学术硕士提高采收率原理与方法EOR思考题.doc

第一章习题1. 与国外大型油田相比，试分析我国大型油田水驱采收率偏低的主要原因。答：储层物性差非均质性储层结构复杂（如小断块等）高温高盐原油性质差粘度高、含蜡高、胶质和沥青质含量高2. 试分析我国EOR技术发展与应用的潜力。3. 我国的石油资源有哪些特点，这些特点对于石油采收率有何影响？答：特点：我国油气资源相对短缺；水驱采收率低；东部原油产量已出现总递减，西部产量持续上升，保持了中国石油原油产量稳中有升；已开发油田大多数已处于高含水和高采出程度的双高阶段已开发储量；储采比略有下降。影响：1）.油藏地质特点是选择提高采收率方法的基础2）.物料来源决定提高采收率发展的方向3）.油价决定提高采收率的规模和时机4）.地质和油藏工程研究是提高采收率技术成败的关键5）.国家鼓励政策是促进提高采收率工作发展的保证第二章习题1. 简要分析裂缝对于油田开采和提高采收率的利与弊。裂缝对于油田开采的利弊：利：驱油通道尤其是特(超）低渗透油藏，裂缝是有效开采的必要条件。弊：水窜通道暴性水淹、注入水无效循环的原因。提高采收率技术思路之一：在油藏深部封堵窜流通道2. 影响均匀厚油层水驱波及厚度的主要因素有那些？简单分析其影响机理。 重力影响对于地层倾角不大的均匀厚层在水驱油开发过程中，造成水波及厚度小的原因之一是重力效应。注入水将优先沿油层底部推进，到油井见水时，上部有相当的厚度未被水波及。 油水粘度比油水粘度比越大，无水开采期的垂向波及厚度越小?重力差、油水粘度比增大波及厚度减小 毛管力影响3. 简述正韵律油层和反韵律油层的水驱特点。 正韵律油层-底部渗透率高，底部水洗程度高，垂向波及效率低。 反韵律油层-上部渗透率高，底部水洗程度相对低些，垂向波及效率相对高些4. 在微细层理发育的油藏中，油水井的布置应注意什么问题？为什么？ 对于板状交错层，水驱方向不能平行于斜层理走向，而应斜交，且角度大些更好，最好垂直（90) 若斜理延伸较远，注采井最好不要分布在同一倾斜层，这样有利于提高水的波及厚度。 注采井距不是越小越好，而应根据层理发育情况研究、设计。水驱主流线方向平行于微细层理：水沿高渗条带突进，波及面积小，水淹快，采收率低水驱主流线方向垂直于微细层理：波及面积大，采收率高5. 简述裂缝对注水开发的影响，并分析裂缝对于采收率的利与弊。 使一些不具备孔隙的岩层变成储集层和生产层 提高油层的渗透性，使没有开采价值的油层实现有效开采 裂缝对采收率的影响裂缝对采收率的影响关键取决于： 裂缝的延伸范围， 裂缝渗透率与基质孔隙渗透率的差异如果裂缝从注水井延伸到采油井，注入水沿裂缝窜流至油井，导致暴性水淹，采收率很低。对于多层开采的油藏，如果个别层裂缝发育，注入水沿这些层中的裂缝窜至油井，造成全井水淹，其他层的油无法采出，纵向波及效率低，采收率低。6. 简述针对不同类型剩余油的开采方式。答：剩余油富集区：打新井（直井、定向井）、补孔改层打新井（直井、定向井）、补孔改层分散的剩余油(层内、层间)：改善水驱（IOR）（增注、不稳定注水、调剖堵水）强化采油（EOR）（化学驱、气驱、深部调剖）第三章习题1 聚合物在油层中的稳定性评价内容有那些？答：(1) 热稳定性(2) 抗氧性(3) 抗菌性(4) 剪切稳定性2. 写出阻力系数的定义，并简述其物理意义，简述阻力系数的测定方法。3. 写出残余阻力系数的定义，并简述其物理意义，简述残余阻力系数的测定方法。答：阻力系数RF 水的流度与聚合物溶液的流度之比，表征聚合物降低流度比的能力 意义：反映了聚合物溶液降低驱动介质流度的能力。残余阻力系数RK 聚合物驱前后油层水相渗透率的比值， 即渗透率下降系数，表征聚合物降低渗透率的能力Rk=Kwb/Kwa意义：描述聚合物溶液降低多孔截至渗透率的能力。测定方法：岩心饱和水后测水相渗透率。改注一定浓度的聚合物溶液，待入口、出口端浓度稳定且一致后测聚合物溶液的渗透率。恢复注水，待出口端聚合物浓度趋近于零时，测注聚合物后的水相渗透率。按上式确定聚合物溶液的阻力系数。4. 试分析短岩心模拟实验的局限性。答： 端面效应严重 无法模拟实际油藏中调剖剂性能变化的影响。通过整个岩心的调剖剂实际上只相当于注入井附近油藏的调剖剂性能。难以模拟实际油藏深部调剖的特性。非均质模型与非均质油藏的几何相似难以实现，模型中的流场、波及效率与实际油藏差异很大。第四章习题1. 现有的提高采收率方法可分为哪几类，简述各类方法的特点及其中包含的主要技术。答：a）化学驱：凡是以特定的化学剂或其复合体系作为驱油剂，以改善地层流体的流动性、改善驱油剂-原油-油藏孔隙之间的界面特性为基本原理的所有采油方法统称为化学驱。如聚合物驱、表面活性剂驱、碱水驱、化学复合驱等。b）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。根据注入气体与地层原油的相态特征，可分为气体混相驱与气体非混相驱两大类。用作驱油剂的气体通常有CO2、N2、轻烃、烟道气等。c）热力采油：凡是利用热量稀释和蒸发油层中原油的采油方法统称为热力采油。这是一类稠油油藏提高采收率最为有效的方法。根据油藏中热量产生的方式，热力采油可分为热流体法（注蒸汽、注热水）、化学热法（火烧油层、液相氧化）和物理热法（电磁波加热、电加热）三大类。d）微生物采油：利用微生物及其代谢产物作用于油藏及油藏中的原油、改善原油的流动特性和物理特性、提高驱油剂的波及体积和微观驱油效率的一类采油方法。按注入方式分类微生物吞吐、微生物驱按菌种类型分类好氧菌、厌氧菌、兼性菌按菌种来源分类本源(内源）微生物、外源微生物除了上述几类方法外，油层深部调剖和作用于油层深部的物理法（如声波、电场等）采油等也都属于提高采收率的范畴。2. 什么是化学驱？常见的化学驱技术有哪几类？答：凡是以化学剂作为驱油介质，以改善地层流体的流动特性， 改善驱油剂、原油、油藏孔隙之间的界面特性，提高原油开采 效果与效益的所有采油方法统称为化学驱化学驱：聚合物驱、表面活性剂驱、碱水驱、化学复合驱（表面活性剂聚合物驱、碱表面活性剂驱、ASP三元复合驱、泡沫驱油）等3. 什么是气驱？常见的气驱技术有哪几类？答：凡是以气体作为主要驱油介质的采油方法统称为气驱按相态特性分类：混相驱、非混相驱按驱替介质分类：CO2驱、N2驱、轻烃驱、烟道气驱、空气驱4. 什么是热力采油？常见的热力采油技术有哪几类？答：凡是利用热量稀释和蒸发油层中原油的采油方法统称为热力采油（Thermal recovery）。稠油油藏提高采收率的有效方法。热力采油：热流体法（注蒸汽、注热水）：以在地面加热后的流体（如蒸汽、热水等）作为热载体注入油层化学热法（火烧油层、液相氧化）：通过在油层中发生的化学反 应产生热量物理热法（电磁波加热、电加热）:利用物理场加热油层中原油5. 简述驱油用聚合物的主要性能要求。答：对驱油用聚合物的主要要求：耐温、耐盐、抗剪切决定着聚合物驱技术的适应性良好的水溶性。良好的流变性。良好的化学稳定性。良好的剪切稳定性较强的抗吸附性。良好的注入性。良好的环保特性。来源广、价格低。6. 影响化学驱的主要因素有那些？矿物组成粘土含量不宜过高（活性剂的吸附损失）非均质性油藏非均质性不宜过强，尤其注意不宜在窜流严重的油藏中直接应用（需要深部封窜、调剖）油藏温度不宜过高矿化度不宜过高成本只有当油价高于20美元/桶时，复合驱才有应用的可能性7. 制约CO2驱技术在我国应用的主要因素有那些？8. 请列举5种化学驱油技术，并分析比较它们的主要驱油机理。答：1）聚合物驱主要驱油机理：（1）改善流度比，提高宏观波及效率（2）调剖效应（3）提高微观驱油效率2）表面活性剂驱（1）活性水驱油机理降低油水界面张力、改变岩石的润湿性、乳化（2）胶束溶液驱油机理在胶束溶液中，由于加入醇和盐等助剂，调整了油相和水相的极性，使表面活性剂的亲油性和亲水性得到充分平衡，从而最大限度地吸附在油水界面上，产生超低界面张力，强化了胶束溶液驱油的低界面张力机理。这是胶束溶液驱可以较大幅度提高驱油效率的主要原因。（3）微乳液驱油机理微乳液体系具有胶束溶液的所有驱油机理，即降低油/水界面张力、改变油层润湿性、乳化、增溶等等。由于微乳属浓表面活性剂体系，所以微乳液体系的增溶驱油机理对于驱油效率的贡献比胶束溶液更加明显3）碱水驱油机理：（1）降低油水界面张力（2）乳化（3）改变岩石的润湿性（4）自发乳化与聚并（5）溶解界面膜4）三元复合体系驱油的机理。（1）降低界面张力：A/S/P 三元体系比 A/S 二元体系能产生更低的界面张力。原因: 1）P 能保护S，使其不与水中二价离子反应；2） S与A间的“协同效应”，从而降低了界面张力。（2）较好的流度控制：碱和活性剂可有效地保护聚合物不受高价离子的影响，使聚合物溶液具有高的黏度。（3）降低化学剂的吸附：碱的存在，使岩石表面的负电荷增多，可减少阴离子型活性剂及聚合物的吸附损失。第五章习题1. 聚合物溶液驱油的主要机理是什么？不可入孔隙体积的计算及测量方法？答：聚合物驱主要驱油机理：（1）改善流度比，提高宏观波及效率（2）调剖效应（3）提高微观驱油效率 实验方法l 将已经处理好的天然岩心在油藏温度下以一定的速度进行水驱，直至压力平稳，记录此时的压力和流量。l 改注含200mg/l示踪剂的一定浓度的聚合物溶液，直至压力平稳，用收集器收集流出液。开始时记录流量的间隔应小于0.1PV，记录稳定后的压力和流量。l 再改注水，收集流出液，压力平稳后记录压力和流量。l 分析原始注入液和流出液中聚合物、示踪剂的浓度。 数据处理：首先绘制流出液与注入液中聚合物和示踪剂浓度之比随注入量的变化曲线，从曲线上查出示踪剂的聚合物产出及结束时的PV数IPV=PVT1- -PVP1IPV -不可入孔隙体；PVT1-示踪剂结束时的PV数； PVP1-聚合物结束时的PV数2. 简述聚合物驱油藏筛选的一般原则。（1）油藏类型（2）油层渗透率油层渗透率过低，注入能力差，注入压力过高，井筒附近的剪切降解严重（3）油藏非均质性（4）油层原油粘度用高粘的聚合物溶液引起注入困难，聚合物损失（滞留、剪切降解）严重等问题。（5）油藏温度高温 聚合物性质改变、絮凝、化学（或生物）降解（6）地层水矿化度聚合物驱油藏地层水矿化度一般应小于6000mgL。3. 在聚合物驱注入方案设计中考虑的主要问题是什么？从技术和/或经济的角度简单分析在设计中应如何考虑聚合物用量和聚合物分子量？ 聚合物溶液注入时机 聚合物用量与分子量 聚合物溶液注入方式 注入水水质 井网井距分子量的确定高分子量之利：增粘效果好，阻力系数和残余阻力系数高，波及体积大。高分子量之弊：注入困难，剪切降解严重，驱油性能损失严重。用量的确定：聚合物用量大采收率增大，但增大的幅度减缓，吨聚产油量下降，总体经济效益下降。聚合物用量过小采收率低4. 简述ASP三元复合体系中各组分在“驱油综合效应”中起的作用。将具有不同驱油特性的化学剂复配成一种高效的复合驱油体系，最基本的原理就是利用其各自的特点，弥补单一组分化学驱的某些不足，即利用各组分在驱油过程中的综合效应提高原油采收率。聚合物在“综合效应”中的主要作用为： 改善驱油剂的流度比，提高宏观波及效率； 由于含聚合物驱油剂的粘弹性，可以提高微观驱油效率。表面活性剂在“综合效应”中的作用主要为： 降低驱油剂与原油之间的界面张力，提高驱油剂的洗油能力； 可以使原油发生乳化，抑制驱油剂沿原水流通道突进； 改变油层孔隙的润湿性，提高微观驱油效率。含聚合物驱油剂的粘弹性，可以提高微观驱油效率。碱剂在“综合效应”中的作用主要为： 与原油中石油酸反应生成的表面活性物质，可以降低驱油剂与原油的界面张力； 使原油发生乳化，抑制驱油剂沿原水流通道突进； 改变岩石的润湿性。以提高微观驱油效率。5. 分析碱对ASP三元复合驱油体系性能的