提高原油采收率原理 第九章 热力采油-处理
提高原油采收率技术
人工注水 注气
化学驱 混相驱 热力采油 微生物采油
依靠
一次采油
10-25%
天然能量
立足 物理、机械和力学
二次采油
等宏观作用
15-25%
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
四次采油
？
ZXT
一、提高采收率的途径与方法
EOR－包括采收率超过一次采油的二次采油和三次采 油。包括所有的采油法。
EV
Vsw V
Vsw－注入流体的驱替体积；
V－油藏总体积；
Ev－体积波及系数（效率）。
ZXT
(4)驱油效率
ED－驱油（洗油）效率，又称为微观驱油效率。
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
ED
So Sor So
So－原始含油饱和度；
Sor－残余油饱和度； ED－驱油效率。
P
泡沫+ 剂
P
交联+ 剂
交联 体系
总体现状与趋势
①新型抗温抗盐聚合物大部分处在室内研究阶段，且成本较 高，尚未大面积推广应用；
②工艺设备及工艺参数的优化投资较大，有局限性，且效果 有限；
③交联聚合物驱技术、调驱一体化技术正在扩大应用; ④化学复合驱技术虽然效果较好,但成本较高; ⑤污水改性处理配注聚合物技术引人注目,一是可以节约大
2.1化学驱的方法及原理 （3） 碱驱(S)驱
以碱溶液作驱油剂的驱油法。也称为碱溶液驱； 碱强化水驱 。
碱驱用碱: - 碱：NaOH、 KOH、 NH4OH - 盐（潜在碱）：Na2CO3、Na2SiO3、 Na4SiO4、Na3PO4 - Na2CO3和NaHCO3复配 - Na3PO4与Na2HPO4复配
采用热力采油提高原油采收率
４ 热 载 体 和 碱 溶 液 注入 相 配 、
油 效 率。此时 增加 １ ２ ×１ 合。 ． ８ ０～ ５注蒸 汽和地 下燃烧相 配合 。 、 ０ｍ。 经 目前 ， 汽驱 已用 在第 １ 块 的 １。 的 可 采 储 量 的 原 油 ， 计 算 蒸 ０ ６周期 性注空气 。 、 第 四个生产层 。这块 的原始储 量为 可 以达到 ２ 的 ０ｉ 最终 原 油 ７ ０ ｐ的
乌萨油 田的地质 特征和原 油性 验 ， 在油 田试 验规 模 应用 的非 常 并 质列 于表 ２ 。
乌 萨油 田一 、 二阶 段 原油 采 出 （ ０ ） ７ ～１ 。 ０ｉ 的 ｐ Ｏ 如此 低的采 收
因。
规 热力采油工 艺 ：
这两种 技术采 出油 的数 量相差 的 主要优点 是使 Ｓ Ｒ 降低 ３ 。 Ｏ Ｏ 同样， Ｈ ＴＳ Ｓ技 术 采 出 油 的 含 水 量 比常规 蒸汽驱小 ５ ～６ 。
５ ～８ Ｏ ７ ５ ２０ ０ ～ ｏ ｏ
１ ～如 ３
１ ０ ３ｏ ｏ～ ００
ｌ ７
、
常规采 油方 法 的应用
温度（ ） Ｔ
从 １５ 年开 始 ， 水 已成为 前 ９０ 注 国 外 油 田 Ｉ 程 １ ９ ． ９３ ２ １ １
注入 的 效 果 。此 时累 积 蒸 汽／ 比 ５０７ 油 ６ ＂的过 热水 ， 显示出很高 的采 １ 并
经达到 峰值 ４０ ， ， ４ｍ。ｄ 比注 蒸 汽 前 的采 油速度提高 ４倍 （ ２ 。 图 ）
ＴＳ 在 １ ５ 年 末 已开始 了地下 燃 （ ＨＳ） ９０
燃 采油技术 。这种技术 已经成为工
由计 算 看 出 ， 油 采 收率 和 开 原 业 规 模 ， 在 １９ 并 ９ ０年 采 出 了 １１ｍ ｄ的原油 。 ３２ ／ 在西 哈萨克斯坦 始形成 的热段塞 的大 小以及 蒸汽 的 井 注入 热载体 的速度和 注 的卡拉赞 巴斯稠油 田湿法 地下燃烧 质量 、 网、 换 是 成功的 。表 ２列 出了这 个油 田的 入冷水 之间有重 要关 系 句话说 每个油 田的最高 原油采 收率 取决于 地质特征和 原油的性质 。 卡拉赞 巴斯油 田是由两个主要 这些控制 因素 的相 互配合 。 部 分组成 。其 中西部是用 地下燃烧 按 一定顺序 注入蒸 汽和 水在 地 ９６年起 ， 在 开发， 而东部用 蒸汽驱 开发 。 部开 层 中能形 成段塞 。从 １８ 西 ２口井 的试验 发 区有 ３ ４口生 产 井和 ７ ６ ８口注入 卡 拉赞 巴斯油 田的 １
提高采收率【章节版】
绪论一、名词解释1、一次采油：完全依靠油气藏自身天然能量开采石油的方法。
2、二次采油：用人工方式向油藏注水补充油层能量来增加石油采出量的方法。
3、三次采油：为进提高油藏开发后期的石油采出量，向油藏注入化学剂或气体溶剂，继续开采剩余在油藏中的石油。
4、提高石油采收率或强化采油（EOR）：自一次采油结束后对油藏所进行的所有提高石油采收率的措施。
二、问答题1、提高石油采收率的方法按注入工作剂种类分为哪几类？答：分为：水驱、化学驱、气驱、热力采油和微生物采油五大类。
2、提高石油采收率方法按提高石油采收率机理分为哪几类？答：分为：流度控制类、提高洗油效率类、降低原油粘度类和改变原油组分类。
3、简述提高石油采收率技术的发展方向。
答：发展方向有：进一步改善聚合物驱油效果，降低成本，加快新型聚合物的研制工作，扩大聚合物驱的应用范围；加快三元复合驱工业化生产步伐，优化三元复合驱体系配方，尽快研制出高效、廉价的表面活性剂；完善蒸汽驱配套技术，加快中深层稠油油藏蒸汽驱技术攻关，努力扩大稠油蒸汽驱规模；加快注气提高采收率配套技术的研究，争取以较快的速度使其发展成为一种经济有效的提高采收率技术；因地制宜开展微生物采油、物理法采油等多种提高采收率方法的研究与推广。
第一章油气层地质基础一、名词解释：1、石油地质学：是应用地质学的一个分支学科，这是一门应石油工业发展需要而建立起来的学科。
是一门观察地球的各种现象，并研究这些现象之间的联系、成因及其变化规律的自然科学。
2、地壳运动：引起地壳结构和构造发生大规模改变的运动。
3、平行不整合：它是指上下两套地层的产状要素基本一致，但二者之间缺失了一些时代的地层，表明当时曾有沉积间断，这两套地层之间的接触面即为不整合面，它代表没有沉积的侵蚀时期。
4、角度不整合：即狭义的不整合，它是指上下两套地层之间不仅缺失部分地层，而且上下地层产状也不相同。
5、褶皱：层状岩石在构造应力的作用下所形成的一系列连续的波状弯曲现象称为褶皱，它是在地壳中广泛发育的一种构造变动，也是岩石塑性变形的变化形式。
提高石油采收率技术
提高石油采收率技术一、概述1、提高原油采收率的意义石油是一种埋藏于地层深部的流体矿藏，具有独特的开采方式，与其他矿物资源相比，石油的采收率较低。
作为一种重要的能源和化工原料，世界范围内对石油的需求仍将持续增长。
尤其在我国，一方面国民经济发展对石油需求量的增长速度比以往任何时候都大；另一方面，我国的各主力油田均已进入高含水或特高含水开采期，开采难度增大，产量递减幅度加大，而且后备储量严重不足，石油的供求矛盾日益突出。
据预测，按目前的开采水平，到2005年我国进口原油将高达108（1亿）吨/年。
大庆是我国最大的油田，按现已探明的地质储量计算，采收率每提高一个百分点，就可增油5000万吨。
这对国民经济的发展具有极其重要的意义。
缓解石油供求之间日益突出的矛盾有两条有效的途径：一是寻找新的原油地质储量；二是提高现有地质储量中的可采储量，即提高采收率。
寻找新的油田、补充后备储量是原油增产和稳产最直接、最有效的途径。
多年以来，各油田在开发过程中也不断加大勘探力度，找到新的储量。
但是，石油是一种不可再生资源，它的总地质储量是一定的，而且我国陆上石油资源的勘探程度已经很高，新增地质储量的难度越来越大，潜力越来越少。
近年来，几个大油田新增地质储量多数都是丰度很低、油层物性差、开采难度大的油藏。
在有限的原油地质储量中，其可采储量是一个变量。
它随着开采技术的发展而增加，而且其潜力一般很大。
在目前技术水平下，石油的采收率平均约在30%～60%之间。
在非均质油藏中，水驱采收率一般只有30%～40%。
也就是说，水驱只能开采出地质储量的一小部分，还有大部分原油残留在地下。
如何将油藏中的原油尽可能的、经济有效地开采出来，是一个极有吸引力的问题，也是世界性的难题。
从长远来看，只要这个世界需要石油，人们必将越来越多地将注意力集中到提高采收率上。
实际上，与勘探新油田不同，提高采收率问题自油田发现到开采结束，自始至终地贯穿于整个开发全过程。
不同地质条件下提高采收率的方法
第二节 聚合物驱油藏地质研究
聚合物驱油是一种化学驱油方法， 它通过注入低浓度大段塞聚合物水溶液， 堵塞高渗透带，使水相渗透率降低，从 而改善流度比，抑制水驱油的粘性指进 和舌进的继续发展，扩大波及系数，另 外它还能调整吸水剖面。
一、油藏物理性质对聚合物驱的影响 1. 纵向非均质性 聚合物驱的一个重要特征是适合于油 藏的非均质性，特别是纵向的非均质 性，使原水驱作用差的部位驱油效果 变好，而渗透率大的部位则可抑制其 注入液突进，从而改善驱油剖面，提 高整体驱油效果。见图6-4。
第一节 热力采油的油藏地质分析
热力采油法是指利用热能促使油层温度升高， 降低原油粘度，从而达到提高采收率的目的。 稠油（重油）：原油相对密度大于0.934，粘度 在100毫帕秒以上的原油。 稠油油藏的特点：埋藏浅、粘度大、胶结疏松、 样品易散等特点。
一、蒸汽吞吐和蒸汽驱驱油概述 1、蒸汽吞吐概述 蒸汽吞吐又称循环注蒸汽或蒸汽侵泡，是指向采油 井中注入—定量的蒸汽，关井一段时间，待蒸汽的 热能向油层扩散后，再开并生产的一种开采稠油的 增产方法。具体是向油层注几周的蒸汽（一般为26周），在注蒸汽期间，要保持较高的注入速度， 然后关井几天，进行所谓的“闷井”，最后开井生 产，这些井一般以较高的产量生产几个月到一年， 这一过程构成了一个循环即蒸汽吞吐。 一般在油藏厚、井距小的情况下蒸汽吞吐效果 愈加明显。
二、蒸汽吞吐和蒸汽驱所适用的油藏条件 1、蒸汽吞吐适用的油藏
新疆筛选油藏的标准：对于地层温度下脱 气原油粘度小于200毫帕秒，油层有效厚度 大于5米，油层系数大于0.5，孔隙度大于 25%，原油饱和度大于50%的稠油油藏采 用蒸汽吞吐，可使累积气油比大于0.5，采 收率大于25%（见表6-1）。
2、蒸汽驱的内容（构造、储层、流体、渗流特征、压力 和温度系统） 研究的目的（是开发层系划分、开发方式选择、井 网井距的确定、注采工艺参数设计等提供依据） 油层非均质对开发效果的影响 块状、互层状、单层状三种油藏四种沉积韵律和 不同的纵向渗透率变异系数下的影响见图6-2、6-3 和表6-4。 井网选择 易采用正方形井网既五点法井网布井，可适合开 发调整的需要，此种井网采收率也最高。如平面 均质油藏用五点法，扇三角洲油藏用斜五点法、 斜九点法。
东油提高采收率原理课设
最新热力采油方法举例和理论分析热力采油即通过加热升温的方式进行原油抽取作业。
石油开采的过程中会出现粘稠度大、流动性差的情况，为了解决抽取问题，可以通过加热手段来改变原油的物理特性，提升采油速率、降低采油成本，目前这一技术在油田作业中广泛使用。
根据原理分析，热力采油实际上是利用了原油膨胀，在进行热力驱动的过程中降低原油的粘度，促使井下产生油藏排出力量。
由于这种方法简单、实用、节约资源，因此十分具有研究价值。
1 热力采油技术概述由于稠油的黏度高，流动的阻力大，导致开采的难度增加，必须采取有效的处理措施，才能达到稠油开采的效果。
一般稠油开采的方式以蒸汽驱油和蒸汽吞吐为主，并借助于火烧油层技术措施，关键的技术就是提高温度，降低黏度，实现稠油的顺利开采。
热力采油技术可以从两个方面进行研究和试验，一个是通过热载体的循环，而达到开采的效率。
另一个方面就是对井下储层的热处理，使油层的环境温度增加，提高油井产能的方式。
2 热力采油技术的主要类型现阶段而言，国内采用的热力采油技术体系中，主要包括蒸汽吞吐技术、蒸汽驱技术、水平井交替蒸汽驱技术、火烧油层技术、热复合化学技术等。
第一，蒸汽吞吐技术。
利用蒸汽反复释放和吸收的方法，可以有效降低稠油高渗透率的问题，通常应用这一技术的稠油层油量丰富、黏度较低，因此可以与注气井进行联合作业生产。
蒸汽吞吐技术的应用非常简单，通过导管按照一定的速率将蒸汽导入井下，经过一定周期后抽取释放，不需要进行特别的作业准备。
目前这一技术也在油气田中得到了应用。
第二，蒸汽驱技术。
这一技术的特点是，采取连续不断的方式向境内注入蒸汽，以提高井下的气压压强；注入蒸汽没有固定的标准，在设备允许的情况下可以持续进行。
这种技术的作用是体现在邻近油井生产产量的提高上的，应用范围很广。
第三，水平井交替蒸汽技术。
水平井是与垂直井相对应的一种作业环境，在开采过程中远不及垂直井方便，采用蒸汽驱技术可以规避操作风险，同时也规避了注入井和生产井之间的对流问题。
热力采油提高采收率
火烧油层(In-situ Combustion):二十世纪初
热水驱(Hot-water Drive) 蒸汽驱(Steamflooding)：1931，Texas 蒸汽吞吐(Puff and Huff,，1959，委内瑞拉，注蒸汽井，放喷，带出大 量的油)
蒸汽-泡沫驱(Foam-Steam Drive)
50*-150* 150*-10000 10000-50000 >50000
特稠油
超稠油 (天然沥青)
注：*指油层条件下的粘度; 其它指油层温度下的脱气油粘度。
——粘度最高可达100万mPa.s以上，呈半液体半固体状态。
二、我国稠油的主要特点
轻质组分少（5%左右），胶质沥青质含量很高。 含硫量低（<8%）。
新技术的运用：如SAGD技术。
蒸汽辅助重力驱
（Steam Assisted Gravity Drainage，SAGD）
辽河油田SAGD技术试验
地面井距29m
井深1000m
油层厚 度47m 水平长度300m
油层井距 10m
应用效果
打井投资3300万元，
注汽1200万元。
高压阶段：油层温度310-318℃，产量336吨/天。
六、引起蒸汽气窜的主要原因
–油藏的非均质性。 –蒸汽的高流动能。
–蒸汽与油层流体的粘度差。
–吞吐形成的蒸汽通道。
七、蒸汽驱设计的内容
油藏地质研究 油藏工程研究
工艺技术设计
经济效果评价
§7 火烧油层
（In-situ combustion）
蒸汽吞吐和蒸汽驱方法在实施过程中有大量的热量由
（1）UNITAR推荐的重油分类标准（1982年2月，委内瑞拉， 联合国训练研究署 ）
提高采收率原理PPT课件
Po是油水界面上一点的油相压力，Pw是界面下水 相的压力，产生的力平衡如下：
Po=Pa+ρogh1 和 Pw=Pa+ρog（h1+h）- ρwgh 式中，Pa：为大气压，dynes/cm2；
(1.6) (1.7)
h1、h：为图中液体的高度，cm；
ρo、ρw：分别为油水密度， g/cm3；
Patm
h1 po 油
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2.双孔隙模型
在水润湿岩心中被俘留的剩余油呈多种形态（如珠状 或滴状），并被封闭在单孔隙或多个孔隙中。当流动水施 加在油上的力不能克服水优先润湿产生的毛细管力时，原 油就会被捕留住。
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用图1.9中的并联孔隙模型可形象地说明水驱油时过程的 基本特征。在图1.9中，水在半径分别为r1和r2的两个孔隙中 驱油。在A点和B点处，两孔隙相连形成并联孔隙。对此例来 说，油水两相的粘度和密度是相等的。假设孔隙1比孔隙2小。 如果一个孔隙中的驱替速度比另一个快，而且AB两点间的压 力不足以将孤立油滴从驱替速度较低的孔隙中驱替出来的话， 油相就会俘留。
（1.19）
式中，Po，Pw分别为油相和水相的压力，θ为接触角。
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图1.7所示的油水界面，在柱形毛细管中系处于平衡状 态 。 亦 即 ， 油 、 水 两 相 处 于 静 态 平 衡 。 如 果 ， r=1μm ， σ=5mN/m，θ=0（表示毛细管表面完全为水所润湿），则：
Pc=2×5mN/m×10-6m
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1.1 油藏排驱过程中的力
1.1.1毛管力（Capillary forces） 表面张力和界面张力
油藏中的油和水是非混相流体,它们共存于多孔介质中，与油水相有关的 界面张力将影响相的分布、相的饱和度和相的排驱。
提高原油采收率原理 第九章 热力采油-处理
油层破裂压力内，注气速度高
焖井时间：一般为3-6d
第二节 注热法
蒸汽驱是通过适当的注采井网，从注入井连续 注人蒸汽，加热并驱替原油的采油法。
蒸汽驱油法类似于水驱，需要一定数量的注 入井和生产井，注入地层中的蒸汽不仅可以 改变原油的流动性，而且可以增加地层的能 量。
第二节 注热法
第三节 地下燃烧法
地下燃烧（火烧油层）法是一种热力采油法。 该法是通过适当井网，从注人井将空气（或氧 气）注人油层，用点火器在注入井或油井点燃 油层，继续向油层注入空气（或氧气），形成 移动的燃烧带，利用燃烧带的产物和所产生高 温的综合作用，将原油从油层驱出。
第二节 注热法
1、油藏参数的影响 （1）油层厚度： ➢随着净总厚度比的增加，蒸汽驱采收率越来越大。 ➢净总厚度比大于0.6以后，改善幅度变小。 ➢净总厚度比小于0.6后，随着净总厚度比的减小， 蒸汽驱效果急剧下降。当净总厚度比小于0.4时蒸汽 驱效果较差。 （2) 原油粘度：从开采效果和操作因素考虑，常规 蒸汽驱的地层油粘度最好小于5000mPa.s
把高温高压饱和蒸汽注入油层。注入蒸汽优先进入高渗透带， 而且由于蒸汽与油藏流体密度差，蒸汽占据油层的上部。油层 内的温度分布并不均匀，靠近井眼处的地层及油层的上部温度 相对较高，随着注气过程的进行，被蒸汽加热的区域原来越大。
关井阶段：目的在于使注入近井地带的蒸汽尽可能地扩散到油
层深部，加热那里的原油；腾出时间准备回采条件。在关井阶段， 蒸汽的热损失导致蒸汽扩散区域的蒸汽冷凝，变成热水带，该热 水带温度较高，仍然可以加热地层和原油。
热力采油发展历史
国内：
1965年在胜利油田、新疆、吉林等油田开辟了 注蒸汽小型试验区，但由于注汽设备、井筒隔热 设备等工艺不完善而宣告失败。
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。
提高采收率技术
(3)高压干气驱油法（多次接触混相）
对于地层中原油组分含重质轻组分较多时，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。
高压注干气混相驱油过程
(4)CO2驱油法（一次接触混相）
混相流体驱油过程的相段分布图
(1)液化石油气驱动法（一次接触混相）
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 （低界面张力和降粘）。
注液化石油气混相驱油过程
(2)富气驱油法（多次接触混相）
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。
强化采油＝提高（原油）采收率。 20世纪80年代提出，前身是三次采油
一、提高采收率方法及原理
人工注水 注气
化学驱 混相驱 热力采油 微生物采油
依靠
一次采油
10-25%
天然能量
立足二次采油15-源自5%物理、机械和力学等 宏观作用
三次采油 应用 (强化采油)
化学、物理、热力、生物或 联合微观驱油作用
四次采油
(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。
活性剂驱主要以提高驱油效率为主。
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。
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.
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。
石油工程概论：8提高原油采收率
主观因素
★油气藏开发层系的划分；
★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；
★钻井质量与完井方法；
★开采工艺技术水平和增产措施的发展水平；
★提高采收率方法的应用规模。
第一节 影响采收率的因素
➢储层的宏观非均质性 ➢流度比 ➢注采井网对非均质性的适应程度 ➢岩石性质及其微观结构和流体性质
第二节 提高采收率的方法 火烧油层
火烧油层：采用适当的井网，将氧气或空气注入 井中并用点火器将油层点燃，燃烧前缘的高温不断 使原油蒸馏、裂解、并驱替原油到生产井。
火烧油层燃烧过程示意图
第二节 提高采收率的方法
火烧油层增产原理
★燃烧带的温度很高，使燃烧带前缘的原油加热降 粘，增加流动能力； ★燃烧带前缘有蒸汽带和热水带，有蒸汽驱和热水 驱作用； ★燃烧过程中产生CO2和地层中原油形成混相，从 而消除或降低了界面张力； ★原油蒸馏产生的轻组分更易流动；
混相流体驱油过程的相段分布图
第二节 提高采收率的方法
CO2 驱 油 法
提高采收率机理： (1)降低原油的粘度； (2)使原油膨胀； (3)与原油产生低界面张力； (4)CO2对油层具有一定的酸化解堵作用； (5)CO2可使原油中的轻质烃萃取和汽化； (6)注入CO2改善了原油和水的流度比。 存在问题：气源 腐蚀
药 磺酸盐型 剂 羧酸盐型
聚醚型 非离子－阴离子型
存 在 活性剂在岩石表面大量吸附 问 活性水与普通水的粘度差很小 题
第二节 提高采收率的方法
碱驱
驱 油
在注入水中加入碱，与原油中的有机酸 反应，生成表面活性剂，降低油水界面张
机 力，形成乳状液和改变岩石润湿性，提高
理 波及系数和驱油效率。
提高原油采收率机理
提高原油采收率机理原油采收率是釆出地下原油原始储量的百分数，即采出原油量与地下原始储量的比值。
那么，提高原油采收率究竟是开发后期遥远的事，还是应当在开发进程中就需要作整体战略性考虑的问题?影响采收率有哪些因素?提高原油采收率的技术方向在哪里?各种方法的驱油机理、适用性怎样?这些都是油藏、采油、地质师应当注意和予以回答的问题，也是我们在本章中要讨论的主要内容。
第一节提高原油采收率的基本概念和认识一、提高原油采收率的重要性和迫切性纵观石油开采的全过程，便可发现提高原油采收率在其中占有极其重要的位置。
如果世界现有油藏能增加1％的原油采收率，就相当于多采出目前全球年耗油量的两倍。
一个大油田，如能使原油采收率提高10％一20％，其增加的原油产量就十分可观，在某种程度上就相当于发现一个或几个新油田！另外，就技术而言，有关提高采收率的研究工作也是石油工业中最复杂的一项工作，而且迄今没有一个全球通用的方法，因为地质条件和油藏特征等都有很大的差异。
总之。
这一技术既有经济风险，但又是老油田增加采油量的必经之路。
正因为如此，在过去的数十年内，原苏联、美国这样一些石油大国都把如何提高原油采收率作为研究工作的主要目标。
一个油藏采收率的高低，既依赖于客观的地质条件(如地质储量、储层岩石的孔渗性、原油粘度、有无边水、底水等)，也取决于人为的努力(如开发水平、采油工艺水平、采取的提高釆收率措施等)。
而人为的因素是提高原油釆收率的关键。
美国的原油采收率约为50％，我国油田的采收率约在30％～45％左右。
随着工农业、交通运输对能源需求的日益增长，一些专家预测将出现一个利用非常规石油资源的新纪元。
这些非常规的石油资源包括油页岩、焦油砂，以及提高原油采收率采出枯竭油藏残留油等。
残留在地下的原油量是否一成不变，等待人们想什么时候开采就去开采呢?事实上不是这样，残留在地下可供我们再次开采的油量，会随着时间的推延在不断减少。
因为日复一日，年复一年，油田井场设备的腐蚀、井筒井底结构的损坏，地面井场改做它用(如农业用)等等都会使油井彻底报废，其结果使得地下储存的这部分等待开采的原油也彻底报废!因为没有多少提高采收率的方法能承担得了钻新井的费用，故现行的提高采收率方法其基本出发点是利用现有的井场设备等投资就可进行。
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我国几个稠油油田原油的粘温曲线
油田
高升 单家寺 单家寺 单家寺 曙一区 曙一区 曙一区
井号
3-5-13 2 53
2-6 35-32 35-330 26-234
油层温度℃
60 56 56 56 37 37 35
粘度mPa.s
1000 2300 4800 10000 70000 160000 800000
中海石油5000万吨。
稳定和增加产量的措施：
➢ 寻找新的储量：西部和海上； ➢ 老油田提高采收率：化学驱、热力驱、混相驱、 微生物采油、其它方法； ➢ 低渗油田的开发； ➢ 稠油油田的开发； ➢ 参与海外油田的开发：2001中石油海外产量1600 万吨。苏丹、委内瑞拉、哈萨克斯坦等。
第九章 热力采油
剩余探明可采储量：25亿吨，占世界1.41%，排名12；
原油产量 ：
1.8亿吨，占世界4.04%，排名5；
原油消费量 ：
3.0亿吨，占世界7.29%，排名2。
中国石油
中石油已采出可采储量的67%，中石化已采出74%。 东部油田都已进入高含水和特高含水期。大庆油田 在5000万吨连续稳产27年后，每年递减100万吨。 胜利2500万吨，辽河1500万吨，克拉玛依1000万吨。
热力采油发展历史
国内：
“六五”（1980-1985）：吞吐工艺 “七五”（1985-1990）：以蒸汽驱为重点
“八五”（1990-1995）：以水平井稠油开采为重点 “九五”（1995-2000）：吞吐转汽驱、电磁加热、火 烧油层（针对特超稠油）
第九章 热力采油
蒸汽吞吐
注蒸汽 蒸汽驱
注热法 注热水
2、稠油分布十分广泛，主要集中在美国、加拿大、 委内瑞拉和前苏联。
3、我国的稠油主要分布在松辽盆地、渤海湾、准 葛尔、南襄、二连等大中型油气盆地，全国稠油储量在 80亿吨以上。
Athabasca Bitumen, Canada (8.6oAPI)
10000000 1000000
稠油特点： 粘度高，比 重大，用常
普通稠油 （1 × 102～1 × 104mPa·s）
特稠油
（1 × 104～5 × 104mPa·s）
超稠油
（＞5 × 104 mPa· s）
第九章 热力采油
国内稠油的特点
（1）轻质馏分少，胶质、沥青质含量高； （2）粘度随比重增加而增加，但不是线性关系； （3）含硫量低，小于0.8%； （4）金属含量低； （5）石蜡含量较低，在5%左右； （6）稠油的粘度对温度的敏感性大。
热力采油发展历史
从热力采油形成一定商业产量以来，热力采油产量一直占 强化采油产量的很大比例，80年代在70%以上，90年代在 60%。 美国：2004年初：EOR产量：66.3万桶/d，蒸汽驱产量占 近55%； 加拿大：2004年初：EOR的产量：28万桶/d，蒸汽驱的产 量占近50%； 印尼：2004年初，EOR的产量：22万桶/d，基本为蒸汽驱 的产量； 中国:2004年初，EOR的产量：40万桶/d，注蒸汽驱产量 占50%。
Oil Viscosity (cp)
100000
规方法很难
10000
开采。
1000
但稠油的粘
100
滞性对温度
10
非常敏感，
随温度上升
1
0
50
100
150
200
250
300
原油粘度降
Temperature (oC)
低，且原油
粘度越大，
这种变化就
越明显。
第九章 热力采油
稠油是指在地层温度和脱气的条件下，粘度大于 1 × 102mPa·s或相对密度大于0.934的原油。
热
注热气
力
干式
采
油
地下正向燃烧法
湿式
地下燃烧法
地下反向燃烧法
第二节 注热法
注热法主要指ห้องสมุดไป่ตู้蒸汽。蒸汽主要指水蒸气。
物质 氨
质量热容 kJ.kg-1. ℃-1
4.71
物质 甘醇
质量热容 kJ.kg-1. ℃-1
2.29
水
4.19
乙醚
2.39
正戊醇
2.98
丙酮
2.21
异丙醇
2.45
苯
1.70
辛烷
2.42
蒸汽驱试验。
1950年壳牌石油公司在委内瑞拉德明格兰油田进行蒸汽 驱试验中，由于井周围发生冒汽事故被迫停止注气，结果 从这些从没有出过油的井中产生了大量油从而意外地发现 了蒸汽吞吐这一技术。
热力采油发展历史
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：3820×108t 委内瑞拉：2770×108t 美国：300×108t 中国：20×108t 前苏联：242×108t 世界重油和沥青砂储量大约为15000×108t
庚烷
1.53
第二节 注热法
注蒸汽有两种方式；一种是蒸汽吞吐；另一种 是蒸汽驱。
蒸汽吞吐是单井操作的，即蒸汽注人井和生产井 是同一口井。在一定时间内注人一定数量的水蒸 气，关井一定时间，开井投产一段时间，然后再 作下一个循环。
是以热力学和传热学的理论和方法为基础，以稠油和 高凝油为主要开采对象，通过加热方式来降低原油粘度， 解除油层堵塞，改善地层渗流特性，从而提高原油采收率 的开采技术。
1、世界上稠油资源极其丰富，其地质储量远超过常 规原油的储量。据美国能源部估计，全世界稠油的潜在 储量是已探明常规原油地质储量（4200亿吨）的6倍 （15500亿吨）。
第九章 热 力 采 油
中国石油
2003年我国石油消费2.526亿吨，成为世界第二大 石油消费国。 2006年，中国石油的生产量为1.8368亿 吨，然而石油进口量高达1.388亿吨，石油消费约3.5亿
吨；2010年达4.07亿吨，预测2020年石油缺口2.5亿吨，
对外依存度超过55%。
2005年中国石油：
6mPa.s时的 温度，℃
200 214 225 260 240 245 278
世界各国稠油热采年产量
热力采油发展历史
国外：
1920年湖尔科特提出火烧方法，在地下将油点燃，烧掉 一部分油产生大量热，与此同时把未燃烧的油粘度降低并 驱向生产井。 1933年，苏联首次进行了现场试验。 1931年，美国在德克萨斯德威尔森和斯旺油田最早进行
热力采油发展历史
国内：
1965年在胜利油田、新疆、吉林等油田开辟了 注蒸汽小型试验区，但由于注汽设备、井筒隔热 设备等工艺不完善而宣告失败。
1978年，辽河油田发现高粘油田，组织了稠油 攻关指挥部；1980～1982年，热力采油取得了较 大发展，先后在北京石油勘探开发研究院、辽河、 胜利、新疆组建了研究队伍。