《提高采收率》--面试问答题--前沿内容

一简述二氧化碳混相驱的机理

混相驱的基本机理是驱替剂(注入的混相气体)和被驱剂(地层原油)在油藏条件下形成混相，消除界面，使多孔介质中的毛细管力降至零，从而降低因毛细管效应产生毛细管滞留所圈闭的石油，原则上可以使微观驱油效率达到百分之百。根据不同注入气体及其与原油系统的特性，混相驱可分为:一次接触混相(FCM)、多级接触混相(MCM)和非混相(IMM)几

种方式。而CO

2混相驱一般属于多级接触混相驱。通过适合CO

2

驱的油藏筛选标准可知稀油

油藏主要采用CO

2混相驱,而稠油油藏主要采用CO

2

非混相驱。在稀油油藏条件下CO

2

易与原

油发生混相,在混相压力下，处于超临界状态的CO

2可以降低所波及油水的界面张力，CO

2

注

入浓度越大，油水相界面张力越小，原油越易被驱替。水、气交替注入时，水对混相有不

利的影响。通过调整注入气体的段塞使CO

2

形成混相，可以提高原油采收率。

混相驱油是在地层高温条件下，原油中轻质烃类分子被CO

2

：析取到气相中，形成富含

烃类的气相和溶解CO

2

的液相(原油)两种状态。其驱油机理主要包括以下三个方面：(1)当压

力足够高时，CO

2

析取原油中轻质组分后，原油溶解沥青、石蜡的能力下降，重质成分从原油中析出，原油黏度大幅度下降，提高了油的流动能力达到混相驱油的目的。在适合的储

层压力、温度及原油组分等条件下，临界CO

2：与原油混合，形成一种简单的流体相。(2) CO

2

在地层油中具有较高的溶解能力，从而有助于地层油膨胀，充分发挥地层油的弹性膨胀能，推动流体流人井底。(3)油气相互作用的结果可以使原油表面张力减小。随着压力的增加，原油一空气系统的表面张力减小不大，这是由于氮气(空气的主要成分)在油中的溶解度极

低，因此，系统的表面张力随压力变化缓慢。对于原油一CO

2系统，由于CO

2

的饱和蒸汽压很

小，在原油中的溶解度大于甲烷在原油中的溶解度，因此原油一CO

2

系统的界面张力随着压力增加而快速下降。对于原油一天然气系统而言，天然气中甲烷以及少量的乙烷、丙烷、丁烷等使得天然气在油中的溶解度要远大于氮气的溶解度，故界面张力随压力增加而急剧降低。

对有溶解气的油一水体系，溶解气量的多少，对油一水两相间的界面张力起着决定性的作用。当压力小于饱和压力时，压力升高，界面张力增大，这是由于当压力小于饱和压力前，气体在油中的溶解度大于在水中的溶解度，使油一水间极性差更大而引起的；当压力大于饱和压力时，随着压力增加，界面张力变化不大，因为在高于饱和压力后，增加压力不会增加气体的溶解度，而仅仅是对流体增加了压缩作用。

二谈谈聚合物溶液的稳定性

聚合物溶液稳定性

1 力学稳定性：结合连续性方程、运动方程和本构方程，使用计算流体动力学软件Polyflow，计算了聚合物溶液作用在亲油岩石表面上的残余油膜的应力。计算结果表明：聚合物溶液的粘弹性越大，作用在残余油膜上的应力越大，越有利于油膜的变形；流道宽度越大，作用在油膜上的偏应力越大，越有利于提高驱油效率。

2 溶液粘度对温度的依赖性：拿酪蛋白溶液来说明，酪蛋白溶液的粘度随着温度的升高逐渐降低. 相同温度条件下, 酪蛋白溶液的粘度随着放置时间的延长而逐渐下降. 并且随着温度的升高, 粘度随时间延长下降的幅度增大, 温度越高, 酪蛋白溶液粘度越早趋于平稳. 在较低温度时,酪蛋白溶液中加入Cu2 + , 溶液粘度增加; 而在较高温度时, Cu2 +的加入对酪蛋白溶液粘度影响不大。

3溶液的热稳定性：对于交联聚合物溶液的热稳定性，在较低温度下（40~60℃），HPAM 与ALCit反应所形成的LPS能够长时间的稳定存在，对于1.2um的核孔膜有很好的封堵效果。而在较高温度下（70~110℃），所形成的LPS很快降解，不能对核孔膜形成有效封堵;温度

越高，降解速率越快，对核孔膜的封堵性能越差。LPS高温降解后封堵性能下降的原因是LPS

中交联聚合物线团（LPC）尺寸变小，平均表现流体力学半径从降解前的292nm减小到39.9nm 左右。HPAM高温降解后与ALCit反应所形成的交联体系不能对1.2um的核孔膜产生有效封堵。

4 化学稳定性：以往的前人实验结果可知：随着Ρ H 值的减小, 粘度将迅速降低。非离子型聚合物HEG, 水溶液的粘度几乎不受ΡH变化的影响；溶液粘度随盐含量的增加而降低, 随溶液浓度的增加而增高；实验结果, 可知在聚合物溶液中适量添加STP , 可使溶液粘度增高。

5 微生物酶解作用：天然植物胶衍生物HEG耐微生物酶解作用甚差, 在空气中存放3天后的溶液粘度显著下降。其它试样耐酶解性尚好。

三某一种提高采收率的方法进行论述

注CO

2

提高采收率技术

随着我国石油供需缺口逐年增大,以及石油价格的急剧攀升,提高采收率技术在我国受

到了空前的重视。近几年,注气提高采收率技术发展迅速,其中又以注CO

2

技术的发展速度最

快。注CO

2 的效果非常明显,而且利用CO

2

可以减轻温室效应,因此注CO

2

技术在全球得到推

广运用。

目前世界经济迅猛发展，对能源尤其是石油的需求量不断增加。石油作为有限非再生能源，再发现较大储油油田的机遇减少，已开发油田正在老化，未开采的油田多为稠油油田，这就迫使人们把注意力投向提高老油田采收率技术上。因此，提高油田的原油采收率(EOR，即Enhanced Oil Recovery) 日益成为国际上石油企业经营规划的一个重要组成部分[1]。

1CO2驱油现状

目前世界上已形成提高采收率四大技术系列，即化学法、气驱、热力和微生物采油，CO2驱油法便是气驱的一种。在国外，注CO

2

技术主要用于后期的高含水油藏、非均质油藏以

及不适合热采的重质油藏。推广CO

2驱油的主要制约因素是天然的CO

2

资源、CO

2

的输送及CO

2

向生产井的突进问题以及油井及设备腐蚀、安全和环境问题等。为解决以上问题，提出了就地CO

2

提高原油采收率技术，这种技术是向地层中注入反应溶液，使其在油藏条件下充分

反应而释放出CO

2气体，CO

2

气体溶解于原油之中，降低原油粘度，膨胀原油体积，从而达到

提高原油采收率的目的。该项技术优势在于可在地层中就地产生CO

2

驱替剂，不需要使用过多的地面设备，不会对设备产生腐蚀，减少了环境污染，降低了费用增加投入产出比[2]。

2．注CO2驱油机理[3]

根据注CO2的作用机理，分为CO

2吞吐、非混相驱、混相驱。CO

2

提高原油采收率的主要

作用有促使原油膨胀、降低粘度、溶解气驱、降低界面张力等。

2.1 CO

2

吞吐

CO

2

吞吐的实质是非混相驱，其驱替机理是:使原油体积膨胀，降低原油界面张力和粘度，

溶解气驱，驱替吮吸滞后产生相对渗透率变化，降低残余油饱和度；另外，气态CO

2

渗入地

层与地层水反应产生的碳酸，能有效改善井筒周围地层的渗透率，提高驱油效率。CO

2

吞吐石油提高采收率的原因在于：

（1）CO

2

在原油中的溶解度高，因体积膨胀，油相渗透率提高，致使驱油效率提高6%～10%。

CO

2

溶于原油中，能大幅度的降低原油的粘度，促使原油流动性提高。

（2）CO

2

易溶于水，可导致水的粘度增加，流动性降低，从而使油水的粘度比随着水的流动