石油工程概论 ：第十二章 提高采收率原理与方法
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水驱油藏残余油的分布： 亲水岩藏： 大多以珠状形式被捕集在流通孔道中。 亲油岩藏： 存在于注入水未进入的较小的流通孔
道中，而在充满水的大孔隙中，残余 油呈膜状粘附在孔壁上。
残余油的分布状况及数量直接与岩石的润湿性、 界面张力、岩石的微观结构等有关。
二、提高采收率的方向
第一，通过降低流度比以提高波及系数，同时尽可能 适应油层的非均质性，以减少非均质性对驱油过程的 不利影响；
其中：
EV
Vsw V
ED
So
Hale Waihona Puke Baidu
Sor So
采收率是注入工作剂的体积波及系数与驱油效率的乘积
(一)波及系数
影响因素： 流度比、岩石的宏观非均质性、注采井网 对非均质性的适应程度等
⒈流度比 指注入工作剂的流度与被驱原油在未波及区 的流度之比。
流度：流体的渗透率与其粘度之比。
＝ K
水油流度比：
M
驱动液流度 被驱动液流度
活性剂驱主要以提高驱油效率为主。
药剂 磺酸盐型
羧酸盐型
聚醚型
非离子－阴离子型
存在问题 活性剂在岩石表面大量吸附；活性水与普通水的粘度差很小。
3、碱驱
在注入水中加入碱，与原油中的有机酸反应，
驱 油
生成表面活性剂，降低油水界面张力，形成
机 乳状液和改变岩石润湿性，提高波及系数和
理 驱油效率。
药剂 氢氧化钠(NaOH) 硅酸钠（Na2SiO3） 碳酸钠（NaCO3 ） 原硅酸钠（由NaOH和水玻璃配置而成）
药剂 聚丙烯酰胺 部分水解聚丙烯酰胺
黄原胶
存在问题
聚合物：热降解、盐降解、剪切降解、地层吸附
2．活性剂驱
类型 微乳状液驱、活性水驱、胶束溶液驱和泡沫驱等。
⑴降低油水界面张力；
驱 油
⑵改变亲油岩石表面的润湿性；
机 ⑶使原油乳化，产生迭加的液阻系数（贾敏效应），
理 增加高渗层的流动阻力，减小粘度指进现象。
主观因素体现了人们对驱油过程的影响能力； 主观因素的实现取决于人们对客观因素的认识程度。
主观因素对油藏开采的作用程度在逐渐增加：
依靠
一次采油
天然能量
人工注水 注气
化学驱 混相驱 热力采油 微生物采油
立足
二次采油
物理、机械和力学 等宏观作用
三次采油 应用 化学、物理、热力、生物
(强化采油)
或联合微观驱油作用
图12－7 混相流体驱油过程的相段分布图
1.液化石油气驱动法
向油藏注入以丙烷为主的液化石油气，与原油形成混相 段塞，然后用天然气驱动段塞。液化石油气段塞前缘可 与地层油混相，后面与天然气混溶，形成良好的混相带。
图12－8 注液化石油气混相驱油过程
2.富气驱油法
对于地层油中轻质组分（C2-6）较少的油藏，可注入适量加 入乙烷、丙烷和丁烷的天然气，富气中的较重组分不断凝析 到原油中，最终使注入气与原油混相的驱油方法。 驱油过程是先注一段富气，再注一段干气，然后用水驱动。
第十二章 提高采收率原理与方法
第一节 采收率及其影响因素
一、影响采收率的因素
最终采收率＝
可采储量 地质储量
100％
可采储量综合体现了油藏岩石和流体 性质与所采取的技术措施的影响
油藏采收率的高低与油藏地质条件和开采技术有关
(一)油藏地质因素
客观因素
★油气藏的地质构造形态；
★天然驱动能量的大小及类型； 水驱采收率最大，溶解气驱采收率最小；
w o
Krw Sor o Kro Swc w
M<1：有较规则的流动前缘， 见水波及系数可达70％左右；
M>2：出现明显的粘滞指进 现象，波及系数降低。
图12－4 五点法注采单元
流度比对波及状况的影响
M
驱动液流度 被驱动液流度
w o
K rw K ro
Sor S wc
o w
结论
波及系数随水油流度比的增大而减小。
第二，通过减小界面张力或者消除工作剂与原油间的 界面效应以提高驱油效率。
第二节 提高采收率的方法
一、化学驱油法
原 理
通过向油藏注入化学剂，以改善流体和 岩石间的物化特征，如降低界面张力、
改善流度比等，从而提高采收率。
包括：聚合物驱、活性剂驱、碱驱和复合驱。
1、聚合物驱
驱油机理 在注入水中加入水溶性高分子聚合物，增加水的 粘度，降低水相渗透率，减小流度比M，提高波及 系数。此外可以减小粘度指进，提高驱油效率。
存在问题 碱耗；流度控制。
4、化学复合驱
化学复合驱是由聚合物、活性剂、碱以各种形式组合驱动。 包括：二元驱和三元驱。
降低界面张力：碱与原油中的酸性成份反应就地产生表面
活性剂，降低相间界面张力和残余油饱和度，添加的表面活
驱 性剂与聚合物间的协同效应产生超低界面张力，并扩大低界
面张力的碱浓度范围；
油 聚合物的流度控制作用：聚合物可以使水相粘度增加，
★油藏岩石及流体性质； 岩石的非均质性、流体组成、岩石润湿性、 流体与岩石间的作用关系。
(二) 油田开发和采油技术因素
主观因素
★油气藏开发层系划分； ★布井方式与井网密度的选择； ★油井工作制度的选择和地层压力的保持程度； ★完井方法； ★开采工艺技术水平和增产措施； ★提高采收率方法的应用规模。
降低M的措施： 增大μw；减小μo；增大Ko；降低Kw。
⒉油层岩石宏观非均质的影响
实际油层是在水流冲刷过程中沉积形成的
顺水流方向与垂直水流方向的渗透率必然有差异 流体沿渗透率好的方向流动快
形成不轨则驱动前缘 注采井网安排不当
油井会过早水淹，油藏留下一些“死油区”
(二)驱油效率
影响因素： 岩石性质及其微观结构和流体性质
二、波及系数与驱油效率
采收率可以表示为：
ER
VswSo VswSor VSo
Vsw V
So Sor So
EV ED
VESswov－－－原体工始积作含波剂油及的饱系驱波的和数替及体度；体系积；积数与；：油洗驱指藏SEVoD油替r总工－－－油效出体作洗残的藏油余率的积剂波总效油：原之驱体及率饱油指比到积。和体体在；度积积波；之与及比工范作围剂内
渗透率降低，扩大驱替相的波及体积；
机 降低化学剂的吸附损失：碱的存在可降低注入的表面活
性剂、聚合物等的吸附，提高洗油效率；
理 另外：复合驱还具有碱驱所具有的乳化携带、捕集、聚并、
润湿反转等机理。
二、混相驱油法
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。 包括：注液化石油气驱油法、富气驱油法、高压干气驱油 法和二氧化碳驱油法。 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。
道中，而在充满水的大孔隙中，残余 油呈膜状粘附在孔壁上。
残余油的分布状况及数量直接与岩石的润湿性、 界面张力、岩石的微观结构等有关。
二、提高采收率的方向
第一，通过降低流度比以提高波及系数，同时尽可能 适应油层的非均质性，以减少非均质性对驱油过程的 不利影响；
其中：
EV
Vsw V
ED
So
Hale Waihona Puke Baidu
Sor So
采收率是注入工作剂的体积波及系数与驱油效率的乘积
(一)波及系数
影响因素： 流度比、岩石的宏观非均质性、注采井网 对非均质性的适应程度等
⒈流度比 指注入工作剂的流度与被驱原油在未波及区 的流度之比。
流度：流体的渗透率与其粘度之比。
＝ K
水油流度比：
M
驱动液流度 被驱动液流度
活性剂驱主要以提高驱油效率为主。
药剂 磺酸盐型
羧酸盐型
聚醚型
非离子－阴离子型
存在问题 活性剂在岩石表面大量吸附；活性水与普通水的粘度差很小。
3、碱驱
在注入水中加入碱，与原油中的有机酸反应，
驱 油
生成表面活性剂，降低油水界面张力，形成
机 乳状液和改变岩石润湿性，提高波及系数和
理 驱油效率。
药剂 氢氧化钠(NaOH) 硅酸钠（Na2SiO3） 碳酸钠（NaCO3 ） 原硅酸钠（由NaOH和水玻璃配置而成）
药剂 聚丙烯酰胺 部分水解聚丙烯酰胺
黄原胶
存在问题
聚合物：热降解、盐降解、剪切降解、地层吸附
2．活性剂驱
类型 微乳状液驱、活性水驱、胶束溶液驱和泡沫驱等。
⑴降低油水界面张力；
驱 油
⑵改变亲油岩石表面的润湿性；
机 ⑶使原油乳化，产生迭加的液阻系数（贾敏效应），
理 增加高渗层的流动阻力，减小粘度指进现象。
主观因素体现了人们对驱油过程的影响能力； 主观因素的实现取决于人们对客观因素的认识程度。
主观因素对油藏开采的作用程度在逐渐增加：
依靠
一次采油
天然能量
人工注水 注气
化学驱 混相驱 热力采油 微生物采油
立足
二次采油
物理、机械和力学 等宏观作用
三次采油 应用 化学、物理、热力、生物
(强化采油)
或联合微观驱油作用
图12－7 混相流体驱油过程的相段分布图
1.液化石油气驱动法
向油藏注入以丙烷为主的液化石油气，与原油形成混相 段塞，然后用天然气驱动段塞。液化石油气段塞前缘可 与地层油混相，后面与天然气混溶，形成良好的混相带。
图12－8 注液化石油气混相驱油过程
2.富气驱油法
对于地层油中轻质组分（C2-6）较少的油藏，可注入适量加 入乙烷、丙烷和丁烷的天然气，富气中的较重组分不断凝析 到原油中，最终使注入气与原油混相的驱油方法。 驱油过程是先注一段富气，再注一段干气，然后用水驱动。
第十二章 提高采收率原理与方法
第一节 采收率及其影响因素
一、影响采收率的因素
最终采收率＝
可采储量 地质储量
100％
可采储量综合体现了油藏岩石和流体 性质与所采取的技术措施的影响
油藏采收率的高低与油藏地质条件和开采技术有关
(一)油藏地质因素
客观因素
★油气藏的地质构造形态；
★天然驱动能量的大小及类型； 水驱采收率最大，溶解气驱采收率最小；
w o
Krw Sor o Kro Swc w
M<1：有较规则的流动前缘， 见水波及系数可达70％左右；
M>2：出现明显的粘滞指进 现象，波及系数降低。
图12－4 五点法注采单元
流度比对波及状况的影响
M
驱动液流度 被驱动液流度
w o
K rw K ro
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结论
波及系数随水油流度比的增大而减小。
第二，通过减小界面张力或者消除工作剂与原油间的 界面效应以提高驱油效率。
第二节 提高采收率的方法
一、化学驱油法
原 理
通过向油藏注入化学剂，以改善流体和 岩石间的物化特征，如降低界面张力、
改善流度比等，从而提高采收率。
包括：聚合物驱、活性剂驱、碱驱和复合驱。
1、聚合物驱
驱油机理 在注入水中加入水溶性高分子聚合物，增加水的 粘度，降低水相渗透率，减小流度比M，提高波及 系数。此外可以减小粘度指进，提高驱油效率。
存在问题 碱耗；流度控制。
4、化学复合驱
化学复合驱是由聚合物、活性剂、碱以各种形式组合驱动。 包括：二元驱和三元驱。
降低界面张力：碱与原油中的酸性成份反应就地产生表面
活性剂，降低相间界面张力和残余油饱和度，添加的表面活
驱 性剂与聚合物间的协同效应产生超低界面张力，并扩大低界
面张力的碱浓度范围；
油 聚合物的流度控制作用：聚合物可以使水相粘度增加，
★油藏岩石及流体性质； 岩石的非均质性、流体组成、岩石润湿性、 流体与岩石间的作用关系。
(二) 油田开发和采油技术因素
主观因素
★油气藏开发层系划分； ★布井方式与井网密度的选择； ★油井工作制度的选择和地层压力的保持程度； ★完井方法； ★开采工艺技术水平和增产措施； ★提高采收率方法的应用规模。
降低M的措施： 增大μw；减小μo；增大Ko；降低Kw。
⒉油层岩石宏观非均质的影响
实际油层是在水流冲刷过程中沉积形成的
顺水流方向与垂直水流方向的渗透率必然有差异 流体沿渗透率好的方向流动快
形成不轨则驱动前缘 注采井网安排不当
油井会过早水淹，油藏留下一些“死油区”
(二)驱油效率
影响因素： 岩石性质及其微观结构和流体性质
二、波及系数与驱油效率
采收率可以表示为：
ER
VswSo VswSor VSo
Vsw V
So Sor So
EV ED
VESswov－－－原体工始积作含波剂油及的饱系驱波的和数替及体度；体系积；积数与；：油洗驱指藏SEVoD油替r总工－－－油效出体作洗残的藏油余率的积剂波总效油：原之驱体及率饱油指比到积。和体体在；度积积波；之与及比工范作围剂内
渗透率降低，扩大驱替相的波及体积；
机 降低化学剂的吸附损失：碱的存在可降低注入的表面活
性剂、聚合物等的吸附，提高洗油效率；
理 另外：复合驱还具有碱驱所具有的乳化携带、捕集、聚并、
润湿反转等机理。
二、混相驱油法
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。 包括：注液化石油气驱油法、富气驱油法、高压干气驱油 法和二氧化碳驱油法。 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。