提高采收率保護(hù)技術(shù)

1、康毅力康毅力 游利軍游利軍提提 綱綱1、概述、概述2、混相驅(qū)保護(hù)技術(shù)、混相驅(qū)保護(hù)技術(shù)3、蒸汽驅(qū)保護(hù)技術(shù)、蒸汽驅(qū)保護(hù)技術(shù)4、化學(xué)驅(qū)保護(hù)技術(shù)化學(xué)驅(qū)保護(hù)技術(shù)5、微生物驅(qū)保護(hù)技術(shù)、微生物驅(qū)保護(hù)技術(shù)1 1、概、概 述述l提高采收率的重要意義提高采收率的重要意義l提高采收率與儲(chǔ)層保護(hù)的關(guān)系提高采收率與儲(chǔ)層保護(hù)的關(guān)系l如何協(xié)調(diào)二者矛盾？如何協(xié)調(diào)二者矛盾？（1 1）氣體混相驅(qū)）氣體混相驅(qū)注注COCO2、烴、煙道氣等，通過(guò)抽提或凝析過(guò)烴、煙道氣等，通過(guò)抽提或凝析過(guò)程發(fā)生相態(tài)變化達(dá)到混相，提高原油采收率程發(fā)生相態(tài)變化達(dá)到混相，提高原油采收率（2 2）氣體非混相驅(qū)）氣體非混相驅(qū)通過(guò)傳質(zhì)和組分變化使原油膨脹和粘度降低

2、，通過(guò)傳質(zhì)和組分變化使原油膨脹和粘度降低，以提高采收率以提高采收率2.0 氣體混相驅(qū)采油U.S. Basins/Regions Studied for Future Potential for CO2-EOR. Graphic of CO2 enhanced oil recovery.Courtesy of Occidental Petroleum Corp.（1）瀝青沉積）瀝青沉積定義：油中不溶于直鏈烷烴，如戊烷、庚烷等，瀝青質(zhì)定義：油中不溶于直鏈烷烴，如戊烷、庚烷等，瀝青質(zhì)是相對(duì)分子量為數(shù)百或數(shù)千的稠環(huán)芳烴或環(huán)烷烴化合物是相對(duì)分子量為數(shù)百或數(shù)千的稠環(huán)芳烴或環(huán)烷烴化合物組成的含有組成的含有N

3、、S、O等雜原子有機(jī)物質(zhì)等雜原子有機(jī)物質(zhì)瀝青質(zhì)通過(guò)膠質(zhì)而成為膠溶狀態(tài)，膠粒直徑瀝青質(zhì)通過(guò)膠質(zhì)而成為膠溶狀態(tài)，膠粒直徑20-65埃，埃，在地層條件下達(dá)到熱力學(xué)平衡，瀝青溶解于原油中在地層條件下達(dá)到熱力學(xué)平衡，瀝青溶解于原油中溫度、壓力改變，引發(fā)瀝青質(zhì)沉積溫度、壓力改變，引發(fā)瀝青質(zhì)沉積注氣后，原始組分改變，誘發(fā)瀝青沉積注氣后，原始組分改變，誘發(fā)瀝青沉積2.1 混相驅(qū)油層損害混相驅(qū)油層損害（2）烴類水化物堵塞）烴類水化物堵塞注氣過(guò)程中，溫度壓力驟然變化，烴類與水注氣過(guò)程中，溫度壓力驟然變化，烴類與水發(fā)生水化作用，形成固態(tài)烴類水化物發(fā)生水化作用，形成固態(tài)烴類水化物存在于地面管線存在于地面管線也可能在地

4、下形成也可能在地下形成2.1 混相驅(qū)油層損害混相驅(qū)油層損害（3）無(wú)機(jī)垢損害）無(wú)機(jī)垢損害注氣注氣CO2過(guò)程中，容易引起碳酸鹽沉積過(guò)程中，容易引起碳酸鹽沉積CO2和煙道氣中的和煙道氣中的H2S氣體腐蝕嚴(yán)重，金屬腐氣體腐蝕嚴(yán)重，金屬腐蝕物會(huì)進(jìn)入地層蝕物會(huì)進(jìn)入地層2.1 混相驅(qū)油層損害混相驅(qū)油層損害l進(jìn)行充分的相態(tài)研究，預(yù)防進(jìn)行充分的相態(tài)研究，預(yù)防由于溫度、壓力和由于溫度、壓力和組分變化出現(xiàn)的固相沉積組分變化出現(xiàn)的固相沉積l用溶劑解除瀝青沉淀用溶劑解除瀝青沉淀2.2 混相驅(qū)保護(hù)技術(shù)混相驅(qū)保護(hù)技術(shù)提提 綱綱1、概述、概述2、混相驅(qū)保護(hù)技術(shù)、混相驅(qū)保護(hù)技術(shù)3、蒸汽驅(qū)保護(hù)技術(shù)、蒸汽驅(qū)保護(hù)技術(shù)4、化學(xué)驅(qū)保護(hù)技

5、術(shù)化學(xué)驅(qū)保護(hù)技術(shù)5、微生物驅(qū)保護(hù)技術(shù)、微生物驅(qū)保護(hù)技術(shù)3.0 蒸汽驅(qū)采油l蒸汽驅(qū)在開(kāi)采重油和高粘油中起著重要作用蒸汽驅(qū)在開(kāi)采重油和高粘油中起著重要作用l連續(xù)或周期性地注入蒸汽連續(xù)或周期性地注入蒸汽l蒸汽發(fā)生可以在井下，也可以在地面蒸汽發(fā)生可以在井下，也可以在地面l單井蒸汽吞吐采收率單井蒸汽吞吐采收率10%25%，成本較低，成本較低l連續(xù)注蒸汽驅(qū)，采收率可達(dá)連續(xù)注蒸汽驅(qū)，采收率可達(dá)50%60%l油藏原油多為稠油（重質(zhì)油）油藏原油多為稠油（重質(zhì)油）l儲(chǔ)層巖性：疏松砂巖、疏松礫巖儲(chǔ)層巖性：疏松砂巖、疏松礫巖l粘土礦物含量高，膨脹性礦物多粘土礦物含量高，膨脹性礦物多l(xiāng)埋藏淺，溫度、壓力低埋藏淺，溫度、

6、壓力低3.0 蒸汽驅(qū)采油中國(guó)稠油分類中國(guó)稠油分類稠稠油油分分類類名名 稱稱級(jí)級(jí)別別主主要要指指標(biāo)標(biāo)粘粘度度， mPa.s輔輔助助指指標(biāo)標(biāo)相相對(duì)對(duì)密密度度開(kāi)開(kāi)采采方方式式普普通通稠稠油油I-150*150*0.9200常常規(guī)規(guī)或或注注蒸蒸汽汽普普通通稠稠油油I-2150*100000.9200注注蒸蒸汽汽特特稠稠油油II10000500000.9500注注蒸蒸汽汽超超稠稠油油(天天然然瀝瀝青青)III500000.9800注注蒸蒸汽汽*指地層條件下的粘度，其它指油層溫度下脫氣油粘度指地層條件下的粘度，其它指油層溫度下脫氣油粘度UNITAR推薦的重質(zhì)原油及瀝青分類標(biāo)準(zhǔn)推薦的重質(zhì)原油及瀝青分類標(biāo)準(zhǔn)*

7、指油層溫度下脫氣油粘度指油層溫度下脫氣油粘度蒸汽驅(qū)提高采收率機(jī)理蒸汽驅(qū)提高采收率機(jī)理l就地降低原油粘度，使油易于流動(dòng)就地降低原油粘度，使油易于流動(dòng)l減小殘余油飽和度，提高油的相對(duì)滲透率減小殘余油飽和度，提高油的相對(duì)滲透率l改善波及效率改善波及效率l提高地層體積系數(shù)提高地層體積系數(shù)l從原油中汽化和蒸餾可冷凝的烴類從原油中汽化和蒸餾可冷凝的烴類l提供一個(gè)氣驅(qū)的機(jī)制提供一個(gè)氣驅(qū)的機(jī)制影響蒸汽驅(qū)的因素影響蒸汽驅(qū)的因素l地下流體性質(zhì)：包括相態(tài)、密度、粘度、組成、壓縮系地下流體性質(zhì)：包括相態(tài)、密度、粘度、組成、壓縮系數(shù)、數(shù)、PVT關(guān)系關(guān)系l巖石性質(zhì)：孔隙度、滲透率、巖石壓縮系數(shù)巖石性質(zhì)：孔隙度、滲透率、巖

8、石壓縮系數(shù)l流體流體巖石相互作用：殘余油飽和度、相對(duì)滲透率、毛巖石相互作用：殘余油飽和度、相對(duì)滲透率、毛管壓力，潤(rùn)濕性、界面張力管壓力，潤(rùn)濕性、界面張力l地層及所含流體熱力學(xué)：如比熱、導(dǎo)熱性、熱膨脹系數(shù)地層及所含流體熱力學(xué)：如比熱、導(dǎo)熱性、熱膨脹系數(shù)l油藏環(huán)境：油層厚度、非均質(zhì)性、溫度壓力油藏環(huán)境：油層厚度、非均質(zhì)性、溫度壓力l注入井網(wǎng)：形狀、井距、層段、位置注入井網(wǎng)：形狀、井距、層段、位置l工藝參數(shù)：注入速率、蒸汽干度、注入壓力、溫度、累工藝參數(shù)：注入速率、蒸汽干度、注入壓力、溫度、累計(jì)注入量計(jì)注入量蒸汽驅(qū)的有利條件蒸汽驅(qū)的有利條件l地層原油重度為地層原油重度為1036oAPI，粘度粘度10

9、00mPa.Sl原油地質(zhì)儲(chǔ)量至少為原油地質(zhì)儲(chǔ)量至少為1200bbl/acre.ft，平均含油飽和平均含油飽和度要超過(guò)度要超過(guò)40%，孔隙度，孔隙度20%l油藏深度油藏深度25API粘度粘度 150cp（最好最好10%PV可動(dòng)油可動(dòng)油地層類型地層類型 最好是砂巖最好是砂巖,也適于碳酸鹽巖也適于碳酸鹽巖有效厚度有效厚度 無(wú)限制無(wú)限制平均滲透率平均滲透率 10md，有時(shí)可達(dá)有時(shí)可達(dá)3md深深 度度 27003500m溫溫 度度 5 m的顆粒（雜質(zhì)、魚眼、微凝膠）的顆粒（雜質(zhì)、魚眼、微凝膠）l注聚丙烯酰胺時(shí)，避免使用陽(yáng)離子殺菌劑注聚丙烯酰胺時(shí)，避免使用陽(yáng)離子殺菌劑l次氯酸鈉溶液解堵次氯酸鈉溶液解堵（3

10、 3）聚合物驅(qū)油層保護(hù)）聚合物驅(qū)油層保護(hù)l微粒運(yùn)移與剪切降解的關(guān)系微粒運(yùn)移與剪切降解的關(guān)系臨界流速很高時(shí)，主要考慮剪切降解臨界流速很高時(shí)，主要考慮剪切降解臨界流速很低時(shí)，防止微粒運(yùn)移是主臨界流速很低時(shí)，防止微粒運(yùn)移是主要矛盾要矛盾4.2 4.2 堿驅(qū)保護(hù)技術(shù)堿驅(qū)保護(hù)技術(shù)（1）堿驅(qū)提高采收率）堿驅(qū)提高采收率l通過(guò)向注入水中加入相對(duì)廉價(jià)的堿劑，如碳酸鈉、硅通過(guò)向注入水中加入相對(duì)廉價(jià)的堿劑，如碳酸鈉、硅酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀，提高水的酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀，提高水的pH值，以達(dá)到值，以達(dá)到提高采收率的目的提高采收率的目的l1917年年 F.Squires 就認(rèn)識(shí)到堿劑能提高驅(qū)替效率就認(rèn)識(shí)到堿劑能

11、提高驅(qū)替效率l堿與原油中的酸性組分反應(yīng)，降低油水界面張力、油堿與原油中的酸性組分反應(yīng)，降低油水界面張力、油和水乳化、剛性界面膜的增溶、潤(rùn)濕性轉(zhuǎn)化和水乳化、剛性界面膜的增溶、潤(rùn)濕性轉(zhuǎn)化l工藝簡(jiǎn)單，機(jī)理復(fù)雜工藝簡(jiǎn)單，機(jī)理復(fù)雜原油中的酸性組分原油中的酸性組分l原油酸性組分：羧酸、羧基酚、卟啉、瀝青質(zhì)原油酸性組分：羧酸、羧基酚、卟啉、瀝青質(zhì)l原油酸值：中和原油酸值：中和1g原油所需原油所需KOH的毫克數(shù)，一的毫克數(shù)，一般認(rèn)為般認(rèn)為0.5或更大一些是有利的或更大一些是有利的l有機(jī)酸值有機(jī)酸值=總酸值總酸值無(wú)機(jī)酸值（礦物酸、酸性氣無(wú)機(jī)酸值（礦物酸、酸性氣體），只有有機(jī)酸值才與堿驅(qū)有關(guān)體），只有有機(jī)酸值才與

12、堿驅(qū)有關(guān)堿驅(qū)提高采收率機(jī)理堿驅(qū)提高采收率機(jī)理l乳化夾帶作用乳化夾帶作用l乳化捕集作用，周期性乳化捕集作用乳化捕集作用，周期性乳化捕集作用l乳化捕集與乳化夾帶交替作用乳化捕集與乳化夾帶交替作用l潤(rùn)濕性反轉(zhuǎn)，從親水（油）變?yōu)橛H油（水）潤(rùn)濕性反轉(zhuǎn)，從親水（油）變?yōu)橛H油（水）l乳化作用、潤(rùn)濕性反轉(zhuǎn)、夾帶與捕集共同作用乳化作用、潤(rùn)濕性反轉(zhuǎn)、夾帶與捕集共同作用l降低界面張力降低界面張力l剛性界面膜的穩(wěn)定作用剛性界面膜的穩(wěn)定作用堿性化學(xué)劑的使用堿性化學(xué)劑的使用l理論上考慮理論上考慮由堿驅(qū)提高采收率機(jī)理決定由堿驅(qū)提高采收率機(jī)理決定l經(jīng)濟(jì)上考慮經(jīng)濟(jì)上考慮可以降低巖石礦物表面對(duì)注入的表面活性劑的可以降低巖石礦物表

13、面對(duì)注入的表面活性劑的吸附，減少表活劑的用量吸附，減少表活劑的用量（2 2）堿驅(qū)油層損害）堿驅(qū)油層損害l堿敏損害堿敏損害pH值升高，粘粒間斥力增加，微結(jié)構(gòu)失穩(wěn)值升高，粘粒間斥力增加，微結(jié)構(gòu)失穩(wěn)pH值升高，微晶、非晶礦物溶解值升高，微晶、非晶礦物溶解pH值升高，粘土礦物膨脹加劇值升高，粘土礦物膨脹加劇pH值升高，陽(yáng)離子交換，粘土礦物水化加強(qiáng)值升高，陽(yáng)離子交換，粘土礦物水化加強(qiáng)pH值升高，陽(yáng)離子交換，無(wú)機(jī)垢沉積值升高，陽(yáng)離子交換，無(wú)機(jī)垢沉積（2 2）堿驅(qū)油層損害）堿驅(qū)油層損害l無(wú)機(jī)垢損害無(wú)機(jī)垢損害堿液與地層水不配伍堿液與地層水不配伍微晶、非晶礦物溶解微晶、非晶礦物溶解新礦物相形成，如沸石新礦物相形

14、成，如沸石pH值升高，陽(yáng)離子交換，促進(jìn)無(wú)機(jī)垢沉積值升高，陽(yáng)離子交換，促進(jìn)無(wú)機(jī)垢沉積（3 3）堿驅(qū)油層保護(hù)）堿驅(qū)油層保護(hù)l進(jìn)行詳細(xì)的巖心分析，特別是堿敏評(píng)價(jià)進(jìn)行詳細(xì)的巖心分析，特別是堿敏評(píng)價(jià)l建立合理的工作制度。堿性條件下，臨界流速建立合理的工作制度。堿性條件下，臨界流速大大降低大大降低l研究堿與礦物、堿與地層流體的配伍性研究堿與礦物、堿與地層流體的配伍性l預(yù)測(cè)結(jié)垢趨勢(shì)，采取防垢措施預(yù)測(cè)結(jié)垢趨勢(shì)，采取防垢措施l對(duì)注入水進(jìn)行軟化處理對(duì)注入水進(jìn)行軟化處理l選擇合適的堿劑，可以考慮以鉀堿代替鈉堿選擇合適的堿劑，可以考慮以鉀堿代替鈉堿4.3 4.3 表面活性劑驅(qū)保護(hù)技術(shù)表面活性劑驅(qū)保護(hù)技術(shù)（1）表面活性

15、劑驅(qū)油層損害）表面活性劑驅(qū)油層損害l表面活性劑大多數(shù)為石油磺酸鹽，屬陰離子型表面活性劑大多數(shù)為石油磺酸鹽，屬陰離子型表面活性劑表面活性劑l與陽(yáng)離子型表面活性劑和聚合物不配伍與陽(yáng)離子型表面活性劑和聚合物不配伍l與地層水及粘土礦物中的可交換陽(yáng)離子形成磺與地層水及粘土礦物中的可交換陽(yáng)離子形成磺酸鈣沉淀酸鈣沉淀l陽(yáng)離子交換使粘土礦物水敏損害加強(qiáng)陽(yáng)離子交換使粘土礦物水敏損害加強(qiáng)5、微生物驅(qū)保護(hù)技術(shù)、微生物驅(qū)保護(hù)技術(shù)lMEOR是最新的提高采收率技術(shù)是最新的提高采收率技術(shù)l將微生物和營(yíng)養(yǎng)物注入油藏，過(guò)程持續(xù)數(shù)小時(shí)將微生物和營(yíng)養(yǎng)物注入油藏，過(guò)程持續(xù)數(shù)小時(shí)l關(guān)井?dāng)?shù)天到幾個(gè)星期，悶井關(guān)井?dāng)?shù)天到幾個(gè)星期，悶井l微生物生長(zhǎng)并繁殖，微生物作用后原油易于流動(dòng)微生物生長(zhǎng)并繁殖，微生物作用后原油易于流動(dòng)l產(chǎn)生酸、表活劑、氣