【正文】 物驅(qū) 改善流度比 降低界面張力 潤(rùn)濕性反轉(zhuǎn) 對(duì)原油組成要求嚴(yán)格 堿耗較大 微生物采油 生物微生物堵塞大孔隙 改善波及系數(shù) 生物表面活性劑降低界面張力 代謝酸性物質(zhì)增加滲透率，代謝氣體驅(qū)的作用 降解原 油作用 微生物耐鹽、耐高溫性差 降解重質(zhì)原油的微生物難于研制 微生物潛在污染水源 表 緒論 1 各種 EOR 方法的對(duì)比結(jié)果 第 一 章 氣體混相驅(qū) 混相是指兩種或兩種以上的物質(zhì)相能夠混合形成一種均質(zhì)相?；煜囹?qū)就是指通過(guò)注入一種能與原油混相的流體來(lái)排除殘余油的驅(qū)油法。 混相可分為一 次接觸混相和多級(jí)接觸混相。而有些氣體（如甲烷）和底層有之間并不能一接觸就混相，但在適當(dāng)高的壓力下連續(xù)注入，它則可以通過(guò)多次和底層油接觸達(dá)到混相，這種過(guò)程叫多次接觸混相。因此，對(duì)于一定的油藏，副氣和二氧化碳驅(qū)能夠獲得較高的采收率。 1. 液化石油氣驅(qū)（ LPG驅(qū)） LPG 驅(qū)是以 LPG 作為混相注入劑的一種混相驅(qū)。液化石油氣與原油的混相過(guò)程如圖 所示。 天然氣與丙烷的混相前緣 丙烷與油的混相前緣 C1 C7+ C2~C6 原油 A 0 25 50 100 150 10 200 30 P/Mpa 圖 LPG 驅(qū)混響過(guò)程 1 2 3 4 5 645 圖 LPG 與驅(qū)動(dòng)氣體混相 的最低壓力 1N2與 C4； 2煙道氣與 C4。段塞在后推液的推動(dòng)下在油層內(nèi)移動(dòng)，就能把油和可流動(dòng)的水排驅(qū)走。 LPG 與原油是一次接觸混相，界面張力為零，毛管數(shù) Nc為無(wú)窮，因此 LPG 驅(qū)有很高的吸油效率。 LPG 粘度低，它與原油混相后可以使油降粘，提高有的流度，改善驅(qū)油介質(zhì)與油的流度比，有利于提高波及系數(shù)。 2. 二氧化碳驅(qū) CO2驅(qū)提高采收率的應(yīng)用范圍十分廣泛。 CO2非混相驅(qū)的主要采油機(jī)理是降低原油粘度，是原油體積膨脹，減小界面張力，對(duì)原油中輕烴的汽化和抽提。 CO2提高采收率機(jī)理包含： 降低原油粘度 。氣水交替注入的過(guò)程一般為：先注入 倍空隙體積 CO2段塞，然后交替注入水和 CO2氣體?；煜鄮П缓竺娴乃粩嘞蚯巴七M(jìn)，從而將原油采出。二氧化碳溶解于水生成碳酸 .碳酸可與地層中的石灰?guī)r和白云巖反應(yīng)生成水溶性的重碳酸鹽，提高地層的滲透率，擴(kuò)大驅(qū)油介質(zhì)的波及體積，有利于體高采收率。 圖 二氧化碳注入流程圖 CO2 驅(qū)的驅(qū)油效率比較高，但 CO2 和水生成具有高度腐蝕性的碳酸，需要注入系統(tǒng)中配備特殊金屬合金和具有保護(hù)層的設(shè)備。當(dāng)今，為應(yīng)對(duì)凝縮裝置 二氧化碳?xì)?源 輸送裝置 高壓注入裝置 CO2分配站 注入井 分離提純裝置 生產(chǎn)井 CO2分配站 加壓裝置 二氧化碳分離、提純、壓縮或冷藏 儲(chǔ)藏系統(tǒng)：設(shè)備檢修、 WAG 使用 補(bǔ)充二氧化碳輸送過(guò)程中消耗的能量 提高壓力，使二氧化碳在油藏達(dá)到混相 實(shí)施二氧化碳的配注 氣體分離提純 根據(jù)各井段所需實(shí)施二氧化碳的配注 全球氣候變暖問(wèn)題，以工業(yè)廢氣為主的 CO2捕集一封存與應(yīng)用受到特別的重視。 某油田 CO2驅(qū)提高石油采收率研究： 圖 某油田原始含油飽和度分布圖 該油田原始含油飽和度分布狀況，從圖中可以看出構(gòu)造高部位原始含油飽和度較高且均勻分布，平均含油飽和度 72． 51 。投產(chǎn)初期利用天然能量開發(fā)， 2021 年轉(zhuǎn)入注水開發(fā)。 原方案：水驅(qū)。 方案 b：垂直井水氣交替驅(qū) (早期水氣垂直井注入到底層 )。 方案 d：水氣交替驅(qū) (以不同的完井方式，水注到底層，氣進(jìn)入頂層 方案 e：水平井水氣交替驅(qū) (水氣水平井注入到底層 )。 在歷史擬合結(jié) 束后，對(duì)上述的方案進(jìn)行了生產(chǎn)預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)從 2021 年 12 月之后的20 a 的累計(jì)產(chǎn)油量和累計(jì) CO2 儲(chǔ)置量。從圖 、 可以看出方案 d(水氣交替驅(qū) )累計(jì)產(chǎn)油量最大，儲(chǔ)集的 CO2 也最多；方案 e 和方案 f(水平井 注氣驅(qū) )累計(jì)產(chǎn)油量和 CO2 儲(chǔ)集量次之，水平井注氣驅(qū)不僅能減少氣體循環(huán)還能提高石油采收率。數(shù)值模擬研究表明，注 CO2水平井水氣交替驅(qū)是地質(zhì)儲(chǔ)存 CO提高石油采收率的最優(yōu)方法，該方法累計(jì)產(chǎn)油量最大，儲(chǔ)置的 CO2也最多。因此提高原油采收率對(duì)溫室氣體中 CO2的需求量是巨大的。 富氣驅(qū)是指以富氣作為混相注入劑的一種混相驅(qū)。 注入井 原油與富氣形成的混相帶 生產(chǎn)井 圖 注富氣混相驅(qū)油剖面 富氣驅(qū)的混相過(guò)程如圖 。設(shè)油的組成為 1。后面跟隨的新鮮富氣（未被油抽提 C2~C6組分） G繼續(xù)與油層油接觸，結(jié)過(guò)使 C2~C6組分再一次轉(zhuǎn)移到油中。進(jìn)一步注氣便推動(dòng)混相前緣通過(guò)油層，排驅(qū)在他前面的油和可流動(dòng)的水。油越富 或富氣越富，達(dá)到混相所需解除的次數(shù)就越少。富氣溶于原油后，可使原油的體積膨脹。 （ 2） 溶氣驅(qū)機(jī)理。隨著壓力下降，富氣從原油中析出，產(chǎn)生原油內(nèi)的氣體驅(qū)動(dòng)，使采收率提高。 4. 高壓干氣驅(qū) 高壓干氣驅(qū)是指以高壓干氣作為混相注入劑的一種混相驅(qū)。 高壓干氣驅(qū)適用于富含 C2~C6成分原油（富又）。其混相過(guò)程如圖 。當(dāng)把干氣注入到地層后，氣體和原油在剛開始時(shí)是不混相的，因次注入氣體開始從井眼向外不混相地驅(qū)提原油。隨后注入油藏的氣體推動(dòng)初接觸后留下的平衡氣體 G1更深入進(jìn)入油藏，接觸新鮮的油藏原油，使前緣的氣體 G1變?yōu)?G2。臨界點(diǎn)的流體是可以直接和油藏原油混相的，這樣就在距注入井一定距離的地層中形成混相帶。 圖 高壓干起混相過(guò)程 5. 高壓氮?dú)怛?qū) 氮?dú)庖彩且环N混相注入劑，而 且也是通過(guò)多次接觸實(shí)現(xiàn)混相的。 N2驅(qū)的混相過(guò)程如圖 。 N2驅(qū)的主要優(yōu)點(diǎn)是氣體價(jià)格低廉，來(lái)源廣。 由于混相壓力高，所以 N2驅(qū)通常不用于三次采油，即通過(guò)注 N2保持地層壓力，防止注入氣 G G1 G2 G3 M2 M3 M1 油藏原油 B 油藏原油 A 極限連線 反凝析造成損失。 圖 N2驅(qū)的混相過(guò) 程 N2驅(qū)提高原油采收率的機(jī)理與富氣驅(qū)相同?；煜囹?qū)存在的問(wèn)題是：富氣、干氣、 CO2或 N2等混相注入劑驅(qū)動(dòng)原油時(shí)，由于流度比大，所以波及系數(shù)很低。 第 二 章 化學(xué)驅(qū) 化學(xué)驅(qū)可分為 3種主要的工藝技術(shù) ： 表面活性劑驅(qū)、聚合物驅(qū)和堿水驅(qū)．表面活性劑和堿水驅(qū)油的機(jī)理是以形成超低界面張力為基礎(chǔ)的．而單注聚合物或注人表面活性劑后又注人聚合物．則可以控制流動(dòng)度，從 而也就提高了原油采收率。 表面活性劑驅(qū)的研究始于 50年代， 60年代中期，美國(guó)已開始用磺酸鹽投井使用．目前該法已經(jīng)成為三次采油提高采收率的重要方法之一。常用于流度控制和滲透率訶整．最近有人研究用交聯(lián)聚合物的方法驅(qū)油，經(jīng)微觀和宏觀滲流實(shí)驗(yàn)方法研究認(rèn)為，交聯(lián)聚合物不但有調(diào)剖作用還具有驅(qū)油作用。 應(yīng)用更廣泛，研究得更多的是復(fù)合驅(qū)．例如粘土含量高。單獨(dú)用堿水驅(qū)無(wú)法獲得較高產(chǎn)油量的油田，應(yīng)用復(fù)臺(tái)驅(qū)可取得較為理想的開采效果．實(shí)驗(yàn)表明，采用常規(guī)方法。堿、表面活性劑和聚合物都是高效的驅(qū)油劑，復(fù)配的優(yōu)勢(shì)在于既發(fā)揮單一驅(qū)油劑的長(zhǎng)處，又可使其產(chǎn)生協(xié)同教應(yīng)，獲得更好的驅(qū)油效果。 1. 聚合物驅(qū) 聚合物驅(qū) 是指通過(guò)在注入水中加入水溶性高分子量的聚合物，增加水相粘度和降低水相滲透率，改善流度比，提高原油采收率的方法。聚合物驅(qū)的機(jī)理是所有提高采收率方法中最佳單的一種，即降低水相流度，改善流度比，提高 波及系數(shù)。他可以作為一種獨(dú)立的驅(qū)油法，也可 以作為一種輔助的驅(qū)油法。 聚合物是高分子化合物，他溶于水中之后，會(huì)使水的粘度增大。 利用聚合物溶液驅(qū)油時(shí)，地層巖石、流體的性質(zhì)會(huì)影響聚合物驅(qū)油的驅(qū)油效果。 一般來(lái)說(shuō)，聚合物驅(qū)適用于水驅(qū)開發(fā)開發(fā)的非均質(zhì)油田。當(dāng)滲透率變異系數(shù) VK，驅(qū)油效果 Vk增大而變好。因此，適合聚合物驅(qū)的油藏，其滲透率變異系數(shù)取值范圍為 ~。對(duì)于淺油層，注入壓力有一個(gè)限度，尤其是遇到低滲透的淺油層，因?yàn)檫@些有層內(nèi)水的溫度和礦化度高，易造成聚合物降解和粘度下降，達(dá)不到驅(qū)油效果。 C。在相同的地層條件下，原油粘度越低水驅(qū)采收率越高，聚合物驅(qū)提高采收率的幅度越小。 s時(shí)，采收率提高幅度較大，如圖 。在進(jìn)行聚合物驅(qū)之前，還應(yīng)對(duì)聚合物的用量等進(jìn)行優(yōu)選，已到達(dá)最佳的驅(qū)油效果。實(shí)驗(yàn)層位 Ⅱ 145屬雙河油 田下第三系核桃園組核三段 Ⅱ 5油藏的一個(gè)小層，是多層段、多韻律、多言型組合的厚油層。 Ⅱ 5層平均埋深 1480m，有效厚度 ，含油面積 ，地質(zhì)儲(chǔ)量標(biāo)定值 919 103181。油藏溫度 73176。 s，地層水礦化度 5002mg/L（其中 Ca2+為 18mg/L， Mg2+為 mg/L）。外圍有單向一線受效油井 6口，注水井 6口。 在雙河油田 Ⅱ 5層 聚合物驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)，自 1977年底投入開發(fā)先后經(jīng)歷了 5個(gè)開發(fā)階段。目前經(jīng)網(wǎng)密度為 /km 2。 根據(jù)聚合物性能評(píng)價(jià)結(jié)果，在雙河 Ⅱ 5層聚合物驅(qū)先導(dǎo)實(shí)驗(yàn)區(qū)，采用聚合物為 S625，相對(duì)分子質(zhì)量為 1900 104。注入聚合物段塞設(shè)計(jì)見表 21。 1994年 2月 6日開始注入聚合物，至 1995年 12月止，完成了聚合物前緣段塞注入。其中前緣段塞注入S625聚合物（相對(duì)分子質(zhì)量 1900 104） 。 s；主體段塞注入 S525聚合物干粉 ，平均濃度896mg/L，井口粘度 58mPa 1) 聚合物驅(qū)效果（如圖 ） 圖 雙河油田北塊實(shí)驗(yàn)區(qū)產(chǎn)量變化圖 聚合物驅(qū)效果體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （ 1）日產(chǎn)油量增加，綜合含水下降； 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 產(chǎn)油量，t/d 160 120 80 40 0 時(shí)間 水驅(qū) 注聚合物段塞 后續(xù)水驅(qū) 實(shí)際實(shí)線 預(yù)測(cè)虛線 聚合物驅(qū) 優(yōu)化水驅(qū) 加密后水驅(qū) 加密前水驅(qū) （ 2）地層壓力回升； （ 3）產(chǎn)出液礦化度、氯離子含量升高； （ 4）注入液推進(jìn)速度減慢； （ 5）聚合物驅(qū)見效快 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)結(jié)果（見表 22） 表 22 河南南陽(yáng)油田聚合物驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)結(jié)果 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo) 聚合物驅(qū) +水驅(qū) 聚合物驅(qū)凈增效益 凈現(xiàn)值， 104元 凈現(xiàn)值率， % 內(nèi)部盈利率， % 投資回收期， a 投資利潤(rùn)率， % 投資利 稅率， % 平均單位成本，元 /t 3979 80 1 2205 綜上所述 ,雙河油田 Ⅱ 5層聚合物驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都取得了成功。表面活性劑是指能自發(fā)的吸附于兩相界面上 ，并能顯著降低該界面自由表面能的物質(zhì)，例如烷基苯磺酸鈉、烷基硫酸鈉等。 （ 1） 活性水驅(qū)油 活性水驅(qū)是以質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于臨界膠束質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表面活性劑溶液作驅(qū)油介質(zhì)的驅(qū)油方法。活性水驅(qū)提高采收率的主要機(jī)理如下： ○ 1 降低油水界面張力，使殘余油變?yōu)榭闪鲃?dòng)油。這樣在親水巖石中處于高度分散狀態(tài)的殘余油就會(huì)被驅(qū)替出來(lái)，形成流動(dòng)油。毛管數(shù)與殘余油飽和度和度之間的關(guān)系曲線如圖 。降低界面張力可以增大毛管數(shù)，從而降低殘余油飽和度。 圖 毛管數(shù)與殘余油飽和度的關(guān)系曲線 ○2 改變巖石表面的潤(rùn)濕性。表面活性劑在巖石表面的吸附可使巖石的潤(rùn)濕性發(fā)生改變甚至反轉(zhuǎn)，由親油變?yōu)橛H水。 ○ 3 增加原油在水中的分散程度。同時(shí)，由于表面活性劑在油滴表面的吸附而使油滴帶有電荷，這樣油滴就不容易重新粘回地層表面，從而被活性水夾帶流向生產(chǎn)井。用膠束溶液作為驅(qū)油介質(zhì)的驅(qū)油方法稱為膠束溶液驅(qū)。從圖 ，當(dāng) Nc在 102數(shù)量級(jí)時(shí)，幾乎可將殘余油全部采出。目前提高采收率所用微乳液活性劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 4%~15%。其優(yōu)點(diǎn)主要是： ○1 大幅度降低油水界面張力。 ○ 2 膠束、微乳液對(duì)油、水具有很強(qiáng)的增容性質(zhì)，在一定程度上消除驅(qū)替液與被驅(qū)替液之間的界面，到達(dá)混相驅(qū)的效果。所以在進(jìn)行礦場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，膠束 微乳液通常并不是單獨(dú)使用的，而是在注入膠束段塞后，緊接著注入聚合物段塞，以提高波及系 數(shù)。 ○ 2 膠束溶液段塞。 ○ 4 注入淡水緩沖帶。 3. 堿水驅(qū) 堿水驅(qū)是指以堿溶液作為驅(qū)油劑的驅(qū)油法。堿水驅(qū)機(jī)理比較復(fù)雜，目前大家比較公認(rèn)的有以下幾種： （ 1）降低界面張