【正文】 ）驅 氣體混相驅 一次接觸混相驅 LPG 段塞驅 丙烷段塞驅 二氧 化碳驅 富氣驅 多次接觸混相驅 塞（通常為 倍空隙體積的量），再注入一段塞氣體（如干氣、氮氣、煙道氣等），然后用，水驅動，如下圖所示： 圖 注液化氣石油氣混相驅油剖面圖 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。 二是降粘機理。 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； 分子擴散作用； 降低界面張力； 溶解氣驅作用； 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。 以前受天然 CO2氣體資源的限制， CO2EOR技術在許多油田無法應用。 方案 a：氣驅。 圖 不同注入方案累計產油量隨時間的變化規(guī)律圖 圖 不同注入方案累計 CO2儲存量隨時間的變化規(guī)律圖 結論： 石油采收率 5％～ 1O%，相當于增加了 2O億美元的經(jīng)濟效益；地質儲存 CO2為 55106t，相當于一個 500萬人口的大城市一年排出的溫室氣體總量，其環(huán)境保護的意義是巨大的 ]。由于富氣中含有大量的 C2~C6組分，當注入氣體 G和油藏原油 O相接時， C2~C6組分就從氣體中被抽提并被油吸附。 干氣 富氣帶 油帶 殘余油 注入的水 束縛水 圖 富氣驅混相過程 富氣驅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理和降粘機理外，還有一下機理： （ 1） 原油膨脹機理。高壓干氣驅的驅動過程即在高壓 下先向地層注入一段干氣，然后注水驅動。上述過程重復進行，直到氣體的組成達到臨界組成。 N2是一種不燃、不爆、無毒、無腐蝕性的氣體，它在水和油中的溶解度都很小。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)生化學反應，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。利用離子交換原理，即使使用最優(yōu)的膠束系統(tǒng)，三次采收率也沒超過原始地質儲量的 50%， 但如果用堿液首先驅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，可使原油產量提高到原始地質儲量的 70%，效益成本比值也可提高兩倍．產能改善是低界面張力、低磺酸鹽滯 留和流度控制的結果 ?，F(xiàn)場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)定性和化學穩(wěn)定性。當 Vk，隨著變異系數(shù)的增大，集合物的驅油效果急劇下降。模擬結果表明，采用相600 500 40 300 η/% 200 150 100 5 0 0 0 0 0 0 0 Δη增加值 聚驅采收率 水驅采收率 Δη/% 對分子質量為 107左右的聚合物，注入質量濃度為 1g/L的聚合物段塞，當原油粘 度10~100mPam2,孔隙度 %。即：天然能量試采、全面注水開發(fā)、細分層析開發(fā)、井網(wǎng)一次加密調整和井網(wǎng)二次加密調整階段。進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。 目前，表面活性劑驅油大體有兩種方法：一種是以質量分數(shù)小于 2%的表面活性劑水 溶液作為驅動介質的驅油方法，稱為表面活性劑稀溶液驅，包括活性水驅、膠束溶液驅；另一種是質量分數(shù)大于 2%，在形成微乳液的范圍內，稱為微乳液驅。 NC越大，殘余油飽和度越小，驅油效率越高。 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。微乳液驅油具有與活性水驅油相似的機理，但也有自己的特點。 ○ 3 聚合物溶液段塞。 （ 2）潤濕反轉 堿水驅生成的表面活性劑一部分吸附在巖石表面，改變巖石表面，改變巖石表面的潤濕性。如果剪切速度高時，乳狀液滴受到剪切后，其尺寸將減小，有利于攜帶。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，界面張力達不到所希望的數(shù)值。該技術綜合了堿驅驅油效率高、成本低和聚合物驅波及系數(shù)高的優(yōu)點。 聚合物的作用是 :○1改善表面活性劑和（或）堿溶液對油的流度比； ○2對驅油介質的籌劃，可減小表面活性劑和堿的擴散速度，從而減小他們的藥耗 。在油層中注入一定體系的泡沫液，就可以在隨后注入的驅動劑（如水或氣）的前面形成一個較高粘度的段 塞，降低流度比，削弱粘滯指進，從而提高波及系數(shù)和采收率。 40和 50 年代，美國在不同地層進行了一系列的實驗，結果表明，火燒油層的熱損失較大，燃燒控制難度較高。 1. 蒸汽吞吐 蒸汽吞吐是指在同一口井中完成注蒸汽、燜井和開井生產三個過程的稠油開采方法，是目前熱采中廣泛應用的一種采油方法。 蒸汽吞吐注氣參數(shù)主要是指周期注氣量、注氣速度、蒸汽干度和燜井時間。 2. 蒸汽驅 在蒸汽吞吐開采稠油方法中，吞吐只能采出油井井筒附近的地層中的原油，而井間仍有大量的稠油未能猜出，其采收率僅為 10%20%。 （ 1） 蒸汽及部分冷凝水帶。蒸汽帶和凝結帶的不斷推進，推動可動原油前進，因而形成了前面原油飽和度高于原始值的油帶及冷水帶，此處的額驅油方式和水驅相同，在油層原始區(qū)，溫度和含油飽和度仍在最初狀態(tài)。圖 44是火燒油層過程示意圖。 0 Δ T 燃燒前緣 蒸汽前緣 蒸汽帶 富油帶 燃燒帶 SO 圖 34 火燒油層過程示意圖 圖 35 逆向燃燒過程示意圖 （ 3）濕式燃燒 濕式燃燒是正向燃燒的改良。電磁加熱法是指通過井下電磁加熱器發(fā)出的電磁波對近井有限范圍內的油層實施電磁加熱，達到對于原油加熱降粘、解除井底堵塞目的的采油工藝方法。 微生物采油的局限性在于：①微生物不僅應能在地層條件下生存，而且必須能產生代謝產物，增加微生物個體數(shù)量；②微生物應能有效地作用于地層中的殘余油。從而降低石油的粘度和凝點，增加原油的流動性。根據(jù)提高原油采收率的需要，要求微生物的配方具備下列性能。油藏處于缺氧狀態(tài)，而在油藏處理過程中不能保持絕對無氧狀態(tài)，故所用菌種最好為兼性厭氧菌。 (5)微生物配方中各種物質必須來源廣泛，價格較低， 以便獲得最大的經(jīng)濟效益。一般認為孔隙尺寸應在 ，滲透率應在 5103181。m2 地層固有微生物 殘余油飽和度。 表 44 微生物生長的溫度范圍 ℃ 微生物 最低 最適 最高 舉例 低溫微生物 5~10 10~20 25~30 活性淤泥 中溫微生物 5~10 15~40 45~50 菌狀芽孢桿菌 高溫衛(wèi)生物 25~45 45~65 70~100 黃單胞桿菌 (5)pH值：一般來說，微生物能夠在 pH 為 ～ ，大多數(shù)油藏 pH值在 ～ ，一般能夠滿足微生物的生長要求。 除了上述影響外，還有其它一些影響因素，如巖性、油層深度、原油性質、營養(yǎng)物、巖石基質、地層流體中微量有毒元素砷、汞等、油藏殘余油飽和度及分布、束縛水飽和度等 目前研究較多的是單個因素對采油微生物活動的影響，對這些因素共同存在、且在極端條件下共同對微生物活動的影響研究較少。 (3)油層溫度：油層溫度是最為重要的一個因素。 (2)地層壓力：與其它因素相比，壓力對細菌的活動影響較小。為此美國國家石油和能探研究所 (NIPER)提出了微生物采油的油藏篩選標準 (見表 2)及油藏篩選程序 (見表 3)。好氧代謝比厭氧代謝快，先進行好氧培養(yǎng)，后進行厭氧培養(yǎng)，可以加快篩選速度。這是根本的一條。表面活性劑除了能降低油水界面張力和乳化原油以外，還能通過改變油層巖石界面的潤濕性來改變巖石對原油的相對滲透性，有些表面活性 劑還能降低重油的粘度．所有這些作用都有利于提高石油采收率。③微生物進人地層也不可避免地發(fā)生稀釋、吸附和變性，從而產生一系列問題 。 第 四 章 微生物采油 微生物提高石油采收率 (ME0R)技術是將經(jīng)過選擇的微生物注入油層，通過它們在油藏內增殖產物的激勵和運移作用，進一步增加二次采油后油井的產油量，減少地層中的殘余油。注入水與燃燒前緣后面的高溫巖層接觸則蒸發(fā)，巖石則冷卻，同時，燃燒前緣前面的蒸汽凝結成熱水，擴大了高溫帶和蒸汽帶的范圍，使更多的原油驅向生產井。 （ 1）正向燃燒 正向燃燒是向注入井注入空氣，并點燃注入井附近油層。這些機理的作用程度主要取決于原油及油層的特性。 （ 2）熱水帶。因此蒸汽驅是接替蒸汽吞吐的一種稠油開采方法。燜井過程是將注入蒸汽的熱量充分釋放給油層，合理額燜井 時間應該滿足蒸汽釋放完潛熱為止，燜井時間過長或過短都將影響注入蒸汽的熱效應，燜井時間一般為 35 天生產階段是將蒸汽凝結的流體和被加熱的油藏流體一起開采到了地面上來，與常規(guī)生產井的過程基本相同，生產時間可達上百天甚至一年多。首先是向生產井注入大量高溫高壓的蒸汽，然后關井數(shù)天，使熱量充分向油層擴散，從而顯著提高稠油流 動能力。 蒸汽吞吐是指將蒸汽注入到生產井中，然后關井一段時間，重新開井生產的稠油熱采法。熱力采油包括蒸汽吞吐、蒸汽驅和火燒油層三種常規(guī)的方法。 5. 泡沫驅 在驅替 過程中，泡沫可以代替高分子聚合物控制驅油劑的流度，從而提高波及系數(shù)，這種 方法稱為泡沫驅油。 4. 三元復合驅（ ASP驅） 三元復合驅 是指再注入水中加入低濃度的表面活性劑、堿和聚合物的復合體系的驅油方法。隨著礦化度的增加，形成的乳狀液由水包油型向油包水型轉化，而且乳狀液穩(wěn)定性好。這種膜的存在，使油珠通過孔吼結構時不易變形通過，水不能有效地排驅剩余油的流動能力。 當巖石表面的潤濕性由親水變?yōu)橛H油時，有層內不連續(xù)的非潤濕殘余油變成連續(xù)的潤濕相 ，為原油流動提供通道。 ○ 5 注入驅替水。 微乳液與油、水之間的基恩面張力可以達到很低（小于 103mN/m），從而可將 NC值增加到 102以上，在這種條件下，基本上可全部采出殘余油。 （ 2） 膠束溶液驅油 當表面活性劑質量分數(shù)大于 臨界膠束質量分數(shù)時，可形成膠束溶液。當 NC達到 102時，殘余油飽和度接近于零。活性水驅過程中，表面活性劑將吸附在油水界面和巖石表面上，從而改變油水界面張力和巖石的潤濕性。注入濃度為 1090mg/L，注入地層空隙體積 %，注入粘度為 93mPa到 1994年 1月采出程度 %，綜合含水 %，累計產油 104t，預計水驅最 終采收率 %。 C，原始地層壓力，地下原油粘度 此外，油層中的含有飽和度越高，聚合物驅油效果越好。 圖 滲透率變異系數(shù) Vk與聚合物驅油效果的關系 油層的深度和溫度對聚合物驅的效果也有影響。另外，聚合物在地層空隙中會發(fā)生吸附和滯留，降低水相滲透率，從而降低水油流度比，提高波及系數(shù)，改善驅油效果?，F(xiàn)場試驗證明， 堿 表面活性劑 聚合物 (AsP)驅油技術能經(jīng)濟地采出增產油，井能獲得新儲量。至于聚合物驅中最重要的一種聚合物是聚丙烯酰胺 (PAM)。 N2可作為 CO2混相段塞后的驅動介質，也可與水交替（可同時）注入地層，其控制流度的作用。進一步注氣，即可推動混相帶向前移動，從而把地層油排驅出來。高壓干氣是通過多次接觸才達到混相的。膨脹后的原油將易于驅除。注入的氣體在失去較重的組分后，向前移向油層油。 從數(shù)值模擬結果還可知，應用 CO2驅提高采收率，采出 1 t石油大概需要 10 t的 CO2。 方案 C：后期水氣交替驅 (生產 10 a 后開始注入 )。捕集一封存一應用一體化提高油田采收率的技術將成為創(chuàng)造能源與環(huán)境雙贏的有效手段。到 CO2氣的累積注入后形成混相帶。 LPG 驅的主要缺點是費用高、段塞易流散。設液化石油氣的組成為 A，原油組成為 B，液化石油氣與原油的所有混 合物在一定壓力和溫度下的三組分相圖上都位于單相驅，即一接觸就發(fā)生混相。一次接觸混相是指注入的流體任何比例都能與原油混合并達到互溶混相。 EOR 的方法可分為非熱方法、熱力學方法、微生物采油、物理采油法。在親水的巖石孔隙中，孔隙壁面和巖石顆粒表面可以被水潤濕，水以水膜的形式存在于巖石孔隙表面，而油不能以膜的形式附于巖石孔隙壁面，這種情況下，殘余油主要以油滴的形式存在于大孔隙的中心部位。 （二）孔隙結構 孔隙結構是影響驅油效率的主要因素，由于孔隙結構的復雜性，目前尚不能定性描述。定義為： ED= （ 110） 根據(jù)儲量和殘余油的概念可得驅油效率為： ED= （ 111） 式中 Soi 原始含油飽和度； Sor 注入流體波及 區(qū)內殘余油飽和度。 影響面積波及系數(shù)的主要因素有流度比和井網(wǎng)兩個參數(shù)。 對于一個典型的水驅油藏來說，如果油藏的原始含油飽和度（ Soi）為 ，水驅后注入水波及區(qū)內的殘余油飽和度