第四章 化学驱与混相驱
三次采油
混相驱
2.CO2驱油技术 C02是一种容易以三种状态(固态、液态、气 态)存在的物质,其临界温度为31℃,这在 大多数油田都能满足。CO2在原油中的溶解 能力很高,因而容易形成混相。这些就是 选择C02做注入剂的主要原因。
混相驱
注入C02有利于驱油的因素有以下方面: ①使原油膨胀; ②降低原油粘度和密度; ③对岩石起酸化作用; ④降低注入液和原油的界面张力; ⑤压力下降时可以造成溶解气驱。
其它提高采收率方法
我国在20世纪50、60年代也进行过超声波 采油技术的研究,但因材料、技术等原因 停顿了一段时间。1981年,华北油田率先 进行了超声波破乳、降阻的冷输试验和超 声波增产试验,取得良好效果。玉门、大 庆、吉林、辽河、新疆等油田也陆续开展 了超声波采油的现场试验。全国已召开过 三次物理方法采油的工作会议,包括对超 声波采油技术进行总结。
四、热力采油
热力采油是一类基本的采油方法,它通过对油层 加热,促使原油粘度大幅度降低,从而使原本不 流动或流动差的原油得以采出。因此,热力采油 更多地是作为首次或二次采油的基本手段加以广 泛的应用,世界上几乎全部的高粘稠油都是通过 热力采油方法进行开采的。热力采油用做三次采 油或提高采收率的方法加以应用倒是不多的,热 力采油作为三次采油方法,主要用在一些原油粘 度介于稀油和热采型稠油之间的低粘度的普通稠 油提高采收率上:
热力采油
(2)注蒸汽采油 蒸汽以其良好的热载体、很高的汽化潜热、 来源丰富、成本低而成为热力采油的基本 介质。热采一般采用湿蒸汽(干度70%—80 %左右),这样可以达到较高的性能价格比。 注蒸汽采油主要采用两种方式;蒸汽吞吐 与蒸汽驱。
油田化学试题
油田化学试题一、选择题(每题2分,共20分)1、下列调剖剂中,具有近井增注、远井调剖作用的是(C)。
A.石灰乳 B.铬冻胶 C.硫酸亚铁 D.硅酸凝胶2、水驱采收率 = 波及系数×洗油效率。
下面论述中不是主要通过提高洗油效率而提高采收率的是(D)。
A.驱油剂和原油有较低的界面张力。
B.残余油在岩石表面润湿性不好。
C.残余油和驱油剂乳化成水包油乳状液后不易再沾附到岩石表面。
D.驱油剂有较高的粘度。
3、下列物质可作酸液缓蚀剂,其中“中间相”型缓蚀剂是(D)。
A 甲醛B 硫脲C 烷基胺D 甲基戊炔醇4、表面活性剂防蜡剂是通过而起到防蜡作用的(B)。
A 参与组成晶核,从而使晶核扭曲,不利于蜡晶的继续长大;B 可吸附在结蜡表面,使它变成极性表面并形成一层水膜,不利于蜡的沉积;C 可与蜡共同结晶,使蜡的晶型产生扭曲,不利于蜡晶继续长大形成网络结构;D 将蜡乳化、溶解。
5、下列调剖剂中,可用于封堵特高渗透层的是(D)。
A 冻胶B 凝胶C 水膨体D 粘土/水泥分散体6、可作水基冻胶压裂液破胶剂的是(B)。
A ZrOCl2(氧氯化锆)B K2S2O8 (过硫酸钾)C NH2-NH2 (联氨)D RCOONa (脂肪酸钠皂)7、稳定油包水乳状液的乳化剂主要是(A)。
A 石油酸;B 粘土颗粒C 石油酸的碱金属盐;D 二甲酚8、关于酸化的论述,下列说法不正确的是(A)。
A.可直接用土酸对砂岩地层进行酸化,不需用盐酸预处理。
B.聚合物通过对酸液的稠化作用,降低了氢离子的扩散速度,起到缓速的目的。
C.潜在酸和缓速酸均可以实现高温地层的深部酸化。
D.氟硼酸可以用作氢氟酸的潜在酸。
9、可作化学胶结防砂剂的是(C)。
A 甲醛B 硫脲 C酚醛树脂 D 聚丙烯酰胺10、化学驱提高油层采收率的机理中,既能提高波及系数又能提高洗油效率的是(B)。
A 聚合物驱的增粘机理 B活性水驱的乳化机理油机理C 泡沫驱的Jamin效应叠加机理 D胶束驱的增溶二、填空题(每空1分,共30分)1、水油流度比越小,波及系数_____(越大、越小),采收率______(越大、越小)。
第四章-强化采油
2021/之二的储量留 在地下。由于迅速发展的国民经济对石油能源的需求 不断增长,提高已开发油田的采收率,在未来一段时间内, 仍是油田生产发展的重要方向。
2021/2/18
第一节 绪论
在绪论部分,首先介绍一次采油、二次采 油、三次采油和提高采收率(EOR)的概念,其次 对EOR的分类方法、提高采收率现状、国内主要 提高采收率技术及提高采收率发展方向作一概 述。
合而成的天然或合成物质,是由多个重复单元构
成的化合物。
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(1)部分水解聚丙烯酰胺 (Partially Hydrolyzed Polyacrylamide)HPAM
单体结构及聚合
n CH2=CH 引发剂
CO
CH2-CH n
CO
NH2
丙烯酰胺(AM) 单体
n:表示聚合度
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随着注水时间的延长,油井含水不断升高,当油井产水率达 到95---98%时,继续注水是不经济的,这时将被迫停止注水,这时 的采收率一般小于40%。
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概念
三次采油(tertiary recovery)
针对二次采油未能采出的残余油和剩余油,采用向油层 注入化学物质或引入其它能量或微生物开采原油的方法称为 三次采油。
但是,对于一些特殊油藏不宜注水开采,另外,一些注 水开发油藏,从提高采收率考虑,在注水中期便开始改注其 它化学药剂,因此,人们一般采用提高采收率或强化采油 (EOR)这一专有名词。
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概念
提高原油采收率或强化采油 (enhanced oil recovery)
提高采收率方法又称为强化采油方法,通常简称为 EOR方法。它是指除天然能量采油以外的任何采油方法, 包括采收率超过一次采油的二次采油和三次采油,不管它使 用在那个采油期,也不管它使用何种方法。
3.化学驱
活性水驱
微乳液驱
胶束溶液驱
(一)表面活性剂及其结构
Surfactant and Construction
1.表面活性剂
1)表面活性剂的概念
表面活性剂是指少量的加入,便能够显著降低溶液界
面张力的物质。 EOR常用的表面活性剂:
石油磺酸盐、α烯烃磺酸盐、烷基苯磺酸钠等。
2) 表面活性剂的结构特点
表面活性剂是由至少两种极性显著不同的官能团所构成,一端 为亲油基,另一端为亲水基,因而具有两亲性质。
油连续相
水 油
(a) W/O
(b) O/W 油
水 (c) 层状
3. 微乳液的相态特性
Microemulsion Phase Behavior
1)三元相图(Triangular Diagram)
用等边三角形坐标表示三组分之间的关系图,称 三元相图或三角相图。 了解三角形坐标组成的表示方法及其杠杆规则。
若形成的是不透明的乳化液,为了得到微乳 液可按以下方法配置: 1)改变盐水溶液浓度,保持其他参数不变; 2)改变醇的性质; 3)改变活性剂和醇的比例。
3)含盐量与相体积的关系
油 相 体 积 百 分 下相微乳液 数 中相微乳液 水
上相微乳液
含盐度 含盐量与相体积扫描曲线
4)微乳液的微观结构
表面活性剂 助剂
1)盐与界面张力的关系
盐度对微乳液间界面张力的影响
The Effect of Salinity on Interfacial Tension 界 面 张 力
g
MO
g
MW
Winsor III
Winsor II(+)
Winsor II(-)
S*: 最佳盐度
油田化学名词解释
油田化学名词解释1晶格取代:粘土矿物中硅氧四面体中的硅和铝氧八面体中的铝分别被低一价的原子取代,而使粘土矿物表面带负电的现象。
2阳离子交换容量:1kg粘土矿物在Ph=7时能从粘土上交换出的阳离子总量(用一价阳离子物质的量表示)。
3碱度:指用浓度为0.01mol/L的标准硫酸中和1ml样品至酸碱中和指示剂变色时所需的体积(单位用ml表示)4钻井液滤失性:指钻井液是否易于滤失进地层的性质。
5钻井液流变性调整剂:调整钻井液的粘度(表观粘度)和切力(静切力和动切力)的化学剂。
6水灰比:水与干水泥重量之比.7水泥浆的稠化时间:是指水与水泥混合后稠度达到100Bc所需要的时间.8流度:流体通过孔隙介质能力的一种量度9波及系数:驱油剂波及到的油层容积与整个含油容积的比值。
10洗油效率:驱油剂波及到的油层所采出的油量与这部分油层储量的比值。
11协同效应:复合驱比单一驱动和三元复合驱比二元复合驱之所以有更好的驱油效果,主要由于复合驱中的聚合物,表面活性剂和碱之间有协同效应.12酸值:1g原油被中和到PH值产生突跃时所需KOH的质量,mg/g13混相注入剂:是指在一定条件下注入地层,能与地层原油混相的物质.14聚合物的盐敏效应:是指盐对聚合物溶液粘度产生特殊影响的效应,HPAM的盐敏效应是由于HPAM周围由羧酸与钠离子所形成的扩散双电层受到盐的压缩作用所引起。
盐加入前,HPAM的扩散双电层使链段带负电而互相排斥,HPAM 分子形成松散的无规线团,对水有好的稠化能力;盐加入后,盐对扩散双电层的压缩作用,使链段的负电性减小,HPAM分子形成紧密的无规线团,因而对水的稠化能力大大减小。
15泡沫特征值:泡沫中气体体积对泡沫总体积的比值。
16调剖: 在注水井注入化学剂,降低高渗透层段的吸水量,从而相应提高注水压力,达到提高中低渗透层段吸水量,改善注水井吸水剖面,提高注入水体积波及系数,改善水驱状况的方法称为注水井调剖。
17单液法调剖:指向油层注入一种液体,这种液体所带的物质或随后变成的物质可封堵高渗透层或大孔道。
油田化学复习
第一章粘土矿物1.基本概念:晶格取代:在粘土矿物晶体中,一部分阳离子被另外阳离子所置换,而晶体结构不变的现象. 指在硅氧四面体中的硅原子和铝氧四面体中的铝原子被其他原子(通常是低一价的金属原子)所取代阳离子交换容量(C.E.C):分散介质pH=7时,1kg粘土所能交换下来的阳离子的毫摩尔数(以一价阳离子毫摩尔数表示)。
造浆率:1吨干粘土所能配制粘度(表观粘度)为15mPa.s钻井液的体积数,m3/T2.粘土矿物的结构:基本构造单元:硅氧四面体、铝氧八面体基本构造单元片:硅氧面体晶片、铝氧八面体晶片基本结构层:(1)1:1型晶层(2) 2 :1型晶层:2硅氧四面体晶片+ 1铝氧八面体晶片构成。
3.常见的粘土矿物及其特点:高岭石、蒙脱石、伊利石的结构、性质高岭石A、1 : 1型粘土矿物B、几乎不存在晶格取代,负电量少C、晶层间引力以氢键为主,引力强,晶层间距C=7.2AD、C.E.C 低(30-150 mmol/kg 土)在三种常见的粘土矿物中,高岭石的C.E.C最低。
原因在于高岭石几乎不存在晶格取代,带负电荷很少,周围吸附的阳离子数目少,可发生交换的阳离子数目就更少了,所以C.E.C 小。
E、造浆率低高岭石晶层间以氢键为主,引力较强,晶层间连接紧密,水分子不易进入晶层间,水化作用仅限于外表面,故水化分散能力差,造浆率低。
蒙脱石膨胀型A、2 :1型粘土矿物B、存在晶格取代,取代位置主要在Al-O八面体中,即AI3+被Mg2+、Fe2+和Zn2+等取代,产生的负电荷由等量的Na+或Ca2+来平衡。
C、晶层间引力以分子间力为主,引力弱,晶层间距C=9.6A- 40A。
D、C.E.C 大(700-1300 mmol/1kg 土)原因在于蒙脱石存在晶格取代(AI-O八面体中),所以带负电荷较多,周围吸附的阳离子数目较多,可发生交换的阳离子数目多,所以C.E.C大。
E、造浆率高因为蒙脱石具有很强的水化膨胀能力,造浆率高,所以它是钻井泥浆的主要配浆材料。
聚驱驱油机理
化学驱油机理
五种残余油形状:
● 簇状 ● 柱状 ● 孤岛状 ● 膜(环)状 ● 盲状
化学驱油机理
那么,聚合物驱能否把这些残余油驱动呢?研 究表明:在聚驱过程中,聚合物溶液表现出三种粘 度,即:
(4)聚合物驱数值模拟技术
(14)聚合物驱综合调整技术
(5)聚合物驱规划指标预测技术 (15)污水抗盐聚合物驱油技术
(6)聚合物驱布井方案优化技术 (16)聚合物驱产出液处理工艺技术
(7)聚合物驱油方案优化技术 (17)聚合物驱动态监测技术
(8)聚合物配制工艺技术
(18)聚合物驱综合管理技术
(9)聚合物注入工艺技术
E = Ew × Es × Er
化学驱油机理
Ew:井网对油层的控制程度
为了提高井网对油层的控制程度,可以用提高井网密度 来实现。一般说来,油田开发后期加密钻井是提高石油采收 率的一个重要措施。井网加密的程度在很大程度上由经济因 素而不仅由技术因素来决定。
化学驱油机理
Es:注入液的体积波及效率
在驱替过程中如果驱替工作剂的流度高于它所驱动的流体的 流度时将出现粘性指进现象。驱油剂指进的结果将大大降低其波 及效率而增加工作剂的耗用量。此外,油藏岩石的非均质性同样 也会降低波及效率。例如大庆油田葡萄花油层是一套正韵律沉积, 下粗上细,下部的渗透率比上部高,在水驱油时水往往沿着底部推 进而在油层上部则留下大量的未被驱扫的石油。提高注入水的粘 度将有助于提高波及效率。为这一目的而使用的化学添加剂常被 称为增稠剂。改善驱替流体与被驱替流体之间的流度比可以降低 粘性指进,从而提高驱油效率。
化学驱油技术进展及发展趋势探讨
化学驱油技术进展及发展趋势探讨摘要]:目前的三次采油技术中,化学驱技术占有重要的位置。
我国在化学驱方面,以大庆和胜利油田为代表,以聚合物驱技术最为成熟有效。
相比之下,表面活性剂驱、泡沫驱等方法仍处于小规模探索试验阶段。
本文综述了各类化学驱方法及其现场应用情况,并探讨和分析了化学驱的发展趋势。
关键词:化学驱、聚合物驱、复合驱、表面活性剂驱、泡沫驱、碱驱引言化学驱是通过水溶液中添加化学剂,改变注入流体的物理化学性质和流变学性质以及与储层岩石的相互作用特征而提高采收率的一种强化措施。
其基本原理有两个,一是扩大波及系数,二是提高微观驱油效率[1-2]。
自20世纪80年代,化学驱达到高峰以后的近30多年内,化学驱在国外的运用越来越少,但在中国却得到了成功应用。
国外三次采油方法大都以气体混相驱为主,而国内却大都以化学驱为主。
其主要原因之一是我国储层为陆相沉积非均质性较强,陆相生油原油粘度较高,在提高采收率方法中更适合于化学驱。
另一个原因是恢复地层能量的方法不同,从气源、制造业水平和设备等条件来看,国外主要是靠注气,因而发展成混相、非混相技术;而国内主要靠注水,因而必然发展成化学驱。
1聚合物驱聚合物驱是指高粘度聚合物水溶液注入地层后,改善水油流度比、降低水相渗流率,扩大驱替液波及体积。
油田应用比较广泛的聚合物主要有三类,即普通水解聚丙烯酰胺类、黄原胶类和耐温抗盐等特殊聚合物类。
黄原胶类主要应用在高盐油藏,由于产量较低,现场试验不多。
我国油田主要分布在陆相沉积盆地,以河流三角洲沉积体系为主,储油层砂体纵横向分布和物性变化均比海相沉积复杂,油藏非均质性严重,而且原油粘度高,比较适合聚合物驱。
1.1矿场试验研究近年来,国内外专家学者研究指出低渗透油藏可以开展聚合物驱,但须充分考虑聚合物注入性能及不可及孔隙体积(IPV)对驱油效果的影响,同时需综合考虑其他的诸如启动压力梯度、油藏温度、矿化度、剪切和热降解作用等因素。
聚合物驱油技术综述
聚合物驱油技术综述李星蓉;佟乐;王璐;荣继光;ONGARBAYEV ASSET【摘要】综述了目前石油开采过程中常见的聚合物驱油剂种类,包括耐高温耐盐聚合物驱油剂、生物聚合物(黄原胶)、交联聚合物、疏水缔合聚合物、星形聚合物、两性聚合物等;以此为基础介绍了四种聚合物驱技术类型,包括热驱、混相驱、化学驱和微生物采油;并简单介绍了聚合物驱油技术在油田开发过程中所带来的负面矛盾及目前的主要解决方法.%Common types of polymer flooding agents in the process of oil exploration were summarized, including high temperature resistant salt-resistant polymer flooding agent, biopolymers, crosslinked polymers, hydrophobic associative polymers, star polymers, amphoteric polymer, etc.Four types of polymer flooding technologies were introduced, including hot flooding, miscible flooding, chemical flooding and microbial oil recovery. The negative conflict during using the polymer flooding technology in the process of oil exploration was discussed as well as current main solutions.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2017(046)006【总页数】4页(P1228-1230,1234)【关键词】三次采油;聚合物驱;提高采收率;技术【作者】李星蓉;佟乐;王璐;荣继光;ONGARBAYEV ASSET【作者单位】辽宁石油化工大学,辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学,辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学,辽宁抚顺 113001【正文语种】中文【中图分类】TE357能源是人类活动的物质基础,是国民经济发展的前提条件。
三次采油技术概述
易混相,效果好,但受CO2资源限制。
较易混相,效果好,但受成本资源限制。
不易混相,效果较好,但受地域限制。
难以混相,油藏要求条件高,效果较好,资源丰富,
无污染,无腐蚀,易于推广。
按气源分类
11
气驱
1、CO2驱
基本概念 CO2驱是把CO2注入油层提高采收率的技术,CO2既能油藏提高采收率又能实 现碳埋存和保护环境。 基本机理 使原油膨胀、降低原油粘度、改变原油密度、对岩石起酸化作用、压力下 降造成溶解气驱。
微生物采油
3
化学驱油
化学驱就是通过向油藏注入水中加入一定的化学剂, 以改变驱替流体的性质及驱替流体与原油之间的界面性质 ,如降低界面张力、改善流度比等,提高采收率的一种驱
油方法。
化学驱
聚合物驱
表面活性剂驱
碱驱
三元复合驱
4
化学驱油
1、聚合物驱
聚合物水溶液 增加水相粘度 降低水相渗透率 改善流度比 提高波及系数
氮气驱主要有以下几方面应用:
(1)重力稳定驱替; (2)开采凝析气田;
(3)用来驱替CO2、富气或其它溶剂段塞。
用烟道气提高原油采收率的效果介于二氧化碳和氮气之间。由于含有 CO2,因此它具有与CO2类似的改变油流特性的机理,此外,还具有氮气驱 油的优点。烟道气用于重质油藏,其采收率高于注氮气。
14
合后注入地层,达到提高采收率目的的一种化学驱技术。
三元复合驱中碱、聚合物和表面活性剂之间有协同效应,不仅可以 增大驱替液的粘度提高波及体积,而且还可以降低油水界面张力提高驱 油效率,进而大幅度提高采收率。 优缺点 (1)优点:①三元复合驱试剂中碱比较廉价,成本低;②具有很 强的驱油能力; ③能够改善油层的吸水界面;④降低表面活性剂的吸 附量。 (2)缺点:①容易腐蚀设备及其结构;②容易造成粘度损失和乳 化作用;③对于采出液处理方面存在缺陷,容易造成管道腐蚀,尤其是 强碱。
三次采油技术
使原油膨胀、降低原油粘度、改变原油密度、对岩石起酸化作用、压力下 降造成溶解气驱。
12
气驱
2、液化石油气驱
特点:混淆效率比较高 只需要一次接触
原理 1、低界面张力机理:混相即不存 在界面,界面张力为0,毛管数最 大,因此有很高的吸油效率。 2、降低原油粘度机理:与油混相 后可降低油的粘度,提高油的流度 ,改善驱油介质与油的流度比,有 利于提高波及系数。。
改善流度比 提高波及系数
采出井
注入井
排驱前缘不稳定, 波及系数低
排驱前缘平缓稳定, 波及系数高
5
化学驱油
适应条件
原油:稀油,密度<0.968,粘度<150mPa·S; 水质:矿化度<40000mg/L,钙镁离子含量<500mg/L, 最好不含三价的金属 离子; 油藏:温度<93℃(最好<70 ℃),深度<2740m,油田整装,油层较厚,油水井 对应关系较好,尚有增产潜力的油藏。
油水界面张力,形成乳状液和改变岩石润湿性,提高波及系数和驱油效 率。 使用条件
碱驱油层的原油有足够高的酸值,当原油的酸值小于0.2mg·g·l 时,油层就不宜进行碱驱,原油中的石油酸与碱的反应产物为表面活性 剂。 使用药剂
氢氧化钠、硅酸钠、碳酸钠、原硅酸钠
8
化学驱油
4、三元复合驱
三元复合驱油技术是指将碱、表面活性剂和聚合物按照一定比例混 合后注入地层,达到提高采收率目的的一种化学驱技术。
易混相,效果好,但受CO2资源限制。
气
液化石油气驱 较易混相,效果好,但受成本资源限制。
驱 烟道气驱 不易混相,效果较好,但受地域限制。
N2驱
难以混相,油藏要求条件高,效果较好,资源丰富, 无污染,无腐蚀,易于推广。
油田化学 第4章 采油化学
微乳与水和油没有界面-无毛细管阻力,提高了 波及系数; 微乳与油完全互溶-提高了洗油效率。
6.微乳驱段塞图
预冲洗段塞:盐水段塞(除去地层中Ca2+、Mg2+等可 交换阳离子),或是牺牲剂段塞减少表面活性剂在地 层中的损耗) 聚合物段塞提高波及系数。
六、泡沫驱
1.泡沫驱的定义
是以泡沫做驱油剂的驱油法。
1、表面活性剂 加入少量就能降低溶液的表面张力的物质。 它具有润湿、乳化、起泡和洗涤等作用。
洗洁精 烷基苯磺酸钠 脂肪醇聚氧乙烯醚 烷基苯磺酸钠
2、表面张力
引起液体表面自动收缩的单位长度上的力。 单位为:mN/m或N/m。
2005年度科学幻想摄影奖作品 爱因斯坦年奖(Einstein Year Award):第1名 “表面张力”(Surface tension); 作者:罗伯特· 安德森(Robert Anderson)
1.磺酸盐型表面活性剂
2.羧酸盐型表面活性剂
3.聚醚(非离子)型表面活性剂
4.非离子-阴离子型两性表面活性剂
三、活性水驱
1.活性水驱的定义 以活性水作为驱油剂的驱油法叫活性水驱。
活性水:属稀表面活性剂体系,其中的表面 活性剂浓度小于临界胶束浓度。
润湿性:表面被流体润湿(铺展)的情况。
分类:亲水性、亲油性、两性润湿
接触角:沿气液固三相交点对液滴表面所作切线与
液固界面所夹的角,通常用q表示
若q > 90°,说明液体对固体润湿性不好, 如汞在玻璃表面; 若q < 90°,液体对固体润湿性好,如水在洁 净的玻璃表面。 若q = 0°,液体对固体完全润湿。
若q = 180°,液体对固体完全不润湿。
2.活性水驱提高采收率的原理
CO2驱油机理介绍
2.垂向横向渗透率比值的影响 随着Kv/Kh的增大.采收率有所下降随着纵横向渗透率
CO2吞吐: 国内吉林、胜利油田等,也陆续实施了许多CO2吞
吐项目。
滨南采油厂在一些油井进行CO2吞吐后,原油产量 大幅提高。经测算,投入产出比为1:4。证实CO2吞吐 作为单井增产措施,效果显著。
CO2驱油机理
• 降粘作用 • 改善原油与水的流度比 • 膨胀作用(储存能量) • 萃取和汽化原油中的轻烃 • 混相效应
加拿大CO2驱的研究与应用
加拿大石油公司1994年对一些轻质和中质 油(原油密度为0.8550-0.9042)油藏进行了 CO2驱综合研究。1997年,投资11亿美元在韦 本油田进行大规模CO2混相驱采油。经研究, 注CO2的采收率将比注水高30%-40%,生产寿 命延长25年以上。
国内CO2驱研究及应用概况
(9) 提高渗透率作用
CO2溶于原油和水,使其碳酸化。碳酸水与油藏的碳 酸盐反应,生成碳酸氢盐。碳酸氢盐易溶于水,导致碳酸 盐尤其是井筒周围的大量水和CO2通过的碳酸岩渗透率提 高,使地层渗透率得以改善,上述作用可使砂岩渗透率提 高5%-15%,同时CO2还有利于抑制粘土膨胀。另外, CO2 –H2O混合物由于酸化作用可以在一定程度上解出无 机垢堵塞、疏通油流通道、恢复单井产能。
• CO2驱油是一项成熟的采油技术。据不完全统计,目前全世界正在实 施的CO2驱油项目有近80个。美国是CO2驱油项目开展最多的国家, 每年注入油藏的CO2量约为2000万~3000万吨,其中300万吨来自 煤气化厂和化肥厂的废气。
混相驱和非混相驱的驱油机理
CO2混相驱和非混相驱的驱油机理
一、CO2驱研究背景及相关概念 二、CO2混相驱驱油机理 三、CO2非混相驱驱油机理 四、CO2混相驱和非混相驱技术应用 五、CO2混相驱和非混相驱应用优点
一、CO2驱研究背景及相关概念
1、CO2驱研究背景 我国低渗、特低渗油藏投入开发后暴露出许多矛盾,
三、CO2非混相驱驱油机理
(1)降低原油粘度 CO2溶于原油后,降低了原油粘度,试验表明,原油粘度
越高,粘度降低程度越大。40℃时,CO2溶于沥青可以大大 降低沥青的粘度。温度较高(大于120℃)时,因CO2溶解度 降低,降粘作用反而变差。在同一温度条件下,压力升高 时,CO2溶解度升高,降粘作用随之提高,但是,压力过高,若压 力超过饱和压力时,粘度反而上升。原油粘度降低时,原油 流动能力增加,从而提高了原油产量。
替溶剂段塞来提高油藏的压力时,采用注CO2就可能办到, 因为低渗透性油层对注入CO2这类低粘度流体的阻力很 小。 (2)重力稳定非混相驱替。用于开采高倾角、垂向渗透率高 的油藏。 (3)重油CO2驱,可以改善重油的流度,从而改善水驱效 率。 (4)应用CO2驱开采高粘度原油
五、CO2驱应用优点
1、在能源紧缺和节能减排的背景下,二氧化碳驱油有着非 常广阔的推广利用前景,有关部门应适时出台相应的政策 扶持措施,加快这一技术的推广应用。
(3)油气相互作用的结果可以使原油表面张力减小。图4 反映了几种油-气系统界面张力与压力的关系,它表明了 溶解气种类对油气体系界面张力的影响。
二、CO2混相驱驱油机理
图2-3 典型油-气系统界面张力 (① 原油与空气;②原油与天然气;③原油与CO2)
三、CO2非混相驱驱油机理
重油的相对分子量很高,CO2与原油的混相压力比油藏 压力高得多,因此通过注CO2提高原油采收率必须依赖非 混相驱。在非混相驱中, CO2溶入原油后,使油膨胀,并降低 油的粘度,从而达到驱油增 产的目的。通过介绍非混相 CO2驱在油藏增产中的驱油机理,证明 CO2作为一种有效 的驱油剂,可以提高油藏原油的采收率。其驱油机理如以下 六点所示:
三次采油
混相驱
形成混相需要一定的条件,主要有: ①油藏温度要高。温度高则混相压力就可以较低,
因此,深部油藏便于混相。 ②原油密度要低。原油密度低,其中的轻烃含量
就多;就可以在较低的压力下混相。 ③注入剂在石油中的易溶性。易溶于原油的物质,
如液化石油气、二氧化碳等易于与石油混相;与 原油性质差别较大的物质,如甲烷、氮气等,则 需要较高的压力才能形成混相。
混相驱
2.CO2驱油技术 C02是一种容易以三种状态(固态、液态、气
态)存在的物质,其临界温度为31℃,这在 大多数油田都能满足。CO2在原油中的溶解 能力很高,因而容易形成混相。这些就是 选择C02做注入剂的主要原因。
混相驱
注入C02有利于驱油的因素有以下方面: ①使原油膨胀; ②降低原油粘度和密度; ③对岩石起酸化作用; ④降低注入液和原油的界面张力; ⑤压力下降时可以造成溶解气驱。
国内外投入应用和大力发展的化学驱方法主要 有:聚合物驱、活性水驱、碱性水驱、复合驱和 胶束溶液驱等类型。它们的应用机理、针对的问 题和实施的方法如下。
三、混相驱
1.概述 混相驱油法是利用注入剂与原油互溶混相,
从而提高驱油效率的方法。混相是指两种 液态物质均匀混溶,达到界面(相)消失的状 态。研究认为,混相可以形成真正的活塞 式驱动,从而大大提高驱替效率,混相驱 的驱油效率很高,可以接近100%。混相驱 就是基于这样的认识进行的。
四、热力采油
热力采油是一类基本的采油方法,它通过对油层 加热,促使原油粘度大幅度降低,从而使原本不 流动或流动差的原油得以采出。因此,热力采油 更多地是作为首次或二次采油的基本手段加以广 泛的应用,世界上几乎全部的高粘稠油都是通过 热力采油方法进行开采的。热力采油用做三次采 油或提高采收率的方法加以应用倒是不多的,热 力采油作为三次采油方法,主要用在一些原油粘 度介于稀油和热采型稠油之间的低粘度的普通稠 油提高原油粘---温 曲线
三次采油化学驱油技术策略
三次采油化学驱油技术策略摘要:随着时代的发展和社会的进步,中国石油工业也迎来了快速发展的高峰期。
对传统的二次采油技术进行了技术创新,理化双作用三次采油技术的应用大大提高了中国的石油产量,提高了石油生产效率,将对发展产生深远影响。
解决中国面临的能源问题。
在长期的技术实践中,中国的三次采油技术已经逐步完善。
按照对中国许多大型油田使用该技术的实际报道的分析,与传统的二次采油技术相比,在油田中使用三次采油技术可显著提高炼油效率。
关键词:三次采油;化学驱油技术;策略1三次采油驱油技术的基本概述(1)三次采油驱油技术基本概念。
三次采油驱油技术是指利用物理、化学或生物技术对储层剩余油进行开采,以提高石油资源开发效率的一种新技术。
(2)三次采油驱油技术的基本原理。
三次采油驱油技术通过向储层注水,压力达到平衡时,改变了水与油之间的粘度,将分散的油收集到油罐中,油藏注水提高了注水驱替效率。
(3)三次采油驱油技术的几种基本类型。
目前,三次采油驱油技术可分为三类。
第一类三次采油驱油技术是20世纪80年代后期发展起来的混合输油技术,第二类三次采油驱油技术是增加注入水粘度,减小注入水与油的粘度差,增加注入水体积。
第三类三次采油技术在降低水的表面张力。
2三次采油技术分析2.1热力驱采油石油开采中热力驱采油技术指的是通过能量的控制使原油的粘度降低,始终保持良好的流动性。
热力驱采油技术的热源可以分为两种方式,分别为井下点燃油层的方式以及注入热蒸汽的方式,通过现有的开采情况来看注入热蒸汽的方式应用更普遍。
2.2混相驱采油混相驱采油指的是通过介质的互溶性,对各介质间的张力进行控制,降低采油的毛细管效应。
如果界限的溶解比较小,会大大提升采油的效率。
结合不同驱油物质,一般可以分为氮气驱采油和二氧化碳混相采油两种方式,同时部分油田企业也尝试采用不同轻质烃类开展混相驱采油工作。
2.3微生物驱采油微生物驱采油也是一种比较常见的采油方式,微生物驱采油技术比较常用的为有细菌代谢物技术和微生物的直接培养技术两种方式。
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表面活性剂可使地层中的剩余油乳化,并被碱水携带着通过地层。
按此机理,碱驱应有如下特点: (1)可以形成油珠直径相当小的乳状液; (2)通过乳化提高碱驱的洗油效率;
(3)碱水在油井突破前采油量不可能增加;
(4)油珠的聚并性质对过程有不利影响。 3.乳化-捕集机理 在碱含量和盐含量都低的情况下,由于低界面张力使油乳化在 碱水相,但油珠直径较大,因此当它向前移动时,就被捕集,增加
式中,
M
wo
——水油流度比;
o
λ w 、λ
——水、油的流度;
o
k w 、k
μ w 、μ
o
——水、油的有效渗透率; ——水、油的粘度。
从式(4-2)可以看到,聚合物可通过对水的稠化,增加水的粘度 和通过在孔隙介质中的带留,减小孔隙介质对水的渗透率,达到减
小水油流度比,增加波及系数,从而提高原油采收率的目的。
表面活性剂极性部分的溶剂化程度,使胶束在更低的表面活性剂 浓度下就可形成,同时可使微乳与油或水产生超低界面张力。 微乳可用于驱油。 微乳驱是以微乳作为驱油剂的驱油法。 微乳驱是通过不同的机理提高原油采收率。
六、泡沫驱
泡沫驱是以泡沫作为驱油剂的驱油法。 泡沫是由水、气、起泡剂组成。为了产生泡沫,可交替向油层注 入起泡剂溶液和气体,也可将两者分别从油、套管同时注入地层。 配制泡沫的水可用淡水,也可用盐水。
聚合物可通过两种形式在孔隙介质中滞留:
1.吸附
聚合物吸附是指聚合物通过色散力、氢键等作用力而聚集在
岩石孔隙结构表面的现象。
2.捕集
聚合物捕集是指直径小于孔喉直径的聚合物分子的无规线团
通过“架桥”而留在孔喉外的现象(图4-2)。
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六、聚合物的盐敏效应
聚合物的盐敏效应是指盐对聚合物溶液粘度产生特殊影响的效应, 可从(图4-3)看到这种效应。
对泡沫,Jamin效应是指气泡对通过喉孔的液流所产生的阻力效应。 (2)增粘机理 泡沫粘度随泡沫特征值的变化关系见图4-17。
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当泡沫特征值小于0.74时
μ f μ o 1.0 4.5
(4-4)
式中,
μf
——泡沫粘度; ——分散介质粘度; ——泡沫特征值。
指泡沫中气体体积对泡沫总体积的比值。通常泡沫特征值是在 0.52~0.99之间。泡沫特征值小于0.52时的泡沫叫气体乳状液。泡
沫特征值大于0.99时的泡沫易于反相变为雾。泡沫特征值超过0.74
时,泡沫中的气泡就公变成为多面体。
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泡沫驱是通过下列机理提高原油的采收率: (1)Jamin效应叠加机理
从(图4-3)可以看到,
盐的含量对HPAM溶液的粘
度有明显的影响。
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七、聚合物驱提高原油采收率机理
聚合物驱是:1.通过减小水油流度比的机理,起提高原油采收率作 用。根据流体流度的概念,可以写出水油流度比的定义式:
M
wo
λw λo
kw μw
ko μo
k wμo k oμ w
(4—2)
了水的流动阻力,即降低了水的流度,从而改善了流度比,增加了
波及系数,提高了原油采收率。按此机理,碱驱应有如下特点:
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(1)可以形成油珠直径较大的乳状液;
(2)分散的油珠会被捕集在较小孔道;
(3)碱水在油井突破前采油量可以增加; (4)油珠的聚并性质对过程有有利的影响。
μo
当泡沫特征值大于0.74时
μf μo 1 1
3
(4-5)
(3)稀表面活性剂体系驱油机理
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第三节 碱驱 一、碱驱的概念
碱驱是指以碱溶液作为驱油剂的驱油法。 碱驱也叫碱溶液驱或碱强化水驱。
二、碱驱用的碱
碱驱用的碱,除包括碱(如NaOH、KOH、 NH 括盐(如 Na
3 4
2 4
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三、石油酸与碱的反应
原油中的石油酸如脂肪酸、环烷酸、胶质酸和沥青质酸等可
与碱(如氢氧化钠)反应,生成相应的石油酸盐:
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四、碱驱与水驱的对比
(图4-18)是碱驱与水驱的驱油效果对比。从(图4-18)可以看到,
碱驱有比水驱高的采收率。
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五、碱驱提高原油采收率机理
W σ 1 cos θ
(4-3)
式中,
W——粘附功 σ ——油水界面张力; θ——油对地层表面的润湿角。
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(2)润湿反转机理
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(3)乳化机理 (4)提高表面电荷
密度机理
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(5)聚并形成油带机理
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四、胶束溶液驱
胶束溶液也属稀表面活性剂体系,其中表面活性剂浓度大于临界胶 束浓度,但其质量分数不超过 2 10 2。 以胶束溶液作为驱油剂的驱油法叫胶束溶液驱。
第一节 聚合物驱
一、聚合物驱概念
聚合物驱是以聚合物溶液作为驱油剂的驱油法。 聚合物驱也称为聚合物溶液驱、聚合物强化水驱、稠化水驱和
增粘水驱。
二、聚合物驱用的聚合物
聚合物驱主要用到两类聚合物。一类聚合物是部分水解聚丙
烯酰胺(HPAM)。
另一类聚合物是生物聚合哦,叫黄胞胶(XC)。
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(3)若为离子型聚合物,则可在水中解离,形成扩散双电层,
产生许多带电符号相同的链段(由若干链节组成,是链中能独立 运动的最小单位),使聚合物分子在水中形成松散的无规线团,
因而有好的增粘能力。
四、聚合物溶液的粘弹性
聚合物在通过岩心孔喉结构时受到拉伸作用而引起构象变化所引起的。
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五、聚合物在孔隙介质中的滞留
第二篇 采油化学
采油化学是油田化学的一部分。
采油化学是油田化学开采工程与化学之间的边缘科学。
采油化学是研究如何用化学方法解决采油过程中遇到的问题 。
采油过程中遇到的问题有油层的问题,也有油水井的问题。
油层的问题集中表现在原油采收率不高。油田不同,驱油方 式不同,原油采收率也不同,目前大多数油田的原油采收率超不 过50%。这意味着,有相当数量的原油采不出来。提高原油采收率 的主要方法是使用各种驱油剂。 因此,本篇核心内容是化学驱和混相驱、注水井调剖和 油井堵水。
比值。根据波及系数和洗油效率的概念,可以得出:
原油采收率=波及系数×洗油效率 因此,油层的改造有两个途径:一个途径是提高波及系数; 另一个途径是提高洗油效率。
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提高波及系数的主要方法是改变驱油剂和(或)油的流度。流度 是流体通过孔隙介质能力的一种量度,它的定义式为
k λ (4-1) μ
至今已发展了四种改造油层的方法:
聚合物驱油法(聚合物驱)
(1)化学驱油法(化学驱)
表面活性剂驱油法(表面活性剂驱)
碱驱油法(碱驱)
烃类混相驱油法(烃类混相驱)
(2)混相驱油法(混相驱)
非烃类混相驱油法(非烃类混相驱) 蒸汽驱油法(蒸汽驱)
(3)热力采油法(热采) (4)微生物采油
油层就地燃烧法(火烧油层) 激活油藏本源微生物 注入适合微生物 首页 上页 下页 返回
配制微乳的助表面活性剂最好用醇,也可用酚。助表面活性剂除 可调整水和油的极性(水溶性醇可减小水的极性,油溶性醇可增加油
的极性)外,它还参与形成胶束,增加胶束的空间,增加胶束对油或
水的增溶能力。
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配制微乳的电解质可用无机的酸、碱、盐,但最好用盐,如
氯化钠、氯化钾、氯化铵等。电解质是通过减小表面活性剂和助
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稠油储量丰富,粘度高,开采、集输困难,本篇主要讲解稠油降 粘。 酸化和压裂是注水井增注和油井增采的关键措施,本篇主要介绍 酸化压裂过程中的工作液——酸液、压裂液及其添加剂。 油水井出砂和油井结蜡会影响正常的采油过程,本篇介绍了油水
井防砂和油井的防蜡、除蜡。
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第四章 化学驱与混相驱
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三、聚合物对水的稠化能力
(图4-1)是聚合物溶液粘度随聚合物质量浓度变化的关系图。从 (图4-1)可看到,HPAM与XC对水有优异的稠化能力。
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聚合物对水的稠化是由下列原因产生的: (1)超过一定浓度,聚合物分子互相纠缠形成结构,产生结 构粘度。 (2)聚合物链中的亲水基团在水中溶剂化(水化)。
碱驱机理复杂,至今已提出如下几种机理解释碱驱之所以能提 高原油采收率的原因: 1.低界面张力机理 该机理认为在低的碱含量和最佳的盐含量下,碱与石油酸反 应生成的表面活性剂,可使油水界面张力降至 1 10
2
mN m
1
以下
(图4-19),使碱驱产生与表面活性剂驱同样的效果。
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2.乳化-携带机理
式中,
λ——流体的流度;
k——孔隙介质对流体的有效渗透率; μ——流体的粘度。
驱油剂的流度远大于油的流度,因此驱油时,驱油剂易于沿高渗透
层突入油井,为了提高驱油剂的波及系数,必须减小驱油剂的流度 和(或)增加油的流主。
提高洗油效率的主要方法是改变岩石表面的润湿性和减小毛细