EOR方法发展与回顾.ppt

EOR原理 教材著者 赵福麟主讲 葛际江 主要内容 第一章EOR第二章油层中的界面现象第三章调剖堵水第四章聚合物驱第五章碱驱第六章表面活性剂驱第七章复合驱第八章混相驱第九章热力采油 第一章EOR 第一节EOR概念第二节EOR方法回顾与展望第三节影响采收率的因素分析 第一节 EOR概念 一 EOR方法的概念 EnhancedOilRecoveryEOR提高原油采收率 一 EOR方法的概念 采油的层次 致力于把其余的至少50 的油采出来 一 EOR方法的概念 EOR是指强化采油 包括采收率超过一次采油的二次采油和三次采油 四次采油等 一 EOR方法的概念 注意 EOR 三次采油 EOR 二次采油 三次采油 二 EOR方法发展 三 EOR与IOR ImprovedOilRecoveryIOR改进型采油IOR比EOR含义更广 三 EOR与IOR IOR EOR 周期注水 加密井 第二节 EOR方法回顾 一 EOR方法回顾 水驱的发展历史 19 80 20 10 20 30 20 20 20 50 20 40 20 60 20 70 20 80 20 90 提出水驱 扩大矿场试验 推广水驱并进行油井堵水试验 进行水井调剖的矿场试验 进行油水井对应调剖堵水的矿场试验 进行区块整体调剖堵水的试验 以调剖堵水为中心的区块综合治理 进行水驱的矿场试验 化学驱的发展历史 19 80 20 10 20 30 20 20 20 50 20 40 20 60 20 70 20 80 20 90 进行碱驱的矿场试验 提出泡沫驱 进行聚合物驱矿场试验 提出微乳驱 进行泡沫驱矿场试验 进行微乳及低浓度表面活性剂驱的矿场试验 研究各种驱油方法组合 推广聚合物驱和三元复合驱 提出碱驱 提出表面活性剂驱 提出聚合物驱 1917年 F Squire提出了向注入水中加入廉价的碱剂 Na2CO3 NaOH等 能够使水驱后残余油进一步启动从而提高采收率的观点 US1238355 1917 20世纪20 30年代 M DeGroot US1823439 提出用多环磺化物和木质素亚硫酸盐废液 O C Holbrook US3006411 提出用脂肪酸盐等表面活性剂可以降低界面张力 提高原油采收率 由此导致了低张力表面活性剂驱油过程的产生 20世纪60年代后 W B Gogarty和R W Olson US3254714 J Reisberg US3330344 US3348611 S C Jones US3497006 US3506070 相继提出了微乳驱 此后 美国开展了表面活性剂驱的矿场试验 60年代进行泡沫驱 70年代进行微乳驱和低浓度表面活性剂 混相驱的发展历史 19 80 20 10 20 30 20 20 20 50 20 40 20 60 20 70 20 80 20 90 提出二氧化碳驱 进行CO2驱和烃类混相驱矿场试验 提出N2驱和烃类混相驱 进行烃类混相驱矿场试验 进行CO2驱和N2驱矿场试验 热力采油的发展历史 19 80 20 10 20 30 20 20 20 50 20 40 20 60 20 70 20 80 20 90 进行蒸汽驱矿场试验 进行蒸汽吞吐矿场试验 研究湿式火烧油层和注蒸汽隔热技术 注蒸汽流度控制 注蒸汽广泛应用 提出注蒸汽采油 提出火烧油层 进行火烧油层驱矿场试验 二 美国EOR方法的发展 沈平平 提高采收率技术进展 1 三方法在20世纪80年代大发展2 化学驱发展最快 二 美国EOR方法的发展 二 美国EOR方法的发展 二 美国EOR方法的发展 二 美国EOR方法的发展 在三方法中 热力采油贡献最大 气驱其次 化学驱最小 二 美国EOR方法的发展 三 我国EOR发展 四 美国对EOR方法展望 第三节 影响采收率的因素 孔隙度 指孔隙体积与岩石体积的比值 一般用 表示 孔隙体积 指岩心或储层内有效孔隙的总体积 孔隙体积可作为注入流体的计量单位 岩石渗透性 在一定压差下 岩石允许流体通过的性质称为渗透性 渗透性的大小用渗透率来表示 渗透率 在一定压差下 岩石允许流体通过的能力叫渗透率 渗透率的大小根据达西定律确定 通过的流体为空气时所测定的渗透率叫绝对渗透率 渗透率 渗透率 当岩石中有两种以上的流体共存 岩石对其中某一项流体的通过能力 称为有效渗透率 当岩石中有多种流体共存时 每一种流体的有效渗透率与绝对渗透率的比值称为相对渗透率 含油饱和度 地层水饱和度 岩样中含油的体积与总孔隙体积之比称为含油饱和度 指以各种形式存在于地层中的水所占的孔隙体积与地层总孔隙体积的比称为地层水饱和度 束缚水饱和度 残余油饱和度 存在于储层的岩石颗粒表面 孔隙的角隅以及微毛细孔道中的不流动的水称为束缚水 这些水的体积与储层总孔隙体积的比值称为束缚水饱和度 经各种驱替作用后 仍然不能采出而残留于油层孔隙中的原油所占孔隙体积的百分比称为残余油饱和度 水驱难以采出的油 一 采收率 一 采收率 二 影响采收率因素 1 地层的非均质性2 地层表面的润湿性3 流度比4 毛管数5 布井 1 地层的非均质性 地层越不均质 采收率越低 宏观不均质性 渗透率变异系数微观不均质性 孔喉大小分布曲线孔喉比孔喉配位数孔喉表面粗糙度 1 1渗透率变异系数 1 1渗透率变异系数 标准点渗透率 统计偏差点 84 1 渗透率 1 1渗透率变异系数 1 2孔喉大小分布曲线 峰值越高 孔喉大小越均匀 峰值靠右 大孔喉出现频率越高 1 3孔喉比 孔喉比指孔隙半径与喉道半径之比 孔喉比大的孔喉结构亦产生Jamin效应 1 4孔喉配位数 定义 与一个孔隙相连的喉道数数值越大 油越容易分散 Jamine效应严重 1 5孔喉表面粗糙度 定义 孔喉真实面积与表观面积之比孔喉表面粗糙度越大 润湿滞后越严重 润湿性 非混相流体在固体表面上的流散现象 通过实验不难得出几个结论 润湿总是发生在三相体系中 一相为固体 另两相为流体 润湿是三相共存时 三种相界面上自由表面能平衡的结果 润湿现象主要表现在两相流体在固体表面上争夺面积 它与三个相界面上各自的自由表面能大小有密切关系 其中固相与那一相液体的界面张力低 固体就亲哪一相液体 或者说哪一相液体容易沿固体表面流散 2 地层表面润湿性 2 地层表面润湿性 2 1润湿角2 2Amott指数2 3USBM指数 气 液 固 sl lg sg 根据力的平衡条件有 杨氏方程 2 1接触角 90 润湿不好 0 完全润湿 180 完全不润湿 评价标准 练习 找出油滴在砂粒表面的润湿角 砂粒 油滴 水 练习 找出油滴在砂粒表面的润湿角 润湿滞后现象 前进角 1 湿相驱非湿相角后退角 2 非湿相驱湿相角 定义 三相接触周界沿着固体表面移动迟缓而产生润湿接触角改变的现象 产生润湿滞后的原因 1液体和固体表面的污染 2表面的粗糙 3大分子的表面不可动性 4表面活性物质在固体表面的吸附和脱附过程都需要时间 润湿滞后的分类 1 静润湿滞后 2 动润湿滞后 1 静润湿滞后 2 动润湿滞后 由于润湿次序的不同引起的接触角变化 表示静润湿滞后现象的严重程度 启示 测定润湿接触角时必须等到其平衡了才能测定 由于移动速度引起接触角的变化 现象 运动速度越大 则动润湿滞的现象越严重 当运动速度超过某一临界值后 会发生润湿反转现象 速度很大时 可能使前进角变大 使水驱油相对渗透率曲线具有亲油岩石的特点 启示 油田注水速度不能过快 否则会影响驱油效果 润湿角评价标准 均指对水的润湿角 粘附功 将单位面积 如1m2 固液界面在第三相中拉开所作之功 称为粘附功 从粘附功分析驱油效率 W粘 油水 1 cos 砂粒 油滴 水 毛细管压力 含水饱和度 Amott指数 1 饱和盐水 2 造束缚水 3 吸水排油 4 水驱油 5 吸油排水 6 油驱水 2 2其他表示润湿性方法 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 2其他表示润湿性方法 USBM方法 W lg