《提高采收率技术》课件.ppt
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- 提高采收率技术 提高 收率 技术 课件
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1、编辑课件提高采收率技术提高采收率技术编辑课件课程主要内容课程主要内容第一部分第一部分 水驱油采收率分析水驱油采收率分析第二部分第二部分 化学驱理论及矿场应用化学驱理论及矿场应用 第三部分第三部分 调剖堵水与弱凝胶深部调驱技术的研究及矿场调剖堵水与弱凝胶深部调驱技术的研究及矿场应用应用第四部分第四部分 气体混相驱技术气体混相驱技术第五部分第五部分 稠油热采技术稠油热采技术编辑课件绪绪 论论Introduction编辑课件东部已开发的老油田大多进入高含水阶段,未开发的油田多为低渗东部已开发的老油田大多进入高含水阶段,未开发的油田多为低渗透、特稠油、超稠油,开采环境日趋恶劣,开采成本越来越高。透、特
2、稠油、超稠油,开采环境日趋恶劣,开采成本越来越高。老油田经过长期注水开发(大庆老油田经过长期注水开发(大庆19591959年,胜利年,胜利19641964年),现在已经年),现在已经进入高含水期,目前胜利综合含水达到进入高含水期,目前胜利综合含水达到89.8%89.8%。老油田注水开发的效。老油田注水开发的效率越来越低,如胜利油田年产量为率越来越低,如胜利油田年产量为26252625万吨(万吨(7.197.19万吨万吨/日),日日),日注水注水61.0761.07万立方米,采万立方米,采1 1吨原油需注水吨原油需注水8.498.49立方米。立方米。西部资源勘探程度不高,加之区域远离消费市场,短
3、期内很难做到西部资源勘探程度不高,加之区域远离消费市场,短期内很难做到石油探明储量与产量的大幅度增长。因此,需要继续做好用提高采石油探明储量与产量的大幅度增长。因此,需要继续做好用提高采收率技术稳定东部这篇大文章。收率技术稳定东部这篇大文章。中国提高采收率技术的必要性中国提高采收率技术的必要性编辑课件EOR分类分类化学驱化学驱 包括:聚合物驱,表面活性剂驱,碱水驱,及其二元、包括:聚合物驱,表面活性剂驱,碱水驱,及其二元、三元复合驱。三元复合驱。气体混相驱气体混相驱 包括:干气驱,富气驱,包括:干气驱,富气驱,CO2驱,烟道气驱。驱,烟道气驱。热力采油热力采油 包括:蒸汽吞吐,蒸汽驱,火烧油层
4、,包括:蒸汽吞吐,蒸汽驱,火烧油层,SAGD法。法。油田稳油控水技术油田稳油控水技术 包括调剖堵水、深部调驱技术。包括调剖堵水、深部调驱技术。编辑课件中国各中国各EOREOR方法所占的比例方法所占的比例1231231热采方法(热采方法(60%)2化学驱(化学驱(37%)3混相气驱(混相气驱(3%)编辑课件第一部分第一部分 水驱油采收率分析水驱油采收率分析编辑课件E Es s:宏观波及效率(宏观波及效率(Sweep EfficiencySweep Efficiency)E ED D:微观驱油效率(微观驱油效率(Displacement EfficiencyDisplacement Efficie
5、ncy)水驱油采收率水驱油采收率=达到经济极限时的采出油量达到经济极限时的采出油量地质储量,地质储量,它由下式确定:它由下式确定:水驱油采收率水驱油采收率水驱油采收率一般为水驱油采收率一般为30%50%30%50%。DsEE 编辑课件 表示注入的工作液在井网控制的油层区域表示注入的工作液在井网控制的油层区域内的波及程度,包括面积波及和垂向波及。内的波及程度,包括面积波及和垂向波及。在井网控制的范围内,从注入井到生产井油区不能被在井网控制的范围内,从注入井到生产井油区不能被注入水完全波及到,水波及体积占该油层体积的百分比,注入水完全波及到,水波及体积占该油层体积的百分比,称为波及效率,即:称为波
6、及效率,即:hAssSEEhhAAE注入水波及不到的地方形成剩余油。注入水波及不到的地方形成剩余油。1 1 水驱油波及效率水驱油波及效率编辑课件 在水波及区内长期注水,最终形成不流动的在水波及区内长期注水,最终形成不流动的小油滴,这些油滴成为残余油。小油滴,这些油滴成为残余油。在宏观水波及到的油层范围内,微观上仍然在宏观水波及到的油层范围内,微观上仍然存在未能洗涤的残余油。存在未能洗涤的残余油。E ED D:表示注入工作液在波及区内清洗原油的:表示注入工作液在波及区内清洗原油的程度。程度。2 2 水波及区内的驱油效率水波及区内的驱油效率编辑课件残余油的类型残余油的类型 参考参考:郭尚平院士的专
7、著郭尚平院士的专著物理化学渗流微观机物理化学渗流微观机理理,科学出版社,科学出版社,19901990孤岛状孤岛状柱状柱状环状油膜环状油膜簇状油块簇状油块盲状盲状编辑课件第二部分第二部分化学驱理论及矿场应用化学驱理论及矿场应用 专题一:化学驱(新)技术及基本驱油机理专题一:化学驱(新)技术及基本驱油机理编辑课件第一章第一章 聚合物驱聚合物驱Polymer Flooding编辑课件1 1 驱油用聚合物及其水溶液性质驱油用聚合物及其水溶液性质驱油用聚合物驱油用聚合物(Polymer)(Polymer)部分水解聚丙烯酰胺部分水解聚丙烯酰胺(Partially Hydrolyzed Polyacryla
8、mide,HPAM)由聚丙烯酰胺由聚丙烯酰胺Polyacrylamide(PAM)Polyacrylamide(PAM)在在NaOHNaOH作用下部分水解得到。是作用下部分水解得到。是一种长链高分子,通常使用粉剂一种长链高分子,通常使用粉剂,分子量一般为分子量一般为1000100010104 42000200010104 4,价格,价格1.5-21.5-2万元万元/吨。吨。使用使用HPAMHPAM,而不是,而不是PAMPAM,(,(a a)为了聚合物驱替溶液增粘性的需要。)为了聚合物驱替溶液增粘性的需要。(b b)由于)由于PAMPAM在矿物表面被强烈吸附,使用在矿物表面被强烈吸附,使用HPA
9、MHPAM可减少驱油过程中的吸可减少驱油过程中的吸附损失。附损失。编辑课件聚合物溶液的粘度聚合物溶液的粘度 单位:毫帕单位:毫帕秒秒(mPa.s)(mPa.s)。使用。使用BrookfieldBrookfield粘度计测粘度计测量,一般驱油用聚合物溶液粘度需几十量,一般驱油用聚合物溶液粘度需几十mPa.smPa.s。例如,大。例如,大庆油田要求庆油田要求40 mPa.s 40 mPa.s,胜利部分油藏要求,胜利部分油藏要求19 mPa.s19 mPa.s。.p 聚合物溶液表观粘度(聚合物溶液表观粘度(p p)是流体层间内摩是流体层间内摩擦力的量度。擦力的量度。编辑课件2 2 聚合物驱油机理聚合
10、物驱油机理 从注入井到生产井:从注入井到生产井:r rV V efef (因为(因为聚合聚合物溶液在油层条件下大多呈现假塑性物溶液在油层条件下大多呈现假塑性),),并且由于聚合物并且由于聚合物分子在孔隙介质中的滞留,聚合物溶液流动时的渗透率由分子在孔隙介质中的滞留,聚合物溶液流动时的渗透率由K Kw w降低为降低为K Kf fM M指进退化(指进退化(V VD D/V/Vf f=M=M)驱油前缘稳定驱油前缘稳定 E ES S 。随着聚合物驱的进行(随着聚合物驱的进行(r r ),聚合物溶液具有自动),聚合物溶液具有自动稳定驱替前缘的能力。稳定驱替前缘的能力。编辑课件第二章第二章 表面活性剂驱表
11、面活性剂驱Surfactant Flooding编辑课件1 1 驱油用表面活性剂驱油用表面活性剂 EOR EOR一般使用阴离子型表活剂一般使用阴离子型表活剂(稳定性好、稳定性好、吸附量小、成本低吸附量小、成本低),少量使用非离子型(耐,少量使用非离子型(耐高矿化度,活性稍差),一般不使用阳离子型高矿化度,活性稍差),一般不使用阳离子型(因为地层中吸附损失大)。(因为地层中吸附损失大)。编辑课件2 2 微乳液性质微乳液性质 微乳液微乳液是由油是由油(hydrocarbon)+水水(water)+活性剂活性剂(surfactant)+助表面活性剂助表面活性剂(co-surfactant)+盐盐(e
12、lectrolytes)按一定比例组成的高度分散的低张力体系。按一定比例组成的高度分散的低张力体系。编辑课件混相驱(混相驱(In-Situ Miscible Flooding In-Situ Miscible Flooding):指油层任:指油层任何位置,排驱流体与被排驱流体一经接触,便立即互何位置,排驱流体与被排驱流体一经接触,便立即互溶混相的排驱过程。溶混相的排驱过程。非混相驱(非混相驱(In-Situ Immiscible Flooding In-Situ Immiscible Flooding):排驱:排驱流体与被排驱流体以任何比例混合都不能互溶混相的流体与被排驱流体以任何比例混合都不
13、能互溶混相的排驱过程。排驱过程。部分混相驱(部分混相驱(Partial Miscible Flooding Partial Miscible Flooding):注入:注入一定量的单相活性体系,段塞前缘因被地层流体稀释一定量的单相活性体系,段塞前缘因被地层流体稀释成为非混相区,而后缘为混相区的排驱过程。成为非混相区,而后缘为混相区的排驱过程。3 3 微乳液驱油机理微乳液驱油机理Micro-mechanism of Microemulsion Flooding编辑课件问题问题:单相活性体系或微乳液单相活性体系或微乳液(A)(A)段塞排驱地层油段塞排驱地层油水体系水体系E E,A A段塞被后续水段
14、塞被后续水(W)(W)排驱,分析段塞排驱,分析段塞前、后缘流体组成变化。前、后缘流体组成变化。一一.部分混相驱部分混相驱(Partial Miscible Flooding Partial Miscible Flooding)后续水WAE前缘前缘后缘后缘编辑课件段塞前缘段塞前缘A+EB,混相 B+EC(O+M1),非 混相C+ED(O+M2),非 混相EE BCDEAWOSM1EM2编辑课件 如果活性体系如果活性体系A A与油水体系与油水体系E E混合生成下相微乳液(水混合生成下相微乳液(水外相),该水外相结构不能与外相),该水外相结构不能与oiloil混溶,视为非混相驱。混溶,视为非混相驱。
15、两相流动区两相流动区水不流动区水不流动区二二.就地非混相排驱就地非混相排驱油不流动区油不流动区WOSEAlHigh Interfacial Tension(高张力体系高张力体系)lLow Interfacial Tension(低张力体系低张力体系)编辑课件1.1.高张力体系高张力体系(High IFT)(High IFT)问题:问题:活性体系活性体系(A)(A)段塞排驱地层油水体系段塞排驱地层油水体系E E,分析第一批孔隙中多次注入段塞分析第一批孔隙中多次注入段塞(A)(A)后组成后组成变化及驱油机理。变化及驱油机理。WAE编辑课件WOSEA油不流动区油不流动区IFTIFT高时,油不流动区大
16、:高时,油不流动区大:编辑课件驱油机理驱油机理油被增溶排驱,不能油被增溶排驱,不能形成富集油带形成富集油带(低效低效)编辑课件2.2.低张力体系低张力体系(Low IFT)(Low IFT)问题:问题:活性体系活性体系(A)(A)段塞排驱地层油水体系段塞排驱地层油水体系E E,分析第一批孔隙中多次注入段塞分析第一批孔隙中多次注入段塞(A)(A)后组成后组成变化及驱油机理。变化及驱油机理。WAE编辑课件WOSEA油不流动区小油不流动区小IFTIFT低时,油不流动区小:低时,油不流动区小:编辑课件驱油机理驱油机理 油相能单独流动,可形成富集油相能单独流动,可形成富集油带油带(高效高效)。界面张力是
17、决定残余油流动、界面张力是决定残余油流动、聚集的关键因素!聚集的关键因素!编辑课件lHigh Interfacial Tension(高张力体系高张力体系)lLow Interfacial Tension(低张力体系低张力体系)三三.就地混相排驱就地混相排驱 A+E A+E生成上相微乳液(油外相结构),该结构能与生成上相微乳液(油外相结构),该结构能与油混溶,可视为混相驱。油混溶,可视为混相驱。WOS油不流动区油不流动区两相流动区两相流动区水不流动区水不流动区EA编辑课件1.1.高张力体系高张力体系(High IFT)(High IFT)问题:问题:活性体系活性体系(A)(A)段塞排驱地层油水
18、体系段塞排驱地层油水体系E E,分析第一批孔隙中多次注入段塞分析第一批孔隙中多次注入段塞(A)(A)后组成后组成变化及驱油机理。变化及驱油机理。WAE编辑课件EWOSA油相不流动区IFTIFT高时,油不流动区大:高时,油不流动区大:编辑课件驱油机理驱油机理 含油相(上相微乳液)能含油相(上相微乳液)能单独参与流动,能形成富集油单独参与流动,能形成富集油带,只不过含油饱和度很低。带,只不过含油饱和度很低。编辑课件2.2.低张力体系低张力体系(Low IFT)(Low IFT)问题:问题:活性体系活性体系(A)(A)段塞排驱地层油水体系段塞排驱地层油水体系E E,分析第一批孔隙中多次注入段塞分析第
19、一批孔隙中多次注入段塞(A)(A)后组成后组成变化及驱油机理。变化及驱油机理。WAE编辑课件AEWOS油相不油相不流动区流动区IFTIFT低时,油不流动区小:低时,油不流动区小:编辑课件驱油机理驱油机理 含油相(上相微乳液)能单独含油相(上相微乳液)能单独参与流动,能形成富集油带。参与流动,能形成富集油带。编辑课件3 3 活性水驱活性水驱活性水驱是以浓度小于活性水驱是以浓度小于CMCCMC的表面活性剂水溶液作为的表面活性剂水溶液作为驱动介质的驱油方法。驱动介质的驱油方法。采用非离子型表活剂效果好:可减少吸附损失,对地采用非离子型表活剂效果好:可减少吸附损失,对地层水中高价阳离子(层水中高价阳离
20、子(CaCa2+2+、MgMg2+2+)不敏感。)不敏感。将非离子型和阴离子型表活剂复合使用效果更好。发将非离子型和阴离子型表活剂复合使用效果更好。发挥前者的乳化作用和后者的润湿、分散作用。挥前者的乳化作用和后者的润湿、分散作用。编辑课件主要驱油机理主要驱油机理降低油水界面张力,使残余油变成可动油。降低油水界面张力,使残余油变成可动油。(主要机理)(主要机理)改变地层表面的润湿性,如亲油改变地层表面的润湿性,如亲油亲水。亲水。增加原油在水中的分散,形成增加原油在水中的分散,形成O/WO/W乳状液,油滴乳状液,油滴被活性水夹带而被采出。被活性水夹带而被采出。改变原油的流变性,高粘原油,非牛顿液体
21、性改变原油的流变性,高粘原油,非牛顿液体性质,活性剂进入油中,降低极限动剪切应力。质,活性剂进入油中,降低极限动剪切应力。编辑课件第三章第三章 碱水驱碱水驱Alkaline Flooding编辑课件1 1 驱油用碱剂驱油用碱剂氢氧化钠(氢氧化钠(NaOHNaOH):浓度):浓度0.5%-5%,500.5%-5%,50下的溶解度下的溶解度146g/100g146g/100g。碳酸钠(碳酸钠(NaNa2 2COCO3 3):弱碱性,:弱碱性,5050下的溶解度下的溶解度32.2g 32.2g/100g/100g。氢氧化铵(氢氧化铵(NHNH4 4OHOH):水中离解为离子,遇空气易爆炸。水中离解为
22、离子,遇空气易爆炸。磷酸钠(磷酸钠(NaNa3 3POPO4 4):能改善润湿性。:能改善润湿性。硅酸钠:具有极强的碱性反应,硅酸钠:具有极强的碱性反应,常用氢氧化钠(常用氢氧化钠(NaOHNaOH)和碳酸钠()和碳酸钠(NaNa2 2COCO3 3),选用的,选用的依据主要取决于原油的酸值和地层水质。依据主要取决于原油的酸值和地层水质。编辑课件 碱与原油中的一些酸性物质反应,生成表碱与原油中的一些酸性物质反应,生成表面活性物质,降低油水界面张力。面活性物质,降低油水界面张力。原油性质对碱水驱降低界面张力十分关键,原油性质对碱水驱降低界面张力十分关键,因此在进行方法筛选时要求对原油与碱作用的因
23、此在进行方法筛选时要求对原油与碱作用的活跃程度进行评价。活跃程度进行评价。2 2 碱水驱机理碱水驱机理1.降低相间界面张力降低相间界面张力编辑课件几乎所有的碱水驱实验研究中都能观察到原油的乳化几乎所有的碱水驱实验研究中都能观察到原油的乳化现象。有时它是一种稳定的、细分散的乳状液,有时则现象。有时它是一种稳定的、细分散的乳状液,有时则是粗分散、很快被破坏的乳状液。是粗分散、很快被破坏的乳状液。碱水驱可以形成水包油型乳状液,也可以形成油包水碱水驱可以形成水包油型乳状液,也可以形成油包水型乳状液。型乳状液。2.乳化作用乳化作用编辑课件3.引起引起“原油原油岩石岩石水水”体系润湿性的变化体系润湿性的变
24、化 储集岩石的润湿性决定着其内残余油的分布特储集岩石的润湿性决定着其内残余油的分布特点,在优先水湿的地层中,残余油被滞留在大孔隙点,在优先水湿的地层中,残余油被滞留在大孔隙变狭窄的地方,那里的驱替压力梯度低于毛管压力变狭窄的地方,那里的驱替压力梯度低于毛管压力梯度。在优先油湿的储层中,原油沿岩石表面呈薄梯度。在优先油湿的储层中,原油沿岩石表面呈薄膜状分布。膜状分布。编辑课件第四章第四章 复合驱复合驱编辑课件 由两种或两种以上的化学剂混合使用,利用它们之由两种或两种以上的化学剂混合使用,利用它们之间的协同效应的驱油方法。既提高波及效率,又可提高间的协同效应的驱油方法。既提高波及效率,又可提高驱油
25、效率,从而大幅度提高采收率。驱油效率,从而大幅度提高采收率。如:泡沫驱:表面活性剂如:泡沫驱:表面活性剂+水水+气相气相 二元复合驱:二元复合驱:P+SP+S,P+AP+A 三元复合驱:三元复合驱:A+S+PA+S+P(ASPASP)多元复合驱:多元复合驱:A+S+P+Foam A+S+P+Foam(ASPFASPF)复合驱简介复合驱简介编辑课件第二部分第二部分化学驱理论及矿场应用化学驱理论及矿场应用 专题二:驱油(新)体系的研制及室内评价技术专题二:驱油(新)体系的研制及室内评价技术编辑课件第一章第一章 聚合物驱室内评价技术聚合物驱室内评价技术编辑课件当前驱油用聚合物当前驱油用聚合物HPAM
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