【正文】 垂向波及系數(shù) 垂向波及系數(shù)定義為注入流體在油層縱向上波及的有效厚度與油層總的有效厚度的比值，其表達(dá)式為： Ez= （ 19） 式中 hs 注入流體波及的平均有效厚度； h 油層總的有效厚度。 （ 1） 流度比的影響 流度（λ）定義為流體的相滲透率（ Ki）與該相流體的粘度（ 181。即： EV=EVA EV=從理論上來(lái)說(shuō)，采收率取決于驅(qū)油效率（ ED）和波及效率（ EV）?？死斠烙吞锞艆^(qū)稠油油藏是以蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)方法開(kāi)始開(kāi)采的。由于三次采油的規(guī)模較大，三次采油的采收率提高幅度較大，獲 利較大，因此三次采油具有很大的風(fēng)險(xiǎn)性，油藏經(jīng)歷三次采油后，采收率可達(dá) 50%~90%。 二次采油后，油藏還存在這大量的原油，為了獲得更高的采收率，需要進(jìn)行三次采油。以前，二次采油是指油藏能量衰竭時(shí)采用的提高采收率的方法。一次采油是指利用油藏天然能量開(kāi)采的過(guò)程，如利用溶解氣驅(qū)、氣頂驅(qū)、天然水驅(qū)、巖 石和流體彈性能驅(qū)及重力排驅(qū)等能量，它是油藏開(kāi)發(fā)的第一個(gè)階段。它的采收率遠(yuǎn)比能量衰竭法高，最終采收率通常為 30%～ 40%。摘要 油氣田開(kāi)發(fā)的任務(wù)就是盡可能經(jīng)擠、合理地提高地下油氣的采出程度，即提高石油采收率．縱觀(guān)原油生產(chǎn)的壘過(guò)程，其實(shí)就是一個(gè)不斷提高采收率的過(guò)程。當(dāng)該油田的水油比接近作業(yè)的經(jīng)濟(jì)極限時(shí)，即產(chǎn)出油的價(jià)值與水處理及其注入費(fèi)用相差太小，而使純收益減少時(shí)，則進(jìn)入了三次采油的階段，這個(gè)階 段被稱(chēng)為提高原油采收率 (或“強(qiáng)化開(kāi)采 Emhanced OilRecovery”，即 EOR)。油田投資主要在鉆井及油氣集輸兩方面，它是油田開(kāi)發(fā)的第一次投資過(guò)程，因此稱(chēng)為第一次采油。現(xiàn)在，一些油藏一開(kāi)發(fā)就進(jìn)入了注水的二次采油過(guò)程。作為第三次采油過(guò)程的三次采油，是指通過(guò)注入其他流體，采用物理、化學(xué)、熱量、生物等方法改變油藏巖石及流體性質(zhì)，提高水驅(qū)后油藏采收率。采收率提高幅度的大小取決于采用的方法、油藏條件以及當(dāng)時(shí)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)狀況等許多因素。這些例子表明，油藏不經(jīng)過(guò)一次或二次采油，直接進(jìn)行三次采油可獲得更多的采收率，經(jīng)濟(jì)上更具有吸引力。采收率 η =ED ==35% （ 13） 水驅(qū)后油藏采收率為 35%，也就是說(shuō)注水采出了原油的 1/3 左右。 EVV （ 14） 面積波及效率（ EVA）定義為注入流體波及的面積與油藏面積的比值。i）的比值，即： λ =Ki/181。 影響垂向波及系數(shù)的主要因素有驅(qū)替流體與被驅(qū)替流體的密度差引起的重力分離效應(yīng)、流度 比、非均質(zhì)性以及毛細(xì)管理等參數(shù)。毛管數(shù)定義是粘滯力與毛管力的比值。例如，毛管數(shù)增加到 10－ 3時(shí)，殘余油飽和度可減低到 12％左右。實(shí)際上，滲透率相同的孔隙介質(zhì)，其微觀(guān)孔隙結(jié)構(gòu)和尺寸可能有很大區(qū)別。 （三）潤(rùn)濕性的影響 巖石的潤(rùn)濕性有水濕、油濕和中性潤(rùn)濕。在親油巖層中，毛管力 是驅(qū)油阻力，所以，水驅(qū)油主要排驅(qū)大孔隙中的油，小孔隙和孔壁上留下殘余油。 提高采收率方法 提高采收率的定義為除了一次采油和保持地層能量開(kāi)采石油方法之外的其他任何增加油井產(chǎn)量，提高油藏最終采收率的采油方法。 圖 緒論 1 提高采收率分類(lèi)框圖 微生物采油 提高采收率方法 熱力學(xué)方法 聲場(chǎng)處理 油層 電場(chǎng)處理油層 蒸汽吞吐 蒸汽驅(qū) 火燒油層 非熱力學(xué)方法 化學(xué)驅(qū) 氣體混相驅(qū) 聚合物驅(qū) 表面活性劑驅(qū) 堿水驅(qū) 堿 聚合物 驅(qū) 堿 聚合物 表面活性劑驅(qū) 聚合物 表面活性劑驅(qū) 溶劑混相驅(qū) 烴混相驅(qū) 二氧化碳混相驅(qū) 氮?dú)饣煜囹?qū) 物理采油法 盡管各種提高采收率方法都能夠提高油藏采收率，但各方法的機(jī)理不同，都存在一定的缺陷，表 (緒論 1)為各種 EOR 方法的對(duì)比結(jié)果?；煜鄤┛煞譃闊N類(lèi)混相劑，如液化石油氣（ C2~C6含量大于 50%）、富氣（ C2~C6含量在 30%~50%的范圍）和干氣（ C2~C6含量小于 30%） ,以及非烴類(lèi)混相劑，如 N2和 CO2等。 氣體混相驅(qū)分類(lèi)如下 ： 在氣體多次接觸混相驅(qū)的應(yīng)用中，富氣驅(qū)和二氧化碳驅(qū)所需的混相壓力較低，對(duì)原油的組成要求也較低：而干氣、氮?dú)夂蜔煹罋怛?qū)所需的混相壓力較高，對(duì)原油組成的要求也高。這種驅(qū)動(dòng)方式是先注入一段 LPG 段干氣驅(qū) 氮?dú)猓煹罋猓?qū) 氣體混相驅(qū) 一次接觸混相驅(qū) LPG 段塞驅(qū) 丙烷段塞驅(qū) 二氧 化碳驅(qū) 富氣驅(qū) 多次接觸混相驅(qū) 塞（通常為 倍空隙體積的量），再注入一段塞氣體（如干氣、氮?dú)?、煙道氣等），然后用，水?qū)動(dòng)，如下圖所示： 圖 注液化氣石油氣混相驅(qū)油剖面圖 液化石油氣注入地層后，前緣與地層油一接觸就發(fā)生混相。 3干氣與 C4； 4N2與 C5； 5煙道氣與 C5； 6干氣與 C5 B LPG 驅(qū)后面注入的氣體在壓力超過(guò)某一值時(shí)也能被液化石油氣混相（圖 ），這樣就在底層中形成一混相段塞。 二是降粘機(jī)理。在 CO2混相驅(qū)中， CO2抽提原油中的輕質(zhì)成分或使其汽化，從而實(shí)現(xiàn)混相以及降低界面張力等作用是 CO2驅(qū)最重要的提高采收率的機(jī)理。 改善流度比； 原油體積膨脹； 萃取和汽化原油中輕烴； 混響效應(yīng)； 分子擴(kuò)散作用； 降低界面張力； 溶解氣驅(qū)作用； 提高滲透率； CO2的注入方法有：連續(xù)注入 CO2；先注 CO2然后注水； CO2段塞后面是烴氣體； CO2的后面是水和 CO2交替注入。 二氧化碳驅(qū)除具有富氣混相驅(qū)提高原油采收率的全 部機(jī)理外，還可以通過(guò)提 高底層 滲透率來(lái)提高原油采收率。 以前受天然 CO2氣體資源的限制， CO2EOR技術(shù)在許多油田無(wú)法應(yīng)用。 該油田為典型的砂巖儲(chǔ)集層海上油田， 1999 年 10 月投入開(kāi)發(fā)，儲(chǔ)層平均孔隙度 ，平均滲透率 245 10 mm ，地 質(zhì)儲(chǔ)量 10 m。 方案 a：氣驅(qū)。 方案 f：水平井用不同的方向水氣交替驅(qū) (水注入到底層，氣由不同方向水平注入 )。 圖 不同注入方案累計(jì)產(chǎn)油量隨時(shí)間的變化規(guī)律圖 圖 不同注入方案累計(jì) CO2儲(chǔ)存量隨時(shí)間的變化規(guī)律圖 結(jié)論： 石油采收率 5％～ 1O%，相當(dāng)于增加了 2O億美元的經(jīng)濟(jì)效益；地質(zhì)儲(chǔ)存 CO2為 55106t，相當(dāng)于一個(gè) 500萬(wàn)人口的大城市一年排出的溫室氣體總量，其環(huán)境保護(hù)的意義是巨大的 ]?？梢灶A(yù)測(cè)，隨著技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，我國(guó)在提高原油采收率應(yīng)用中封存于油藏內(nèi)的溫室氣 體總量將逐漸增大，人類(lèi)生存和社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境將得到改善。由于富氣中含有大量的 C2~C6組分，當(dāng)注入氣體 G和油藏原油 O相接時(shí)， C2~C6組分就從氣體中被抽提并被油吸附。這樣一次又一次地經(jīng)過(guò)多次接觸之后，位于前緣后面的原油便高度的為 C2~C6所加濃，達(dá)到點(diǎn) 4后完全混相，及氣體與原油完全混合，混相帶形成。 干氣 富氣帶 油帶 殘余油 注入的水 束縛水 圖 富氣驅(qū)混相過(guò)程 富氣驅(qū)提高原油采收率除了具有與液化石油氣相同的地界面張力機(jī)理和降粘機(jī)理外，還有一下機(jī)理： （ 1） 原油膨脹機(jī)理。從注入井到采油井的驅(qū)油過(guò)程是降壓過(guò)程。高壓干氣驅(qū)的驅(qū)動(dòng)過(guò)程即在高壓 下先向地層注入一段干氣，然后注水驅(qū)動(dòng)。 注入油層的高壓干氣用 G表示，有層原油用 A表示（ A中含有高百分比的中間相對(duì)分子質(zhì)量的烴）。上述過(guò)程重復(fù)進(jìn)行，直到氣體的組成達(dá)到臨界組成。在相同的條件下， N2的兩相區(qū)比 CO CH4的打，因此它的混相壓力高。 N2是一種不燃、不爆、無(wú)毒、無(wú)腐蝕性的氣體，它在水和油中的溶解度都很小。 總之，混相驅(qū)由于降低了界面張力，洗油效率大大提高。注人到油藏中的堿水與存在于石油中烴的衍生物中的脂肪酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，就地形成脂肪酸的鈉鹽，形成這些表面活性劑促使造成超低界面張力。交聯(lián)聚合物可明顯改善油藏在高含水期的水驅(qū) 油效果 ， 控制含水率上升速度 ， 以適當(dāng)?shù)闹鞫稳透倍稳M合可獲較好的增油降水效果 。利用離子交換原理，即使使用最優(yōu)的膠束系統(tǒng)，三次采收率也沒(méi)超過(guò)原始地質(zhì)儲(chǔ)量的 50%， 但如果用堿液首先驅(qū)走原生水中和固定在粘土上的鈣離子，然后注人表面活性劑、聚合物和相同的堿，可使原油產(chǎn)量提高到原始地質(zhì)儲(chǔ)量的 70%，效益成本比值也可提高兩倍．產(chǎn)能改善是低界面張力、低磺酸鹽滯 留和流度控制的結(jié)果 。聚合物驅(qū)只是在原來(lái)水驅(qū)的基礎(chǔ)上添加了聚合物，因此又叫改性水驅(qū)?，F(xiàn)場(chǎng)常用的聚合物為部分水解聚丙烯酰胺，這是由于它具有較好的溶解性、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。因此，在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)，必須考慮聚合物溶液的性能并對(duì)油藏進(jìn)行篩選。當(dāng) Vk，隨著變異系數(shù)的增大，集合物的驅(qū)油效果急劇下降。使部分水解聚丙烯酰胺驅(qū)油時(shí)，油層溫度不超過(guò) 70176。模擬結(jié)果表明，采用相600 500 40 300 η/% 200 150 100 5 0 0 0 0 0 0 0 Δη增加值 聚驅(qū)采收率 水驅(qū)采收率 Δη/% 對(duì)分子質(zhì)量為 107左右的聚合物，注入質(zhì)量濃度為 1g/L的聚合物段塞，當(dāng)原油粘 度10~100mPa 圖 不同原油粘度下的聚合物驅(qū)油效果 聚合物驅(qū)設(shè)計(jì)程序框圖： 聚合物驅(qū)實(shí)例： 采收率提高率/% 2 5 10 20 30 50 70 100 200 300 20 10 0 油藏地質(zhì)模型建立 聚合物參數(shù)確定 聚合物驅(qū)方案優(yōu)化 聚合物驅(qū)方案編制 聚合物驅(qū)效果預(yù)測(cè) 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施 地質(zhì)資料、開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)、示蹤劑數(shù)據(jù)及數(shù)值 模擬技術(shù) 流變性，阻力殘余阻力系數(shù)、不可入空隙、吸附量 注入?yún)?shù)和注入方式的優(yōu)化與選擇 注入?yún)?shù)、注入方式地面采油和集輸工程 聚合物驅(qū)動(dòng)態(tài)和聚合物驅(qū)經(jīng)濟(jì)分析 河南雙河油田 Ⅱ 5層油藏主體相連，西部為尖滅帶，西南部有邊水，東南為斷層封閉。m2,孔隙度 %。 實(shí)驗(yàn)區(qū)中心三口住聚合物的井（ S211， S215， S217），一口中心生產(chǎn)井和三口平衡井，構(gòu)成一個(gè)不規(guī)則的四點(diǎn)井網(wǎng)。即：天然能量試采、全面注水開(kāi)發(fā)、細(xì)分層析開(kāi)發(fā)、井網(wǎng)一次加密調(diào)整和井網(wǎng)二次加密調(diào)整階段。根據(jù)陪產(chǎn)配注方案的優(yōu)化結(jié)果，以及 VIPPOLYMER模型的數(shù)值模擬結(jié)果，確定注入量為 。進(jìn)入主體段塞注入階段，公注入濃度為 900~1000mg/L聚合物溶液 104m3，注入聚合物干粉 ，注入聚合物溶液的量為 24%的地層空隙體積。 s，主體段塞量 。 目前，表面活性劑驅(qū)油大體有兩種方法：一種是以質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于 2%的表面活性劑水 溶液作為驅(qū)動(dòng)介質(zhì)的驅(qū)油方法，稱(chēng)為表面活性劑稀溶液驅(qū)，包括活性水驅(qū)、膠束溶液驅(qū)；另一種是質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于 2%，在形成微乳液的范圍內(nèi)，稱(chēng)為微乳液驅(qū)。 大量試驗(yàn)表明，當(dāng)油水界面張力降低時(shí)，油滴容易變形，油滴通過(guò)吼道時(shí)，阻 力減小。 NC越大，殘余油飽和度越小，驅(qū)油效率越高。 再親 油性巖石中，水驅(qū)油后剩余殘余油以吸附在巖石表面的薄膜狀態(tài)存在。 隨著界面張力的降低，原油可以分散在活性水中，形成 O/W型乳狀液，表面活性劑起穩(wěn)定劑作用。在一定條件下（在表面活性劑中加入一定的鹽和醇），教書(shū)溶液與油之間可產(chǎn)生 103mN/m的超低界面張力，從而使毛管數(shù)增大到30 20 10 0 殘余油飽和度/% 107 106 105 104 103 102 lgNc 102數(shù)量級(jí)。微乳液驅(qū)油具有與活性水驅(qū)油相似的機(jī)理，但也有自己的特點(diǎn)。 （ 4）膠束 聚合物復(fù)合驅(qū)油 盡管膠束 微乳液能夠提高吸油效率，但它在注入地層后，容易發(fā)生竄流。 ○ 3 聚合物溶液段塞。堿水驅(qū)中常用的堿有氫氧化鈉的原硅酸鈉。 （ 2）潤(rùn)濕反轉(zhuǎn) 堿水驅(qū)生成的表面活性劑一部分吸附在巖石表面，改變巖石表面，改變巖石表面的潤(rùn)濕性。高壓力梯度的存在，能克服已經(jīng)被界面張力降低的毛管阻力，油從乳化水珠與砂礫之間的連續(xù)油相這條通道排除去，從而進(jìn)一步降低油層內(nèi)的殘余油飽和度。如果剪切速度高時(shí)，乳狀液滴受到剪切后，其尺寸將減小，有利于攜帶。其中包括巖石組成、原油酸值、堿水溶液的 pH值、油藏溫度以及礦化度等。溫度太高，堿耗大，而形成的乳狀液不穩(wěn)定；溫度太低不利于堿與原油中的酸性成分反應(yīng)，界面張力達(dá)不到所希望的數(shù)值。狂廠(chǎng)商注堿水一般分為三步 ：第一部注入 ~，以清除地層中含高價(jià)鈣、鎂離子的地層水，因?yàn)檫@些高價(jià)的金屬陽(yáng)離子與堿相