三次采油的原理、方法和在油田中的应用.doc

西北大学地质学系研究生综述性课程成绩单 学生姓名 高春云 类 别 博士 专 业 油气田地质与开发 年 级 2014 课程名称 现代油藏工程 任课教师 孙卫 学 时 36 学 分 2 课程成绩 （百分制） 教师评语： 任课教师签名： 年 月 日 教师注意事项： 1、课程总成绩应基本符合正态分布； 2、若有两种（及以上）方式进行综合考核，需明确各部分所占比例； 3、评语中应指出该份作业的特点与不足。 三次采油在油田中的应用、方法和进展 石油作为一种重要的不可再生化工能源，对国家经济和国家安全都有重要的作用，在国家发展中占有举足轻重的地位。然而，随着勘探技术的发展和工作的深入，继续发现大的油气田越来越困难，因此，提高采收率成为油气发展永恒的主题。20世纪40年代以前,油田开发主要是依靠天然能量消耗开采,一般采收率仅5%-10%,我们称为一次采油。它反映了早期的油田开发技术水平较低,使90%左右的探明石油储量留在地下被废弃。随着渗流理论的发展,达西定律应用于油田开发。人们认识到油井产量与压力梯度呈正比关系,一次采油采收率低的主要因素是油层能量的衰竭,从而提出了人工注水(气),保持油层压力的二次采油方法,使油采收率提高到30%-40%。这是至今世界上各油田的主要开发方式,是油田开发技术上的一次大飞跃。但二次采油仍有60%-70%的油剩留地下。为此,国内外石油工作者进行了大量研究工作,逐步认识到制约二次采油采收率提高的原因,从而提出了三次采油新方法。 1.提高采收率原理 在油田开发过程中,通常称利用油藏天然能量开采的采油方式为一次采油。而在一次采油后,通过注水或非混相注气提高油层压力并驱替油层中原油的驱油方式称为二次采油。三次采油是针对剩余油而进行的，指油田在利用天然能量进行开采和传统的用人工增补能量(注水、注气)之后,利用物理的、化学的、生物的新技术进行尾矿采油的开发方式。这种驱油方式主要是通过注化学物质、注蒸汽、注气(混相)或微生物等,从而改变驱替相和油水界面性质或原油物理性质。 采收率，最终累计采油量一般以油田含水量在98%以上为止。与采收率有关的两个参数是波及系数EV和洗油效率ED。EV是指被工作剂驱过的体积与油藏体积之比。ED是指从波及区中洗出的油的体积与原始含有体积之比。二者与采收率的关系是。各种提高采收率的原理都可由这两个参数来分析。 影响采收率的主要因素主要是储层非均质性和流度比。流度比，其中流度。M越小，EV越大，油水前缘越规则，越大。 大量实践和理论研究证明,油层十分复杂,具有非均质性,油、水、气多相流体在油层多孔介质中的渗流过程十分复杂。不仅注入水(气)不可能活塞式驱油,不可能波及到全油层,而且在多相渗流过程中,受粘度差、毛细管力、粘滞力、界面张力等的影响,各相流量将随驱油过程中各相饱和度的变化而变化。只有进一步扩大注入水(气)波及体积,提高驱油效率,才能大幅度提高采收率。由此,人们在非均质性的油层提出了多种三次采油方法,一种是旨在提高注入水粘度、降低油水粘度差、提高注入水波及体积的聚合物驱;第二种是旨在降低界面张力、提高注入水驱油效率的表面活性剂驱、碱驱、混相驱;第三种是80年代后期发展起来的既可扩大波及体积又可提高驱油效率的复合驱。 三次采油远不同于二次采油。二次采油是依靠人工补充油层能量的物理作用提高采收率, 而三次采油方法是在注水保持油层压力基础上,又依靠注入大量新的驱油剂,改变流体粘度、组分和相态,具有物理化学的双重作用,不仅进一步扩大了注入水波及范围,而且使分散的、束缚在毛细管中的残余油重新聚集而被采出。因此,三次采油要求更精细地掌握分散原油在地下油层中的分布;研究新的驱油剂与十分复杂的岩石矿物、流体的物理-化学作用;探索并掌握非牛顿流体多相渗流的基本规律。从而正确合理地进行油田开发部署——井网、井距、层系划分、注采关系、注采工艺、动态监测、相应的地面集输系统和净化处理等。总之,一整套技术都将随着三次采油技术的应用而发生变化。油田开发要建立在更广泛的多学科综合应用基础上,从宏观和微观上更深化对地下流体渗流的认识,深化对油田的认识。三次采油将把油田开发带入一个更高技术水平的新阶段。 2. 三次采油的基本概念、类型及驱油机理 2.1三次采油的基本概念和类型 三次采油是指油田在利用天然能量进行开采和传统的用人工增补能量(注水、注气)之后,利用物理的、化学的、生物的新技术进行尾矿采油的开发方式。这种驱油方式主要是通过注化学物质、注蒸汽、注气(混相)或微生物等,从而改变驱替相和油水界面性质或原油物理性质。目前世界上已形成三次采油的四大技术系列,即化学驱、气驱、热力驱和微生物采油。其中化学驱包括聚合物驱、表面活性剂驱、