

东部地区侧重发展注CO2和N2(烟道气),也不排斥国内大气管道西气东输和从东北引进俄罗斯天然气并在气价合适时实施注烃混相驱。

3.2重视加强天然CO2气资源的勘探

积极调查和利用油田内外、尤其是油田附近的CO2和烟道气资源,立项研究脱N2、脱CO2和CO2防腐等工艺技术问题,积极探索制N2、注N2和脱N2设备的引入。首先可与在中国的世界几大气体产品公司接触,力争在国内解决。3.3解决压缩机设备立足国内问题

在认真调查基础上,扶持国内有条件的厂家。

3.4有计划、有步骤地开展室内实验和

现场先导试验

(1)葡北油田注烃混相驱、塔西南柯克亚油藏注烃非混相驱等试验,牙哈富含凝析油凝析气田、塔西南柯克亚和大港大张坨凝析气田等注气保持压力试验等都要搞好。

(2)能解决所需气源的油田把CO2单井吞吐的增产措施开展起来;把注蒸汽+N2开采稠油的试验开展起来;把CO2压裂开展起来。

(3)针对近混相驱,注CO2/N2、CO2/甲烷、N2/烃类气体等混合气、CO2泡沫体系、注气过程中固溶物(沥青、蜡等)沉积以至于注空气等问题开展理论和实验研究。

3.5重视以下8项配套技术研究

(1)油藏描述必须细化;

(2)完善提高采收率方法的筛选评价技术,尤其薄弱的是注气部分;

(3)发展注气混相驱数值模拟技术;

(4)发展矿场设施和注入工艺技术;

(5)注入井剖面测定和调剖技术;

(6)混相驱过程动态监测和效果评价技术;

(7)混相驱过程防气窜和改善波及效率技术;

(8)配套建立注气混相驱室内实验评价技术。

建议在西南石油学院建立注气实验、气藏工程研究、注气工程设计、集输、注、脱N2或CO2、防腐和经济评价等系列配套技术研究的基地,望能得到各方面的支持。

参考文献:

[1]戴金星.中国东部无机成因气及其气藏形成条件[M].

北京:科学出版社,1998

[2]Proceedings permian basin oil&gas recover y conference

[C].Midland,Texas,USA:1996

[3]Proceedings,SPE/DOE ninth symposium on improved oil

recovery[C].Tulsa,Oklahoma,USA:1994

[4]Proceedings,SPE/DOE tenth symposium on improved oil

r ecovery[C].Tulsa,Oklahoma,USA:1996

(编辑蒋红)

45

第3期李士伦等:发展注气提高采收率技术

SOUTH W EST P ETR OLE UM INSTIT U TE,VOL.22, NO.3,34-36,2000(ISSN1000-2634,I N CHINESE) Existing calculation met hod of r elative permeability is based on Darcy.s law.However,studies have shown that flow in low permeability media does not follow Darcy.s law,and that a starting pressure gradient(SPG)occurs in t he percolation. T herefore,formulas of r elat ive permeability with SP G taken in2 to account are der ived.Additionally,an unsteady state flow wa2 ter-oil relative permeability test is performed.The results show t hat:1)the residual water and oil saturations ar e higher in t he relative permeabilit y cur ves of low permeability media;2) t he region of two phase flow is narr ower;3)relative permeabili2 ty of oil decr eases quickly and r elative per meability of water in2 creases slowly with water saturation increasing;4)oil production declines quickly after water occurs in the wells,and5)water drive recover y for low permeability reser voirs is lower.

Key Words:low permeability pools,non-Darcy flow, unsteady state flow,r elative per meability

ANALYTICA L SOLUTI ONS OF EFFECTI VE WELL RADI US MODEL OF UNSTEADY FLOW IN FRACTAL RESERVOI RS HE Bingquan(Southwest Petr oleum Inst.),XIANG Kaili JOURNAL OF S OUTH WEST PETROLE UM INSTI2 T U TE,VOL.22,NO.3,37-40,2000(I SSN1000-2634,I N CHI NESE)

With wellbore after-flow and skin effect taken into con2 sideration,an effect ive well r adius mathematical model is pro2 posed for unsteady flow of fluids in fractal reservoirs.Nonlinear fr actal geometr ic t heory is applied to the dynamics of flow in the model.Featur es of the fr actal r eservoir are described with tow fr actal parameters(df,H),where df describes the geometric fea2 tures and H depicts the connectivity of the fractal network of the r https://www.360docs.net/doc/cd1577052.html,place tr ansform is used to obtain the analytical so2 lutions and long-time/short-time asymptotic solutions of the model.And analyses are made on the character and effects of pressure behavior and the parameters.

Key Words:fractal reservoir,mathematical model,ana2 lytical solution,pressure behavior

STREATHEN GAS INJECTION FOR ENHANCED OIL RE2 COVER Y

Li Shi-lun(Sout hwest P etroleum Inst.),Guo Ping,Dai Lei,Sun Lei JO U RNAL OF SO U TH W EST P ETROLE UM INSTI T UTE,V OL.22,NO.3,41-45, 2000(I SSN1000-2634,I N CHI NESE)

Enhance Oil Recovery(EOR)is one of the permanent top2 ics in research on Oil/gas reservoir development.Because of low oil pr ice,the demand for chemical drive is keeping decreasing and for gas drives incr easing.The reser voirs in East China oil fields are non-marine deposits with Serious heterogeneity and high viscosity crudes,Water Cut increases very fast,recovery by water drive is r elatively low,only33%.T he reserve discov2er ed recently is difficult to pr oduce because of low permeability of t he r eservoirs and high visco sity of the crudes,streathening gas injection for enhanced oil recovery has become an urgent strategy in on shor e petroleum industr y development.China launched the evaluation in the second time on tertiary recovery potential in1998.By statist ics,the geological reserve suitable for gas injection(CO2)miscible flooding is over10.57@108 tons.By combination of foreign exper ience and the analysis and evaluation on China.s tertiary recovery potential,it is recog2 nized t hat t he oil fields in east china oil-bearing provinces should streathen non-gas drive and the oil field in west china should be hydrocarbon dr ive dominant.The key to gas drive is gas resource,the discovery of CO2resource should be placed at2 tention to,and t he technology to generate N2and CO2,inject and sperate N2should be probed.The development of compres2 sion facility-home made,pilot tests of gas drive and dry gas recycle for gas condensate reservoir with r ich condensates should be speeded up.

Key Words:Enhanced oil recovery;Gas Injection;Misci2 ble flooding

OP TIMI ZATI ON OF WELL PATTERN AND SPACE FOR DAQI NG ASP FLOODI NG

LI Huabin(Southwest Petroleum I nst.),ZHAO Changji2 u,MENG Fanr u J OURNAL OF SOUTH W EST PETR OLE UM I NSTIT UTE,VOL.22,NO.3,46-49, 2000(I SSN1000-2634,IN CHINESE)

In this paper,t he influences of well pattern and space on ASP flooding in Daqing oilfield were investigated by using nu2 mer ical simulator GCOM.Well patterns,including4-spot,5 -spot,7-spot,9-spot,inverted9-spot,straight row and inclination row in the simulation,and well spaces ranging fr om 200to300m were studied in t his simulation.The numerical simulation r esults indicated that the5-spot is the most favor2 able well pattern for ASP flooding in Daqing oilfield,while the 7-spot is the worst well pattern.The well space between in2 jector and producer should be smaller than that of300m at such simulation conditions as injection volume r anging from0.1to0. 3PV and inject ion pressure less than13.5MPa.As a result,in -fill dr illing will give good future for industrial application of ASP flooding in Daqing oilfield.

Key Wor ds:combination dr ive,numerical simulation, performance analysis,well pattern and space

A NEW EMP IRI CAL MODEL A ND ITS AP PLI CA TIONS FOR FOAM FLOODI NG

ZHANG Liehui(Southwest P etroleum Inst.),HU Yong, TU Zhing,FENG Peixhen,et al JOURNAL OF SO U TH2 W EST P ETR OLE UM I NS TI T UTE,VOL.22,NO.3,50 -52,2000(I SSN1000-2634,IN CHI NESE)

Foam Flooding is an effective process in enhanced oil re2 covery for the favorable mobility control abilit y.In the past sev2

ó

No3Jour nal of Southwest Petroleum Institute

《提高石油采收率技术》讲义

石油大学继续教育学院 冀东油田开发新技术高级培训班讲义 提高石油采收率技术 岳湘安 2001.4.7

一、概述 (一)提高原油采收率的意义 作为一种重要的能源和化工原料,世界范围内对石油的需求仍将持续增长。尤其在我国,一方面国民经济发展对石油需求量的增长速度比以往任何时候都大;另一方面,我国的各主力油田均已进入高含水或特高含水开采期,开采难度增大,产量递减幅度加大,而且后备储量严重不足,石油的供求矛盾日益突出。据预测,按目前的开采水平,到2005年我国进口原油将高达108吨/年(1亿)。这将对我国国民经济发展造成极其严重的影响。 缓解石油供求之间日益突出的矛盾有两条有效的途径:一是寻找新的原油地质储量;二是提高现有地质储量中的可采储量,即提高采收率。寻找新的油田、补充后备储量是原油增产和稳产最直接、最有效的途径。多年以来,各油田在开发过程中也不断加大勘探力度,找到新的储量。但是,石油是一种不可再生资源,它的总地质储量是一定的,而且我国陆上石油资源的勘探程度已经很高,新增地质储量的难度越来越大,潜力越来越少。近年来,几个大油田新增地质储量多数都是丰度很低、油层物性差、开采难度大的油藏。在有限的原油地质储量中,其可采储量是一个变量。它随着开采技术的发展而增加,而且其潜力一般很大。石油是一种流体矿藏,具有独特的开采方式。在各种矿物中,石油的采收率是比较低的。在目前技术水平下,石油的采收率平均约在30%~60%之间。在非均质油藏中,水驱采收率一般只有30%~40%。也就是说,水驱只能开采出地质储量的一小部分,还有大部分原油残留在地下。如何将油藏中的原油尽可能的、经济有效地开采出来,是一个极有吸引力的问题,也是世界性的难题。从长远来看,只要这个世界需要石油,人们必将越来越多地将注意力集中到提高采收率上。实际上,与勘探新油田不同,提高采收率问题自油田发现到开采结束,自始至终地贯穿于整个开发全过程。可以说,提高采收率是油田开采永恒的主题。(这种说法一点也不过分)。近几年,我国已成为纯石油进口国,预计到2005年将进口1亿吨/年。国民经济急需石油,大庆是我国最大的油田,按现已探明的地质储量计算,采收率每提高一个百分点,就可增油5000万吨。这对国民经济的发展具有极其重要的意义。 提高采收率是一个综合性很强的学科领域。它的综合性表现为两方面: ①高新技术的高度集成。不是一个单项技术而是一套集成技术,注入、采出、集输…… ②学科领域的高度综合。涉及各个学科。 这种学科交叉、互渗,有助于产生新的理论突破,并孕育着新的学科生长点。而且,提高采收率的原理对于促进相关学科的发展,为这些学科提供发展空间具有很重要的意义。

聚合物驱提高采收率的技术及应用

聚合物驱提高采收率的技术及应用 学生姓名 学号 专业班级 指导教师: 2011年6月2日

聚合物驱提高采收率的技术及其应用 前言 聚合物驱是一种比较有效的提高原油采收率的三次采油方法。综述了聚合物驱技术在国内外的应用和研究进展,分析了聚合物驱的驱油机理。介绍聚合物驱油的的方法以及在现实生产过程中的应用。 关键词:聚合物驱提高采收率驱油机理驱油方法应用 石油是重要的能源化工原料,有“工业血液”之称,随着国民经济的高速发展,要求石油工业提供越来越多的石油产品。世界各国为了满足国民经济发展对石油产量的需求,一方面加强勘探寻找新储量,一方面努力提高已开发油田的采收率,积极进行3次采油的探索与应用。通过注入驱油剂来开采油层的残余油为强化采油(Enhanced oilRecovery,简称EOR或Improved oilRecovery,简称IOR),又称3次采油(Tertiary oil Recovery),可使采收率提高到80% ~85%。聚合物驱就是一种比较有效的提高原油采收率的3次采油方法,它能在常规水驱开采后期,使油藏采收率再提高8%左右,相当于增加四分之一的石油可采储量。 我国对聚合物驱提高油田采收率技术极为重视,投入了大量的人力、物力进行理论技术攻关和现场试验,并取得了丰硕的成果。特别是“七五”“八五”“九五”科技攻关及国家973项目的研究,大大促进了聚合物驱油技术的发展。自1996年聚合物在大庆、胜利、大港等油田大规模推广应用以来,形成了1000×104t的生产规模,为国家原油产量保持稳中有升发挥了关键的作用。以大庆油田为例,截止到2003年12月,已投入聚合物驱工业化区块27个,面积321.36km2,动用地质储量5.367×108t,投入聚合物的油水井5603口,累积注入聚合物干粉46.89×104t,累积产油6771.89×104t,累积增油2709.67×104t。2003年,工业化聚合物驱全年产油1044.4×104t。大庆油田聚合物驱提高采收率以其规模之大,技术含量高,居世界领先地位,创造了巨大的经济效益。 1、聚合物驱概述 聚合物驱(Polymer Flooding)是指在注入水中加入少量水溶性高分子量的聚合物,增加水相粘度,同时降低水相渗透率,改善流度比,提高原油采收率的方法。它的机理是所有提高采收率方法中最简单的一种,即降低水相流度,改善流度比,提高波及系数。一般来说,当油藏的非均质性较大和水驱流度比较高时,聚合物驱可

低渗透油藏注气提高采收率评价

低渗透油藏注气提高采收率评价 【摘要】随着油气田勘察工作的不断深入,低渗透难采储量在原油中所占的比重越来越大。因为渗透率较低,使得注水提高采收率受到一定的限制,由于发现了大量的气源,这就为注气提高采收率的方式提供了便利的物质基础,并且能够充分显示出注气技术的优势。本文将针对低渗透油藏的基本特点进行详细的分析,并结合我国的具体情况,提出合理的建议。 【关键词】低渗透油藏;注气;采收率 近年来,我国发现的大部分油藏,都属于低渗透的油藏。这种油藏在开采的时候非常困难,现在基本上采用注水以及衰竭式的开采方式,但是对于低渗透油藏来说,在注水方面,存在着一定的困难,对于低渗透油藏如何进行合理的开发已经成为社会越来越关注的问题。随着科技的发展和时代的进步,注气技术逐渐的被研发出来,利用注气技术可以降低低渗透油藏的开发难度,提升开采率。 1.低渗透油藏的基本特点和注气机理 1.1基本特点 (1)低孔、低渗、自然产能较低,注水困难,无法进行常规投产。 (2)原有的密度小,粘度较低,基本性质好。 (3)储层的物理性质较差,拥有大量的胶结物,分选差、颗粒较小,后生作用强。 (4)油层内混合着一定的砂泥岩,且砂层的厚度不够稳定,砂层间的非均质性较强。 (5)油层受到岩性的控制,与水动力缺乏较强的联系,边底水也非常不活跃。流体流动的时候包含非达西流动的特点。 1.2注气机理 虽然注气机理存在着诸多的论述,但是大体上基本分为三种,即非混相驱、多次接触混相和以此接触混相。多次接触混相又可以分为凝析气驱混相和蒸发气驱混相。总体来说,注气开采可以降低界面的张力,从而在驱油的时候能够达到更高的效率,最终提高整体的经济效益。 2.低渗透油藏注气方面的问题 2.1注气压力高,能力低

注气提高采收率机理

1注烟道气、二氧化碳驱油机理 1.1注烟道气提高采收率 由于烟道气驱的成本较氮气驱高,因此发展缓慢。近年来随着人们对环境治理力度的加大以及原油价格的上涨,烟道气驱油技术又有了发展的空间。因为如果考虑环境效益,烟道气驱要比氮气驱经济划算。所以烟道气近年来也得到了较好的发展。 1.1.1烟道气驱提高采收率机理 烟道气通常含有80%~85%的氮气和15%~20%的二氧化碳以及少量杂质,也称排出气体,处理过的烟道气,可用作驱油剂。烟道气的化学成分不固定,其性质主要取决于氮气和二氧化碳在烟道气中所占的比例。烟道气具有可压缩性、溶解性、可混相性及腐蚀性。根据烟道气中所含气体的组成,提高采收率机理主要是二氧化碳驱和氮气驱机理。 1.1.1.1二氧化碳机理 由于烟道气中二氧化碳的浓度不高,所以不容易达到混相驱的要求,主要是利用二氧化碳的非混相驱机理。即降低原油黏度、使原油膨胀、降低界面张力、溶解气驱、乳化作用及降压开采。由于二氧化碳在油中的溶解度大,在一定的温度及压力下,当原油与CO2接触时,原油体积增加,黏度降低。CO2在原油中的溶解还可以降低界面张力及形成酸性乳化液。CO2在油中的溶解度随压力的增加而增加,当压力降低时,饱和了CO2的原油中的CO2就会溢出,形成溶解气驱。与CO2驱相关的另一个开采机理是由CO2形成的自由气饱和度可以部分代替油藏中的残余油[18]。 1.2.1.2氮气驱机理 注氮气提高采收率机理主要有:(1)氮气具有比较好的膨胀性,使其具有良好的驱替、气举和助排等作用;可以保持油气藏流体的压力;(2)氮气可以进入

水不能进入的低渗透层段,可降低渗透带处于束缚状态的原油驱替成为可流动的原油;(3)氮气被注入油层后,可在油层中形成束缚气饱和度,从而使含水饱和度及水相渗透率降低,在一定程度上提高后续水驱的波及体积;(4)氮气不溶于水,微溶于油,能够形成微气泡,与油水形成乳状液,降低原油黏度,提高采收率。 氮气与地层油接触产生的溶解及抽提效应,一方面溶解效应使原油黏度、密度下降,改善原油性质,使处于驱替前缘被富化的气体黏度、密度等性质接近于地层原油,气—油两相间的界面张力则不断降低,在合适的油层压力下甚至降到零而产生混相状态,在这种状态下,注氮气驱油效率将明显提高;另一方面,抽提效应使原油性质变差,这种抽提作用在油井近井地带表现更明显、更强烈。 烟道气驱更适用于稠油油藏、低深透油藏、凝析气藏和陡构造油藏。 1.2注CO2提高采收率 在各种注气方式中,注二氧化碳提高原油采收率的研究已经进行了几十年,特别是近年来,随着技术进步和环境要求的需要,二氧化碳驱显得越来越重要,包括我国在内的很多国家都开展了注二氧化碳驱的现场实验。 1.2.1 CO2驱油机理 将CO2作为油藏提高采收率的驱油剂已研究多年,在油田开发后期,注入CO2,能使原油膨胀,降低原油粘度,减少残余油饱和度,从而提高原油采收率,增加原油产量。CO2能够提高原油采收率的原因有: (1)CO2溶于原油能使原油体积膨胀,从而促使充满油的空隙体积也增大,这为油在空隙介质中提供了条件。若随后底层注水,还可使油藏中的残余油量减少。 (2)CO2溶于原油可使原油粘度降低,促使原油流动性提高,其结果是用少量的驱油剂就可达到一定的驱油效率。 (3)CO2溶于原油能使毛细管的吸渗作用得到改善,从而使油层扫油范围扩大,使水、油的流动性保持平衡。 (4)CO2溶于水使水的粘度有所增加,当注入粘度较高的水时,由于水的流动性降低,从而使水油粘度比例随着油的流动性增大而减少。 (5)CO2水溶液能与岩石的碳酸岩成分发生反应,并使其溶解,从而提高

提高原油采收率(DOC)

提高原油采收率 摘要:针对提高采收率,这篇文章主要对我国石油开采现状,提高采收率的四种常用的方法以及世界各国的技术应用现状进行论述,说明我国提高采收率技术发展方向和目前我们急需解决的关键问题。 关键词:提高采收率技术应用现状问题发展 在讨论提高原油采收率之前,我们要首先搞清楚一个概念,所谓的采收率到底是个什么概念呢?采收率是衡量油田开发水平高低的一个重要指标。它是指在一定的经济极限内,在现代工艺技术条件下,从油藏中能采出的石油量占地质储量的比率数。采收率的高低与许多因素有关,不但与储层岩性、物性、非均质性、流体性质以及驱动类型等自然条件有关,而且也与开发油田时所采用的开发系统(即开发方案)有关。同时,石油的销售价格和地质储量计算准确程度对采收率也有很大影响。 在国际原油价格高位运行和中国经济对石油的需求持续增长的情况下,提高现有开发油田的原油采收率具有重大的意义。目前全国已开发油田的平均采收率仅为30%多一点,存在较大的提高空间。全国的平均采收率每提高1个百分点,就等于增加可采储量1.8亿吨,相当于我国目前一年的原油产量。中国石化集团公司对这个问题非常重视,在今年的年度工作会议上提出,今后的原油采收率要达到40%,力争50%,挑战60%。中国石化油田经过40余年的开发,走过了稳步增产、快速上产、稳产、递减等阶段。截至2006年底,中国石化东部油田平均采收率为28.9%,而国内如中石油平均为34.5%,国外如美国平均为33.3%,中东平均为38.4%,因此,中国石化油田提高采收率具有较大的潜力空间。 目前世界经济迅猛发展,对能源尤其是石油的需求量不断增加。因此,提高油田的原油采收率(EOR,即Enhanced Oil Recovery)日益成为国际上石油企业经营规划的一个重要组成部分。 改革开放以来,伴随着我国经济的持续增长,国内石油消耗量同样与日俱增。20世纪90年代,我国石油消费的年均增长率为7.0%,而国内石油供应年增长率仅为 1.7%。这种供求矛盾使我国自1993年成为石油净进口国之后,2004年对外依存度迅速达到42%。国内各大油田经过一次、二次采油,原油含水率不断增加,平均含水率已经高达80%以上,而近几十年来发现新油田的难度加大,后备储量接替不足。为此,三大石油公司一方面加大国内外勘探力度,另一方面挖掘现有油田潜力,保持稳产,其中提高原油采收率则是一种重要的技术手段。部分大油田先后进入三次采油阶段,即提高采收率技术的工业化应用阶段。国家计委在“七五”至“十五”计划期间,把提高采收率技术列为国家重点科技攻关项目,先后开展了热采、聚合物驱、微乳液—聚合物驱、碱—聚物驱以及碱—表面活性剂—聚合物驱等技术研究,使我国化学驱提高采收率技术进入了世界领先水平。 *提高采收率技术分类 目前世界上已形成提高采收率四大技术系列,即化学法、气驱、热力和微生物采油。 化学法又分为化学驱和化学调剖。化学驱包括聚合物驱、表面活性剂驱、碱水驱及其复配的二元、三元复合驱、泡沫驱等。调整吸水剖面包括浅调、深调和调驱三类技术。调剖剂分为无机类水泥、无机盐沉淀、有机聚合物凝胶、树脂类、颗粒类及泡沫类等。 气驱包括混相、部分混相或非混相的富气驱、干气驱、CO2驱、氮气驱和烟道气驱等,注入方式分为段塞注入、连续注入或水气交替注入。 热力法包括热水驱、蒸汽法、火烧油层、电加热等。其中蒸汽法又包括蒸汽吞吐、蒸汽驱、蒸汽辅助重力驱、蒸汽与天然气驱;火烧油层又分为干式、湿式、水平井注空气等。 微生物采油包括微生物调剖或微生物驱油等。此外,声波物理法采油也有大量的研究报道。 上述提高采收率技术,部分已进行工业化推广应用,部分开展了先导性矿场试验,部分尚处于

提高采收率原理 习题集

《提高采收率原理》 一、选择题 1、在配制聚合物水溶液时要除氧,A 。 (A)加入聚合物之前加除氧剂(B)加入聚合物之后加除氧剂 2、下列表面活性剂体系驱油采收率最高的是B 。 (A)上相微乳(B)中相微乳(C)下相微乳 3、下列哪种火烧油层方法要加水 C 。 (A)干式正向燃烧法(B)干式反向燃烧法(C)湿式正向燃烧法 4、活性剂驱时,高温地层可选用___B____类型的活性剂。 (A)阳离子(B)阴离子(C)非离子 5、若地层水中含有Na+、K+、SO42-、CO32-,则方解石带__B__。 (A)正电(B)负电(C)不带电 6、下列表面活性剂体系中表面活性剂浓度最高的是 B 。 (A)活性水(B)微乳(C)胶束溶液 7、碱驱用碱的最佳pH值为___B___。 (A)8~9 (B)11~13 (C)9~14 8、在三元复合驱中,最先产出的化学剂是 B 。 (A)NaOH (B)HPAM (3)石油磺酸盐 9、超低界面张力是指界面张力小于___A__mN·m-1。 (A)10-2 (B)10-4(C)10-6 10、表面活性剂吸附的结果___C___。 (A)固体表面带电(B)增加滞留量(C)改变固体表面润湿性 11、若综合考虑波及系数和洗油效率对水驱采收率的影响,下列哪种润湿岩心的采收率最高?___A____。 (A)中性润湿(B)油湿(C)水湿 12、亲水地层,Jamin效应发生在液珠通过喉孔的 B (A)同时(B)前面(C)后面 13、在所有的作用力中,哪种力对聚合物吸附的贡献最大? A (A)静电引力(B)氢键(C)色散力 14、若在亲油的毛细管中,当大毛细管的驱动速度大于小毛细管的驱动速度时,油滴将留在 B (A)大毛细管(B)小毛细管(C)视界面张力而定 15、HPAM的使用温度通常不超过 C ℃ (A)71 (B)82 (C)93

注二氧化碳与氮气提高石油采收率技术的对比研究与应用

注二氧化碳与氮气提高石油采收率技术的对比研究与应用 本文描述了我国提高采收率的发展现状,以及适合注CO2与N2的筛选标准。讨论了注CO2提高油气藏采收率的机理,并对注CO2与注N2提高采收率两者做了比较。评价了不同注入CO2与N2的驱替效果,结果表明:中轻质油藏适合注CO2驱油,而埋藏较深的,重力驱气顶油藏和凝析气藏适合注N2。 标签:采收率发展现状CO2驱N2驱混相驱非混相驱 1 我国提高采收率的发展现状 针对我国大多数油田是陆相沉积的特点,在石油行业大力发展提高石油采收率技术,特别是目前比较成熟的化学驱取得了飞速发展。如聚合物驱油已形成完整的配套技术,并已在大庆、胜利等大油田工业性推广;复合驱油技术获得重大突破,先导性试验获得成功。同时也暴露出一些生产实际问题,为今后技术的发展提出了新的研究课题。 在微生物采油技术方面,开展了多项工作:微生物地下发酵提高采收率研究,生物表面活性剂的研究,生物聚合物提高采收率的研究。注水油层微生物活动规律及其控制的研究。目前辽河油田、胜利油田、新疆油田等油田均在开展室内研究与应用。 气体混相驱研究相对较晚,与国外相比还有很大差距。随着西部油田的开发,安塞世界级气田的发现,长庆注气混相驱和非混相驱被列入国家重点攻关项目。吐哈油区的葡北油田注烃混相驱矿场试验得以启动,大大推动了我国混相驱提高采收率技术的快速发展。 总体上来看,世界范围内的EOR工程在20世纪80年代处于高峰期,而后略有下降,90年代末又稍有回升。进入21世纪,EOR工程的数量仍大幅度减少。但随着勘探费用上涨、勘探难度加大以及目前高油价的形势, 终将再一次刺激EOR工程数量的增加和技术研究的热潮。 2 适合注CO2与N2的筛选标准 很多文献中已经给出了CO2和N2的筛选标准见表(1)、表(2)。 表1,表2的适用性虽然很广泛,但是仅仅表明了油气藏是否适合注CO2进行驱替,没有考虑适合CO2混相驱的油藏必须尽快达到混相压力。CO2所需最小混相压力要比N2,烟道气,天然气的混相压力小,由于这种压力限制,所以CO2混相驱对浅层有较好的开发效果。混相压力随着油藏深增大而增大,当原油密度大于0.9218g/m3时则不适用于CO2混相驱,从表中还可以看出当原油密度小于0.8251g/m3,埋藏深度小于762m时也不适合CO2混相驱。除此之外

江汉油田-注氮气提高采收率研究

江汉油田注氮气提高采收率研究 张书平何建华 摘要本文从氮气性质、氮气注入对原油性质的影响等方面着手,探讨了注氮气提高采收率机 理;总结了氮气非混相驱筛选标准;通过注氮气提高采收率室内实验,进行注氮气影响因素及配套工艺技术研究;最后介绍了黄场油田黄16 井区注氮提高采收率研究及水气交替注氮现场试验情况。 关键词氮气;提高采收率;非混相驱;水气交替 一注氮气提高采收率机理 1氮气性质 在常温常压下,N2 为无色无味的气体。N2 的临界温度为-146.80 ℃,熔点为-209.89 ℃,沸点为-195.78 ℃,临界压力为3.398MPa。当压力为0.1MPa,温度为0℃时,N2的密度为1.25kg/m 3,动力粘度为0.0169mPa.s。N2化学性质极不活泼,在常态下表现出很大的惰性。它不易燃烧、干燥、无爆炸性、无毒、无腐蚀性。 氮气的密度随压力升高而增加,随温度的升高而降低。氮气粘度总的趋势是随压力升高而升高;氮气的粘度受温度的影响较小。 氮气在水中的溶解性很微弱;含盐量越高,溶解度越小;压力增加,氮气的溶解度提高。氮气在原油中的溶解性也较弱,且对轻质原油的溶性比对重质原油好。 氮气与二氧化碳、烟道气等气体相比,具有以下特点:①、在相同压力、温度条件下,氮气的压缩系数比二氧化碳、烟道气大。②、氮气对大多数液体的溶解性差,对原油的降粘作用比二氧化碳效果差。③、氮气是惰性气体,而二氧化碳、烟道气具有腐蚀性;④、氮气气源充足且价廉,且氮气无需特殊处理,注入流程简单,副作用少,易于实施。因此注氮气开采油气技术越来越受到重视并得到迅速发展。 2注氮气对原油性质的影响 当氮气注入油层时,它与地层油接触,产生溶解- 抽提传质过程,氮气被富化,导致气- 油两相间的界面张力则会不断降低;而地层原油性质因溶解氮气或逐渐失去轻烃和中间组分而发生变化。 通过对黄35-1 井潜43原油体系进行注入氮气对原油性质的影响实验研究,得出以下结论:①、随着氮气注入比例的增加,重质组分比例越来越少,原油越来越轻。②、在饱和压力下地层原油粘度、密度明显下降。③、地层原油体积膨胀能

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

煤层气井水力压裂伴注氮气提高采收率的研究

试验研究 煤层气井水力压裂伴注氮气提高采收率的研究 倪小明 1,2a ,贾 炳1,曹运兴 2b (1.山西晋城无烟煤矿业集团公司,山西晋城048006; 2.河南理工大学a.能源科学与工程学院;b.安全科学与工程学院,河南焦作454000) 摘要:最大限度地提高CH 4气体初始解吸压力是提高其采收率的重要途径之一。针对我国“低压” 煤储层的临储压力比小、初始解吸压力低、活性水压裂效果不甚理想的现状,系统分析了水力压裂伴注N 2增能压裂提高采收率的机理,结合施工现场情况,设计了水力压裂伴注N 2增能压裂煤储层工艺参数。屯留井田水力压裂伴注N 2增能压裂与常规活性水压裂的临界解吸压力对比表明:水力压裂伴注N 2能提高煤层气井排采初期的临界解吸压力,在其他条件相同的情况下,一定程度上能提高煤层气井的采收率。 关键词:N 2增能;水力压裂;煤层气;采收率中图分类号:TD82;P618文献标志码:A 文章编号:1008-4495(2012)01-0001-03收稿日期:2011-05-26;2011-09-25修订 基金项目:国家自然科学基金项目(40902044);中国博士后科学基金项目(20100480848);河南理工大学博士基金项目(B2009-51) 作者简介:倪小明(1979—),男,山西临汾人,副教授,博士后,主要从事煤层气抽采方面的研究工作。E -mail :nxm1979@126.com 。 对煤储层压裂改造是提高煤层气井产能的关键 技术之一。为达到良好的压裂效果,国内外研究者从煤储层特性、压裂液性能、支撑剂性能、煤储层伤害、压裂过程裂缝展布、压裂效果的影响因素等方面 进行了卓有成效的研究 [1-3] 。清洁压裂液携砂能力较强,但对煤储层的污染较严重[4] ;冻胶压裂液携砂 能力较强, 但煤储层温度低,低温破胶是其需要攻克的难题;CO 2泡沫压裂理论上能提高煤层气井采收率,但目前许多煤储层温度低,低温状态如何转化是 其主要瓶颈[5-7] ;活性水压裂液因其价格低廉、来源广、 对煤储层的污染较少而成为目前储层改造的主要方式,但活性水压裂液携砂能力较差。为了更好地研究活性水压裂液伴注N 2压裂效果,笔者以屯留井田低压煤储层为研究对象,根据煤吸附CH 4和N 2的原理,对水力压裂伴注N 2提高采收率的工艺技术进行研究。 1 水力压裂伴注N 2提高采收率的机理 N 2泡沫压裂就是利用地面的泵注设备将N 2和 泡沫液形成的稳定泡沫以高于地层吸收的速率连续 不断地注入煤层,当达到煤的破裂压力时,破裂、裂缝延伸,强化地层裂缝连通,以提高煤层的导流能力。 煤储层中未注入液氮时,设煤储层压力为p ,含气量为V c ,CH 4气体的兰氏体积为V L1,兰氏压力为p L1,根据langumuir 等温吸附曲线,临界解吸压力如下: p 临1= V c p L1 (V L1-V c ) (1) 式中p 临1为CH 4临界解吸压力, MPa 。此时,设排采时的枯竭压力为p 枯,则可计算出理论采收率: η1=1- p 枯(p L1+p 临1) p 临1(p L1+p 枯) (2) 式中η1为理论采收率。 向煤储层注入液氮后, N 2通过煤裂隙系统进入到煤孔隙中,此时的吸附可应用多组分气体吸附理论进行分析。N 2进入煤孔隙后, 当储层压力、温度、煤变质程度一定时,煤体对CH 4、N 2的最大吸附能力是一定的。此时,可近似认为单一气体和多组分 气体的兰氏体积不变。也就是单一CH 4与N 2混合后兰氏体积不变。注入N 2后,气体未产出时,煤储层中气体的压力增加,因在同样压力下煤储层对CH 4的吸附能力大于对N 2的吸附能力,排采时可把注入N 2的量换算为CH 4体积的当量,此时CH 4的临界解吸压力可表示为 p 临2= (V c +V cd )p L1 (V L1-V c -V cd ) (3)

提高采收率技术及其应用

“ “ C ““ “ E 提高采收率技术及其应用 20 年来,石油勘探与开发行业较少提及提高采收率(EOR)这一术语。然而在此期间,通过蒸汽驱和二氧化碳驱提高采收率方法的应用一直比较成功。近年来,世界各地很多老油田产量不断下降使得提高采收率技术重新受到关注。如今,通过能够加深 Rifaat Al-Mjeni 壳牌阿曼技术公司阿曼马斯喀特油藏认识、改善油藏评价的技术,成功实施 EOR 的可能性已得到很大提高。 Shyam Arora Pradeep Cherukupalli John van Wunnik 阿曼石油开发公司 阿曼马斯喀特 John Edwards 阿曼马斯喀特 Betty Jean Felber 顾问 美国俄克拉何马州SAND SPRINGS Omer Gurpinar 美国科罗拉多州丹佛 George J. Hirasaki Clarence A. Miller 莱斯大学 美国得克萨斯州休斯敦 Cuong Jackson 得克萨斯州休斯敦 Morten R. Kristensen 英国ABINGDON Frank Lim 阿纳达科石油公司 得克萨斯州WOODLANDS Raghu Ramamoorthy 阿联酋阿布扎比 《油田新技术》2010 年冬季刊:22 卷,第 4 期。?2011 斯伦贝谢版权所有。 CHDT,CMR-Plus,DiElEctRic ScannER,ECLIPSE,FMI,MDT,MicRoPilot 和 SEnsa 等是斯伦贝谢公司的商标。 16 仍有大量剩余石油资源埋藏在 现有油田基础设施能够触及的范围之 内。作业公司知道这些资源在什么地 方,也很清楚有多大储量。这些石油 是在传统采收方法(如一次开采和注 水开采)达到经济开发极限之后仍然 存留在储层中的那部分资源。 各个油田剩余原油的百分比各不 相同,但根据一份对美国10个产油区 的调查结果,大约有三分之二的原始 石油地质储量(OOIP)在采用传统采 油方法后仍然存留在储层中[1]。调查 发现在这些产油区大约有23%的原油 可通过成熟的CO2驱技术开采出来。 这部分技术可采资源几乎达140亿米3 (890亿桶),按照目前美国的石油消 费量计算,能保证美国10以上的能源 供应。近年来关于如何采收这部分资 源的技术方法越来越受到关注[2]。 1. HaRtstEin A,KusskRaa V 和 GoDEc M : REcoVERinG ‘StRanDED Oil’Can SubstantiallY ADD to U.S. Oil SuPPliEs”,项目概况,美国能源部化石能 源办公室(2006 年),https://www.360docs.net/doc/cd1577052.html,/ PRoGRams/oilGas/Publications/EoR_co2/C_-10_ Basin_StuDiEs_Fact_SHEEt.PDf(2010 年 11 月 8 日浏览)。 2. 关于提高采收率方法的最新回顾,请参见: ManRiquE E,THomas C,RaVikiRan R,IzaDi M, Lantz M,RomERo J 和 AlVaRaDo V : EOR : uRREnt Status anD OPPoRtunitiEs”,SPE 130113,发表在 SPE 提高采收率研讨会上,图尔萨,2010 年 4 月 24-28 日。 关于两年一度的调查活动结果,请参见: MoRitis G : SPEcial REPoRt :EOR/HEaVY Oil 全球进入成熟期的老油田越来 越多,每年有很多油田迈过了产量高 峰期。作业公司都在想方设法优化油 田的采收率。过去20年中,业界在开 采剩余资源方面取得了巨大进展。如 今,采用先进测井仪器、4D地震评 估、井间成像技术、3D地质模拟及 其他现代软件系统能够确定死油的位 置。业界现在对碎屑岩沉积构造、碳 酸盐岩石物性与储层岩石力学有了更 深入的了解,而这些都是建模和井眼 规划所需要的。现在,石油行业已能 钻出非常复杂的井,能精确到达蕴藏 未开发石油资源的多个目的层。经过 精心设计的完井装置能够更好地监控 井下生产和注入作业,能在井下和地 面测量流体性质。使用专门设计的化 学剂可提高采收率,还尝试使用纳米 技术开采剩余油的高级研究。另外, SuRVEY :CO2 MisciblE,StEam DominatE EnHancED Oil REcoVERY PRocEssEs”,Oil & Gas JouRnal,108 卷, 第 14 期(2010 年 4 月 19 日):36-53。 MoRitis G : EOR Oil PRoDuction UP SliGHtlY”,Oil & Gas JouRnal,96 卷,第 16 期(1998 年 4 月): 49-77,https://www.360docs.net/doc/cd1577052.html,/inDEX/cuRREnt-issuE/oil- Gas-JouRnal/VolumE-96/issuE-16.Html(2011 年 2 月 7 日浏览)。 3. 2003 年向 SPE 提出的一项澄清这些定义的 建议未被采纳。参见 HitE JR,StosuR G, CaRnaHan NF 和 MillER K : IOR anD EOR : ffEctiVE Communication REquiREs a DEfinition of TERms”, JouRnal of PEtRolEum TEcHnoloGY,55 卷,第 6 期 (2003 年 6 月):16。 油田新技术

注二氧化碳与氮气提高石油采收率技术的对比研究与应用

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/cd1577052.html, 注二氧化碳与氮气提高石油采收率技术的对比研究与应用 作者:罗红芳高占虎 来源:《中小企业管理与科技·上旬刊》2014年第08期 摘要:本文描述了我国提高采收率的发展现状,以及适合注CO2与N2的筛选标准。讨论了注CO2提高油气藏采收率的机理,并对注CO2与注N2提高采收率两者做了比较。评价了不同注入CO2与N2的驱替效果,结果表明:中轻质油藏适合注CO2驱油,而埋藏较深的,重力驱气顶油藏和凝析气藏适合注N2。 关键词:采收率发展现状 CO2驱 N2驱混相驱非混相驱 1 我国提高采收率的发展现状 针对我国大多数油田是陆相沉积的特点,在石油行业大力发展提高石油采收率技术,特别是目前比较成熟的化学驱取得了飞速发展。如聚合物驱油已形成完整的配套技术,并已在大庆、胜利等大油田工业性推广;复合驱油技术获得重大突破,先导性试验获得成功。同时也暴露出一些生产实际问题,为今后技术的发展提出了新的研究课题。 在微生物采油技术方面,开展了多项工作:微生物地下发酵提高采收率研究,生物表面活性剂的研究,生物聚合物提高采收率的研究。注水油层微生物活动规律及其控制的研究。目前辽河油田、胜利油田、新疆油田等油田均在开展室内研究与应用。 气体混相驱研究相对较晚,与国外相比还有很大差距。随着西部油田的开发,安塞世界级气田的发现,长庆注气混相驱和非混相驱被列入国家重点攻关项目。吐哈油区的葡北油田注烃混相驱矿场试验得以启动,大大推动了我国混相驱提高采收率技术的快速发展。 总体上来看,世界范围内的EOR工程在20世纪80年代处于高峰期,而后略有下降,90年代末又稍有回升。进入21世纪,EOR工程的数量仍大幅度减少。但随着勘探费用上涨、勘探难度加大以及目前高油价的形势, 终将再一次刺激EOR工程数量的增加和技术研究的热潮。 2 适合注CO2与N2的筛选标准 很多文献中已经给出了CO2和N2的筛选标准见表(1)、表(2)。 表1,表2的适用性虽然很广泛,但是仅仅表明了油气藏是否适合注CO2进行驱替,没有考虑适合CO2混相驱的油藏必须尽快达到混相压力。CO2所需最小混相压力要比N2,烟道

提高石油采收率技术

一、概述 1、提高原油采收率的意义 石油是一种埋藏于地层深部的流体矿藏,具有独特的开采方式,与其他矿物资源相比,石油的采收率较低。作为一种重要的能源和化工原料,世界范围内对石油的需求仍将持续增长。尤其在我国,一方面国民经济发展对石油需求量的增长速度比以往任何时候都大;另一方面,我国的各主力油田均已进入高含水或特高含水开采期,开采难度增大,产量递减幅度加大,而且后备储量严重不足,石油的供求矛盾日益突出。据预测,按目前的开采水平,到2005年我国进口原油将高达108(1亿)吨/年。大庆是我国最大的油田,按现已探明的地质储量计算,采收率每提高一个百分点,就可增油5000万吨。这对国民经济的发展具有极其重要的意义。 缓解石油供求之间日益突出的矛盾有两条有效的途径:一是寻找新的原油地质储量;二是提高现有地质储量中的可采储量,即提高采收率。寻找新的油田、补充后备储量是原油增产和稳产最直接、最有效的途径。多年以来,各油田在开发过程中也不断加大勘探力度,找到新的储量。但是,石油是一种不可再生资源,它的总地质储量是一定的,而且我国陆上石油资源的勘探程度已经很高,新增地质储量的难度越来越大,潜力越来越少。近年来,几个大油田新增地质储量多数都是丰度很低、油层物性差、开采难度大的油藏。在有限的原油地质储量中,其可采储量是一个变量。它随着开采技术的发展而增加,而且其潜力一般很大。在目前技术水平下,石油的采收率平均约在30%~60%之间。在非均质油藏中,水驱采收率一般只有30%~40%。也就是说,水驱只能开采出地质储量的一小部分,还有大部分原油残留在地下。如何将油藏中的原油尽可能的、经济有效地开采出来,是一个极有吸引力的问题,也是世界性的难题。从长远来看,只要这个世界需要石油,人们必将越来越多地将注意力集中到提高采收率上。实际上,与勘探新油田不同,提高采收率问题自油田发现到开采结束,自始至终地贯穿于整个开发全过程。可以说,提高采收率是油田开采永恒的主题。 提高采收率是一个综合性很强的学科领域。它的综合性表现为两方面: ①高新技术的高度集成。不是一个单项技术而是一套集成技术,注入、采出、集输…… ②学科领域的高度综合。涉及各个学科。这种学科交叉、互渗,有助于产生新的理论突破,并孕育着新的学科生长点。而且,提高采收率的原理对于促进相关学科的发展,为这些学科提供发展空间具有很重要的意义。

提高采收率

一简述二氧化碳混相驱的机理 混相驱的基本机理是驱替剂(注入的混相气体)和被驱剂(地层原油)在油藏条件下形成混相,消除界面,使多孔介质中的毛细管力降至零,从而降低因毛细管效应产生毛细管滞留所圈闭的石油,原则上可以使微观驱油效率达到百分之百。根据不同注入气体及其与原油系统的特性,混相驱可分为:一次接触混相(FCM)、多级接触混相(MCM)和非混相(IMM)几种方式。而CO2混相驱一般属于多级接触混相驱。通过适合CO2驱的油藏筛选标准可知稀油油藏主要采用CO2混相驱,而稠油油藏主要采用CO2非混相驱。在稀油油藏条件下CO2易与原油发生混相,在混相压力下,处于超临界状态的CO2可以降低所波及油水的界面张力,CO2注入浓度越大,油水相界面张力越小,原油越易被驱替。水、气交替注入时,水对混相有不利的影响。通过调整注入气体的段塞使CO2形成混相,可以提高原油采收率。 混相驱油是在地层高温条件下,原油中轻质烃类分子被CO2:析取到气相中,形成富含烃类的气相和溶解CO2的液相(原油)两种状态。其驱油机理主要包括以下三个方面:(1)当压力足够高时,CO2析取原油中轻质组分后,原油溶解沥青、石蜡的能力下降,重质成分从原油中析出,原油黏度大幅度下降,提高了油的流动能力达到混相驱油的目的。在适合的储层压力、温度及原油组分等条件下,临界CO2:与原油混合,形成一种简单的流体相。(2) CO2在地层油中具有较高的溶解能力,从而有助于地层油膨胀,充分发挥地层油的弹性膨胀能,推动流体流人井底。(3)油气相互作用的结果可以使原油表面张力减

小。随着压力的增加,原油一空气系统的表面张力减小不大,这是由于氮气(空气的主要成分)在油中的溶解度极低,因此,系统的表面张力随压力变化缓慢。对于原油一CO2系统,由于CO2的饱和蒸汽压很小,在原油中的溶解度大于甲烷在原油中的溶解度,因此原油一CO2系统的界面张力随着压力增加而快速下降。对于原油一天然气系统而言,天然气中甲烷以及少量的乙烷、丙烷、丁烷等使得天然气在油中的溶解度要远大于氮气的溶解度,故界面张力随压力增加而急剧降低。 对有溶解气的油一水体系,溶解气量的多少,对油一水两相间的界面张力起着决定性的作用。当压力小于饱和压力时,压力升高,界面张力增大,这是由于当压力小于饱和压力前,气体在油中的溶解度大于在水中的溶解度,使油一水间极性差更大而引起的;当压力大于饱和压力时,随着压力增加,界面张力变化不大,因为在高于饱和压力后,增加压力不会增加气体的溶解度,而仅仅是对流体增加了压缩作用。 二谈谈聚合物溶液的稳定性 聚合物溶液稳定性 1 力学稳定性:结合连续性方程、运动方程和本构方程,使用计算流体动力学软件Polyflow,计算了聚合物溶液作用在亲油岩石表面上的残余油膜的应力。计算结果表明:聚合物溶液的粘弹性越大,作用在残余油膜上的应力越大,越有利于油膜的变形;流道宽度越大,作用在油膜上的偏应力越大,越有利于提高驱油效率。 2 溶液粘度对温度的依赖性:拿酪蛋白溶液来说明,酪蛋白溶液

国内外混相气驱提高采收率技术

要开展流体在生烃岩内部的流动特性的研究;还要开展生烃层内流体性质及其影响因素的研究。这些研究无疑将大大丰富目前的油气生成和初次运移理论,同时也将大大促进泥岩油气藏的勘探。 陈弘供稿提高采收率技术 国内外混相气驱提高采收率技术 一、混相驱发展概况 1 混相驱概述 在提高采收率方法中,气体混相驱具有非常强大的吸引力。因为注入气体与原油达到混相后,界面张力趋于零,驱油效率趋于100%。如果该技术与流度控制技术相结合,那么油藏的原油采收率可达95%。因此混相气驱已经成为仅次于热力采油的处于商业应用的提高采收率方法。 (1)概念 混相驱是指在多孔介质中,一种流体驱替另外一种流体时,由于两种流体之间发生扩散、传质作用,使两种流体互相溶解而不存在分界面。其目的是使原油和驱替剂之间完全消除界面张力,毛细管数变为无限大,残余油饱和度降到最低。 (2)分类 按照混相驱的气体 烃类气体非烃类气体 干气富气液化石油气二氧化碳氮气烟道气 按照混相机理 一次接触混相驱多次接触混相驱(凝析气驱+蒸发气驱) LPG段塞驱丙烷段塞驱富气驱 CO2驱干气驱氮气(烟道气驱) 2 混相驱发展概况 (1)国外概况 混相注气始于20世纪40年代,由美国最早提出向油层注入干气。 50年代,全世界实施了150多个项目,在室内和现场进行了大量试验。但是早期多采用液化气进行初期混相驱。通过不断试验和研究,人们发现除丙烷、LPG可以一次接触混相外,CO2、干气、富气等注入气体在适当条件下,也可以通过多次接触达到动态混相。 自60年代以来,加拿大、阿尔及利亚、智利、前苏联等相继展开烃类混相驱油研究。70年代,人们对烃类混相驱的兴趣达到顶峰。加拿大烃类混相驱方法已

提高采收率研究的现状及近期发展方向

?油气开发总论? 提高采收率研究的现状及近期发展方向 杨普华 (中国石油天然气集团公司石油勘探开发科学研究院) 摘要 介绍了国外提高油气采收率(EOR )方法的应用现状、应用规模、增油量及其在总产量中的比例;介绍了美国能源部支持的三次采油基础研究情况;分析了EOR 方法与油价的关系;分析了我国在聚合物驱、复合驱、注气、微生物采油等方面的技术状况和应用规模,对近期的发展思路提出了建议。 主题词 提高采收率 方法 研究 分析 1 国外提高采收率技术现状 据1998年美国《油气杂志》 (O il &Gas J ou rnal A p r .20,1998)资料,在1998年初,全世界来自提高采收率(EOR )和重油项目的石油产量大约为213×106b d ,比1996年初的212×106b d 稍有增长,这个数量相当于世界石油产量的315%。美国EOR 产量比两年前增加5%,达到760000b d ,为美国石油年产量的12%。其他各国的EOR 和重油产量为:加拿大,400000b d ;中国,280000b d ;前苏联,200000b d ;其他国家,700000b d 。 111 热采 热采(蒸汽,地下燃烧)仍是最主要的方法。美国EOR 产量中约60%来自热采,其他绝大多数来自注气(轻烃、二氧化碳和氮气)。化学驱主要在我国得到发展,其他国家基本处于停滞状态。热采,尽管实施的项目数有所减少,但自1986年以来产量一直保持稳定,在EOR 产量中始终保持在60%以上。 图1 美国EOR 产量 112 注二氧化碳 近年来,在低油价下,各种提高采收率方 法实施的项目都在减少,只有二氧化碳混相驱 项目一直在稳定增加(见图1)。一方面是由于 美国有十分丰富的天然二氧化碳气源,并在高 油价下已修好了三条输送二氧化碳的管道,可 以把二氧化碳从产地直接输送到二氧化碳的 用地T exas 州;另一方面,二氧化碳驱的技术 得到很快的发展,其成本大幅下降,使一些较 小的项目也有利可图,从而促进了二氧化碳驱 收稿日期:1999207201 改回日期:1999208223 杨普华,教授级高工,博导,享受政府特殊津贴,长期从事油层物理和提高采收率科研工作,石油勘探开发科学研究院副总工程师兼采收率研究所所长。1第6卷 第4期 油气采收率技术

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