提高原油采收率技术

提高采收率技术提高采收率的途径与方法化学驱的现状及发展趋势提纲1.1提高采收率的概念(1)提高采收率与三次采油enhancedoilrecovery－EOR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ZXT一、提高采收率的途径与方法人工注水注气一次采油天然能量依靠二次采油物理、机械和力学等宏观作用立足化学驱混相驱热力采油微生物采油三次采油(强化采油)化学、物理、热力、生物或联合微观驱油作用应用四次采油10-25%15-25%？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。三次采油—二次采油以后的通过注入化学剂、热量、混相溶剂的方法。二者在概念上是不完全重叠的根据石油开采阶段来划分采油方法存在一定的局限性。人们习惯上将注水以外的开采方法都称为提高采收率的方法，简称EOR或IOR（ImprovedOilRecovery)—改进型采油比EOR（EnhancedOilRecovery）—强化采油在概念上具有更广泛的意义。ZXT一、提高采收率的途径与方法(2)采收率（ER）：原油采收率（ER）=采出储量（NR）/地质储量（N）水驱采收率（ER）=波及系数（EV）X洗油效率（ED）％地质储量可采储量最终采收率＝100一、提高采收率的途径与方法(3)波及效率（系数）EV－波及效率（系数），又称为扫描效率或宏观驱油效率指注入流体波及区域的体积与油藏总体积之比VVEswV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）。ZXTooroDSSSE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So－原始含油饱和度；Sor－残余油饱和度；ED－驱油效率。(4)驱油效率ED－驱油（洗油）效率，又称为微观驱油效率。1.2影响采收率的因素(1)地层的非均质性：宏观非均质性－渗透率变异系数；微观非均质性－孔喉大小分布曲线、孔喉比、孔喉配位数、孔喉表面粗造度。地层是非均质的－非均质性越大－采收率越低一、提高采收率的途径与方法(2)地层表面的润湿性地层表面的润湿性可分为水湿、油湿和中性润湿三类。水湿岩心的水驱采收率大于油湿岩心的。(3)流度比流度：流体的相渗透率与其粘度之比。Λ＝Ki/μi流度比：指注入流体的流度与被驱原油在未波及区的流度之比。水油流度比：M1有利。1.2影响采收率的因素wroorwwoowoowwowwokkkk/k/kMZXT聚合物驱热力采油减小MWO的途径或方法：（1）减小Krw；（2）增加Kro；（3）减小µo；（4）增加µw。这些途径发展为热力采油法和聚合物驱采油法。1.3提高原油采收率的主要途径－提高波及系数；－提高洗油效率。提高波及系数的主要方法：改变驱油剂和（或）油的流度。提高洗油效率的主要方法：改变岩石表面的润湿性和减小毛细管阻力效应的不利影响。一、提高采收率的途径与方法（１）通过降低流度比以提高波及系数，同时尽可能适应油层的非均质性，以减少非均质性对驱油过程的不利影响；（２）通过减小界面张力或者消除工作剂与原油间的界面效应以提高驱油效率。＊提高采收率的基本方向化学驱油法（化学驱）聚合物驱油法（聚合物驱）表面活性剂驱油法（表面活性剂驱）碱驱油法（碱驱）复合驱混相驱油法（混相驱）烃类混相驱油法（烃类混相驱）非烃类混相驱油法（非控类混相驱）热力采油法（热采）蒸汽驱油法（蒸汽驱）油层就地燃烧法（火烧油层）微生物采油法1.4提高原油采收率的主要方法一、提高采收率的途径与方法（1）气体混相驱（LPJ、富气、高压干气、CO2、N2、烟道气驱等）；（2）热力采油（蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层等）；（3）化学驱（聚合物、活性剂、碱等一元驱动、二元复合驱、三元复合驱、泡沫驱等）；（4）微生物采油（微生物驱、微生物调剖、微生物降粘、微生物防蜡等）。1.4提高原油采收率的主要方法一、提高采收率的途径与方法提高采收率的途径与方法化学驱的现状及发展趋势提纲二、化学驱的现状及发展趋势2.1化学驱的方法及原理（1）聚合物(P)驱以聚合物溶液为驱油剂的驱油法。也称为：聚合物溶液驱聚合物强化水驱稠化水驱和增粘水驱。2.1化学驱的方法及原理（1）聚合物(P)驱聚合物驱提高采收率的原理：聚合物——增大水的粘度——降低了水的流度（增粘和降渗）——减小了水油流度比——抑制了水的指进——提高了波及系数（有限度的提高洗有效率）——提高原油的水驱采收率以表面活性剂体系作为驱油剂的驱油法表面活性剂体系:稀表面活性剂体系（c2%）活性水胶束溶液浓表面活性剂体系(c2%)水外相微乳油外相微乳中相微乳泡沫驱乳状液驱2.1化学驱的方法及原理（2）表面活性剂(A)驱2.1化学驱的方法及原理（2）表面活性剂(A)驱表面活性剂驱提高采收率的原理：活性剂——降低油水界面张力；润湿反转；乳化；提高表面电荷密度；并聚形成油带等——提高了水的洗油效率——提高了原油的采收率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2.1化学驱的方法及原理（3）碱驱(S)驱2.1化学驱的方法及原理（3）碱驱(S)驱碱驱提高原油采收率的原理：碱——与原油中酸性物质反应——产生表面活性物质——降低油水界面张力——提高洗油效率——提高原油采收率2.2聚合物驱驱油的定义驱油－用驱油剂将地层中的原油驱替出来。水驱－是指以水作驱油剂的驱动（二次采油）。化学驱－是指在水中加入各种化学剂后的驱动（三次采油）。(1)驱油用为聚合物有两类聚合物已用于现场目前,主要用部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）二、化学驱的现状及发展趋势部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）：相对分子量：100-2000万；水解度：1-45%；浓度：25-2000mg/L;注入量：0.25-0.60VP。热稳定性较好；剪切稳定性较差；化学稳定性较差；生物稳定性较好。二、化学驱的现状及发展趋势2.2聚合物驱生物聚合物XC（不常用）生物聚合物，分子量1300-1500万，使用浓度100-2000mg/L，注入量0.01-0.25VP。热稳定性差（71℃）；生物稳定性差（24小时，需加醛类杀菌剂）；剪切稳定性好（支链）。二、化学驱的现状及发展趋势2.2聚合物驱(2)驱油用HPAM的基本特征（A）高分子量：一般驱油用HPAM的分子量为1千万到几千万；（B）多分散性：HPAM的分子量具有不均一性，是分子量不等的同系聚合物的混合物；（C）几何结构多样化：聚合物的几何结构有线型、支型和体型三种形态；（D）物化性能稳定：HPAM具有稳定的化学性质和特殊的物理性能，以满足驱油的要求。二、化学驱的现状及发展趋势2.2聚合物驱(3)HPAM在使用中遇到的问题(A)溶解速度慢(水化溶涨，配制需要较长时间）；(B)降解（热降解、剪切降解和氧化降,≤93℃）；(C)盐敏（不适合于高矿化度地层）。二、化学驱的现状及发展趋势2.2聚合物驱(4)聚合物驱适应的基本条件（A）原油：稀油，密度＜0.966,粘度＜150mPa/S;（B）水质:矿化度＜40000(5000)mg/L，钙镁离子含量＜500(100)mg/L；最好不含三价的金属离子；（C）油藏：温度＜93℃（最好＜70℃），深度＜2740m，油田正装，油层较厚，油水井对应关系较好，尚有增产潜力的油藏。二、化学驱的现状及发展趋势2.2聚合物驱(5)聚合物溶液的配制及注入工艺聚合物溶液的配制和注入工艺对聚合物溶液的粘度和驱油效果有很大的影响。因此选择合理的配制和注入工艺十分重要。聚合物溶液的配制必须考虑水质、温度、搅拌速度等的影响，注入过程中必须考虑排量、压力、泵、管、阀、混合器及计量仪表等的影响。注聚前还必须进行必要的预处理。二、化学驱的现状及发展趋势2.2聚合物驱（A）配制母液：聚合物一般先用低矿化度的清水配制成高浓度的水溶液，既聚合物母液，为保证聚合物溶液注入地层后达到良好的驱油效果，一般要求地面配制的聚合物母液浓度在5000mg/L左右，低温或常温配制(分散装置)。二、化学驱的现状及发展趋势2.2聚合物驱从聚合物的形态上分，聚合物的配制工艺有干粉、乳液和板胶三种配制方法，常用干粉配制工艺。典型的聚合物配制注入系统工艺有两种：一种是国内的“紧凑型”配制注入工艺，既聚合物配制和注入部分配套在一起，流程紧凑，即配既注；另一种是国内在大庆油田首先建成的用于大规模工业化生产的“集中配制，分散注入”的配制注入工艺即一座规模较大的聚合物配制站周围卫星式的布满多座注聚站，由配制站分别给各个注入站供液，这种配制注入工艺的技术经济效益更好。二、化学驱的现状及发展趋势2.2聚合物驱（B）熟化：聚合物的配制过程中，熟化是很重要的。所谓熟化就是聚合物在水中的水解，并充分溶解，以获得所要求的粘度的化学变化和物理变化的综合过程。聚合物干粉经分散装置润湿后，仍需悬浮在水中一定时间，经过溶胀阶段，一般6-8小时，现场实际2小时左右，才能充分溶解若水温过低还需要更长时间(熟化罐)。二、化学驱的现状及发展趋势2.2聚合物驱（B）稀释注入：将母液稀释至一定浓度（800-2000mg/L）后注入(混合器、注聚泵)。目前国内聚合物注入工艺主要有两种：一为单泵单井流程（如大庆油田），二是一泵多井流程（如大港油田）。单泵单井流程的优点是每台泵与每口井的压力、流量均互相对应，不需节流，能量利用充分，单井注入方案比较容易改变，缺点是设备多，投资大，维护量也大。一泵多井流程的优点是柱塞泵、静态混合器等设备少，流程简单，投资少，维护工作量也少。缺点是全系统为一个注入压力，注入井单井压力、流量调节损失能量，单井注入方案不易调整，增加了流量调节器的成本。清水罐熟化罐熟化罐熟化罐熟化罐熟化罐熟化罐熟化罐熟化罐搅拌机清水泵分散装置加料斗分散装置加料斗分散装置加料斗分散装置加料斗分散装置加料斗外输泵4#站喂入泵5#站喂入泵5#站喂入泵5#站去6#站流量计去4#站外输泵4#站外输泵4#站外输泵6#站外输泵6#站外输泵6#站干粉库房注聚泵注聚泵注聚泵增压泵高压污水高压污水单向阀电磁流量计混合器电子水表注聚井过滤器孤东油田七区中注聚工艺流程示意图P+N加合体系P+胀体P+碱+表活剂P改性P+泡沫剂溶胀体系强化泡沫P+交联剂交联体系复合驱新型聚合物(6)聚合物驱的研究进展及发展趋势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,一是可以节约大量的清水；二是可以减少采油污水的处理费用，减少对环境的污染；三是可以避免清污水混合不配伍而造成的不良影响等。总体现状与趋势(1）研制开发新型或改性聚合物a.在结构中引入环结构，提高它的热稳定性，如二、化学驱的现状及发展趋势2.2聚合物驱二、化学驱的现状及发展趋势2.2聚合物驱二、化学驱的现状及发展趋势2.2聚合物驱二、化学驱的现状及发展趋势2.2聚合物驱b.在结构中引入支链，提高HPAM的刚性，从而提高它的抗剪切能力，并通过缔合提高其稠化能力，如二、化学驱的现状及发展趋势2.2聚合物驱c.从分子结构上，通过引入强亲水基团的方法，提高HPAM的耐盐能力，如二、化学驱的现状及发展趋势2.2聚合物驱d.开发新的聚合物或改性聚合物，如HEC和SGHEC是一种改性的天然聚合物，由纤维素经碱化和羟乙基化得到，其的结构式为二、化学驱的现状及发展趋势2.2聚合物驱SG是一种生物聚合物，由小核菌属真菌在葡萄糖中发酵制得，其结构式为二、化学驱的现状及发展趋势2.2聚合物驱（2）开发新型或改性的聚合物两性聚合物的研制耐温耐盐单体的研制疏水缔合聚合物的研制多元组合聚合物的研制梳型聚合物的研制共混聚合物①两性