波及系数和油效率
浅谈采油化学在油田化学中的作用
浅谈采油化学在油田化学中的作用摘要随着我国经济的快速发展，导致对能源需求的增长，尤其是导致石油行业开发的深入发展，而油田化学是石油科学中最年轻的科学。
油田化学是由钻井化学、采油化学和集输化学三部分组成。
而在石油的开采过程中，常遇到的问题既有油层的问题，也有油水井的问题。
采油化学就是研究如何用化学方法解决采用过程中遇到的问题。
因此，本文首先介绍了采油化学的概念，然后主要讲解决油层问题和油水井问题的化学方法，前一个问题叫油层的化学改造，后一个问题叫油水井的化学改造，最后进行了总结。
关键词石油采油化学油层油水井化学改造第一章采油化学概念采油化学是油田化学的一部分。
采油化学是油田开采工程学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有采收率不高。
虽然油田不同，驱油方式不同，原油采收率也不同，但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。
油水井也存在各种问题，主要有油井出砂、油井结腊、油井出水、稠油井开不起来以及由于各种原因引起油井产量的降低，这就是通常讲的油井的砂、蜡、水、稠、低五大问题。
而通过化学方法，可以很好的解决以上两大问题。
第二章油层的化学改造油层之所以要改造，是由于原油的采收率低。
例如用注水的方法开采，一般原油采收率只能达到30%~40%，大部分原油留在地下采不出来。
原油采收率低的原因是油层的不均质性，使驱油剂沿高渗透层突入油井而波及不到渗透性较小的油层。
这里有一个波及系数的概念。
波及系数是指驱油剂波及到的油层容积与整个含油容积的比值。
但是，驱油剂波及到的油层，由于油层表面的润湿性和毛细管的阻力效应，油也不可能全采出来，因而又有一个洗油效率的概念。
洗油效率是指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。
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。
油水井的化学改造—调剖
任务一：调剖
知识点 03
冻
胶
型
调
剖
剂
知识点3：冻胶型调剖剂
定义 ：两种工作液相遇
后产生冻胶封堵高渗层
特点
：整体成冻，封堵物质量
大
知识点3：冻胶型调剖剂
调剖原理
冻胶在地层多孔介质中产生物理堵
塞作用、吸附作用、残余阻力或改
变水油流度比。
知识点3：冻胶型调剖剂
①第一反应液：HPAM,CMC、CMHEC或XC
非离子表面活性剂
起泡剂
阴离子表面活性剂
阳离子表面活性剂
氮气
气体
二氧化碳
任务一：调剖
知识点 05
絮 凝 体 型 调 剖 剂
知识点5：絮凝体型调剖剂
定义：将粘土悬浮体与
HPAM交替注入地层，产
生絮凝体封堵高渗层
特点
：有效封堵高渗透层
知识点5：絮凝体型调剖剂
调剖原理
粘土悬浮体表面带的阳离子可以吸附到
知识点 02
无机酸类调剖剂
知识点2：无机酸类调剖剂——硫酸
硫酸——利用地层中的钙、镁来产生调剖物质。
1
2
3
硫酸与近井地带
碳酸盐反应，增
加注水井的吸水
能力；
产生的硫酸钙、
硫酸镁随酸液进
入地层，饱和后
析出，形成堵塞；
由于高渗透层进
入硫酸多，主要
堵塞发生在高渗
透层。
知识点2：无机酸类调剖剂——硫酸
+ → ↓ + ↑ +
+ ( ) → ( ) +
第一反应液：硅酸钠；
第二反应液：CaCl2、MgCl2·6H2O。
油层物理知识点梳理总结
油层物理知识点梳理总结⼀．定义1. 临界点：单组分物质体系的临界点是该体系两相共存的最⾼压⼒和最⾼温度。
2. 泡点：是指温度(或压⼒)⼀定时,开始从液相中分离出第⼀批⽓泡时的压⼒(或温度)。
3. 露点：是指温度(或压⼒)⼀定时,开始从⽓相中凝结出第⼀批液滴时的压⼒(或温度)。
4. 接触分离（闪蒸分离）：指使油⽓烃类体系从油藏状态变到某⼀特定温度、压⼒，引起油⽓分离并迅速达到平衡的过程。
特点：分出⽓较多，得到的油偏少，系统的组成不变。
5. 多级分离：：在脱⽓过程中分⼏次降低压⼒，最后达到指定压⼒的脱⽓⽅法。
多级分离的系统组成是不断发⽣变化的。
6. 微分分离：在微分脱⽓过程中,随着⽓体的分离,不断地将⽓体放掉(使⽓体与液体脱离接触)。
特点：脱⽓是在系统组成不断变化的条件下进⾏的。
7. 地层油的溶解汽油⽐：把地层油在地⾯条件进⾏（⼀次）脱⽓，分离出的⽓体在标准条件（20度0.101MPa ）下的体积与地⾯脱⽓原油体积的⽐值。
定义2：1m3的地⾯脱⽓油，在油藏条件下所溶解的⽓体的标准体积。
8. 地层油相对密度：地层温度压⼒条件下的元有的相对密度（=地层条件下油密度/4度的⽔密度）。
“原油相对密度”--表⽰地⾯油相对密度。
9. 地层油的体积系数：原油在地下的体积与其在地⾯脱⽓后的体积之⽐。
10. 地层油的两相体积系数：油藏压⼒低于泡点压⼒时,在给定压⼒下地层油和其释放出⽓体的总体积与它在地⾯脱⽓后的体积之⽐11. 地层油的等温压缩系数：在温度⼀定的条件下,单位体积地层油随压⼒变化的体积变化率（P>Pb ） 12. 地层⽔的矿化度：表⽰地层⽔中⽆机盐量的多少，mg/L13. 地层⽔的体积系数：在地层温度、压⼒下地层⽔的体积与其在地⾯条件下的体积之⽐。
14. 地层⽔的压缩系数：在地层温度下，单位体积地层⽔的体积随压⼒变化的变化率 15. 地层⽔的粘度：反应在流动过程中⽔内部的摩擦阻⼒。
16. 渗透性：岩⽯中流体可以在孔隙中流动的性质。
油田化学复习
一、名词解释1、阳离子交换容量：指1Kg粘土矿物在PH为7的条件下能被交换下来的阳离子总量。
2、混相注入剂：指在一定条件下注入地层，能与地层原油混相的物质。
3、造浆率：一吨干粘土所能配制粘度为15mpa.s钻井液的体积数。
4、碱度：指用浓度为0.01mol.L-1的标准硫酸中1mL样品至酸碱中和指示剂变色时所需的体积。
5、剪切速率：指垂直于流速方向上单位距离上的流速变化。
6、剪切应力：流体单位面积上的内摩擦力。
7、稠化时间：指水和水泥混合后稠度达到100Bc所需要的时间。
8、酸值：1克原油被中和到ph值产生突跃时所需氢氧化钾的质量。
9、色谱分离效应：指组合的驱油成分以不同的速度流过地层现象。
10、调剖：调整注水油层的吸水剖面。
11、天然气绝对湿度：指单位体积天然气中所含水蒸汽的质量。
12、流度比：驱油时驱动液流度对被驱动液流度的比值。
13、泡沫特征值：指泡沫中气体体积对泡沫总体积的比值。
14、最小混相压力：气驱采收率超过90%的驱替压力。
15、堵水：从注水进行封堵高渗透层时，可减少油井产水。
16、混相：指相间界面消失。
17、波及系数：是指驱油剂波及到的油层容积与整个含油容积的比值。
18、洗油效率：指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。
19、晶格取代：在粘土矿物晶体中，一部分阳离子被另一部分阳离子所置换而晶体的结构没有变。
20、聚合物盐敏效应：指盐对聚合物溶液粘度产生特殊影响的效应。
21、水露点：指在一定压力下，与天然气绝对湿度相等的天然气中水蒸气的饱和含量所对应的温度。
二、填空1、粘土的基本构造单元有：硅氧四面体、铝氧八面体。
2、三种常见的粘土矿物有：高岭石、伊利石、蒙脱石。
3、粘土表面带电的主要原因是：晶格取代、表面羟基反应。
4、粘土颗粒的三种联接方式：边边连结、边面连结、面面连结。
5、滤液的甲基橙碱度为Mf，滤液的酚酞碱度为Pf，当Pf =0时，碱度的来源主要是 HCO3- ，当2Pf = Mf时，碱CO32- ，当Pf = Mf，碱度的来源是 OH- 。
提高原油采收率EOR
1第一章1．波及系数：指注入流体波及区域的体积与油藏总体积之比。
2．洗油效率：指注入流体在波及范围内，采出的油量与波及区内石油储量的体积之比。
3．采收率：油藏累计采出的油量与油藏地质储量比值的百分数。
从理论上来说，取决于波及效率（系数）（EV ）和驱（洗）油效率（ED ） 。
因此，采收率（ER ）定义为：ER （η）=EV · ED4．影响采收率的因素：（1）地层的不均质性（2）地层表面的润湿性（3）流度比（4）毛管数（5）布井 5．流度比：指驱油时驱动液流度与被驱动液（原油）流度之比。
w ro orw w o o w o o w w o w wo k k k k /k /k M μμμμμμλλ====6．毛管数：粘滞力与毛管力的比值。
毛管数增大，洗油效率提高，使采收率提高（即剩余油饱和度减少）－影响残余油饱和度的主要因素。
σμd d V Nc =7．增大毛管数的途径： （1）减小σ水驱油时，毛管数的数量级为10-6。
从图1-8可以看到，若将毛管数的数量级增至10-2，则剩余油饱和度趋于零。
若油水界面张力由101mN.m-1降至10-3mN.m-1数量级，即满足此要求。
因此提出表面活性剂驱和混相驱的采油法。
（2）增加µd这也是提出聚合物驱的依据。
（3）提高Vd 但有一定限度。
8．、第二章1．2．在亲水地层，毛细管上升现象是水驱油的动力，在亲油地层，毛细管下降现象是水驱油的阻力。
233.Jamin 效应：是指液珠或气泡通过喉孔时由于界面变形而对液流产生的阻力效应。
)R 1R 1(2p p 2112-=-σ4.（1）Jamin 效应始终是阻力效应，亲水地层Jamin 效应发生在油珠或气泡通过喉孔之前；亲油地层Jamin 效应发生在油珠或气泡通过喉孔之后。
（2）Jamin 效应具有叠加作用即总的Jamin 效应是各个喉孔Jamin 效应的加和。
5.润湿现象：固体表面上一种流体被另一种流体取代引起表面能下降的过程。
胜利油田整装油藏波及系数计算
假设 ： 油水相对渗透率曲线符合下列规律 ：
Ａ ｒ ｏ
： 。 １
图 ） （） 型 相 对 渗 透 率 曲 线 （ １ ： １
０
地 下 体 积 表示 的 水油 比 ：
： ｓｚ ｌ ｏｏ ｔ
＾ ｇｏ
０
（） ２
斟蝌燃茛霉
Ｏ ６ ０ ４ Ｄ ２ ０ Ｂ
Ｒ ：】 一４ ９ ４ ＋ ｇ ４． － ｇ ．２ ５ ｌ３ ５ １Ｆ
一
油 藏 开 发 中 ， 据 物 质 平 衡 公 式 可 知 ， 积 产 油 量 的 变 化 取 决 于 根 累 地下 波及 体 积 内饱 和 度 的 变 化 ：
＝
：
．
㈣
‘ １ ．９ （— ．８ ５ 、 ０５ ５１ ０２ ８ ２
０ ｌ Ｏ Ｏ ２ Ｏ Ｏ ３ ０ ０ ４ ０ ０ ５ Ｏ Ｏ
１ 水 驱 曲线 法 ： ． ２
陈 元 千 ： 丙 型 水 驱 曲 线 与 威 布 尔 （ ｉｕ１ 测 模 型 相 结 合 ， 将 Ｗｅｂ ｌ ）预 得 到 水 驱 体 积 波及 系数 与 含 水 率 及 开 发 时 间 的 关 系 式 ：
０
８ ６ ４ ２ ０ ８ ６
根据相渗曲线 ：
Ｓ＝ ｏＳ
ｏ
（－ １ Ｒ）
（、 ３
式 中：ｏ 为 原始 含 油饱 和度 ； Ｓｉ Ｒ为 用 相 渗 曲线 求 得 的 采 出程 度 。
上面公式联立 ：
含 水饱 和 度
：
一
—
ａ￣ｌ ＋：Ｆ ｌ － ｇ ｇ
４
图 １ 整装 油 田典 型 相 对 渗 透 率 曲线 通 过 公 式 １计 算 得 到 ａ ４９ ４ ｂ １ ． ５ ＝ ．２ ３ ＝ ０５ 。 ９ 采 出程 度 Ｒ ｃ与 地 下 水 油体 积 比 的关 系 式 ：
现代油藏工程设计_驱替效率与波及效率
§5－1 驱替效率（驱油效率）
f
取决于
1
M
0、N
g0、及相渗曲线的形状（
n1
和n
）
2
，
最敏感的参数 M0、Ng0 ，
当：M0↗、或
N
0 g
s
in
↘， f1
~
s1曲线 的曲率变化很大。
甚至出现 f1 小于 0 或 f1＞1 的情况――重力的强烈影响。 f1＜0 时，水朝负 X 方向流动。 (n1 n2 2, S1r 0.2, S2r 0.2)
（4－7）
dxD dtD
s1
(S1 / tD )xD (S1 / X D )tD
Vs1
（4－8）
式中:Vs1是
饱
和
度S1的
比
速
度
，
因
已
被
隙
间流
体
速
度u
规
范
化
。
§5－1 驱替效率（驱油效率）
将（4－6）ˊ式代入（4－8）式：
Vs1
df1 dS1
f1
（4－9）
定 S1 的比速度等于分流量曲线在该饱和度处的导数。
S1( xD ,0) S12 xD 0 S1(0, tD ) S1J tD 0
（4－6），
L 是 X 方向上的宏观总尺度， u 是 t 的函数，与 X 无关。 求解（4－6），式：对 S1 (xD , tD )全微分：
dS1
( S1 xD
)tD
dX D
( S1 t D
)XD
dtD
在 XD、tD 空间内，恒定饱和度 S1 的速度 VS1
波及系数和驱油效率
3.2.4.3波及系数的计算前苏联西帕奇夫(Cипачев)和纳扎洛夫(Hазаров)，分别于1981年和1982年以经验公式的形式提出了在我国定名为丙型水驱曲线的关系式，1995年国内学者陈元千完成了对它的理论推导，其关系式为p p p L N L βα+= （3.2- 1） βα)1(1w p f N --=（3.2- 2）β1)(=-=oior oi p om B S S V N （3.2- 3）油田的累积产量可由下式表示o p NR N = （3.2- 4）油田的石油地质储量和采出程度，可表示为oi oi p B S V N /= （3.2- 5）V D o E E R = （3.2- 6）水驱开发的驱油效率表示为oioroi D S S S E -=（3.2- 7） 将式（3.2- 7）代入式（3.2- 6）得V oi oroi o E SS S R ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-= （3.2- 8） 再将式（3.2- 5）和式（3.2- 8）代入式（3.2- 4）得V oior oi p p E B S S V N )(-=（3.2- 9）将式（3.2- 3）代入式（3.2- 9）得omp V N N E =（3.2- 10）再将式（3.2- 2）和式（3.2- 3）代入式（3.2- 10），预测水驱体积波系数与含水率的关系式为)1(1w V f E --=α （3.2- 11）式中：p L —累积产液量，104t ； p N —累积产油量，104t ；oi B —地层原油体积系数；D E —驱油效率； V E —水驱体积波及系数； w f —含水率；N —地质储量，104t ；p N —累积产油量，104t ；om N —可动油储量，104t ； o R —地质储量采出程度；oi S —原始含油饱和度； or S —残余油饱和度；α—丙型水驱曲线直线的截距；β—丙型水驱曲线直线的斜率。
（1） 13-1油田13-1油田波及效率随生产时间变化图13-1油田波及效率随含水率变化图由以上计算结果可知，目前各油组的波及效率在70%左右，ZJ1-4U+M油组波及系数大于ZJ2-1U油组，ZJ2-1U油组波及系数大于ZJ2-2U油组。
三次采油的技术原理
一、三次采油概况和基本原理石油是一种非再生的能源，石油采收率不仅是石油工业界，而且是整个社会关心的问题。
由于石油是一种流体矿藏而带来独特开采方式。
石油开采分为三个阶段。
一次采油是依靠地层能量进行自喷开采，约占蕴藏量15~20%。
在天然能量枯竭以后用人工注水或注气，增补油藏能量使原油得到连续开采，称之二次采油，其采收率为15-20%。
当二次采油开展几十年后，剩余油以不连续的油块被圈捕在油藏砂岩孔隙中，此时采出液中含水80~90%，有的甚至高达98%，这时开采已没有经济效益。
为此约有储量60~70%的原油，只能依靠其他物理和化学方法进行开采。
这样的开采称之三次采油，国外亦称EOR （Enhanced Oil Recovery）技术。
据我国对十三个主要油田的82个注水开发区，进行系统的筛选和科学潜力分析，结果表明，通过三次采油方法能提高采收率12.4%，增加的可采储量相当全国目前剩余储量的56%[1]。
当然是说，若把这种潜力都挖掘出来，我国的可采储量可以增加一半以上，为此发展三次采油是必经之路。
通常提高采收率有三类。
第一类为热力法，如火烧地层，注入过热蒸气；第二类为混相驱，即注入CO2气到原油中进行开采；第三类为化学驱，如碱水驱、微乳液驱和三元复合驱等。
这次重点是介绍化学驱。
1.注水开采后，原油为何大量留在地层。
（1）油藏岩石的非均质性。
例如在庆油田葡萄花油层属于正韵律沉积，下粗上细。
下部的渗透率高于上部，在注水驱时往往沿着油层下部推进，而上部油层则继续留下大量未被驱扫的原油。
这说明水不能被波及到低渗透油层。
由于油藏岩石非均质性，阻止水的波及系数的提高。
（2）油层岩石的润湿性岩石为水润性，注水能把岩石表面的原油冲刷下来。
反之，岩石为油润性，注水只能冲刷一部分原油。
这种驱出原油的量，称之洗油效率。
洗液效率=（注水波及到油区所采出的油容积）/（整个波及油区储量油的容积）（3）毛细管的液阻效应当驱动原油在毛细孔中运移到达喉道时，原油块要发生变形，产生附加压力，用Laplace方程计算。
普通稠油SP二元复合驱波及系数与驱油效率的关系
ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ｉ Ｏ Ｗ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ（ ０ ． ０ ｌ ）ｏ ｆ ｂ ｅ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｃ ａ ｎ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ Ｉ ＦＴ ｔ Ｏ ａ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ａ ｂ ｏ ｖ ｅ ｕ ｌ ｔ ｒ ａ — ｌ ｏ ｗ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ（ １ ０ ｍ Ｎ／ ｎ ２ ）ａ ｎ ｄ
ｔ ｈｅ ｒ ｅ ｃ ｏ ｖｅ ｒ ｙ ｏ ｆ ｂｉ ｎａ ｒ ｙ ｃ ｏｍ ｂｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｌ ｏ ｏｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｇｒ ｅ ａ ｔ ｌ ｙ ｉ ｍ ｐｒ ｏｖ ｅ ｄ． Ｔｈｅ ｒ ｅ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｓ ａ ｓ ｙ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｂｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ Ｈ ＰＡ Ｍ ａ ｎｄ ｓ ｕｒ ｆ ａ ｃ ｔ ａ ｎｔ ． Ｔｈｅ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐｉ ｃ ｆ ｌ ｏ ｏｄｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｓ ｔ ｓ ｓ ｈｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈｅ ｉ ｍ ｐｒ ｏｖ ｅ ｍｅ ｎｔ ｏ ｆ ｓ ｗｅ ｅ ｐ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎｃ ｙ ｃ ａ ｎ ｉ ｎｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｈｅ ａ ｖ ｙ ｏｉ ｌ ｒ ｅ ｃ ｏ ｖｅ ｒ ｙ ｍ ｏｒ ｅ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎｔ ｌ ｙ ．Ｔｈ ｅ ｕ ｌ ｔ ｒ ａ — ｌ ｏ ｗ ｖａ ｌ ｕｅ １ ＦＴ ｌ ｅ ａ ｄ ｓ ｔ ｏ ｔ ｈｅ ｉ ｎｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｉ ｎｇ ｏ ｆ ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎｃ ｙ， ｈｏ ｗｅ ｖｅ ｒ ｔ ｈｅ ｓ ｗｅ ｅ ｐ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎｃ ｙ ｗａｓ ｉ ｍｐ ａｉ ｒ ｅ ｄ． Ａ ｓ ａ ｒ ｅ ｓ ｕｌ ｔ ，ｔ ｈ ｅ ｉ ｍ ｐｒ ｏ ｖｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏｆ ｒ ｅ ｃ ｏ ｖｅ ｒ ｙ ｗａ ｓ ａ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ．
提高采收率
名词解释1 剩余油：由于注入流体波及系数低，注入流体尚未波及到区域内原油，其特点是宏观上连续分布。
2 残余油：在注入流体波及区域或孔道内已扫过区域内残留的未被流体驱走的原油，其特点是宏观上不连续分布。
3 波及系数：被驱替流体驱扫过的油藏体积占原始油藏体积的百分数。
4 洗油效率：驱替流体波及范围内驱走的原油体积与驱替流体波及范围内总含油体积之比。
5 采收率：采出原油的储量与总地质储量之比。
6 油水前缘：分隔油区与油水两相区的界面称为油水前缘。
7 粘性指进：在排驱过程中，排驱前缘不规则地呈指状穿入油区的现象。
8 舌进：油水前缘沿高渗透层凸进的现象。
9 流度：一种流体通过孔隙介质能力的量度。
在数值上等于流体的有效渗透率除以粘度。
10 流度比：驱油时驱动液流度与被驱动液流度的比值。
11 泡沫驱是以泡沫驱作驱油剂的一种提高原油采收率的方法，主要成分是水、气和起泡剂。
12 润湿现象：固体界面上一种流体被另个流体取代的对象。
13 波及系数：指驱油剂波及到的油层容积与整个含油容积的比值。
14 残余阻力系数：指聚合物溶液通过岩心前后的盐水渗透率比值。
15 阻力系数：水的流度与聚合物溶液流动的比值。
16 混相驱：指向油藏中注入一种能与原油在地层条件下完全或部分混相的流体驱替原油的开发方法。
17 驱油机理：气体与原油之间建立混相带，消除界面张力，提高驱油效率。
18 抽提作用：在一定的温度和压力下，CO2 不仅能溶解于原油，而且置换出原油中某些轻质或中间组分的烃类物质，这种逆行蒸发称为对CO2原油的抽提作用。
19 热力采油：是向油层注入热流体或使油层就地发生燃烧后形成移动热流，主要依靠热能降低原油的粘度，以增加原油的流动能力的采油方法。
20 注蒸汽采油：是以水蒸汽为介质，把地面产生的蒸汽注入油层的一种热力采油方法。
21 蒸汽吞吐：在本井完成注蒸汽、焖井、开井生产三个连续过程。
（从注蒸汽开始到油井不能生产为止，即完成一个过程称为一个周期）22 蒸汽驱：按一定生产井网，在注汽井注汽，在生产井采油。
中国石油大学华东2007-2008学年第一学期《油层物理》(试题)(答案详解)
2007－2008学年第一学期《油层物理》试卷（闭卷）专业班级 姓 名 学 号 开课系室 石油工程学院油藏工程系 考试日期 2007年12月题 号 一 二三 四 总分 得 分阅卷人一、填空题（每空0.5分，共15分）1．常用的岩石的粒度组成的分析方法有：薄片法、筛析法和沉降法，其中沉降法用来分析粒经小于40μm的颗粒。
2．储层流体包括地层油、天然气、地层水。
3.一般来说，岩石的亲水性越强，束缚水饱和度 越大 （越大、越小、不变）；岩石中泥质含量越高，束缚水饱和度 越大 （越大、越小、不变）。
4．低压下天然气的粘度随轻组分含量的增加而 增加 ，随温度的升高而增加 。
5．地层油的粘度随原油中轻组分含量的增加而 减小 ，随地层温度的增加而 减小 ，当地层压力大于地层油饱和压力时随地层压力的减小而减小 ，当地层压力小于地层油饱和压力时随地层压力的减小而 增加 。
6．在储集岩石中，不同类型的胶结物具有不同的特性，泥质胶结物的特性是 遇水膨胀 ；灰质胶结物的特性是 遇酸反应 ；硫酸盐胶结物的特性是 高温脱水 。
7．随着油藏的开发，油藏压力降低，这会导致岩石孔隙度 变小 （变大、变小、不变），岩石渗透率 变小 （变大、变小、不变）。
8．在等径球形颗粒模型中，岩石颗粒越大，岩石孔隙度 不变 ，岩石比面 越小 ，岩石的绝对渗透率 越大 。
9．与多级分离相比，接触脱气的特点是分离出的气量 较多 ，轻质油组分 较多 ，得到的地面油量 较少 。
10．在亲水岩石中， 水驱油 （水驱油、油驱水）过程是吸吮过程， 油驱水（水驱油、油驱水）过程是驱替过程；毛管力是水驱油的 动力 （动力、阻力），润湿角越大，越 不利于 （有利于、不利于）水驱油。
评分标准：每空0.5分，共15分。
二、名词解释（每题2分，共16分）1、天然气的体积系数：在地面标准状态下（20°C,0.101MPa）单位体积天然气在地层条件下的体积。
2、比面： 单位体积岩石的总表面积。
微生物驱油技术
微生物驱油技术随着人们对石油资源的不断开采，石油储量逐渐减少，因此提高石油采收率已成为全球性的重要问题。
微生物驱油技术作为一种新型的采油技术，具有很大的发展潜力，因此越来越受到人们的。
微生物驱油技术是一种利用微生物代谢产物来提高石油采收率的技术。
通过将特定的微生物注入油藏中，使其与原油相互作用，改变原油的物理性质和流变性，从而提高采收率。
该技术具有成本低、操作简单、环保等优点，已成为石油工业中的重要研究方向。
降低原油粘度：微生物代谢产物中的表面活性剂可以降低原油的表面张力，从而降低原油的粘度，使其更容易流动。
改变原油结构：微生物代谢产物中的某些物质可以与原油中的烃类物质发生反应，改变其结构，从而增加其流动性。
产生气体：微生物在油藏中代谢时会产生气体，如二氧化碳和甲烷，这些气体可以驱动原油流动。
改善油藏条件：微生物代谢产物中的某些物质可以改善油藏的物理性质，如渗透率和孔隙度，从而提高采收率。
优点：微生物驱油技术具有成本低、操作简单、环保等优点。
由于该技术利用微生物代谢产物来提高石油采收率，因此可以针对不同油藏的特点进行定制化应用。
缺点：微生物驱油技术的实施需要大量的微生物和相关设备，同时需要确保微生物在油藏中的存活和代谢。
该技术的实施过程中还需要考虑油藏的地质条件和流体性质等因素，因此存在一定的技术难度。
随着人们对石油资源的需求不断增加，提高石油采收率已成为全球性的重要问题。
微生物驱油技术作为一种新型的采油技术，具有很大的发展潜力。
未来，随着技术的不断进步和应用范围的不断扩大，微生物驱油技术将有望成为一种高效、环保的采油技术。
随着人们对微生物驱油技术的研究不断深入，将有望发现更多的微生物种类和代谢产物，为该技术的发展提供更多的可能性。
摘要：微生物驱油技术是一种新型的提高石油采收率技术，通过利用微生物及其代谢产物与石油的相互作用，实现原油的增产。
本文对微生物驱油技术的研究现状、方法、成果及不足进行了综述，旨在为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。
提高采收率原理总复习
《提高采收率原理》综合复习资料一、名词解释1、泡沫特征值：指泡沫中气体体积对泡沫总体积的比值。
2、最低混相压力：指气驱中气驱采收率超过90%的驱替压力。
3、波及系数：指驱油剂波及到的油层容积与整个含油容积的比值。
4、润湿现象：固体界面上一种流体被另一种流体取代的现象。
5、色谱分离现象：组合的驱油成分以不同的速度流过地层的现象。
6、流度：流度是指流体通过孔隙介质能力的一种量度，等于流体的渗透率与粘度之比。
7、牺牲剂：在驱油过程中为了减少驱油剂在地层中的损耗而首先注入的廉价化学剂。
8、PI值：PI值是由注水井井口压降曲线和PI值的定义求出的用于调剖堵水决策的重要参数。
9、残余阻力系数：残余阻力系数是指聚合物溶液通过岩心前后的盐水渗透率比值。
10、Jernnings碱系数：碱系数是指双对数坐标内油水界面张力对碱质量分数的关系曲线和0.01～1.0mN.m-1所包的面积与0.01～1.0mN.m-1和0.001％～1.0%碱质量分数所包的面积之比乘6。
11、酸值：将1g原油中和到pH值产生突跃时，所需KOH的质量，单位是mg/g。
二、填空题1、碱驱一般要求原油酸值大于0.2mg/g。
2、注蒸汽有两种方式，即蒸汽驱和蒸汽吞吐。
3、进行过聚合物驱矿场试验的两种聚合物为HPAM、XC。
4、原油采收率=波及系数×洗油效率。
5、调剖是通过提高注入水的波及系数来提高原油采收率的。
6、在亲水地层，毛细管力是水驱油的动力，Jamin效应是水驱油的阻力；在亲油地层，毛细管力是水驱油的阻力。
7、地层越不均质，采收率越低。
将注水采油的毛管数的数量级增至10-2，则剩余油饱和度趋于0。
8、CaCO3在含Na+、K+、Ca2+、Cl-的地层水中表面带正电。
砂岩零电位点时的pH 为5，在pH=6.5的地层水中表面带负电。
9、调剖堵水是通过提高注入水的波及系数来提高原油采收率的。
从水井注入地层的堵剂叫调剖剂，从油井注入地层的堵剂叫堵水剂。
《提高采收率原理》课程综合复习资料
《提高采收率原理》综合复习资料一、名词解释1、泡沫特征值：指泡沫中气体体积对泡沫总体积的比值。
2、最低混相压力：指气驱中气驱采收率超过90%的驱替压力。
3、波及系数：指驱油剂波及到的油层容积与整个含油容积的比值。
4、Jennings碱系数：碱系数是指双对数坐标内油水界面张力对碱质量分数的关系曲线和0.01～1.0 mN.m-1所包的面积与0.01～1.0 mN.m-1和0.001％～1.0%碱质量分数所包的面积之比乘6。
5、Jamin效应：液珠或气泡经过喉孔时由于界面变形而对液流产生的阻力效应。
6、润湿现象：固体界面上一种流体被另一种流体取代的现象。
7、色谱分离现象：组合的驱油成分以不同的速度流过地层的现象。
8、酸值：将1g原油中和到pH值产生突跃时，所需KOH的质量，单位是mg/g。
9、流度：流度是指流体通过孔隙介质能力的一种量度，等于流体的渗透率与粘度之比。
10、牺牲剂：在驱油过程中为了减少驱油剂在地层中的损耗而首先注入的廉价化学剂。
11、PI值：PI值是由注水井井口压降曲线和PI值的定义求出的用于调剖堵水决策的重要参数。
12、残余阻力系数：残余阻力系数是指聚合物溶液通过岩心前后的盐水渗透率比值。
13、复合驱：是指两种或两种以上驱油成分组合起来的驱动。
14、阻力系数：水的流度与聚合物溶液流动的比值。
二、填空题1、碱驱一般要求原油酸值大于0.2 mg/g 。
2、注蒸汽有两种方式，即蒸汽驱和蒸汽吞吐。
3、进行过聚合物驱矿场试验的两种聚合物为HPAM、XC4、原油采收率=波及系数×洗油效率。
5、调剖是通过提高注入水的波及系数来提高原油采收率的。
6、调剖堵水存在的两个问题是堵剂使用的数量限度、堵剂起作用的机理限度。
7、CaCO3在含Na+、K+、Ca2+、Cl-的地层水中表面带正电。
高岭石零电位点时的pH为5，在pH=6.5的地层水中表面带负电。
8、聚合物在孔隙中的滞留有两种形式为吸附、捕集。
油层物理综合复习资料
《油层物理》综合复习资料一、填空题1、地层油的特点是处于地层高温、高压下，并溶有大量的 天然气 。
2、在高压下，天然气的粘度随温度的升高而减小，随分子量的增加而增加。
3、岩石粒度组成的分析方法主要有薄片法 筛析法 沉降法4、与接触脱气相比，多级分离的特点是分离出的气量少，轻质油组分多，得到的地面油量多 。
5、当岩石表面亲水时，毛管力是水驱油的动力；反之，是水驱油的阻力。
6、根据苏林分类法，地层水主要分为重碳酸钠型、硫酸钠型、氯化钙型和氯化镁型。
7、天然气在原油中的溶解度主要受温度 压力 原油和天然气组成等的影响。
8、砂岩的胶结类型主要有基底胶结 孔隙胶结 接触胶结三种，其中基底胶结的胶结强度最大。
9、火烧油层的方式主要有正向燃烧；逆(反)向燃烧；湿式燃烧。
10、单组分烃的相图实际是该烃的饱和蒸汽压线，该曲线的端点称为临界点。
11、流度比的值越小，越有利于提高原油采收率。
12、对应状态定律指出：在相同的对应温度 对应压力下，所有的纯烃气体都具有相同的压缩因子。
13、油藏的驱动方式以主要的驱油能量命名。
14、一般而言，油越稠，油水过渡带越宽。
其依据的公式是 ])/[(g P h o w cR ρρ-=。
15、储层岩石的“孔渗饱”参数是指岩石的孔隙度 渗透率 饱和度。
16、单组分气体在液体中的溶解服从亨利定律。
二、名词解释1.砂岩的粒度组成：构成砂岩的各种大小不同的颗粒的相对含量，以质量百分数表示。
2.地层油的等温压缩系数：在等温条件下，地层油的体积随压力的变化率。
3.润湿：液体在分子力作用下沿固体表面的流散现象。
4.平衡常数：在一定温度和压力下，系统中气液两相达到热力学平衡时，某一组分在气相和液相中的分配比例。
5.贾敏效应：液珠或气泡通过孔喉时产生的附加阻力。
6.两相体积系数：当油藏压力低于泡点压力时，地层油和其释放的气体的总体积与它在地面脱气后的体积之比。
7.压缩因子：一定温度和压力条件下，一定质量的实际气体所占有的体积与相同条件下理想气体占有的体积之比。
驱油效率和体积波及系数的确定
纳米驱油剂扩大多元化机理
3、桥联作用：纳米驱油剂具有桥联作用，能够将油滴与水滴连接起来，形成 “油墙”，进一步扩大了水驱波及体积。
纳米驱油剂提高采收率机理
纳米驱油剂提高采收率机理
纳米驱油剂提高采收率的机理主要包括以下几个方面： 1、降低界面张力：纳米驱油剂能够降低油水界面张力，使残余油滴易于被水 驱走，从而提高采收率。
水驱体积波及系数的变化关系
水驱体积波及系数的变化关系
水驱体积波及系数是指注入水在一定时间内波及到的油藏体积与注入水的体 积之比。在实际应用中，可以通过以下公式计算：
水驱体积波及系数的变化关系
π：圆周率 R：油藏半径 Ct：总采收率 Swept：水驱体积 Swf：最终采收 率
水驱体积波及系数的变化关系
结论与展望
结论与展望
本研究深入探讨了纳米驱油剂扩大水驱波及体积的机理及其实验验证。结果 表明，纳米驱油剂通过降低界面张力、改变润湿性、桥联作用等多种机理协同作 用，有效扩大了水驱波及体积，提高了采收率。实验结果与理论模型相符，表明 纳米驱油剂在提高采收率方面具有显著优势和良好前景。
结论与展望
展望未来，纳米驱油剂作为一种新型高效的驱油剂，有望为石油开采行业带 来革命性的变化。进一步的研究可集中在以下几个方面：1）优化纳米驱油剂的 制备方法和配方，提高其稳定性和适用性；2）研究纳米驱油剂与其他驱油剂的 协同作用，
四、数值模拟在驱油效率与体积波及系数中的应用
在数值模拟过程中，需要对不同的参数进行敏感性分析，以确定关键参数和 最佳的注入方案。例如：注入速度、注入浓度、表面活性剂浓度等参数对驱油效 率和体积波及系数的影响。同时，还需要考虑储层的非均质性和各向异性等因素 对驱油效果的影响。
五、结论
提高采收率原理总复习
实用文档《提高采收率原理》综合复习资料一、名词解释1、泡沫特征值：指泡沫中气体体积对泡沫总体积的比值。
2、最低混相压力：指气驱中气驱采收率超过90%的驱替压力。
3、波及系数：指驱油剂波及到的油层容积与整个含油容积的比值。
4、润湿现象：固体界面上一种流体被另一种流体取代的现象。
5、色谱分离现象：组合的驱油成分以不同的速度流过地层的现象。
6、流度：流度是指流体通过孔隙介质能力的一种量度，等于流体的渗透率与粘度之比。
7、牺牲剂：在驱油过程中为了减少驱油剂在地层中的损耗而首先注入的廉价化学剂。
8、PI值：PI值是由注水井井口压降曲线和PI值的定义求出的用于调剖堵水决策的重要参数。
9、残余阻力系数：残余阻力系数是指聚合物溶液通过岩心前后的盐水渗透率比值。
10、Jernnings碱系数：碱系数是指双对数坐标内油水界面张力对碱质量分数的关系曲线和0.01〜1.0mN.m-1所包的面积与0.01〜1.0mN.m-1和0.001%〜1.0%碱质量分数所包的面积之比乘6。
11、酸值：将1g原油中和到pH值产生突跃时，所需KOH的质量，单位是mg/g。
、填空题1、碱驱一般要求原油酸值大于0.2mg/g。
2、注蒸汽有两种方式，即蒸汽驱和蒸汽吞吐。
3、进行过聚合物驱矿场试验的两种聚合物为HPAM、XC。
4、原油采收率=波及系数X洗油效率。
5、调剖是通过提高注入水的波及系数来提高原油采收率的。
6、在亲水地层，毛细管力是水驱油的动力,Jamin效应是水驱油的阻力;在亲油地层，毛细管力是水驱油的阻力。
7、地层越不均质，采收率越歪。
将注水采油的毛管数的数量级增至10-2,则剩余油饱和度趋于008、CaCO3在含Na+、K+、Ca2+、Cl-的地层水中表面带正电。
砂岩零电位点时的pH为5,在pH=6.5的地层水中表面带负电。
9、调剖堵水是通过提高注入水的波及系数来提高原油采收率的。
从水井注入地层的堵剂叫调剖剂，从油井注入地层的堵剂叫堵水剂。
采收率影响因素
采收率定义为E R =EV. EDER为采收率；EV为波及系数. ED驱油效率影响采收率的原因水的波及系数（波及系数是指注水所波及到的油层体积与整个含油油层的体积之比）的提高，降低了驱油效率。
造成原油被圈捕的第二个原因是油层岩石的润湿特性。
若岩石为水润湿性的，则注入水能把岩石表面的原油冲刷下来；反之，若岩石为油润湿性的，注入水只能冲刷一部分原油。
这时，驱出原油的能力可用洗油效率来描述（洗油效率是指注入水所采出的油的体积与整个波及油区中油的体积之比）。
另一个原因是毛细管液阻效应。
当驱动原油在毛细孔中运移到喉道（即油岩中毛隙孔径小的地方）时，原油块会发生形变，产生附加压力ΔP。
该附加压力阻止原油向油井井底运行,必然降低采收率。
由于上述几个原因，剩余油是以不连续油块的形式被圈捕在注入水所波及到的油藏中的。
提高采收率的途径针对影响采收率的几个因素，可以采用相应的物理、化学方法提高原油采收率。
（1）降低水油流度比（M），提高波及系数水油流度比定义是：M=（KW /UW）/（KO /UO）。
其中，KW、UW分别为水体系在地层中的有效渗透率和水体系的粘度；KO、UO分别为原油在地层中的有效渗透率和原油的粘度。
当M≤1时，水驱是有效的；M>1时，驱油体系将发生指进现象（即注入水以类似于手指插入的方式进入油层，发生水窜），水驱无效。
在实际生产中，常把高聚物加入水中以提高水体系的粘度UW，降低水油流度比，从而提高注入水的波及系数，达到提高驱油效率这一目的。
（2）增加毛管数注水开采后，被圈捕在岩石孔隙中的不连续油块受到两个主要作用力——粘滞力和驱动力的作用。
实验发现，原油采收率与上述两种作用力之比——毛管数（N）有很大的关系。
N = UWVW/δ=K×ΔP/（δ×L），式中的UW指水体系的粘度，VW指水体系的流动速度，δ为水和原油之间的界面张力，ΔP 表示被圈捕油珠通过毛细孔喉道所需的附加压力，L指被圈捕的油珠长度，K为比例系数。
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3.2.
4.3波及系数的计算
前苏联西帕奇夫(Cипачев)和纳扎洛夫(Hазаров)，分别于1981年和1982年以经验公式的形式提出了在我国定名为丙型水驱曲线的关系式，1995年国内学者陈元千完成了对它的理论推导，其关系式为
p p p L N L βα+= （3.2- 1） β
α)
1(1w p f N --=
（3.2- 2）
β
1
)
(=
-=
oi
or oi p om B S S V N （3.2- 3）
油田的累积产量可由下式表示
o p NR N = （3.2- 4）
油田的石油地质储量和采出程度，可表示为
oi oi p B S V N /= （3.2- 5）
V D o E E R = （3.2- 6）
水驱开发的驱油效率表示为
oi
or
oi D S S S E -=
（3.2- 7） 将式（3.2- 7）代入式（3.2- 6）得
V oi or
oi o E S
S S R ⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛-= （3.2- 8） 再将式（3.2- 5）和式（3.2- 8）代入式（3.2- 4）得
V oi
or oi p p E B S S V N )
(-=
（3.2- 9）
将式（3.2- 3）代入式（3.2- 9）得
om
p V N N E =
（3.2- 10）
再将式（3.2- 2）和式（3.2- 3）代入式（3.2- 10），预测水驱体积波系数与含水率的关系式为
)1(1w V f E --=α （3.2- 11）
式中：
p L —累积产液量，104t ； p N —累积产油量，104t ；
oi B —地层原油体积系数；
D E —驱油效率； V E —水驱体积波及系数； w f —含水率；
N —地质储量，104t ；
p N —累积产油量，104t ；
om N —可动油储量，104t ； o R —地质储量采出程度；
oi S —原始含油饱和度； or S —残余油饱和度；
α—丙型水驱曲线直线的截距；
β—丙型水驱曲线直线的斜率。
（1） 13-1油田
13-1油田波及效率随生产时间变化图
13-1油田波及效率随含水率变化图
由以上计算结果可知，目前各油组的波及效率在70%左右，ZJ1-4U+M油组波及系数大于ZJ2-1U油组，ZJ2-1U油组波及系数大于ZJ2-2U油组。
按照目前方式生产，最终的波及效率将达到90%左右。
13-1油田水驱波及效率分析表
ZJ1-4U+M丙型水驱曲线
ZJ2-1U 丙型水驱曲线
ZJ2-2U 丙型水驱曲线
3.4水驱油效率研究
3.4.1 动态水驱油效率计算方法研究
3.4.1.1 动态相渗曲线
地层岩石的空隙中，最初都是饱和了地层水的，当油运移进来之后，把可动水全部驱走，只剩下束缚水。
因此油藏中原始含油饱和度为：
wc oi S S -=1 （3.4- 1）
当采用注水开发开采原油时，水驱替原油之后的残余油饱和度为or S ，那么被水驱替走的原油饱和度为：
or wc D S S S --=1 (3.4- 2)
因此，水驱油的驱替效率（D E ）可以通过相渗曲线由式（3.4- 3）进行计算。
wc
or
wc oi D D S S S S S E ---==
11 (3.4- 3) 3.4.1.2 丙型水驱曲线
何贤科等于2005年提出了利用丙型水驱曲线来计算最终驱油效率的方法。
丙型水驱曲线为
p
p
p L N L βα+=
当达到极限含水率时
β
α)
1(1wl R f N --=
)
1(1wl V f E --=α
则有
N f N N E wl R R βα)
1(1--==
那么
()N E E E V R D β1==
根据上式便可预测不同生产阶段的所对应的最终驱油效率。
（1） 13-1油田
图1 13-1油田驱油效率随时间变化曲线
根据各个阶段的采出程度和波及系数可以求得各个生产时段的驱油效率（图1）。
由此可知，ZJ1-4U+M油组和Z2-1油组的驱油效率都有着先增大后减小的趋势，且Z2-1U油组的驱油效率高于ZJ1-4U+M油组，驱油效果较好。
这是由于在生产之初，水相没有形成固定的通道，有利于驱油；生产一段时间以后，水相流动通道形成，便难以驱替通道中的原油，因而驱油效率降低。
丙型水驱曲线法计算各油组的最终驱油效率
由图可知，目前就最终驱油效率而言，ZJ2-2U油组大于ZJ2-1U油组，ZJ2-1U 油组大于ZJ1-4U+M油组，且各油组的驱油效率有下降的趋势。
按照目前方式生产，ZJ2-2U油组的最终驱油效率将达到80%，ZJ2-1U油组则有70%左右，ZJ1-4U+M油组的驱油效率较低，略超过50%。
因此，在实际开发时，可以选择一些方法来提高ZJ1-4U+M油组的驱油效率，以提高该油组的采收率。
ZJ1-4U+M油组采出程度与波及系数和驱油效率关系
ZJ2-1U油组采出程度与波及系数和驱油效率关系13-1油田在生产过程中，原油的采出主要是依靠水驱驱油效率的作用，表明水驱洗油效率好。