提高原油采收率原理 EOR第五章
提高采收率(ERO)
一、球形曲界面压力差
1、球形曲界面压差的实验证明
p1
p2
p1 p2
2、球形曲界面两侧压差产生原因
• 表面能趋于减少，气泡表面倾向于收缩，必 然会产生一种作用，去阻碍气泡表面增大， 即表面能趋于减少的倾向会对鼓泡的方向施 加压力，阻碍表面增大，称为表面收缩压。 • 表面收缩压与鼓泡的压力平衡 • Δp = p 1 – p2
2.4 润湿性对采收率影响
（82-36） /82=0.56
（65-20） /65=0.69
3、 流度比
λw k w k o M wo= = / λo μ w μo
生产井
流度：流体通过孔隙介质能力的一种量度 油
λ=
水 油
k
油
μ
注入井
水 油
调剖堵水 K2>K3>K1
聚合物驱、热采
4、毛管数 • 定义 无因次准数
油湿 大于90 大于140 大于100
中性润湿 90 90~140 60~100
2.2 Amott指数法
IA(w)>0:水湿； IA(w)=0:油湿； IA(w)接近于0为中性润湿 IA(o)>0:油湿； IA(o)=0:水湿； IA(o)接近于0为中性润湿
2.3 USBM方法
W=lg(A1/A2) W正值：水湿 W负值：油湿 W为零：中性
3、球形曲界面两侧压差公式推导
对于液体下的一个气泡，半径为r，在Δp作用下试 图增加其体积，半径增加dr，体积增加 dV=4πr2dr，表面积增加dA= 8πrdr 按照热力学，此过程作功
W=ΔpdV=Δp 4πr2dr
按照表面能的概念，表面能增加
σdA= σ 8πrdr
容积功=表面能增加 Δp 4πr2dr= σ 8πrdr
8.3.4 提高原油采收率技术简介.pdf
3 ASP三元复合驱技术中的几个问题
◎表面活性剂的筛选与研制 ◎减少化学剂的损失 ◎抑制复合体系的组分分离（色谱分离） ◎防垢、除垢 ◎采出液处理
五、混相驱
1 概念
混相是指相间界面消失。 混相驱是指以混相注入剂做驱油剂的驱油法。 混相注入剂则是指在一定条件下注入地层，能与 地层原油混相的物质。 油水界面张力为0，洗油效率高。
（1）高分子量：一般驱油用HPAM的分子量为1千万到几千 万； （2）多分散性：HPAM的分子量具有不均一性，是分子量 不等的同系聚合物的混合物； （3）几何结构多样化：聚合物的几何结构有线型、支型 和体型三种形态； （4）物化性能稳定：HPAM具有稳定的化学性质和特殊的 物理性能，以满足驱油的要求。
8 石油化学品与油田化学品
8.3.4 油层化学改造 (提高原油采收率技术简介)
原油采收率
原油采收率（ER）=采出储量（NR）/地质储量（N ）×100％ 水驱采收率（ER）=波及系数（EV）X 洗油效率（ED）×100％
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。
EV
V sw = V
2 黄胞胶（XC）（生物聚合物）
热稳定性差（71℃）；生物稳定性差（24小时， 需加醛类杀菌剂）；剪切稳定性好（支链）。
3、聚合物对水的稠化能力
增加水的粘度
◎ 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。 ◎聚合物链中的亲水基团在水中溶剂化 （水化）。 ◎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。
表面活性剂在水油界面吸附，可以降低水油界面张力 ▽降低岩石对原油的粘附力，提高洗油效率 ▽增大毛管数 ▽减少亲油油层的毛细管阻力
目前提高采收率(EOR)技术方法及其机理
目前EOR技术方法主要有哪些，分别论述其机理？1化学驱（Chemical flooding）定义：通过向油藏注入化学剂，以改善流体和岩石间的物化特征，从而提高采收率。
1.1聚合物驱（Polymer Flooding）（1）减小水油流度比M（2）降低水相渗透率（3）提高波及系数（4）增加水的粘度聚合物加入水中，水的粘度增大，增加了水在油藏高渗透部位的流动阻力，提高了波及效率。
高渗透部位流动时，水所受流动阻力小，机械剪切作用弱，聚合物降解程度低，则聚合物分子就易于缠结在孔隙中，增大高渗透部位的流动阻力。
反之，低渗透率部位，聚合物分子降解作用强，，反而容易通过低孔径孔隙，而不堵塞小孔径。
1.2表面活性剂驱(Surfactant Flooding)（1）降低油水界面张力表面活性剂在油水界面吸附，可以降低油水界面张力。
界面张力的降低意味着粘附功的减小，即油易从地层表面洗下来，提高了洗油效率；（2）改变亲油岩石表面的润湿性（润湿反转）一般驱油用表面活性剂的亲水性均大于亲油性，在地层表面吸附，可使亲油的地层表面反转为亲水，减小了粘附功，也即提高了洗油效率；（3）乳化原油以及提高波及系数驱油用的表面活性剂的HLB 值一般在7—18范围，在油水界面上的吸附，可稳定水包油乳状液。
乳化的油在向前移动中不易重新粘附润湿回地层表面，提高了洗油效率。
此外，乳化的油在高渗透层产生贾敏效应，可使水较均匀地在地层推进，提高了波及系数；（4）提高表面电荷密度当驱油表面活性剂为阴离子型表面活性剂时，它在油珠和地层表面上吸附，可提高表面的电荷密度，增加油珠与地层表面的静电斥力，使油珠易被驱动界质带走，提高了洗油效率；（5）聚集并形成油带若从地层表面洗下来的油越来越多，则它们在向前移动时可发生相互碰撞。
当碰撞的能量能克服它们之间的静电斥力时，就可聚并并形成油带。
油带向前移动又不断聚并前进方向的油珠，使油带不断扩大，最后从生产井采出；（6）改变原油的流变性表面活性剂水溶液驱油时，一部分表面活性剂溶入油中，吸附在沥青质点上，可以增强其溶剂化外壳的牢固性，减弱沥青质点间的相互作用，削弱原油中大分子的网状结构，从而降低原油的极限动剪切应力，提高采收率。
提高采收率原理与方法 EOR
⑵降解 将高分子烃类降解为低分子的烃类，可降低原 油粘度和凝固点，增加原油的流动性。 3．产生气体 ①产生CO2、CH4、H2等气体，使油层压力增加； ②部分气体溶解在原油中，使原油体积膨胀，粘度
降低；
③产生的C02气体溶解于水生成碳酸，处理碳酸
盐岩地层，可提高孔隙度和渗透率。
4．解堵作用 就地发酵产生的有机酸和气体使井筒周围得到
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。
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
一次采油一次采油天然能量天然能量依靠依靠二次采油二次采油物理机械和力物理机械和力学等宏观作用学等宏观作用立足立足人工注水人工注水注气注气第二节提高采收率的方法三次采油三次采油强化采油强化采油化学物理热化学物理热力生物或联合力生物或联合微观驱油作用微观驱油作用应用应用化学驱化学驱混相驱混相驱热力采油热力采油微生物采油微生物采油一化学驱油法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
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。
注富气混相驱油过程
3.高压干气驱油法
当地层中原油组分含轻烃组分较多时，可向油藏 高压注干气，与原油充分接触，油中的轻质组分 C2-6 逆行到气体前缘，并使之富化，富化的气体 在推进过程中不断与新原油接触，进一步被富化， 最后达到混相。
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。
提高原油采收率原理 103页PPT文档
2010年11月10日
资源学院石油系 Yuan Caiping
第5页
热力采油的发展史
提高采收率原理 石油工程专业选修课
热力采油在EOR采油中的地位及潜力
几个主要国家稠油和沥青砂的储量：
加拿大：3820108t
委内瑞拉：2270108t
美国：300108t
中国：20108t 前苏联：242108t
第二节 蒸汽吞吐 一、蒸汽吞吐开采过程 二、蒸汽吞吐机理 三、影响蒸汽吞吐的因素 第三节 蒸汽驱 一、蒸汽驱采油机理 二、影响蒸汽驱效果的因素 第四节 火烧油层 一、火烧油层的采油机理 二、火烧油层的采油方法
2010年11月10日
资源学院石油系 Yuan Caiping
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第八章 热力采油
2010年11月10日
本章重点：
1、稠油 2、蒸汽吞吐 3、蒸汽驱
资源学院石油系 Yuan Caiping
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热力采油的发展史
提高采收率原理 石油工程专业选修课
热采发展史
任何技术的发展都是以生产的需要为动力，生产的 需要是热力采油技术发展的原动力。由于发现的稠油 无法用天然能量和注水进行正常开发，人们开始了研 究新技术。早期的研究包括：
• 中 国：2019年初：EOR的产量:40万桶/d 注蒸汽产量占50％
2010年11月10日
资源学院石油系 Yuan Caiping
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第一节 基本理论
提高采收率原理 石油工程专业选修课
一、基本概念
1、热力采油方法：是指利用热能加热油藏, 降低原油的粘 度, 将原油从地下采出的一种提高采收率的方法。
热采的总的目的：加热油层提高原油温度，使原油易于流动。
学术硕士提高采收率原理与方法EOR思考题(2013)
第一章习题1. 与国外大型油田相比，试分析我国大型油田水驱采收率偏低的主要原因。
答：储层物性差——非均质性储层结构复杂（如小断块等）高温高盐原油性质差——粘度高、含蜡高、胶质和沥青质含量高2. 试分析我国EOR技术发展与应用的潜力。
3. 我国的石油资源有哪些特点，这些特点对于石油采收率有何影响？答：特点：我国油气资源相对短缺；水驱采收率低；东部原油产量已出现总递减，西部产量持续上升，保持了中国石油原油产量稳中有升；已开发油田大多数已处于高含水和高采出程度的双高阶段已开发储量；储采比略有下降。
影响：1）.油藏地质特点是选择提高采收率方法的基础2）.物料来源决定提高采收率发展的方向3）.油价决定提高采收率的规模和时机4）.地质和油藏工程研究是提高采收率技术成败的关键5）.国家鼓励政策是促进提高采收率工作发展的保证第二章习题1. 简要分析裂缝对于油田开采和提高采收率的利与弊。
裂缝对于油田开采的利弊：利：驱油通道——尤其是特(超）低渗透油藏，裂缝是有效开采的必要条件。
弊：水窜通道——暴性水淹、注入水无效循环的原因。
提高采收率技术思路之一：在油藏深部封堵窜流通道2. 影响均匀厚油层水驱波及厚度的主要因素有那些？简单分析其影响机理。
①重力影响——对于地层倾角不大的均匀厚层在水驱油开发过程中，造成水波及厚度小的原因之一是重力效应。
注入水将优先沿油层底部推进，到油井见水时，上部有相当的厚度未被水波及。
②油水粘度比——油水粘度比越大，无水开采期的垂向波及厚度越小?重力差、油水粘度比增大→波及厚度减小③毛管力影响——3. 简述正韵律油层和反韵律油层的水驱特点。
①正韵律油层-----底部渗透率高，底部水洗程度高，垂向波及效率低。
②反韵律油层----上部渗透率高，底部水洗程度相对低些，垂向波及效率相对高些4. 在微细层理发育的油藏中，油水井的布置应注意什么问题？为什么？①对于板状交错层，水驱方向不能平行于斜层理走向，而应斜交，且角度大些更好，最好垂直（90˙)②若斜理延伸较远，注采井最好不要分布在同一倾斜层，这样有利于提高水的波及厚度。
石油行业提高石油采收率技术方案
石油行业提高石油采收率技术方案第一章石油采收率概述 (2)1.1 石油采收率定义及重要性 (2)1.2 提高采收率技术的发展趋势 (2)第二章油藏特性分析 (3)2.1 油藏类型及特性 (3)2.2 油藏评价方法 (3)2.3 油藏参数测定 (4)第三章水驱提高采收率技术 (4)3.1 水驱原理及分类 (4)3.2 水驱优化设计 (4)3.3 水驱效果评价 (5)第四章气驱提高采收率技术 (5)4.1 气驱原理及分类 (5)4.2 气驱优化设计 (6)4.3 气驱效果评价 (6)第五章热力驱提高采收率技术 (6)5.1 热力驱原理及分类 (6)5.2 热力驱优化设计 (7)5.3 热力驱效果评价 (7)第六章化学驱提高采收率技术 (8)6.1 化学驱原理及分类 (8)6.2 化学驱剂筛选及评价 (8)6.3 化学驱效果评价 (9)第七章微生物驱提高采收率技术 (9)7.1 微生物驱原理及分类 (9)7.2 微生物驱菌种筛选及培养 (9)7.3 微生物驱效果评价 (10)第八章混合驱提高采收率技术 (10)8.1 混合驱原理及分类 (10)8.1.1 混合驱原理 (10)8.1.2 混合驱分类 (10)8.2 混合驱优化设计 (11)8.2.1 混合驱参数优化 (11)8.2.2 混合驱工艺优化 (11)8.3 混合驱效果评价 (11)第九章提高采收率技术集成与优化 (12)9.1 技术集成策略 (12)9.2 技术优化方法 (12)9.3 集成优化效果评价 (12)第十章提高采收率技术的应用与前景 (13)10.1 提高采收率技术的应用案例 (13)10.2 提高采收率技术在我国的应用现状 (13)10.3 提高采收率技术的发展前景 (13)第一章石油采收率概述1.1 石油采收率定义及重要性石油采收率，是指从油藏中采出原油的能力，通常以油藏中原始地质储量的百分比来表示。
石油采收率是衡量油藏开发效果的关键指标，它反映了油藏开发的经济效益和技术水平。
油田应用化学第五章 油层的化学改造
油田应用化学 11
一、基本概念
剩余油和残余油的多少直接反映采收率的高低，对 剩余油和残余油的多少直接反映采收率的高低， 的多少直接反映采收率的高低 于注水开发油田的开发而言， 于注水开发油田的开发而言，采收率又是由注入水在油 波及效率和对原油的洗油效率决定的 层中的波及效率和对原油的洗油效率决定的。 层中的波及效率和对原油的洗油效率决定的。几个基本 概念： 概念： 1、剩余油：由于注入流体波及系数低，注入流体尚未 剩余油 由于注入流体波及系数低， 波及到区域内的原油。其特点是宏观上连续分布。 波及到区域内的原油。其特点是宏观上连续分布。 宏观上连续分布 2、残余油：在注入流体波及区域内或孔道内已扫过区 残余油： 域内残留的、未被流体驱走的原油。其特点是宏观上不 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。 连续分布。
油田应用化学 20
（4）粘性指进：在排驱过程中，排驱前缘不规则地呈 粘性指进：在排驱过程中， 指状穿入油区的现象。 指状穿入油区的现象。
生产井
油 水 油
注入井
K1
水
油
K2 K3
油
K2>K3>K1
（5）舌进：油水前缘沿高渗透层凸进的现象。 舌进：油水前缘沿高渗透层凸进的现象。
油田应用化学 21
（6）流度：一种流体通过孔隙介质能力的量度。在 流度：一种流体通过孔隙介质能力的量度。 有效渗透率(k)除以粘度(μ)， 数值上等于流体的有效渗透率(k)除以粘度(μ) 数值上等于流体的有效渗透率(k)除以粘度(μ)，以 λ表示。 表示。
油田应用化学 1
二次采油（ recovery） 2. 二次采油（secondery recovery） 是指一次采油后，向油层注水（或气） 是指一次采油后，向油层注水（或气）提高油层压 力而进行的采油。 力而进行的采油。 开始注水只是为了延缓或防止油层压力下降， 开始注水只是为了延缓或防止油层压力下降，这样可 延缓或防止油层压力下降 以维持较高的采油量和较长的生产时间。后来又认识到， 以维持较高的采油量和较长的生产时间。后来又认识到， 注水除了能维持油层压力外，还能从岩石孔隙中驱替出 注水除了能维持油层压力外， 部分原油，并将其驱入生产井。 部分原油，并将其驱入生产井。 随着注水时间的延长，油井含水不断升高， 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 时 继续注水是不经济的， 水率达到 迫停止注水，这时的采收率一般小于 采收率一般小于40%。 迫停止注水，这时的采收率一般小于 。
第五章提高采收率基础知识
第五章提高采收率（EOR）基础知识原油采收率是指采出地下原油原始储量的百分数，即采出原油量与地下原油原始储量之比。
在经济条件允许的前提下追求更高的原油采收率，既是油田开发工作的核心，又是对不可再生资源的保护、合理利用、实现社会可持续发展的需要。
一、采油方法回顾大多数油藏在发现以后，一般都经历了所谓的“一次采油”阶段。
在这个期间，主要是利用油藏本身的天然能量来采出一部分原油。
其采油机理是：随着油藏压力的下降，流体的体积膨胀和岩石压缩作用把油藏流体驱入井筒。
当油藏的压力降低到原油的饱和压力以下时，气体释放和膨胀又能采出一部分原油。
有些油藏带有气顶，气顶膨胀和重力排驱也能促使原油注入生产井。
一些油藏与含水层相连，它能提供活跃或部分活跃的水驱。
含水层的水侵既能驱替油藏孔隙中的原油，又能弥补由于原油开采造成的压力下降。
从石油开采的早期到20世纪30年代初期，大多数油藏都是利用一次采油机理进行开采的，直到经济极限产量为止，然后废弃这些油藏。
此时，油藏的压力一般衰竭到很低，或者具有活跃天然水驱油藏的产水率变得特别高。
对于不同的油藏，一次采油的采收率相差极大，这取决于开采机理和机理的组合、油藏类型、岩石性质、原油性质。
一次采油的采收率一般为5%～20%。
作为一种提高一次采油采收率和产能的方法，在一口或多口井中注入流体。
为此，曾将水和/或天然气作为注入流体，在低于天然气和原油的混相压力条件下注入地层，气体注入气顶，水注入靠近油水界面的含水层，或者注入油层。
开始，提高采收率只是为了延缓或防止油藏压力下降，这样可以维持较高的产量和较长的生产时间。
我们称这种技术为“保压”开采。
目前，在一次采油后一定时间内注入流体的采油方法通常被称为“二次采油”。
一次采油和注水或非混相注气的二次采油的最终采收率通常为原始地质储量的20%～40%。
在二次采油达经济极限时，向地层中注入流体、能量，将引起物理化学变化的方法通常被称为“三次采油(Tertiary Recovery)”。
提高石油采收率原理
极性端
非极性端
2.表面活性剂的类型
离子型
阴离子型 阳离子型
表面活 性剂
两性型
非离子型
阴离子型表面活性剂
活性剂在水中可以电离,电离后起活性 作用的部分是阴离子.
常用的有：
羧酸盐：分子结构R-CO2-Na,
亲水成易基本为结低-垢C,但O、2遇N絮a硬,凝水. ,
憎水基R-
磺酸盐：分子成结本构较R高-S,O但3-抗Na硬, 亲在水离基地子为层的-S中O能滞3力N留a较, 量强低, , 憎水常基用R-于活性剂驱.
2.岩石表面的选择性润湿
亲油岩石水驱油后的 残余油大多以油膜形态 分布于岩粒壁面,其次滞 留于较小孔隙中,也有油 丝形态的残余油.
2.岩石表面的选择性润湿
中性岩石水驱油后的 残余油主要是普遍分布于 岩粒壁面的油膜.造成这 种情况的原因还有待进一 步研究.
3.界面张力
os ow sw
在急变孔隙中, σow越大,使油滴变形通 过孔喉的阻力越大；则残余油越多.
EV
As hs Ah
As 水波及油藏的面积；
hs 水波及油藏的厚度；
A 油藏的面积；
h 油藏的厚度。
三、 ER与EV及ED的关系
已知: A, h, φ, Soi , Sor 等
产油量
波及区产出油
ER=
=
储量
储量
波及区原油储量－波及区残余油
=
储量
=
AshsφSoi－ AshsφSor
AhφSoi
1〕分子间力大； 2〕 构象多<多指线型聚合物> 3〕多分散性
多分散性：
指同种类型的聚合物是由大小不同的同系 分子混合而成,它不象低分子有固定的分子 量.即：聚合物分子的聚合度是变量.
提高原油采收率原理(EOR)(课堂PPT)
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7
盐含量/(mg·L-1)： （1）－3.5×104；（2）－3.0×104 ； （3）－2.0×104 ；（4）－1.0×104 ； （5）－0.5×104 ；（6）－0.1×104 ； （7）－0。
最佳盐含量在 10000mg/L以下
图5－3 不同盐含量下界面张力与氢氧化钠质量分数的关系
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8
二、乳化-携带（Emuls-Entrain)机理
在低的碱质量分数和低的盐含量下，由碱
与石油酸反应生成的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，碱驱应用有如下特点：
（）可以形成油珠相当小的乳状液；
（2）通过乳化提高碱驱的洗油效率；
（3）碱水突破前采油量不可能增加；
（4）油珠的聚并性质对过程有较大影响。
余油变成连续的油相，为原油流动提供通道。与此同时，
在连续的油相中，低界面张力将导致油包水乳状液的形
成，这些乳状液中的水珠将起到堵塞流通孔道的作用，
并在有水珠堵塞的孔隙介质中产生高的压力梯度。这高
的压力梯度能克服被低界面张力所降低的毛管阻力。油
是从乳化水珠与砂粒之间的连续油相这条通道排泄出去，
而将高水含量的乳状液留在后面，达到减小地层剩余油
.
21
当水中无碱时，A－来源于反应（Ⅰ）。由于HA 在水中解离度很小，所以A－含量很少，油水界面
张力高。
当水加碱时，反应（Ⅲ）的平衡向左移动，H＋ 浓度减小，使反应（Ⅰ）向右移动，A－含量增加，
在三次采油时，油处在分散状态，沥青
质可在油水界面上形成一层刚性膜。这种
膜的存在，使油珠通过孔喉结构时不易变
形通过，使水不能有效排驱剩余油。碱水
的注入，增加了沥青质的水溶性，使它刚
提高采收率1
《提高采收率原理》习题第一章：原油采收率及其影响因素一、概念1.EOR：它是常规油藏的三次采油技术及非常规油藏强化采油技术的总称。
2.原油采收率：无水采收率：油水前缘突破时总采油量与地质储量之比。
经济极限采收率：注水达到经济极限(含水率95％—98％)时总采油量与地质储量之比。
采出程度：油田在某一阶段的“采收率”(目前采收率) 它是指油田在某一阶段的累积采油量与地质储量之比。
3.面积波及效率：工作剂扫过的面积与油藏面积的比值。
4.洗油效率：驱替流体波及区内驱出的原油与该区域内总含油量之比。
5.流度比：驱替液的流度与被驱替液 (原油 )的流度之比。
6.剩余油：水位波及到的区域内所剩余的油。
7.残余油：注入水波及区水洗后所剩的油。
8.毛管数:驱油过程中粘滞力和局部毛管力的比值，即驱动力和毛管阻力的比值。
9.界面张力：相接触面上由于分子间引力的不同而产生的力，单位：mN/m 。
10.指进：是在排驱过程中由于油水粘度差异而引起的微观排驱前缘不规则的指状穿入油区的现象。
11.舌进：指油水前缘沿渗透层突进的现象。
12 变异系数二、简答常规油藏的特点：1 地层能量充足2 岩石储油物性好3 原油流动性好非常规油藏的特点：1地层能量低2 岩石储油物性差 3 原油流动性不好1. 写出流度比与毛管数的定义式，说明流度比、毛管数与原油采收率的关系；从流度比与毛管数的定义出发，分析提高原油采收率的途径和方法。
2. 推导原油采收率ER与波及系数EV和洗油效率ED的关系，说明提高采收率的途径有那些？答：已知: A, h, φ, Soi , Sor 等1),ER=产油量/储量=波及区产出油/储量=(波及区原油储量－波及区残余油)/ 储量=(AshsφSoi－AshsφSor)/ AhφSoi =(Ashs/Ah) *{(Soi－Sor) /Soi}2)、提高采收率的途径:Ev：合理部署井网、调整吸水剖面、降低流度比、合理选择井网、合理注采速度。
石油行业提高采收率方案
石油行业提高采收率方案第一章提高采收率概述 (3)1.1 提高采收率的意义 (3)1.2 提高采收率的方法分类 (3)2.1 物理方法 (3)2.2 化学方法 (3)2.3 微生物方法 (3)2.4 混合方法 (4)2.5 智能化方法 (4)第二章储层精细描述 (4)2.1 储层地质特征研究 (4)2.1.1 储层岩性特征 (4)2.1.2 储层物性特征 (4)2.1.3 储层非均质性特征 (4)2.2 储层流体特性分析 (4)2.2.1 储层流体性质 (4)2.2.2 储层流体分布特征 (5)2.2.3 储层流体运动规律 (5)2.3 储层敏感性评价 (5)2.3.1 储层敏感性类型及影响因素 (5)2.3.2 储层敏感性评价方法 (5)2.3.3 储层敏感性评价结果及应用 (5)第三章油藏工程方案设计 (5)3.1 油藏开发模式选择 (5)3.1.1 油藏类型分析 (5)3.1.2 开发模式选择原则 (6)3.1.3 开发模式选择 (6)3.2 开发井网布局优化 (6)3.2.1 井网类型选择 (6)3.2.2 井网布局优化方法 (6)3.3 生产参数优化 (6)3.3.1 生产参数优化内容 (7)3.3.2 生产参数优化方法 (7)第四章水驱提高采收率技术 (7)4.1 水驱机理研究 (7)4.2 水驱方案设计 (7)4.3 水驱效果评价 (8)第五章气驱提高采收率技术 (8)5.1 气驱机理研究 (8)5.1.1 气驱基本原理 (8)5.1.2 气驱过程中的流体流动特性 (8)5.1.3 气驱过程中的压力和饱和度分布变化 (8)5.2 气驱方案设计 (9)5.2.1 气源选择及注入参数优化 (9)5.2.2 注气井布局及开发策略 (9)5.2.3 气驱配套工艺技术 (9)5.3 气驱效果评价 (9)5.3.1 气驱效果评价指标 (9)5.3.2 气驱效果评价方法 (9)5.3.3 气驱效果影响因素分析 (9)第六章化学驱提高采收率技术 (10)6.1 化学驱机理研究 (10)6.1.1 概述 (10)6.1.2 化学驱机理分类 (10)6.1.3 化学驱机理研究方法 (10)6.2 化学驱剂选择与评价 (10)6.2.1 化学驱剂分类 (10)6.2.2 化学驱剂选择原则 (11)6.2.3 化学驱剂评价方法 (11)6.3 化学驱方案设计 (11)6.3.1 概述 (11)6.3.2 设计内容 (11)6.3.3 设计方法 (11)第七章微生物驱提高采收率技术 (11)7.1 微生物驱机理研究 (11)7.1.1 微生物生长代谢对油藏的影响 (12)7.1.2 生物表面活性剂的作用 (12)7.1.3 生物气体的 (12)7.1.4 生物聚合物的作用 (12)7.2 微生物筛选与培养 (12)7.2.1 微生物筛选 (12)7.2.2 微生物培养 (12)7.3 微生物驱方案设计 (12)7.3.1 微生物注入方式 (12)7.3.2 微生物注入量 (13)7.3.3 微生物注入时机 (13)7.3.4 微生物驱油效果评价 (13)7.3.5 微生物驱后续调整 (13)第八章非常规提高采收率技术 (13)8.1 热力驱提高采收率技术 (13)8.2 破乳驱提高采收率技术 (13)8.3 混相驱提高采收率技术 (14)第九章提高采收率技术集成与应用 (14)9.1 技术集成原则 (14)9.2 技术集成应用案例 (14)9.3 技术应用效果评价 (15)第十章提高采收率项目管理与评价 (15)10.1 项目管理流程 (15)10.1.1 项目立项 (15)10.1.2 项目设计 (15)10.1.3 项目实施 (16)10.1.4 项目验收 (16)10.1.5 项目运行与维护 (16)10.2 项目风险评估与控制 (16)10.2.1 风险识别 (16)10.2.2 风险评估 (16)10.2.3 风险控制 (16)10.3 项目经济效益评价 (16)10.3.1 投资回收期 (16)10.3.2 投资收益率 (17)10.3.3 财务净现值 (17)10.3.4 内部收益率 (17)第一章提高采收率概述1.1 提高采收率的意义提高采收率是石油行业中的重要研究方向，对于保障国家能源安全、促进石油资源的合理开发与利用具有重大意义。
石油行业提高石油采收率与能源利用效率方案
石油行业提高石油采收率与能源利用效率方案第一章提高石油采收率概述 (3)1.1 石油采收率的概念与重要性 (3)1.1.1 概念 (3)1.1.2 重要性 (3)1.2 国内外提高石油采收率技术发展现状 (3)1.2.1 国外发展现状 (3)1.2.2 国内发展现状 (3)第二章油藏地质与评价 (4)2.1 油藏地质特征分析 (4)2.2 油藏评价方法与参数测定 (4)第三章油藏开发技术 (5)3.1 油藏开发模式选择 (5)3.2 油藏开发技术优化 (6)第四章水驱提高采收率技术 (6)4.1 水驱机理与影响因素 (6)4.2 水驱优化设计与调整 (7)4.3 水驱效果评价与监测 (7)第五章化学驱提高采收率技术 (7)5.1 化学驱机理与类型 (7)5.1.1 聚合物驱 (8)5.1.2 表面活性剂驱 (8)5.1.3 碱驱 (8)5.1.4 复合驱 (8)5.2 化学驱配方设计及优化 (8)5.2.1 化学剂的筛选 (8)5.2.2 配方比例的优化 (8)5.2.3 注入参数的优化 (8)5.2.4 油藏改造技术的应用 (8)5.3 化学驱效果评价与监测 (8)5.3.1 评价指标 (9)5.3.2 监测方法 (9)5.3.3 效果评价与调整 (9)5.3.4 油藏动态分析 (9)第六章微生物驱提高采收率技术 (9)6.1 微生物驱机理与影响因素 (9)6.1.1 微生物驱机理 (9)6.1.2 影响因素 (9)6.2 微生物驱配方设计及优化 (10)6.2.1 配方设计 (10)6.3 微生物驱效果评价与监测 (10)6.3.1 效果评价 (10)6.3.2 监测方法 (10)第七章气驱提高采收率技术 (11)7.1 气驱机理与影响因素 (11)7.1.1 气驱机理 (11)7.1.2 影响因素 (11)7.2 气驱优化设计与调整 (11)7.2.1 优化设计 (11)7.2.2 调整策略 (12)7.3 气驱效果评价与监测 (12)7.3.1 效果评价 (12)7.3.2 监测方法 (12)第八章油藏热力提高采收率技术 (12)8.1 热力驱机理与影响因素 (12)8.2 热力驱优化设计与调整 (13)8.3 热力驱效果评价与监测 (13)第九章提高能源利用效率措施 (14)9.1 生产设备节能优化 (14)9.1.1 设备选型与配置 (14)9.1.2 设备运行优化 (14)9.1.3 设备余热回收 (14)9.2 生产过程能源管理 (14)9.2.1 能源审计 (14)9.2.2 能源监控与调度 (14)9.2.3 能源管理制度 (14)9.3 节能技术改造与应用 (14)9.3.1 技术研发与创新 (15)9.3.2 技术改造 (15)9.3.3 技术推广与应用 (15)第十章实施策略与建议 (15)10.1 技术创新与研发 (15)10.1.1 强化基础研究 (15)10.1.2 提升研发能力 (15)10.1.3 推广成熟技术 (15)10.1.4 发展绿色低碳技术 (15)10.2 政策支持与产业协同 (16)10.2.1 完善政策体系 (16)10.2.2 加强产业协同 (16)10.2.3 建立技术创新联盟 (16)10.3 培训与人才队伍建设 (16)10.3.1 加强人才培养 (16)10.3.2 建立激励机制 (16)10.3.4 加强国际合作与交流 (16)第一章提高石油采收率概述1.1 石油采收率的概念与重要性1.1.1 概念石油采收率，又称油藏采收率，是指在油气田开发过程中，从油藏中采出的原油体积与油藏原始地质储量的比值。
提高采收率
本科生毕业设计（论文）提高采收率概述2010年06月06日摘要油气田开发的任务就是尽可能经挤、合理地提高地下油气的采出程度，即提高石油采收率．纵观原油生产的垒过程，其实就是一个不断提高采收率的过程。
在原油生产的第一阶段(一次采油)，原油是利用天然能量来开采的，其最终采收率一般只能达到15%左右。
当天然能量衰竭时，通过注水向油层提供补充能量，即开始了开采的第二阶段(-次采油)。
它的采收率远比能量衰竭法高，最终采收率通常为30%～40%。
当该油田的水油比接近作业的经济极限时，即产出油的价值与水处理及其注入费用相差太小，而使纯收益减少时，则进入了三次采油的阶段，这个阶段被称为提高原油采收率 (或“强化开采 Emhanced OilRecovery”，即EOR)。
由于一次采油和二次采油方法采出的原油总量一般小于原始地质储量的40%，地下还有至少60%的储量等待开采，因而提高采收率方法的研制，目前备受国内外重视。
关键词：提高原油采收率；三次采油；EORABSTRACT目录绪论 1第一章气体混相驱 71. 液化石油气驱（LPG驱） 72. 二氧化碳驱 93. 富气驱 134. 高压干气驱 145. 高压氮气驱 15第二章化学驱 171. 聚合物驱 172. 表面活性剂驱 223. 碱水驱 244. 三元复合驱（ASP驱） 265. 泡沫驱 27第三章热力采油法 281. 蒸汽吞吐 282. 蒸汽驱 303. 火烧油层 33第四章微生物采油 36第五章物理采油法 41第六章结论 43绪论根据石油开采及油田开发的投资过程，可分为三个阶段：一次采油、二次采油和三次采油。
一次采油是指利用油藏天然能量开采的过程，如利用溶解气驱、气顶驱、天然水驱、岩石和流体弹性能驱及重力排驱等能量，它是油藏开发的第一个阶段。
油田投资主要在钻井及油气集输两方面，它是油田开发的第一次投资过程，因此称为第一次采油。
一般来说，一次采油采油率低于15%.二次采油是指采用外部补充地层能量（如注水、注气），以保持地层能量为目的的提高采收率的采油方法。
提高采收率基础讲稿-EOR部分
31
聚合物驱油机理示意图
新流线 水流 通道
水 驱
1
注入聚合物
后续水驱
2
Polymer Oil
聚合物在多孔介质中的滞 留（吸附、机械捕集和水 油滴受力 动力学滞留、物理堵塞） 降低了驱油聚合物溶液的 粘度，同时降低水相渗透 dV/dy 率
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1、吸附
聚合物吸附是指聚合物通过色散力、氢键、静电作用 聚集在岩石孔隙结构表面的现象。NaCl浓度增加，吸附量 增加;分子量增加，吸附量增加;温度升高，吸附量减小。 见表3-1
未钻到的透镜体中的原油，局部不渗透遮挡处的原油等，其特点
是宏观上连续分布。
在注入水波及区内或孔道内已扫过区域内残留的、未被驱走的原 油被称为“残余油”，其特点是分布不连续。
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3
原油采出程度
渤海18-22%，胜利 30%左右，大庆3040%
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4
提高采收率的机理
ES：注入流体的体积波及效率——流 体所能够到达的体积占全部储油空间 的百分比 触得到 驱得出 ED：注入流体在波及岩石内的驱替效 波及效率 驱替效率 率——采出原油占波及体积全部原油 Sweep Displacement 的百分比 Efficiency Efficiency
因此它又称改性水驱（Modified Water Flooding）
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聚合物驱示意图
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聚合物驱提高原油采收率机理 聚合物驱是通过减小水油流度比，提高原油采 收率。根据流体流度的概念，水油流度比的定义式：
λw λo kw μw ko μo k wμ o k oμ w
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第五章 碱 驱
Alkaline Flooding
第五章 碱 驱
本章主要内容 ☆碱驱提高采收率的基本机理 ☆界面张力与碱质量分数关系曲线及其应用 ☆什么原油适合于碱驱 ☆碱与地层和地层流体作用 ☆碱驱存在的问题、改善方法
第一节 碱驱概述
碱驱是指以碱溶液作为驱油剂的驱油法。
●碱驱是一种提出最早（1917年） ●1927年申请第一个专利 ●试验最早（1930年），化学剂最便宜，操作最简单 ●美国进行了50个碱驱矿场试验，都未获得工业成功。驱 油机理最复杂，限制也多，因此矿场试验的规模和范围远 小于聚合物驱的一种提高采收率方法。
C17H35COOH
研究表明，原油中含 有脂肪酸、环烷酸和芳香 酸等各类羧酸。
脂肪酸主要是正构的，
现已鉴定出碳数到34的全
部正构脂肪酸，但也存在
少量轻度异构的脂肪酸。
R
*
COOH
COOH
CH2
COOH
n
原油中的石油酸Leabharlann 沥 青 质 模 型原油中的部分酸性物质可以和碱反应，生成 具有一定亲水亲油平衡能力的表面活性剂。
（3）碱水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。
四、由油湿反转为水湿（OW
（碱含量1%～5%,盐含量﹤5% ）
WW）机理
在高的碱质量分数和低的盐含量下，碱可通 过改变吸附在岩石表面的油溶性表面活性剂在 水中的溶解度而解吸，恢复岩石表面原来的亲 水性，使岩石表面由油湿反转为水湿，提高洗 油效率，同时也可使油水相对渗透率发生变化， 形成有利的流度比，提高波及系数。
从粘附功公式可以看到，油水界面张力低意味着粘附功小，即油易从岩 石表面洗下来，提高了洗油效率。
w粘附＝ 油水（1＋ cos ）
式中， w粘附－粘附功； σ油水－油水界面张力； θ－油对岩石表面的润湿角。
碱与石油酸反应生成活性剂，降低了界面张力， 提高了洗油效率。
第二节 碱驱提高采收率的作用机理
原油中的石油酸
1
1% Na CO
2
3
0.8% Na CO
2
3
0.6% Na CO
0.1
2
3
IFT/(mN/m)
0.01
1E-3 0
20
40
60
80
100
t/min
不同浓度碳酸钠与陈庄13-15的动态界面张力
第二节 碱驱提高采收率的作用机理
影响碱水—原油界面张力的因素
原油中的酸性物质 碱 量 水中的含盐量
原油中的酸性物质
随着盐含量升高，低界面张力区增大，继 续升高，低界面张力区变窄，所以要有一
个最佳盐含量。 最佳盐含量在10000mg/L以下
图5－3 不同盐含量下界面张力与氢氧化钠质量分数的关系
二、乳化-携带（Emuls-Entrain)机理(碱含量小于
1%,盐的含量0.5～1.5%）
在低的碱质量分数和低的盐含量下，由碱与石油 酸反应生成的表面活性剂可使地层中的剩余油乳化， 形成微分散状的O/W型乳状液，并被碱水携带着通 过地层。 按此机理，碱驱应用有如下特点： （1）可以形成油珠相当小的乳状液； （2）通过乳化提高碱驱的洗油效率； （3）碱水突破前采油量不可能增加； （4）油珠的聚并性质对过程有较大影响。
第二节 碱驱提高采收率的作用机理
w(NaOH ) :1 0(水驱）；2 0.005%; 3 0.01%;4 0.05%
碱驱与水驱的驱油效果对比
第二节 碱驱提高采收率的作用机理
一、低界面张力（LIFT）原理
在低的碱质量分数和一个最佳的盐含量下，碱与原油中酸性成分反应生
成表面活性剂，可使油水界面张力降至10－2mN·m-1以下。
第一节 碱驱概述
☆最好用在三次采油的早期阶段，因为这时含油 饱和度高，油多，油中的酸与碱反应生成的表面活
性物质也高；而且此时的krw低，λw低，Mwo低，
波及系数高，采收率高。
图5－1 碱驱的段塞图 1－剩余油；2－淡水；3－碱溶液；4－聚合物溶液；5－水
由于地层中的钙镁离子可与碱反应而消耗碱， 因此在注碱溶液前需注入一段塞的淡水；之后再 注入聚合物段塞以控制流度。
五、由水湿反转为油湿（WW OW）机理
（碱含量1%～5%,盐含量5～15% ）
（1）在高的碱质量分数和高的盐含量下，碱与石油酸反应生成 的表面活性剂主要分配到油相并吸附到岩石表面上来，使岩石表 面从水湿转变为油湿。这样，非连续的剩余油可在其上形成连续 的油相，为原油流动提供通道． （2）碱驱生成的表面活性剂的亲油性和它产生的低界面张力， 导致油包水乳状液的形成 （3）乳状液中的水珠，堵塞流通孔道，使注人压力提高．高的 注入压力迫使油从乳化水珠与岩石表面之间的连续油相这条通道 排泄出去，留下高含水率的乳状液，达到提高原油采收率的目的。
酸性物质亲油基较小
酸性物质亲油基适中 酸性物质亲油基较大
酸性物质与碱反应 速度较快
酸性物质与碱反应 速度适中
酸性物质与碱反应 速度较慢
生成物亲水能力较强
生成物亲水亲油能力 平衡
生成物亲油能力较强
降低界面张力能力差 降低界面张力能力最好 降低界面张力能力差
通常认为C数为12-18时，像带有COO-的表活剂的活性最好
碱量
碱量低
碱量较高
碱量高
先和酸性较强的 石油酸反应
最佳碱量
相继和酸性较弱的 石油酸反应
增加水相极性
形成亲水能力较强的 界面张力超低 表面活性剂
相继形成亲油能力 较强的表面活性剂
增加界面张力
低界 面张 力区
图5－2 一种原油的界面张力与氢氧化钠质量分数关系
碱的质量分数一般低于0.01
盐含量/(mg·L-1)： （1）－3.5×104；（2）－3.0×104 ； （3）－2.0×104 ；（4）－1.0×104 ； （5）－0.5×104 ；（6）－0.1×104 ； （7）－0。
图5－5 通过WW OW机理提高采收率
六、自发乳化与聚并机理
在最佳的碱质量分数下，原油可自发乳化到碱水之中。 这种自发乳化现象是由于油中的石油酸与碱水中的碱在 表面上反应产生表面活性剂，先是浓集在界面上，然后扩 散至碱水中引起的。 油中的石油酸主要为羧酸，它可与碱（氢氧化钠）反应 产生羧酸钠。羧酸钠在水中的聚集状况，决定于它的质量 分数。
三、乳化-捕集 (Emuls-Entrap)机理
（碱含量﹤1%,盐含量﹤0.5% ）
在低的碱质量分数和低的盐含量下，由于低界面张力使油乳化 在碱水相中，但油珠半径较大，因此当它向前移动时，就被捕集， 增加了水的流动阻力，即降低了水的流度，从而改善了流度比， 增加了波及系数，提高了采收率。
按此机理，碱驱应有如下特点： （1 ）油可在碱水相中形成乳状液； （2）分散的油珠会被捕集在较小孔道，改善了碱驱的波及系数；