课件1-第一章注水驱(提高采收率)

1、提高采收率原理提高采收率原理 绪论绪论 （4学时）学时）第一章第一章 注水驱油注水驱油 （4学时学时）第二章第二章 聚合物溶液驱油聚合物溶液驱油 （8学时学时）第三章第三章 表面活性剂溶液驱油表面活性剂溶液驱油 （6学时学时）第四章第四章 碱水驱及复合体系驱油碱水驱及复合体系驱油 （4学时学时）第五章第五章 气体混相驱油法气体混相驱油法（6学时学时）第六章第六章 热力采油法热力采油法 （6学时学时）第七章第七章 微生物提高原油采收率微生物提高原油采收率 （2学时学时）目录目录 提高采收率原理提高采收率原理 1.1 水驱采收率公式水驱采收率公式1.2 残余油分布形态残余油分布形态1.3 影响水驱

2、采收率的因素影响水驱采收率的因素第一章第一章 注水驱注水驱油油提高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驱注水驱油油1.1 水驱采收率公式水驱采收率公式1.2 残余油分布形态残余油分布形态1.3 影响水驱采收率的因素影响水驱采收率的因素 注水注水驱驱油强化油强化采油的一种最廉价、最简单，使用范围也最广的一种方法。采油的一种最廉价、最简单，使用范围也最广的一种方法。把水注入油层，水能进入岩石的微小孔隙，可以将油驱到生产井井底，还可把水注入油层，水能进入岩石的微小孔隙，可以将油驱到生产井井底，还可以保持地层压力，但注水驱油也存在各种各样的问题，比如，水的波及系数以保持地层压力，但注水驱油也存

3、在各种各样的问题，比如，水的波及系数低，洗油效率还不够理想，因此水驱达经济极限时，地下仍有高达低，洗油效率还不够理想，因此水驱达经济极限时，地下仍有高达50506060的残余油的残余油。 另外另外，还有水未波及到的原始油区，还有水未波及到的原始油区。 水水驱最终采收率一般只有驱最终采收率一般只有30304040。所以要。所以要想尽量想尽量多的将油驱出来，在多的将油驱出来，在水驱之后进一步采取其它强化采油措施，就必须分析水驱油机理、残余油形水驱之后进一步采取其它强化采油措施，就必须分析水驱油机理、残余油形成的原因和水驱油效率等方面的一系列问题。成的原因和水驱油效率等方面的一系列问题。 提高采收率

4、原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驱注水驱油油1.1 水驱采收率公式水驱采收率公式1.2 残余油分布形态残余油分布形态1.3 影响水驱采收率的因素影响水驱采收率的因素天然天然能量驱油的能量驱油的采收率采收率 对于对于依靠天然能量才有的一次采收率，其最终大小依靠天然能量才有的一次采收率，其最终大小主要取决于主要取决于油藏本身油藏本身客观地质客观地质条件条件, ,其计算公式其计算公式为：为： - -公式（公式（1 1）式式中中 原原油油采收率采收率 采出油量（地面体积采出油量（地面体积） 原始地质储量（地面体积原始地质储量（地面体积） -地层地层剩余油量（地面体积）剩余油量（地面体积）ooro

5、opRNNNNNEREpNoNorN提高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驱注水驱油油1.1 水驱采收率公式水驱采收率公式1.2 残余油分布形态残余油分布形态1.3 影响水驱采收率的因素影响水驱采收率的因素 -公式（公式（2 2） -公式（公式（3 3） A A 油藏有效面积；油藏有效面积；h h 油藏有效厚度；油藏有效厚度； 为油藏有效孔隙度；为油藏有效孔隙度； 和和 分别为束缚水和残余油饱和度；分别为束缚水和残余油饱和度； 和和 分别为地层油原始和枯竭时的体积系数。分别为地层油原始和枯竭时的体积系数。 oiwio/ )1 (BSAhNooror/BSAhNwiSorSoiBoB提

6、高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驱注水驱油油1.1 水驱采收率公式水驱采收率公式1.2 残余油分布形态残余油分布形态1.3 影响水驱采收率的因素影响水驱采收率的因素将公式将公式(2)(2)和公式和公式(3)(3)代入代入(1)(1)式，则原油采收率为式，则原油采收率为： -公式（公式（4 4） ooiwioroiwiooroiwiooroR11/ )1 (/ )1 (BBSSBSAhBSAhBSAhNNNE提高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驱注水驱油油1.1 水驱采收率公式水驱采收率公式1.2 残余油分布形态残余油分布形态1.3 影响水驱采收率的因素影响水驱采收率的

7、因素 由由(4)(4)式可知：只要测得原始束缚水饱和度及原始原油体积系数，以式可知：只要测得原始束缚水饱和度及原始原油体积系数，以及油藏枯竭时的残余油饱和度及枯竭时地层压力下的原油体积系数就可及油藏枯竭时的残余油饱和度及枯竭时地层压力下的原油体积系数就可由上式计算出油藏的采收率。由上式计算出油藏的采收率。 若近似认为：若近似认为： B Bo oi i B Bo o 1 1，则由公式，则由公式(4)(4)可得：可得： - - 公式（公式（5 5） 公式公式(4)(4)、(5)(5)就是计算一次采收率的通式。就是计算一次采收率的通式。wiorwiwiorR1111SSSSSE提高采收率原理提高采收

8、率原理 第一章第一章 注水驱注水驱油油1.1 水驱采收率公式水驱采收率公式1.2 残余油分布形态残余油分布形态1.3 影响水驱采收率的因素影响水驱采收率的因素1.1 水驱采收率公式水驱采收率公式 实际实际油藏之依靠天然能量驱油的十分罕见，而且采收率很低。普遍采用油藏之依靠天然能量驱油的十分罕见，而且采收率很低。普遍采用向油层注入工作剂的办法来实现人工补充能量驱油。向油层注入工作剂的办法来实现人工补充能量驱油。 假如假如油藏体积为油藏体积为V V = =A A. .h h ，其中注入工作剂（如为水）所驱洗或影响到，其中注入工作剂（如为水）所驱洗或影响到的体积为的体积为V Vs s A As.s.

9、h hs s，则波及，则波及效率（效率（Volumetric Sweep Efficiency ）：）：式式中中: A: A、AsAs分别为油藏面积和工作剂波及面积；分别为油藏面积和工作剂波及面积； h h、hshs分别为油藏平均厚度和波及厚度分别为油藏平均厚度和波及厚度。 波及面积波及面积与油藏面积比定义为与油藏面积比定义为面积波及系数面积波及系数, ,即即EAEAAsAsA A；而把波及厚度与；而把波及厚度与油藏厚度比定义为垂向波及系数，即油藏厚度比定义为垂向波及系数，即EIEIhIhIh h；故波及效率；故波及效率EvEvEAEAEI EI 。 hAhAEssv提高采收率原理提高采收率原

10、理 第一章第一章 注水驱注水驱油油1.1 水驱采收率公式水驱采收率公式1.2 残余油分布形态残余油分布形态1.3 影响水驱采收率的因素影响水驱采收率的因素1.1 水驱采收率公式水驱采收率公式 波及效率与注入流体（如水）和被驱流体（油）的流度比（波及效率与注入流体（如水）和被驱流体（油）的流度比（M M）有关。）有关。 流度比流度比 ： 在在较高流度比时，水或注入流体具有穿过油藏而不是推动原油流动的趋势。较高流度比时，水或注入流体具有穿过油藏而不是推动原油流动的趋势。因此在低流度比时可达到最佳的波及系数。因此在低流度比时可达到最佳的波及系数。M M 1 1或或M M 1 1时是有利的时是有利的；

11、M M 1 1是不利的。是不利的。 由流度比公式可知由流度比公式可知: : 提高注入水的粘度或降低油的粘度，即可降低流度比，提高注入水的粘度或降低油的粘度，即可降低流度比，改善波及系数。改善波及系数。woowoowwowKKKKM/提高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驱注水驱油油1.1 水驱采收率公式水驱采收率公式1.2 残余油分布形态残余油分布形态1.3 影响水驱采收率的因素影响水驱采收率的因素1.1 水驱采收率公式水驱采收率公式 排驱效率：排驱效率：就是已被水从孔隙中排出的那部分原油饱和度占原始含就是已被水从孔隙中排出的那部分原油饱和度占原始含油饱和度的百分数，表示为：油饱和度

12、的百分数，表示为： 式中式中 S Soioi 原始含油饱和度原始含油饱和度(initial oil saturation)(initial oil saturation) SorSor 残余油饱和度残余油饱和度(residual oil saturation)(residual oil saturation) oioroioroiDS1SSSSE提高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驱注水驱油油1.1 水驱采收率公式水驱采收率公式1.2 残余油分布形态残余油分布形态1.3 影响水驱采收率的因素影响水驱采收率的因素1.1 水驱采收率公式水驱采收率公式水水驱驱油藏的采收率油藏的采收率 ：

13、 显然，整个油藏的采收率是体积波及系数与洗油效率的乘积。波及系显然，整个油藏的采收率是体积波及系数与洗油效率的乘积。波及系数数E Ev v 越大，洗油效率越大，洗油效率E E D D 越高，采收率也就越高。所以要提高原油采越高，采收率也就越高。所以要提高原油采收率就必须改善波及系数和微观洗油效率。收率就必须改善波及系数和微观洗油效率。 DvoioroissoioroissR)()(EESSSAhhASAhSShAE提高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驱注水驱油油1.2 残余残余油分布形态油分布形态1.1 水驱采收率公式水驱采收率公式1.2 残余油分布形态残余油分布形态1.3 影响水

14、驱采收率的因素影响水驱采收率的因素残余油的分布状况及数量直接与岩石的润湿性、界面张力、岩石的残余油的分布状况及数量直接与岩石的润湿性、界面张力、岩石的微观结构等有关。微观结构等有关。亲水岩藏：亲水岩藏：水驱油藏残余油的分布：水驱油藏残余油的分布：大多以珠状形式被捕集在流通孔道中。大多以珠状形式被捕集在流通孔道中。亲油岩藏：亲油岩藏：存在于注入水未进入的较小的流通孔道中，而在存在于注入水未进入的较小的流通孔道中，而在充满水的大孔隙中，残余油呈膜状粘附在孔壁上。充满水的大孔隙中，残余油呈膜状粘附在孔壁上。提高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驱注水驱油油1.2 残余残余油分布形态油分布形

15、态孤孤滴滴状状柱柱状状环状油膜环状油膜簇状油块簇状油块1.1 水驱采收率公式水驱采收率公式1.2 残余油分布形态残余油分布形态1.3 影响水驱采收率的因素影响水驱采收率的因素柱柱状状残余残余油形态油形态提高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驱注水驱油油1.2 残余残余油分布形态油分布形态环状环状油油膜膜孤滴状孤滴状簇簇状油块状油块柱状柱状1.1 水驱采收率公式水驱采收率公式1.2 残余油分布形态残余油分布形态1.3 影响水驱采收率的因素影响水驱采收率的因素簇状油块簇状油块孤滴状孤滴状提高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驱注水驱油油1.3 影响水驱采收率的因素影响水驱采收率

16、的因素1.1 水驱采收率公式水驱采收率公式1.2 残余油分布形态残余油分布形态1.3 影响水驱采收率的因素影响水驱采收率的因素一、影响洗油效率的因素：一、影响洗油效率的因素：1 1、岩石孔隙结构的影响、岩石孔隙结构的影响 岩石孔隙结构特征的非均质性，包括孔隙大小分布、孔喉比、孔隙孔道的岩石孔隙结构特征的非均质性，包括孔隙大小分布、孔喉比、孔隙孔道的曲折程度和表面粗糙度等，这些主要影响注入工作剂的微观洗油效率，其结果曲折程度和表面粗糙度等，这些主要影响注入工作剂的微观洗油效率，其结果多是定性分析。多是定性分析。2 2、岩石润湿性的影响、岩石润湿性的影响 在亲油岩石中，流体性质和流体与岩石孔隙表面

17、的相互作用，如润湿性对在亲油岩石中，流体性质和流体与岩石孔隙表面的相互作用，如润湿性对水驱油效率影响很大。毛管力是驱油阻力，所以水主要排驱大孔道中的油，小水驱油效率影响很大。毛管力是驱油阻力，所以水主要排驱大孔道中的油，小孔隙和孔壁上留下残余油。岩石亲油性愈强，油与岩石之间附着张力愈大，排孔隙和孔壁上留下残余油。岩石亲油性愈强，油与岩石之间附着张力愈大，排除附着油滴愈困难。孔隙愈小，毛管阻力愈大，残余油愈难排除，所以亲油岩除附着油滴愈困难。孔隙愈小，毛管阻力愈大，残余油愈难排除，所以亲油岩层的驱油效率低。相反亲水岩层中毛管力是水驱油的动力，油与岩石间的附着层的驱油效率低。相反亲水岩层中毛管力是

18、水驱油的动力，油与岩石间的附着张力小，油容易被水驱走，所以亲水岩层驱油效率高。张力小，油容易被水驱走，所以亲水岩层驱油效率高。 提高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驱注水驱油油1.3 影响水驱采收率的因素影响水驱采收率的因素1.1 水驱采收率公式水驱采收率公式1.2 残余油分布形态残余油分布形态1.3 影响水驱采收率的因素影响水驱采收率的因素一、影响洗油效率的因素：一、影响洗油效率的因素：3 3、原油粘度的影响、原油粘度的影响 原油的粘度一般都比水大，水驱油是低粘度水排驱高粘度原油。在孔道中，原油的粘度一般都比水大，水驱油是低粘度水排驱高粘度原油。在孔道中，随着油水界面推进，阻力越

19、来越小，流速越来越大。此现象随油水粘度差增加而随着油水界面推进，阻力越来越小，流速越来越大。此现象随油水粘度差增加而加剧。而且大毛管中粘滞阻力比小毛管中小，因此粘度差加大了大小毛管中的速加剧。而且大毛管中粘滞阻力比小毛管中小，因此粘度差加大了大小毛管中的速度差，从而微观油水界面的推进距离的差别变大，出现微观指进现象。于是油滴度差，从而微观油水界面的推进距离的差别变大，出现微观指进现象。于是油滴或小油块被水绕流，从而降低驱油效率。或小油块被水绕流，从而降低驱油效率。 提高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驱注水驱油油1.3 影响水驱采收率的因素影响水驱采收率的因素1.1 水驱采收率公式

20、水驱采收率公式1.2 残余油分布形态残余油分布形态1.3 影响水驱采收率的因素影响水驱采收率的因素一、影响洗油效率的因素：一、影响洗油效率的因素：4 4、毛管数的影响、毛管数的影响 水驱油时，水驱油时，驱替驱替介质的粘滞力介质的粘滞力与与油油水水界面张力界面张力的比值称之为毛管准数。毛的比值称之为毛管准数。毛管准数是一个无量纲量，其表达式为管准数是一个无量纲量，其表达式为 ： 提高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驱注水驱油油1.3 影响水驱采收率的因素影响水驱采收率的因素1.1 水驱采收率公式水驱采收率公式1.2 残余油分布形态残余油分布形态1.3 影响水驱采收率的因素影响水驱采收

21、率的因素一、影响洗油效率的因素：一、影响洗油效率的因素：4 4、毛管数的、毛管数的影响影响 毛管准数与残余油饱和度的关系图毛管准数与残余油饱和度的关系图提高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驱注水驱油油1.3 影响水驱采收率的因素影响水驱采收率的因素1.1 水驱采收率公式水驱采收率公式1.2 残余油分布形态残余油分布形态1.3 影响水驱采收率的因素影响水驱采收率的因素一、影响洗油效率的因素：一、影响洗油效率的因素：4 4、毛管数的、毛管数的影响影响 上图上图给给出了毛管准数出了毛管准数Nc与剩余油饱和度之间的关系曲线。从图中可看出，与剩余油饱和度之间的关系曲线。从图中可看出，Nc越大

22、，残余油饱和度越小，驱油效率越高。当越大，残余油饱和度越小，驱油效率越高。当Nc达到达到102时，残余油饱和度时，残余油饱和度接近于零。提高接近于零。提高Nc的方法有三个，即增加的方法有三个，即增加w、和、和，降低，降低wo 在在驱替过程中，水驱油效率受毛管力和粘滞力相互作用的影响，由前面给驱替过程中，水驱油效率受毛管力和粘滞力相互作用的影响，由前面给出的毛管数出的毛管数NCNCVV的定义，可清楚地知道各物理量对驱油效率的影响，并的定义，可清楚地知道各物理量对驱油效率的影响，并通过岩心排驱试验将各物理量与驱油效率之间的关系可定量化。但毛管数未包括通过岩心排驱试验将各物理量与驱油效率之间的关系可定量化。但毛管数未包括所有驱油效率的因素，因而其它因素与驱油效率之间的关系只能定性分析所有驱油效率的因素，因而其它因素与驱油效率之间的关系只能定性分析。提高采收率原理提高采收率原理 第一章第一章 注水驱注水驱油油1.3 影响水驱采收率的因素影响水驱采收率的因素1.1 水驱采收率公式水驱采收率公式1.2 残余油分布形态残余油分布形态1.3 影响水驱采收率的因素影响水驱采收率的因素二二、影响波及系数的因素、影响波及系数的因素1、油层非均质性对波及系数的影响、油层非均质性对波及系数的影响 油层的非均质性可以分为垂直剖面上、平面上和结构特征上的非均质油层的非均质