提高采收率技术概况

1、提高采收率技术概况提高采收率技术概况主要内容主要内容一、概述一、概述二、化学驱技术二、化学驱技术三、调剖技术三、调剖技术提高采收率提高采收率利用先进的开采技术将已探明利用先进的开采技术将已探明的原油储量尽可能多地开采出来。的原油储量尽可能多地开采出来。一、概述一、概述1. 1. 提高采收率的重要性提高采收率的重要性重要性：重要性：（1 1）我国油气资源相对较贫乏）我国油气资源相对较贫乏（2 2）我国石油供求矛盾日益突出）我国石油供求矛盾日益突出（3 3）我国油田提高采收率的潜力巨大）我国油田提高采收率的潜力巨大（1 1）我国油气资源相对较贫乏）我国油气资源相对较贫乏 石油总地质资源量石油总地质

2、资源量10001000亿吨（陆上亿吨（陆上775775，海域，海域225225） 按现有技术可采资源量按现有技术可采资源量116116亿吨。亿吨。 20012001和和20022002年我国石油探明储量排名第年我国石油探明储量排名第1111。 人均占有的石油资源数量仅为世界平均水平的人均占有的石油资源数量仅为世界平均水平的1/61/6 发现新原油储量的难度越来越大发现新原油储量的难度越来越大一、概述一、概述1. 1. 提高采收率的重要性提高采收率的重要性（2 2）我国石油供求矛盾日益突出）我国石油供求矛盾日益突出 原油产量：原油产量：20002000年年1.6261.626亿吨亿吨 2001

3、2001年年1.6491.649亿吨亿吨 预测：预测：20052005年年1.701.70亿吨亿吨 2010 2010年年1.751.75亿吨亿吨 2015 2015年年1.851.85亿吨亿吨 原油缺口预测：原油缺口预测：20052005年年95009500万吨万吨（20032003年进年进口石油已达口石油已达1 1亿吨）亿吨） 2010 2010年年1.371.37亿吨亿吨（约（约50%50%） 2015 2015年年1.941.94亿吨亿吨（约（约80%80%）对国家的安全和国民经济对国家的安全和国民经济的持续发展构成很大的威胁的持续发展构成很大的威胁解决途径：解决途径：找新储量；找新储

4、量；提高采收率提高采收率一、概述一、概述1. 1. 提高采收率的重要性提高采收率的重要性典型油田采收率对比典型油田采收率对比美国东得克萨斯油田美国东得克萨斯油田: : 原油地下粘度原油地下粘度0.930.93mPa.smPa.s 含水含水80%80%时时, ,采收率采收率50%, 50%, 设计采收率设计采收率80%80%前苏联杜玛兹油田前苏联杜玛兹油田: : 原油地下粘度原油地下粘度2.52.5mPa.smPa.s 含水含水82.9%82.9%时时, ,采收率采收率49.3%, 49.3%, 设计采收率设计采收率58%58%大庆油田大庆油田: : 陆相沉积陆相沉积, , 变异系数变异系数0.

5、7, 0.7, 原油地下粘度原油地下粘度9 9mPa.s, mPa.s, 采收采收率率:30.1%(:30.1%(含水含水82%), 82%), 预测预测34.8-40%(34.8-40%(远低于国外海相沉积油田远低于国外海相沉积油田) )胜利油田胜利油田: : 陆相沉积陆相沉积, , 原油地下粘度原油地下粘度60-9060-90mPa.s, mPa.s, 采收率采收率: 21.1% (: 21.1% (含水含水89.8%), 27.7%(89.8%), 27.7%(预测预测) )(3)(3)我国油田提高采收率的潜力巨大我国油田提高采收率的潜力巨大一、概述一、概述1. 1. 提高采收率的重要性

6、提高采收率的重要性我国油田水驱采收率普遍偏低的原因我国油田水驱采收率普遍偏低的原因 油层非均质性严重油层非均质性严重（大庆变异系数：（大庆变异系数：0.70.7左右）左右） 原油物性差原油物性差（高粘、高凝、高含蜡）（高粘、高凝、高含蜡）水驱波及系数低水驱波及系数低(0.693)(0.693)水驱油效率低水驱油效率低(0.531)(0.531)水驱采收率：水驱采收率：34.2%34.2%(3)(3)我国油田提高采收率的潜力巨大我国油田提高采收率的潜力巨大一、概述一、概述1. 1. 提高采收率的重要性提高采收率的重要性(3)(3)我国油田提高采收率的潜力巨大我国油田提高采收率的潜力巨大提提高高采

7、采收收率率方方法法 覆覆盖盖储储量量（1 10 08 8t t）提提高高采采收收率率（）增增加加可可采采储储量量（1 10 08 8t t）占占总总增增加加开开采采储储量量百百分分数数（）聚聚合合物物驱驱6 67 7. .5 50 08 8. .2 20 05 5. .5 53 36 66 6. .8 80 0二二元元复复合合驱驱4 4. .8 81 11 12 2. .7 70 00 0. .6 61 14 4. .8 80 0三三元元复复合合驱驱5 58 8. .6 60 01 17 7. .9 90 01 10 0. .5 50 05 58 8. .0 00 0混混相相气气驱驱8 8.

8、.5 52 21 18 8. .7 70 01 1. .5 59 98 8. .4 40 0非非混混相相气气驱驱7 7. .5 53 38 8. .6 60 00 0. .6 65 57 7. .5 50 0热热 采采5 5. .7 73 32 22 2. .2 20 01 1. .2 28 85 5. .5 50 0评价覆盖的总地质储量：评价覆盖的总地质储量：101.36101.3610108 8吨（各方法之间有重叠）吨（各方法之间有重叠）一、概述一、概述1. 1. 提高采收率的重要性提高采收率的重要性一、影响采收率的因素一、影响采收率的因素地质储量可采储量最终采收率100油藏油藏采收率采收

9、率的高低与的高低与油藏地质条件油藏地质条件和和开采技术开采技术有关有关可采储量可采储量综合体现了油藏岩石和流体综合体现了油藏岩石和流体性质与所采取的技术措施的影响性质与所采取的技术措施的影响影响采收率的因素影响采收率的因素(一一)油藏地质因素油藏地质因素油气藏的地质构造形态油气藏的地质构造形态；天然驱动能量的大小及类型天然驱动能量的大小及类型；水驱采收率最大，溶解气驱采收率最小；水驱采收率最大，溶解气驱采收率最小；油藏岩石及流体性质油藏岩石及流体性质；岩石的非均质性、流体组成、岩石润湿性、岩石的非均质性、流体组成、岩石润湿性、流体与岩石间的作用关系。流体与岩石间的作用关系。客观因素客观因素主观

10、因素体现了人们对驱油过程的影响能力；主观因素体现了人们对驱油过程的影响能力；主观因素的实现取决于人们对客观因素的认识程度。主观因素的实现取决于人们对客观因素的认识程度。(二二) 油田开发和采油技术因素油田开发和采油技术因素油气藏开发层系划分油气藏开发层系划分；布井方式与井网密度的选择布井方式与井网密度的选择；油井工作制度的选择和地层压力的保持程度油井工作制度的选择和地层压力的保持程度；完井方法完井方法；开采工艺技术水平和增产措施开采工艺技术水平和增产措施；提高采收率方法的应用规模。提高采收率方法的应用规模。主观因素主观因素主观因素对油藏开采的作用程度在逐渐增加：主观因素对油藏开采的作用程度在逐

11、渐增加：一次采油一次采油二次采油二次采油三次采油三次采油(强化采油强化采油)天然能量天然能量依靠依靠物理、机械和力学物理、机械和力学等宏观作用等宏观作用立足立足化学、物理、热力、生物化学、物理、热力、生物或联合微观驱油作用或联合微观驱油作用应用应用人工注水人工注水注气注气化学驱化学驱混相驱混相驱热力采油热力采油微生物采油微生物采油二、波及系数与驱油效率二、波及系数与驱油效率DVooroswoorswoswREESSSVVVSSVSVE采收率采收率可以表示为：可以表示为：VVEswVooroDSSSE其中其中：Vsw工作剂的驱替体积；工作剂的驱替体积；V油藏总体积；油藏总体积；So原始含油饱和度

12、；原始含油饱和度；Sor残余油饱和度；残余油饱和度；Ev体积波及系数体积波及系数；ED洗油效率洗油效率。采收率是注入工作剂的体积波及系数与驱油效率的乘积采收率是注入工作剂的体积波及系数与驱油效率的乘积洗油效率：洗油效率：指在波指在波及范围内驱替出的及范围内驱替出的原油体积与工作剂原油体积与工作剂的波及体积之比的波及体积之比波及系数：波及系数：指指工作剂驱工作剂驱到的体积与到的体积与油藏总体积油藏总体积之比之比(一一)波及系数波及系数流度比流度比、岩石的宏观非均质性岩石的宏观非均质性、注采井网注采井网对非均质性的适应程度对非均质性的适应程度等等影响因素：影响因素：流度比流度比指注入工作剂的流度与

13、被驱原油在未波及区指注入工作剂的流度与被驱原油在未波及区的流度之比。的流度之比。wowcroorrwowSKSKM被驱动液流度驱动液流度流度：流度：流体的渗透率与其粘度之比。流体的渗透率与其粘度之比。K水油水油流度比：流度比：图图124 五点法注采单元五点法注采单元流度比对波及状况的影响流度比对波及状况的影响 M122：出现明显的粘滞指进出现明显的粘滞指进现象，波及系数降低。现象，波及系数降低。油层岩石宏观非均质的影响油层岩石宏观非均质的影响实际油层是在水流冲刷过程中沉积形成的实际油层是在水流冲刷过程中沉积形成的顺水流方向与垂直水流方向的渗透率必然有差异顺水流方向与垂直水流方向的渗透率必然有差

14、异形成不轨则驱动前缘形成不轨则驱动前缘油井会过早水淹，油藏留下一些油井会过早水淹，油藏留下一些“死油区死油区”注采井网安排不当注采井网安排不当流体沿渗透率好的方向流动快流体沿渗透率好的方向流动快按开采阶段分类按开采阶段分类一次采油一次采油二次采油二次采油三次采油三次采油按开采特点分类按开采特点分类天然能量开采天然能量开采强化采油强化采油 ( (提高采收率提高采收率) )Enhanced Oil Recovery EOREnhanced Oil Recovery EOR补充地层能量开采补充地层能量开采一、概述一、概述2. 2. 提高采收率方法及分类提高采收率方法及分类一、概述一、概述2. 2.

15、提高采收率方法及分类提高采收率方法及分类 EOR EOR 方方 法法化化 学学 驱驱 气气 驱驱 热力采油热力采油微生物采油微生物采油物理采油物理采油一、概述一、概述2. 2. 提高采收率方法及分类提高采收率方法及分类化化 学学 驱（驱（Chemical floodingChemical flooding） 凡是以化学剂作为驱油介质，以改善地层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。的所有采油方法统称为化学驱。一

16、、概述一、概述2. 2. 提高采收率方法及分类提高采收率方法及分类化学驱的基本特点化学驱的基本特点 1. 1.高盐敏性高盐敏性（矿化度 限制较严） 2.2.化学剂损失严重化学剂损失严重 3.3.化学剂成本一般较高化学剂成本一般较高一、概述一、概述2. 2. 提高采收率方法及分类提高采收率方法及分类主要化学驱方法及比较主要化学驱方法及比较一、概述一、概述2. 2. 提高采收率方法及分类提高采收率方法及分类气驱气驱（Gas flooding）凡是以气体作为主要驱油介质的采油凡是以气体作为主要驱油介质的采油方法统称为气驱。方法统称为气驱。 一、概述一、概述2. 2. 提高采收率方法及分类提高采收率方

17、法及分类主要的气驱方法主要的气驱方法 气气 驱驱 CO2 驱驱 轻轻 烃烃 驱驱 氮氮 气气 驱驱 烟道气驱烟道气驱CO2 混混 相相 驱驱CO2 非混相驱非混相驱 液化石油气混相驱液化石油气混相驱 富气混相驱富气混相驱 干气驱干气驱一、概述一、概述2. 2. 提高采收率方法及分类提高采收率方法及分类热力采油热力采油（Thermal recovery）凡是利用热量稀释和蒸发油层中原油的采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。油方法统称为热力采油。 一、概述一、概述2. 2. 提高采收率方法及分类提高采收率方法及分类主要的热力采油方法主要的热力采油方法 热热 力力 采采 油油

18、 注注 蒸蒸 汽汽 注热水注热水 火烧油层火烧油层 电电 加加 热热 电磁波加热电磁波加热 蒸汽吞吐蒸汽吞吐 蒸蒸 汽汽 驱驱热流体法热流体法化学热法化学热法物理热法物理热法一、概述一、概述2. 2. 提高采收率方法及分类提高采收率方法及分类微生物采油微生物采油 微生物吞吐微生物吞吐 微微 生生 物物 驱驱微生物采油（微生物采油（Microbial Enhanced Oil RecoveryMEOR） 利用微生物及其代谢产物作用于油层及油层中的利用微生物及其代谢产物作用于油层及油层中的原油，改善原油的流动特性和物理化学特性，提高原油，改善原油的流动特性和物理化学特性，提高驱油剂的波及体积和微观

19、驱油效率。驱油剂的波及体积和微观驱油效率。一、概述一、概述2. 2. 提高采收率方法及分类提高采收率方法及分类 声声 波波 电、磁场电、磁场 物理采油物理采油物理采油物理采油 利用物理场作用于油藏和油藏中的流体，利用物理场作用于油藏和油藏中的流体，用以改善油水的流动特性，提高原油采收率用以改善油水的流动特性，提高原油采收率的一类开采方法。的一类开采方法。一、概述一、概述3.3.我国提高采收率技术发展动态我国提高采收率技术发展动态起步起步: 60: 60年代初年代初 发展高峰发展高峰: 80: 80年代初年代初19821982年年, 32, 32个主力油田个主力油田EOREOR方法初选方法初选

20、化学驱化学驱“七五七五” “” “八五八五” “” “九五九五” ” 国家重点科技攻关国家重点科技攻关至至“八五八五”末末(86-95)(86-95)形成聚合物驱形成聚合物驱1010大配套技大配套技术术（1 1）聚合物驱）聚合物驱采收率采收率: 10%: 10% 先导性试验先导性试验 工业性矿场试验工业性矿场试验 工业化应用工业化应用1 1吨聚合物干粉增油吨聚合物干粉增油140-200140-200吨原油吨原油聚合物驱效果聚合物驱效果一、概述一、概述3.3.我国提高采收率技术发展动态我国提高采收率技术发展动态“八五八五”末末: 6: 6个油区个油区2525个油田个油田, ,区块工业化应用区块工

21、业化应用 建成建成168168万吨生产能力万吨生产能力“九五九五”: ”: 聚驱列入陆上油田生产计划聚驱列入陆上油田生产计划目前目前: : 大庆油田聚合物驱产量大庆油田聚合物驱产量10001000万吨年万吨年聚合物驱规模聚合物驱规模一、概述一、概述3.3.我国提高采收率技术发展动态我国提高采收率技术发展动态（1 1）聚合物驱）聚合物驱“七五七五” ” 表面活性剂驱油技术表面活性剂驱油技术“八五八五” ” ASPASP复合驱油技术研究复合驱油技术研究（2 2）化学复合驱）化学复合驱先导性矿场实验区先导性矿场实验区 5 5个个“九五九五” ” 复合驱配套技术研究复合驱配套技术研究一、概述一、概述3

22、.3.我国提高采收率技术发展动态我国提高采收率技术发展动态我国的化学驱不论其规模我国的化学驱不论其规模, , 年增产原油量年增产原油量, , 技术的系统完善配套上均属技术的系统完善配套上均属国际领先国际领先预计预计: : 2010 2010年化学驱增产油量占全国陆上油田总产量的年化学驱增产油量占全国陆上油田总产量的15%15%一、概述一、概述3.3.我国提高采收率技术发展动态我国提高采收率技术发展动态二、化学驱技术二、化学驱技术1. 1. 我国几种主要的化学驱技术简介我国几种主要的化学驱技术简介2. 2. 化学驱技术应用中的几个关键问题化学驱技术应用中的几个关键问题3. 3. 化学驱若干新技术

23、简介化学驱若干新技术简介 聚合物驱聚合物驱 ASPASP三元复合驱三元复合驱 泡沫复合驱泡沫复合驱二、化学驱技术二、化学驱技术 1. 1. 我国几种主要的化学驱技术简介我国几种主要的化学驱技术简介聚合物驱技术聚合物驱技术（1） 聚合物在油藏中的稳定性与滞留聚合物在油藏中的稳定性与滞留（2） 聚合物驱油的主要机理及影响因素聚合物驱油的主要机理及影响因素（3）聚合物驱方案设计中的几个问题）聚合物驱方案设计中的几个问题 二、化学驱技术二、化学驱技术 1. 1. 我国几种主要的化学驱技术简介我国几种主要的化学驱技术简介二、化学驱技术二、化学驱技术 1. 1. 我国几种主要的化学驱技术简介我国几种主要的

24、化学驱技术简介n聚合物驱技术聚合物驱技术聚合物驱油机理聚合物驱油机理在注入水中加入水溶性高分子聚合物，增加水的在注入水中加入水溶性高分子聚合物，增加水的粘度，降低水相渗透率，减小流度比粘度，降低水相渗透率，减小流度比M M，提高波及，提高波及系数。此外可以减小粘度指进，提高驱油效率。系数。此外可以减小粘度指进，提高驱油效率。驱油机理驱油机理药剂药剂聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺部分水解聚丙烯酰胺部分水解聚丙烯酰胺黄原胶黄原胶存在问题存在问题聚合物：聚合物：热降解热降解、盐降解盐降解、剪切降解剪切降解、地层吸附地层吸附聚合物驱技术聚合物驱技术（1） 聚合物在油藏中的降解与滞留聚合物在油藏中的降解与滞留 降

25、降解解 机械降解机械降解 化学降解化学降解 生物降解生物降解聚合物驱技术聚合物驱技术（1） 聚合物在油藏中的稳定性与滞留聚合物在油藏中的稳定性与滞留 二、化学驱技术二、化学驱技术 1. 1. 我国几种主要的化学驱技术简介我国几种主要的化学驱技术简介 机械降解机械降解在高剪切作用下，聚合物分子承受过大的剪在高剪切作用下，聚合物分子承受过大的剪切力而被剪断切力而被剪断主要发生于：主要发生于： 配制系统配制系统 注入系统注入系统 炮眼炮眼 注入井附近油层注入井附近油层聚合物驱技术聚合物驱技术（1） 聚合物在油藏中的稳定性与滞留聚合物在油藏中的稳定性与滞留 二、化学驱技术二、化学驱技术 1. 1. 我

26、国几种主要的化学驱技术简介我国几种主要的化学驱技术简介 化学降解化学降解氧化作用或自由基化学反应是化学降解作用的最氧化作用或自由基化学反应是化学降解作用的最重要的来源重要的来源措施：除氧措施：除氧 生物降解生物降解聚合物分子被细菌或受酶控制的化学过程而破坏。聚合物分子被细菌或受酶控制的化学过程而破坏。措施：杀菌措施：杀菌研制新型杀菌剂研制新型杀菌剂聚合物驱技术聚合物驱技术（1） 聚合物在油藏中的稳定性与滞留聚合物在油藏中的稳定性与滞留 二、化学驱技术二、化学驱技术 1. 1. 我国几种主要的化学驱技术简介我国几种主要的化学驱技术简介滞滞留留 吸吸 附附 机械捕集机械捕集 水动力滞留水动力滞留聚

27、合物驱技术聚合物驱技术（1） 聚合物在油藏中的稳定性与滞留聚合物在油藏中的稳定性与滞留 二、化学驱技术二、化学驱技术 1. 1. 我国几种主要的化学驱技术简介我国几种主要的化学驱技术简介溶溶液液分分子子在在固固体体表表面面的的吸吸附附 物理吸附物理吸附 化学吸附化学吸附 静电力、氢键静电力、氢键被吸附物分子被吸附物分子 表面表面 化学反应化学反应被吸附物分子被吸附物分子 表面表面 聚合物吸附的主要机理聚合物驱技术聚合物驱技术（1） 聚合物在油藏中的稳定性与滞留聚合物在油藏中的稳定性与滞留 二、化学驱技术二、化学驱技术 1. 1. 我国几种主要的化学驱技术简介我国几种主要的化学驱技术简介聚聚合合

28、物物吸吸附附的的评评价价方方法法 静态吸附静态吸附 动态吸附动态吸附聚合物驱技术聚合物驱技术（1） 聚合物在油藏中的稳定性与滞留聚合物在油藏中的稳定性与滞留 二、化学驱技术二、化学驱技术 1. 1. 我国几种主要的化学驱技术简介我国几种主要的化学驱技术简介 机械捕集机械捕集基本概念：基本概念：聚合物溶液流经复杂的微孔隙时，某些较大尺寸的分子聚合物溶液流经复杂的微孔隙时，某些较大尺寸的分子被捕集在狭窄喉道处（与过滤现象类似）。被捕集在狭窄喉道处（与过滤现象类似）。 水动力滞留水动力滞留基本概念：基本概念：岩心中随流速变化而改变的那部分滞留量。岩心中随流速变化而改变的那部分滞留量。实验现象：实验现

29、象：流速由流速由3m/d3m/d增至增至10.3m/d,10.3m/d,聚合物产出浓度下降滞留量增加聚合物产出浓度下降滞留量增加 流速由流速由10.3m/d10.3m/d降回降回3m/d,3m/d,聚合物产出浓度回升至注入浓度聚合物产出浓度回升至注入浓度（400mg/l)400mg/l)聚合物驱技术聚合物驱技术（2）聚合物驱油主要机理及适应性）聚合物驱油主要机理及适应性 二、化学驱技术二、化学驱技术 1. 1. 我国几种主要的化学驱技术简介我国几种主要的化学驱技术简介 聚合物驱主要机理聚合物驱主要机理 改善流度比改善流度比调剖效应调剖效应微观驱油效率微观驱油效率聚合物驱技术聚合物驱技术（2）聚

30、合物驱油主要机理及适应性）聚合物驱油主要机理及适应性 二、化学驱技术二、化学驱技术 1. 1. 我国几种主要的化学驱技术简介我国几种主要的化学驱技术简介 流度比流度比: M 指进指进,舌进舌进 波及系数波及系数 M 指进指进,舌进舌进 波及系数波及系数 doododkkM改善流度比改善流度比聚合物驱技术聚合物驱技术（2）聚合物驱油主要机理及适应性）聚合物驱油主要机理及适应性 二、化学驱技术二、化学驱技术 1. 1. 我国几种主要的化学驱技术简介我国几种主要的化学驱技术简介 室内模拟：非均质岩心中，聚合物溶液的波及室内模拟：非均质岩心中，聚合物溶液的波及范围扩大到了水未波及到的中低渗透层。范围扩

31、大到了水未波及到的中低渗透层。矿场取心资料也有同样的结果矿场取心资料也有同样的结果 调剖效应调剖效应聚合物驱技术聚合物驱技术（2）聚合物驱油主要机理及适应性）聚合物驱油主要机理及适应性 二、化学驱技术二、化学驱技术 1. 1. 我国几种主要的化学驱技术简介我国几种主要的化学驱技术简介提高微观驱油效率提高微观驱油效率 聚合物溶液的粘弹性有利于驱替油藏孔隙滞留区内的聚合物溶液的粘弹性有利于驱替油藏孔隙滞留区内的残余油残余油聚合物溶液的弹性效应有利于驱替孔喉残余油滴聚合物溶液的弹性效应有利于驱替孔喉残余油滴聚合物溶液的弹性效应有利于扩大微观波及体积聚合物溶液的弹性效应有利于扩大微观波及体积聚合物溶液

32、有利于提高对壁面油膜的驱替聚合物溶液有利于提高对壁面油膜的驱替聚合物驱技术聚合物驱技术（2）聚合物驱油主要机理及适应性）聚合物驱油主要机理及适应性 二、化学驱技术二、化学驱技术 1. 1. 我国几种主要的化学驱技术简介我国几种主要的化学驱技术简介驱驱油油用用聚聚合合物物的的基基本本要要求求 良好的水溶性良好的水溶性 明显的增粘性明显的增粘性 良好的化学稳定性良好的化学稳定性 较强的抗剪切性较强的抗剪切性 良好的抗吸附性良好的抗吸附性 良好的多孔介质传输性良好的多孔介质传输性 价格低廉、货源充足价格低廉、货源充足聚合物驱技术聚合物驱技术（2）聚合物驱油主要机理及适应性）聚合物驱油主要机理及适应性

33、 二、化学驱技术二、化学驱技术 1. 1. 我国几种主要的化学驱技术简介我国几种主要的化学驱技术简介油油层层条条件件的的适适应应性性 油藏的几何形状和类型油藏的几何形状和类型（不适用裂缝、孔洞油藏）（不适用裂缝、孔洞油藏） 适应于沙岩、不含或少含泥岩适应于沙岩、不含或少含泥岩 原油粘度：原油粘度：5 550mPa.s 50mPa.s 油层温度：低于油层温度：低于70 70 地层水：矿化度地层水：矿化度 较低较低聚合物驱技术聚合物驱技术 聚合物溶液注入时机聚合物溶液注入时机 聚合物用量与分子量聚合物用量与分子量 聚合物溶液注入方式聚合物溶液注入方式 注入水水质注入水水质 井网井距井网井距 二、化

34、学驱技术二、化学驱技术 1. 1. 我国几种主要的化学驱技术简介我国几种主要的化学驱技术简介（3）聚合物驱方案设计中的几个问题）聚合物驱方案设计中的几个问题 聚合物溶液注入时机聚合物溶液注入时机 过晚过晚含水过高，影响产量；含水过高，影响产量； 油藏非均质性加剧，效果变差油藏非均质性加剧，效果变差 过早过早损失低成本开采期，影响总体经济效益损失低成本开采期，影响总体经济效益聚合物驱技术聚合物驱技术二、化学驱技术二、化学驱技术 1. 1. 我国几种主要的化学驱技术简介我国几种主要的化学驱技术简介（3）聚合物驱方案设计中的几个问题）聚合物驱方案设计中的几个问题 聚合物用量与分子量聚合物用量与分子量

35、分子量的确定分子量的确定高分子量之高分子量之利利：增粘效果好，阻力系数和残余阻力系：增粘效果好，阻力系数和残余阻力系数高，波及体积大。数高，波及体积大。高分子量之高分子量之弊弊：注入困难，剪切降解严重，驱油性能：注入困难，剪切降解严重，驱油性能损失严重损失严重。 模拟实验模拟实验聚合物驱技术聚合物驱技术二、化学驱技术二、化学驱技术 1. 1. 我国几种主要的化学驱技术简介我国几种主要的化学驱技术简介（3）聚合物驱方案设计中的几个问题）聚合物驱方案设计中的几个问题 聚合物用量与分子量聚合物用量与分子量用量的确定用量的确定 聚合物用量大聚合物用量大采收率增大，但增大的幅度减缓，采收率增大，但增大的

36、幅度减缓，吨聚产油量下降，总体经济效益下降。吨聚产油量下降，总体经济效益下降。 聚合物用量过小聚合物用量过小采收率低采收率低聚合物驱技术聚合物驱技术二、化学驱技术二、化学驱技术 1. 1. 我国几种主要的化学驱技术简介我国几种主要的化学驱技术简介（3）聚合物驱方案设计中的几个问题）聚合物驱方案设计中的几个问题 聚合物溶液注入方式聚合物溶液注入方式 在油层注入能力允许的情况下，聚合物浓度越高提高采收在油层注入能力允许的情况下，聚合物浓度越高提高采收率幅度越大。非均质性严重的油层，宜于采用率幅度越大。非均质性严重的油层，宜于采用高浓度段塞高浓度段塞。 以往普遍认为，为防止后续注水突进，应采用依次降

37、低浓以往普遍认为，为防止后续注水突进，应采用依次降低浓度的度的“阶梯型阶梯型”注入方式。但最近研究表明，这种注入方式。但最近研究表明，这种“阶梯型阶梯型”注入方式只有在聚合物段塞足够小才能起到保护和防止突进的注入方式只有在聚合物段塞足够小才能起到保护和防止突进的作用。否则，阶梯段塞不仅起不到应有的效果，甚至会降低聚作用。否则，阶梯段塞不仅起不到应有的效果，甚至会降低聚合物驱的增油效果。合物驱的增油效果。聚合物驱技术聚合物驱技术二、化学驱技术二、化学驱技术 1. 1. 我国几种主要的化学驱技术简介我国几种主要的化学驱技术简介（3）聚合物驱方案设计中的几个问题）聚合物驱方案设计中的几个问题 注入水

38、水质注入水水质目前措施：低矿化度水配制聚合物溶液目前措施：低矿化度水配制聚合物溶液 在聚合物段塞前后注低矿化度水保护段塞在聚合物段塞前后注低矿化度水保护段塞发展方向：研制适应性强的聚合物（污水、高盐、高发展方向：研制适应性强的聚合物（污水、高盐、高Ca+2 Mg+2）聚合物驱技术聚合物驱技术二、化学驱技术二、化学驱技术 1. 1. 我国几种主要的化学驱技术简介我国几种主要的化学驱技术简介（3）聚合物驱方案设计中的几个问题）聚合物驱方案设计中的几个问题 注聚合物的井网井距选择注聚合物的井网井距选择井网：井网：采用数值模拟与物理模拟相结合的方法进行优化采用数值模拟与物理模拟相结合的方法进行优化井距

39、：井距：聚合物在油层中的稳定性。井距大，注入速度低，聚合物在聚合物在油层中的稳定性。井距大，注入速度低，聚合物在油层中停留的时间长，粘度下降幅度油层中停留的时间长，粘度下降幅度 注入井的注入压力限制。井距大，单井注入强度大，注入压注入井的注入压力限制。井距大，单井注入强度大，注入压力高。注入能力力高。注入能力 油层的破裂压力油层的破裂压力。 综合经济效益的限制。井距过小，钻井费用增高。综合经济效益的限制。井距过小，钻井费用增高。聚合物驱技术聚合物驱技术二、化学驱技术二、化学驱技术 1. 1. 我国几种主要的化学驱技术简介我国几种主要的化学驱技术简介（3）聚合物驱方案设计中的几个问题）聚合物驱方

40、案设计中的几个问题大庆油田中区西部试验大庆油田中区西部试验复合体系配方：复合体系配方：0.3%0.3%B-100+NaB-100+Na2 2COCO3 31.25% +1200mg/L1.25% +1200mg/L(1275(1275A)A)注入量：累计注活性剂注入量：累计注活性剂180 180 t t；碱剂碱剂 653 653 t t；聚合物聚合物103103t t全区综合含水：全区综合含水：88.5%88.5%降至降至 73.3% 73.3%提高采收率：全区提高采收率：全区16.6%16.6%，中心井，中心井21.0%21.0%ASPASP三元复合驱技术三元复合驱技术二、化学驱技术二、化学

41、驱技术 1. 1. 我国几种主要的化学驱技术简介我国几种主要的化学驱技术简介（1）ASP三元复合驱矿场试验三元复合驱矿场试验 大庆油田杏五区试验区大庆油田杏五区试验区复合体系配方：复合体系配方：0.3%0.3%ORS-41+1.2%NaOH+1200mg/LORS-41+1.2%NaOH+1200mg/L(1275(1275A)A)累计注累计注ASP 0.378PVASP 0.378PV4口油井：产量由口油井：产量由1212t t增至增至6767t t；累计增油累计增油1310213102t t 综合含水由综合含水由96.9%96.9%降至降至80.7%80.7% 提高采收率提高采收率 23.

42、1%23.1%ASPASP三元复合驱技术三元复合驱技术二、化学驱技术二、化学驱技术 1. 1. 我国几种主要的化学驱技术简介我国几种主要的化学驱技术简介（1）ASP三元复合驱矿场试验三元复合驱矿场试验19961996年，大庆油田年，大庆油田ASPASP三元复合体系气体三元复合体系气体泡沫复合体系泡沫复合体系在变异系数为在变异系数为0.720.72的非均质模型中，采收率与三元复的非均质模型中，采收率与三元复合驱相比增幅一般为合驱相比增幅一般为10%10%左右。左右。 基础研究工作基础研究工作 两个两个矿场试验。矿场试验。二、化学驱技术二、化学驱技术 1. 1. 我国几种主要的化学驱技术简介我国几

43、种主要的化学驱技术简介泡沫复合驱技术泡沫复合驱技术泡沫驱对非均质油藏的适应性泡沫驱对非均质油藏的适应性25.230.13526.920253035400.40.50.60.70.80.9非均质变异系数采收率增值(%)二、化学驱技术二、化学驱技术 1. 1. 我国几种主要的化学驱技术简介我国几种主要的化学驱技术简介泡沫复合驱技术泡沫复合驱技术 已经取得的室内研究成果和大庆油田矿场试验结已经取得的室内研究成果和大庆油田矿场试验结果表明，泡沫复合驱是一项非常有前景的提高采收率果表明，泡沫复合驱是一项非常有前景的提高采收率技术。技术。 观察所有实验过程及结果可知，凡是效果较好的观察所有实验过程及结果可

44、知，凡是效果较好的实验均未发现气窜；而效果较差的实验则有明显的气实验均未发现气窜；而效果较差的实验则有明显的气窜。这说明在实际油藏驱油过程中窜。这说明在实际油藏驱油过程中保持泡沫体系的稳保持泡沫体系的稳定性、防止气窜定性、防止气窜是泡沫复合驱成败的关键。是泡沫复合驱成败的关键。二、化学驱技术二、化学驱技术 1. 1. 我国几种主要的化学驱技术简介我国几种主要的化学驱技术简介泡沫复合驱技术泡沫复合驱技术 关键的技术难点：关键的技术难点： 注入困难注入困难 泡沫体系在油藏深部的稳定性泡沫体系在油藏深部的稳定性二、化学驱技术二、化学驱技术 1. 1. 我国几种主要的化学驱技术简介我国几种主要的化学驱

45、技术简介泡沫复合驱技术泡沫复合驱技术饱和油饱和油V Vk k=0.72,=0.72,水水=35.7%=35.7% V Vk k=0.72 =0.72 水水+ +聚聚=36%+12.1%=36%+12.1%V Vk k=0.72=0.72水水+ +三元三元=38.9%+17.4%=38.9%+17.4%V Vk k=0.5 =0.5 水水+ +泡沫泡沫=32.7%+25.2%=32.7%+25.2%V Vk k=0.72 =0.72 水水+ +泡沫泡沫=36.9%+39.1%=36.9%+39.1%V Vk k=0.72 =0.72 水水+ +泡沫泡沫=38%+30%=38%+30%1）化学剂及

46、其驱油性能的损失）化学剂及其驱油性能的损失2）注入压力与注入能力）注入压力与注入能力二、化学驱技术二、化学驱技术 2. 2. 化学驱技术应用中的几个关键问题化学驱技术应用中的几个关键问题1）化学剂及其驱油性能的损失）化学剂及其驱油性能的损失（1）聚合物溶液视粘度的损失）聚合物溶液视粘度的损失实例：大庆中区西部葡实例：大庆中区西部葡 层试验区层试验区 位位 置置 视粘度损失视粘度损失配制配制 泵泵 10% 10%泵泵 注入井口注入井口 20% 20%注入井口注入井口距注入井距注入井3030m m的取样井的取样井 30%30%取样井取样井 距注入井距注入井106106m m的采出井的采出井 10%

47、 10%1-4I二、化学驱技术二、化学驱技术 2. 2. 化学驱技术应用中的几个关键问题化学驱技术应用中的几个关键问题1）化学剂及其驱油性能的损失）化学剂及其驱油性能的损失（1）聚合物溶液视粘度的损失）聚合物溶液视粘度的损失图1 2 稠 度系数在注入方向上的变化图1 2 稠 度系数在注入方向上的变化50525456586062646668020457590120155L(cm)K(mPa.sn)室内模拟实验结果室内模拟实验结果在油藏深部驱油所需要的聚合物溶液流在油藏深部驱油所需要的聚合物溶液流度控制能力绝大部分度控制能力绝大部分（60%60%）损失在配损失在配注系统和注入井附近的注系统和注入井

48、附近的无效驱油区内无效驱油区内。二、化学驱技术二、化学驱技术 2. 2. 化学驱技术应用中的几个关键问题化学驱技术应用中的几个关键问题1）化学剂及其驱油性能的损失）化学剂及其驱油性能的损失（2）活性剂在油藏中的损失活性剂在油藏中的损失 吸附滞留吸附滞留在距注入端约在距注入端约20%20%的井距内，的井距内，活性剂的损失达到活性剂的损失达到80%80%，碱与，碱与聚合物的损失也分别达到聚合物的损失也分别达到14.5%14.5%和和12%12%。显然，驱油剂。显然，驱油剂性能在油藏中的损失非常严重。性能在油藏中的损失非常严重。 运移距离与化学剂损失及界面张力的关系运移距离与化学剂损失及界面张力的关

49、系0204060801000102030405060708090100运移距离（% ）损失程度（% ）0.0010.010.1110IFT（m N/m)活性剂损失活性剂损失界面张力升高界面张力升高碱剂损失碱剂损失聚合物损失聚合物损失二、化学驱技术二、化学驱技术 2. 2. 化学驱技术应用中的几个关键问题化学驱技术应用中的几个关键问题1）化学剂及其驱油性能的损失）化学剂及其驱油性能的损失（2）活性剂在油藏中的损失活性剂在油藏中的损失 沿高渗层位的无效运移沿高渗层位的无效运移含活性剂的溶液在油藏中优先在高渗透层位与条带含活性剂的溶液在油藏中优先在高渗透层位与条带中流动，即使由于聚合物的存在可以扩大

50、波及体积，中流动，即使由于聚合物的存在可以扩大波及体积，但仍然难以避免但仍然难以避免大部分化学剂大部分化学剂沿原有的渗流通道向沿原有的渗流通道向油井运移，所经之处残余油饱和度一般很低，这部油井运移，所经之处残余油饱和度一般很低，这部分活性剂无法充分发挥其应有的驱油能力。分活性剂无法充分发挥其应有的驱油能力。二、化学驱技术二、化学驱技术 2. 2. 化学驱技术应用中的几个关键问题化学驱技术应用中的几个关键问题2）注入压力与注入能力）注入压力与注入能力注入压力升高注入压力升高注入能力下降注入能力下降注入液表观粘度增大注入液表观粘度增大聚合物的滞留、堵塞聚合物的滞留、堵塞注入困难注入困难套损严重套损

51、严重二、化学驱技术二、化学驱技术 2. 2. 化学驱技术应用中的几个关键问题化学驱技术应用中的几个关键问题2）注入压力与注入能力）注入压力与注入能力目前的主要措施及思路：目前的主要措施及思路：近井地带改造近井地带改造压裂、深穿孔压裂、深穿孔化学解堵化学解堵酸化酸化问题：问题： 见效率低见效率低 有效期短（一个月左右）有效期短（一个月左右）二、化学驱技术二、化学驱技术 2. 2. 化学驱技术应用中的几个关键问题化学驱技术应用中的几个关键问题2）注入压力与注入能力）注入压力与注入能力压压裂裂井井注注入入压压力力 Mpa采采油油厂厂(大大庆庆)总总井井数数（口口）数数量量比比例例压压前前压压后后日日

52、增增注注 m3有有效效期期（月月）一一厂厂329124%14.39.753.22.2三三厂厂971111%12.611.428.71.5六六厂厂191158%1312.823.72.9合合计计445348%13.211.232.61.9平均有效期不足平均有效期不足2 2个月个月不少井压裂后基本上没有见效不少井压裂后基本上没有见效油层改造油层改造压裂效果分析压裂效果分析二、化学驱技术二、化学驱技术 2. 2. 化学驱技术应用中的几个关键问题化学驱技术应用中的几个关键问题2）注入压力与注入能力）注入压力与注入能力化学解堵化学解堵酸化效果分析酸化效果分析 统计统计4949口井化学解堵资料：口井化学解

53、堵资料： 平均有效期约平均有效期约3131天天 有效期有效期11个月个月1010口（口（20.4%20.4%）二、化学驱技术二、化学驱技术 2. 2. 化学驱技术应用中的几个关键问题化学驱技术应用中的几个关键问题2）注入压力与注入能力）注入压力与注入能力注入压力注入压力1p2p1p无效压力损失无效压力损失2p有效压力损失有效压力损失二、化学驱技术二、化学驱技术 2. 2. 化学驱技术应用中的几个关键问题化学驱技术应用中的几个关键问题1 1）驱油表面活性剂研究进展概况）驱油表面活性剂研究进展概况2 2）弱碱低碱复合体系用表面活性剂）弱碱低碱复合体系用表面活性剂二、化学驱技术二、化学驱技术 3.

54、3. 化学驱若干新技术简介化学驱若干新技术简介1 1）驱油表面活性剂研究进展概况）驱油表面活性剂研究进展概况目前认为可用于复合驱的活性剂种类：目前认为可用于复合驱的活性剂种类：石油磺酸盐石油磺酸盐烷基苯磺酸盐烷基苯磺酸盐石油羧酸盐及植物羧酸盐石油羧酸盐及植物羧酸盐木质素磺酸盐木质素磺酸盐烷基芳基磺酸盐烷基芳基磺酸盐-烯烃磺酸盐烯烃磺酸盐非离子表面活性剂非离子表面活性剂生物表面活性剂生物表面活性剂其他新型表面活性剂其他新型表面活性剂二、化学驱技术二、化学驱技术 3. 3. 化学驱若干新技术简介化学驱若干新技术简介1 1）驱油表面活性剂研究进展概况）驱油表面活性剂研究进展概况目前认为可用于复合驱的

55、活性剂种类：目前认为可用于复合驱的活性剂种类：石油磺酸盐石油磺酸盐烷基苯磺酸盐烷基苯磺酸盐石油羧酸盐及植物羧酸盐石油羧酸盐及植物羧酸盐木质素磺酸盐木质素磺酸盐烷基芳基磺酸盐烷基芳基磺酸盐-烯烃磺酸盐烯烃磺酸盐非离子表面活性剂非离子表面活性剂生物表面活性剂生物表面活性剂其他新型表面活性剂其他新型表面活性剂已用于已用于矿场试验矿场试验已用于已用于矿场试验矿场试验已用于已用于矿场试验矿场试验已用于已用于矿场试验矿场试验已用于已用于矿场试验矿场试验二、化学驱技术二、化学驱技术 3. 3. 化学驱若干新技术简介化学驱若干新技术简介1 1）驱油表面活性剂研究进展概况）驱油表面活性剂研究进展概况目前认为可用

56、于复合驱的活性剂种类：目前认为可用于复合驱的活性剂种类：石油磺酸盐石油磺酸盐烷基苯磺酸盐烷基苯磺酸盐石油羧酸盐及植物羧酸盐石油羧酸盐及植物羧酸盐木质素磺酸盐木质素磺酸盐烷基芳基磺酸盐烷基芳基磺酸盐-烯烃磺酸盐烯烃磺酸盐非离子表面活性剂非离子表面活性剂生物表面活性剂生物表面活性剂其他新型表面活性剂其他新型表面活性剂用于泡沫驱用于泡沫驱矿场试验矿场试验二、化学驱技术二、化学驱技术 3. 3. 化学驱若干新技术简介化学驱若干新技术简介1 1）驱油表面活性剂研究进展概况）驱油表面活性剂研究进展概况（1 1）非离子型与离子型表活剂的复配）非离子型与离子型表活剂的复配 在石油工业中主要以阴离子在石油工业中

57、主要以阴离子非离子表活剂复配非离子表活剂复配 例：例：在直链烷基苯磺酸盐（在直链烷基苯磺酸盐（LASLAS）中加入聚氧乙烯十二烷基醇中加入聚氧乙烯十二烷基醇醚能够明显地降低其醚能够明显地降低其CMCCMC值，抗硬水、抗盐能力都明显提高。值，抗硬水、抗盐能力都明显提高。 对复合体系表面张力、对复合体系表面张力、CMCCMC等性质研究指出，阴离子等性质研究指出，阴离子- -非离子体非离子体系的表面张力降低和系的表面张力降低和CMCCMC降低都很明显降低都很明显协同效应协同效应较明显。较明显。不同类型表面活性剂的复配不同类型表面活性剂的复配 复配活性剂组分间协同效应机理复配活性剂组分间协同效应机理在

58、溶液中生成了混合胶束在溶液中生成了混合胶束 在非离子剂中，聚氧乙烯链短时易生成混合胶束，链长则易生在非离子剂中，聚氧乙烯链短时易生成混合胶束，链长则易生成以各组分为主的胶束。这一机理已得到核磁共振分析结果的支成以各组分为主的胶束。这一机理已得到核磁共振分析结果的支持。持。二、化学驱技术二、化学驱技术 3. 3. 化学驱若干新技术简介化学驱若干新技术简介1 1）驱油表面活性剂研究进展概况）驱油表面活性剂研究进展概况（2 2）阴离子和阳离子表活剂的复配）阴离子和阳离子表活剂的复配 传统认识：传统认识：具有相反电荷的阴离子和阳离子剂共存，会生成它具有相反电荷的阴离子和阳离子剂共存，会生成它们的盐，使

59、阴、阳离子剂的作用相互抵消。们的盐，使阴、阳离子剂的作用相互抵消。 目前阴阳离子活性剂的复配只用于表面活性剂的分离和分析。目前阴阳离子活性剂的复配只用于表面活性剂的分离和分析。 不同类型表面活性剂的复配不同类型表面活性剂的复配 研究新进展：研究新进展：阴、阳离子剂所生成的盐具有更强的表面活性，阴、阳离子剂所生成的盐具有更强的表面活性，它的它的CMCCMC值比单一阴、阳离子活性剂都要低。值比单一阴、阳离子活性剂都要低。 阴阳离子复配生成的盐具有独特的性质，被认为是协同作用阴阳离子复配生成的盐具有独特的性质，被认为是协同作用最显著的二元表面活性剂复合体系。这一类体系还具有良好的乳最显著的二元表面活

60、性剂复合体系。这一类体系还具有良好的乳化稳定性和泡沫稳定性，其原因被认为是界面络合物分子膜的刚化稳定性和泡沫稳定性，其原因被认为是界面络合物分子膜的刚性较强。性较强。二、化学驱技术二、化学驱技术 3. 3. 化学驱若干新技术简介化学驱若干新技术简介2 2）弱碱低碱复合体系用表面活性剂）弱碱低碱复合体系用表面活性剂针对目前高碱强碱复合体系的问题（结垢、针对目前高碱强碱复合体系的问题（结垢、粘弹性损失）开发出了低碱弱碱粘弹性损失）开发出了低碱弱碱（NaNa2 2COCO3 3）条条件下的高效表面活性剂件下的高效表面活性剂重烷基苯黄酸钠重烷基苯黄酸钠。主要原料：主要原料：抚顺炼厂重烷基苯抚顺炼厂重烷