提高采收率

提高采收率课程作业
第二章
1. 试写出Laplace 公式的表达形式，并分别写出当曲界面为球面、柱面、马鞍形面时的三种重要形式。

答：Laplace 公式：)11(2
1R R p +=∆σ Lplace 公式三种形式：球面：R p σ2=
∆； 柱面：1R p σ
=∆；
马鞍形面：)11(2
1R R p -=∆σ。

2、写出毛细管上升高度计算公式，分别写出每一项代表的意义；试分析水驱油过程中毛细管力对亲油地层和亲水地层所起作用。

答：毛细管上升高度计算公式：r g h o w '
-=)(cos 2ρρθσ； σ—油与驱动流体之间的界面张力；θ—毛细管内水曲面切线与毛细管壁夹角； ρw —油密度；ρ0—水密度，g —重力加速度；r ´—毛细管内径。

1.在亲水地层中,出现毛细管上升现象,毛细管作用有利于水驱油,是水驱油的动力;
2.在亲油地层中,出现毛细管下降现象,毛细管作用不利于水驱油,是水驱油的阻力。

3、什么是Jamin 效应？Jamin 效应对水驱油产生什么作用？写出Jamin 效应计算公式。

答：Jamin 效应是指液珠或气泡通过孔喉时，由于界面变形而对液流产生的阻力效应。

不论地层的润湿性如何，Jamin 效应都会对驱油产生阻力效应。

Jamin 效应计算公式：)11(22
121R R p p -=-σ。

4、什么是润湿现象？写出润湿的三种不同类型，试解释润湿滞后现象。

答：液体在与固体接触时，沿固体表面扩展的现象，又称为液体润湿固体。

润湿的三种不同类型：沾湿润湿、浸湿润湿、铺展润湿。

润湿滞后现象：三相润湿周界沿固体表面移动迟缓而产生润湿接触角改变的现象。

根据不同情况所引起的润湿滞后现象不同,常将润湿滞后分为静润湿滞后和动润湿滞后两类。

所谓静润湿滞后是指油、水与固体表面接触的先后次序不同时,所产牛的滞后现象。

动润湿滞后是指：在水驱油或油驱水过程中,当三相周界沿固体表面移动时,冈移动的延缓而使润湿角发生变化的滞后现象。

5、什么叫吸附？试述表面活性剂吸附对驱油所起作用,聚合物吸附特点有那些？
答：当流体与多孔固体接触时, 流体中某一组分或多个组分在固体表面处产生积蓄, 此现象称为吸附。

表面活性剂吸附作用：
(1).表面活性剂在G－L界面和L-L界面上发生正吸附，可以减少它们之间的界面张力，对发生在界面的两侧压力差、毛细管现象及润湿现象等产生有利于驱油影响。

(2).表面活性剂在固体界面上吸附，可以改变固体界面的润湿性，产生润湿反转，有利于提高水驱油中的洗油效率。

聚合物吸附特点:
（1）吸附的构象多；
（2）达到吸附平衡的时间长；
（3）吸附后不易解吸；
（4）聚合物的吸附常是多级吸附；
（5）一些聚合物的吸附量随温度变化规律反常。

6、水驱油时的分散现象有哪几种情况？
答：水驱油通过并联毛细管时的分散现象：
毛细管表面亲水时出现三种情况：
（1）当油水界面在大毛细管中的移动速度v1小于小毛细管的移动速度v2时，则在大毛细管中留下油滴；
（2）当油水界面在大毛细管中的移动速度v1大于小毛细管的移动速度v2时，则在小毛细管中留下油滴。

（3）当水驱油速度太低时，由于毛细管张力，使大毛细管中油水界面速度小于毛细管中油水界面移动的速度，则油滴留在大毛细管中。

2、毛细管表面亲油时：
不论水驱油速度的高低，油滴都将留在小毛细管中。

这是因为粘滞力和毛细管力都不利于毛细管中油水界面的移动。

第三章
1.叙述什么是调剖堵水？调剖堵水用堵剂是怎样分类的？都包括哪些种类？
答：调剖：调剖针对注水井而言，对注水井高渗层、大孔道封堵，提高注水井波及系数，改善注水剖面。

堵水：针对油井而言，在油井储层中，对出水大孔道进行封堵，提高采收率。

按注入工艺分类：单夜法堵剂；双液法堵剂。

按封堵的距离分类：渗滤面堵剂；近井地带堵剂；远井地带堵剂。

按使用条件分类：高渗层堵剂；低渗层堵剂；高温高矿化度堵剂。

按配制堵剂所用分散介质分类：水基堵剂；油基堵剂；醇基堵剂。

2.叙述调剖堵水的作用机理。

答：调剖机理：1、水的窜流机理；2、调剖原理。

堵水：对油井的高渗透层进行封堵，即向油井的高渗层注入封堵剂其目的使排驱水进入低渗层。

这一技术对于渗透率级差特别大，而且高渗透层的残余油饱和度已接近极限时较为适意。

3、解释压力指数PI 值，写出PI 值的定义公式及PI 值与地层、流体物性参数的关系。

PI 值改正值有何意义？
答：PI 值定义：注水井关井时间t 后，井口的油管压力P （t ）随时间t 变化函数的积分与时间t 的比值。

PI 值的定义公式：t dt
t p PI t ⎰=0)(
PI 值与地层及流体物性参数的关系：
将PI 值的改正值直接与地层渗透率反相关（简称PI 改正值），其作为调剖堵水的决策参数。

4、适合调剖堵水区块的筛选标准是什么？
答：区块注水井的平均PI 值低于10Pa 的区块需要进行调剖堵水；区块注水井的PI 值极差大于5MPa 的区块需要进行调剖堵水。

第四章
1.什么是聚合物驱？叙述聚合物驱提高采收率原理。

答：聚合物驱是指以聚合物溶液作为一种驱油剂的驱油方法，它是一种改善的水驱方法。

聚合物驱属化学驱。

在注入水中添加适宜量的高分子聚合物，提高排驱介质的粘度降低排驱介质的流度，改善流度比，增大波及系数提高驱油效率。

增粘机理：聚合物可通过增加水的粘度，降低水油流度比，提高波及系数。

降低渗透率机理：聚合物可通过减小水的渗透率，降低水油流度比，从而提高波及系数。

2.什么是阻力系数？残余阻力系数？筛网系数？写出它们的计算公式。

答：阻力系数是指水的流度对聚合物溶液流度的比值。

计算公式：p
p w w p w R k k F μμλλ/==；
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，计算公式：wa
wi RR k k F =； 筛网系数是用于描述聚合物对驱动介质和孔隙介质渗透率影响的重要参数。

它是一定体积的聚合物通过筛网的流出时间与同体积的溶剂在同条件下流出时间的比值。

计算公式：s p
s k t F =。

3.聚合物驱用聚合物应满足哪些条件？
答：满足聚合物驱用的聚合物应满足下列条件:
1、水溶性好；
2、热稳定性好；
3、具有抗剪切性；
4、对化学因素稳定；
5、对生物作用稳定；
6、来源广、价格便宜。

第五章
1.碱驱提高采收率包括哪些原理？对其中的主要机理进行叙述。

答：1）低界面张力(LIFT)机理：
在某一合适的碱质量分数和一个最佳盐含量下，碱与原油中的酸性成分反应生成表面活性物质，从而降低油水界面张力， 使粘附功减小，原油易从岩石表面洗脱，提高洗油效率。

低界面张力要求碱的质量分数越低越好（一般小于1*10－2）,但应满足使碱将适中的石油酸活化。

最佳盐含量在1*104mg*L －1。

此时碱水-油体系的低界面张力区最宽。

2）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。

3）乳化－捕集（Emuls_Entrap ）机理：
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。

4) 由油湿反转为水湿(OW －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。

5)由水湿反转为油湿（WW-OW ）机理:
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，使岩石表面从水湿转变为油湿。

非连续的剩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并在有水珠堵塞的孔隙介质中产生高的压力梯度这种现象能克服被低界面张力所降低的毛管阻力。

油从乳化水珠与砂粒间的连续油相通道排泄出，而高含水的乳状液留在后面，减小地层剩余油饱和度。

6)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。

其过程为:
1、石油酸与碱在油水界面上反应产生羧酸钠，并浓集在界面上。

由于羧酸钠的质量分数足够大，它们在界面附近形成层状胶束并起到增溶作用；
2、层状胶束向碱水相扩散的过程中，羧酸钠的质量分数不断降低降低到一定程度，层状胶束依次转化为棒状胶束六角束和棒状胶束，油仍在这些胶束之中增溶；
3、棒状胶束再向碱水相扩散，羧酸钠的质量分数进一步降低，降低到一定程度，棒状胶束转变球形胶束，油仍在球形胶束中增溶。

4、球形胶束继续向碱水相扩散，当羧酸钠的质量分数降低到一定程度，使增溶的油超过胶束的增溶量，则出现界面，形成乳状液。

这就是自发乳化产生的乳状液。

5、乳状液形成后，羧酸钠随液珠继续向碱水相扩散而不断减少，直至其质量分数减小到不足以起稳定乳状液的作用，此时出现乳状液珠的聚并。

至此体系经历了自发乳化至液珠聚并的全过程。

7) 增溶刚性膜机理:
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通过，造成残余油不能排完全排驱。

碱水的注入，增加了沥青质的水溶性使其刚性减小，提高了残余油的流动性。

2.解释Jennings碱系数定义，其具有什么意义？
答：定义：在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所包含的面积与0.01～1.0mN·m-1和0.01%～1.0%碱质量分数所包含面积之比乘以6。

意义: 碱系数可用于评价原油对碱驱的适应性和选用碱驱用碱；碱系数越大的原油越适宜碱驱。

第六章
简述活性水驱、胶束溶液驱、微乳驱、泡沫驱的基本原理以及它们之间的相同与不同之处。

答：活性水驱：以活性水作为驱油剂的一种驱油方法，其中的表面活性剂浓度小于临界教束浓度，表面活性剂浓度较低，不加任何其它助剂。

胶束溶液驱：属于稀表面活性剂驱油方法，表面活性剂浓度大于临界胶束浓度，但浓度小于2％。

微乳液驱：是一种高浓度表面活性剂体系，表面活性剂浓度一般大于2%。

其组分包括水、油、表面活性剂、助表面活性剂和盐等五种成分。

泡沫驱：以泡沫作为驱油剂的驱油方法，泡沫组分包括水、气起泡剂。

第七章
什么是复合驱？复合驱主要包括哪几种类型？复合驱为什么可更好地提高驱油效果？
答：将两种或两种以上化学药剂驱油成分组合在一起，作为驱油剂，够更好地提高原油采收率的一种驱油方法叫复合驱。

复合驱种类组成：
1、稠化碱驱PA（碱强化聚合物驱AP）由碱液和聚合物溶液组成的驱动液。

2、稠化表面活性剂驱PS（表面活性剂强化聚合物驱SP）由表面活性剂和聚合物组成的驱动液。

3、碱强化表面活性剂驱AS（表面活性剂强化碱驱SA）由碱和表面活性剂组成的驱动液。

4、三元复合驱ASP由碱、表面活性剂和聚合物组成的驱动液。

聚合物的作用：
1、改善了表面活性剂或碱溶液对油的流度比；
2、对驱油介质的稠化，可减小表面活性剂或碱的扩散速度，从而降低药耗；
3、可与钙、镁离子反应，保护了表面活性剂，使它不易形成低表面活性的钙、镁盐；
4、提高了碱和表面活性剂所形成的水包油乳状液的稳定性，使波及系数和洗油能力有较大提高。

表面活性剂的作用：
1、降低聚合物溶液与油的界面张力，提高其洗油能力；
2、可使油乳化，提高了驱油介质的粘度；
3、表面活性剂与聚合物形成络合结构，表面活性剂可提高聚合物的增粘能力；
4、可补充碱与石油酸反应产生表面活性剂的不足。

碱的作用：
1、可提高聚合物的稠化能力；
2、与石油酸反应产生的表面活性剂，可将油乳化，提高了驱油介质的粘度，加强了聚合物控制流度的能力；
3、与石油酸反应产生的表面活性剂与合成的表面活性剂有协同效应；
4、可与钙、镁离子反应或与粘土离子进行交换，起牺牲剂作用，保护了聚合物与表面活性剂；
5、可提高砂岩表面的负电性，减少砂岩表面对聚合物和表面活性剂的吸附量。

6、可提高生物聚合物的生物稳定性。