石油工程概论-提高采收率讲课教案.ppt

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1、石油工程概论-提高采收率开发方式、井网密度及开发调整；开发方式、井网密度及开发调整；开采工艺技术水平；开采工艺技术水平；提高采收率方法的应用规模及效果。提高采收率方法的应用规模及效果。2.人为因素人为因素波及系数与洗油效率波及系数与洗油效率波及系数波及系数:注入工作剂在油层中的波及程度注入工作剂在油层中的波及程度,也就是被工作剂也就是被工作剂驱洗过的油层体积驱洗过的油层体积(或面积或面积)占油层总体积占油层总体积(或面积或面积)的百分的百分数数.影响波及系数的因素影响波及系数的因素:油层和流体性质的影响：油层渗透率、有效厚度，原油黏油层和流体性质的影响：油层渗透率、有效厚度，原油黏度度人为因素

2、人为因素:井网和油井工作制度、完井、开采方法井网和油井工作制度、完井、开采方法洗油效率（微观波及系数）洗油效率（微观波及系数）：工作剂前缘驱过的单位体积岩：工作剂前缘驱过的单位体积岩石中被驱出油量与驱动前储量之比。石中被驱出油量与驱动前储量之比。采收率采收率=波及系数波及系数洗油效率洗油效率3.3.提高原油采收率的途径提高原油采收率的途径途径途径：改善流体的物理化学性质。：改善流体的物理化学性质。方法方法：主要包括为四大类：主要包括为四大类 热力采油热力采油 混相驱油混相驱油 化学驱油化学驱油 微生物驱微生物驱7.1 注水驱油注水驱油7.1.1 注水驱油的发现注水驱油的发现注水驱油起于一次井注

3、水驱油起于一次井下设备事故，这次事下设备事故，这次事故是因封隔器损坏，故是因封隔器损坏，致使上部水层的水进致使上部水层的水进入油层，导致该井停入油层，导致该井停产。但是，其周围井产。但是，其周围井的产量却上升了。的产量却上升了。7.1 注水驱油注水驱油l一次采油一次采油利用油层的原有能量采油，即内能消利用油层的原有能量采油，即内能消耗法采油。耗法采油。一次采油的采收率一般为一次采油的采收率一般为815%l注水采油注水采油(二次采油二次采油)过去是在能耗法开采后期实行人工注过去是在能耗法开采后期实行人工注水，现代均采用早期注水开采工艺。因水，现代均采用早期注水开采工艺。因此，便没有一次或二次采油

4、之分此，便没有一次或二次采油之分 。7.1 注水驱油注水驱油l注水采油的实质注水采油的实质是保持和提高油层的能量，用水驱油。是保持和提高油层的能量，用水驱油。l注水采油采收率注水采油采收率砂岩油层经注水后采收率可达砂岩油层经注水后采收率可达2887%；碳酸盐岩油层经注水后采收率可达碳酸盐岩油层经注水后采收率可达6080%7.1 注水驱油注水驱油7.1.2 影响水驱油采收率的因素影响水驱油采收率的因素(5.5)(5.5)孔隙结构；孔隙结构；岩石润湿性；岩石润湿性；原油性质；原油性质；界面性质。界面性质。7.1 注水驱油注水驱油7.1.3 常用的注水方式常用的注水方式 边缘注水（边外注水、边内注水

5、）边缘注水（边外注水、边内注水）切割注水切割注水面积注水面积注水7.1 注水驱油注水驱油7.1.3常用的注水方式常用的注水方式 边缘注水（边外注水、边内注水）边缘注水（边外注水、边内注水）7.1 注水驱油注水驱油7.1.3 常用的注水方式常用的注水方式 边缘注水（边外注水、边内注水）边缘注水（边外注水、边内注水）适用条件：适用条件：油田面积不大油田面积不大构造比较完整构造比较完整油层稳定，边部和内油层稳定，边部和内部连通性好，部连通性好，油层渗透率高，特别油层渗透率高，特别是在注水井的边缘是在注水井的边缘7.1 注水驱油注水驱油7.1.3 常用的注水方式常用的注水方式 切割注水切割注水适用条件

6、：适用条件：油藏面积大，分布稳油藏面积大，分布稳定，注水井可以排列定，注水井可以排列形成完整的切割水线；形成完整的切割水线；切割区注水井和采油切割区注水井和采油井有良好的连通性。井有良好的连通性。7.1 注水驱油注水驱油7.1.3 常用的注水方式常用的注水方式 面积注水面积注水适用条件：适用条件：油藏面积大，构造不油藏面积大，构造不完整，油藏非均质完整，油藏非均质性强；性强；适用于后期开发调整适用于后期开发调整的强化开采及高速的强化开采及高速开采。开采。7.1 注水驱油注水驱油7.1.3 常用的注水方式常用的注水方式 面积注水面积注水7.1.4 油田注水时间的选择油田注水时间的选择早期注水：早

7、期注水：地层压力还没降到饱和压力之前地层压力还没降到饱和压力之前及时注水，使地层压力始终保持在饱和压力之上。及时注水，使地层压力始终保持在饱和压力之上。特点：特点：投资较大，投资回收期长，不适用于原投资较大，投资回收期长，不适用于原始地层压力高，而饱和压力低的油田。始地层压力高，而饱和压力低的油田。7.1 注水驱油注水驱油7.1.4 油田注水时间的选择油田注水时间的选择晚期注水：晚期注水：地层压力逐渐降到饱和压力以下，地层压力逐渐降到饱和压力以下，溶解气析出，油藏驱动方式改为溶解气驱，在溶溶解气析出，油藏驱动方式改为溶解气驱，在溶解气驱之后注水。解气驱之后注水。特点：特点：油田产量不能保持稳产

8、，自喷开采期短，油田产量不能保持稳产，自喷开采期短，不适用于原油粘度和含蜡量较高的油田。不适用于原油粘度和含蜡量较高的油田。7.1 注水驱油注水驱油7.1.4 油田注水时间的选择油田注水时间的选择中期注水：中期注水：投产初期依靠天然能量开采，当地层投产初期依靠天然能量开采，当地层压力下降到低于饱和压力后，在油气比上升到最压力下降到低于饱和压力后，在油气比上升到最大值前注水。大值前注水。特点：特点：投资少，经济效益好，能保持较长稳产期。投资少，经济效益好，能保持较长稳产期。适用于地层压力和饱和压力差较大，天然能量较适用于地层压力和饱和压力差较大，天然能量较大的油田。大的油田。7.1 注水驱油注水

9、驱油7.1.5 油田注水的主要流程油田注水的主要流程l包括：包括：水源净化系统、注水站、配水间水源净化系统、注水站、配水间及注水井等。及注水井等。7.1 注水驱油注水驱油油田注水基本流程图油田注水基本流程图1一地层水；一地层水；2一含油污水；一含油污水；3一地面水；一地面水；4一净化站；一净化站；5一注水泵站；一注水泵站；6一配水间；一配水间；7一注水井一注水井7.1.5 油田注水的主要流程油田注水的主要流程l水源净化系统水源净化系统油田注水时，对水源的要求：油田注水时，对水源的要求：水量充足、水质水量充足、水质符合油田注入水标准。符合油田注入水标准。主要指标要求：主要指标要求：即应严格控制水

10、质中的即应严格控制水质中的悬浮固悬浮固体含量、含油量、菌类数量及腐蚀性体含量、含油量、菌类数量及腐蚀性等项指标，等项指标，使得水质无杂质沉淀、化学稳定性好、对设备使得水质无杂质沉淀、化学稳定性好、对设备的腐蚀性小，同时有良好的洗油能力。的腐蚀性小，同时有良好的洗油能力。由于水质的好坏直接影响到注水井的吸水量、由于水质的好坏直接影响到注水井的吸水量、注人水的驱油率及对注水设备的腐蚀程度。因注人水的驱油率及对注水设备的腐蚀程度。因此，凡从水源来的水，都必须经过严格的净化此，凡从水源来的水，都必须经过严格的净化处理。处理。7.1 注水驱油注水驱油l注水站流程注水站流程 注水站是油田注水站是油田注水系

11、统的心脏部注水系统的心脏部分，其作用是根据分，其作用是根据对注水压力的需求，对注水压力的需求，使经过净化处理后使经过净化处理后的水升压，并输送的水升压，并输送至配水间。至配水间。7.1 注水驱油注水驱油注水站流程示意图注水站流程示意图1一水源来水；一水源来水；2一水罐；一水罐；3一高压注水泵；一高压注水泵；4一分水器；一分水器；5一配水间；一配水间；6一流量计；一流量计；7一值班房一值班房7.1.5 油田注水的主要流程油田注水的主要流程7.1.5油田注水的主要流程油田注水的主要流程l注水站流程注水站流程l目前的注水系统有：目前的注水系统有：l1)1)以离心式注水泵为主的大站系统以离心式注水泵为

12、主的大站系统 特点是流量大，维护简单，注水压力一般不超特点是流量大，维护简单，注水压力一般不超过过16MPa16MPa，适合高渗透率、整装大油田注水。，适合高渗透率、整装大油田注水。l2)2)以柱塞式注水泵为主的小站系统以柱塞式注水泵为主的小站系统 具有扬程高、效率高、电力配套设施简单等特具有扬程高、效率高、电力配套设施简单等特点，适用于注水量低、注水压力高的中低渗透点，适用于注水量低、注水压力高的中低渗透率油田或断块油田。率油田或断块油田。7.1 注水驱油注水驱油l7.1.5 油田注水的主要流程油田注水的主要流程l注水站流程注水站流程l3)3)增压注水系统增压注水系统 对高于系统压力的注水井

13、，对高于系统压力的注水井，系统管网节流损失大和高注入压力井的欠注问题系统管网节流损失大和高注入压力井的欠注问题，则采用增压注水泵增注、重点解决井压过高的，则采用增压注水泵增注、重点解决井压过高的问题。问题。l4)4)简易注水系统简易注水系统 对于油田外围零散的小油对于油田外围零散的小油区，采用就地打水源井注水，其流程技术简单，区，采用就地打水源井注水，其流程技术简单，比较经济。比较经济。7.1 注水驱油注水驱油l7.1.5 油田注水的主要流程油田注水的主要流程l配水间至注水井流程配水间至注水井流程l配水间是控制、调节各注水井注水量的操配水间是控制、调节各注水井注水量的操作间，一般可分为作间，一

14、般可分为单井配水间单井配水间和和多井配水多井配水间间。l单井配水间：单井配水间：用于控制和调节一口井的用于控制和调节一口井的注水量、多见于行列注水井。注水量、多见于行列注水井。l多井配水间：多井配水间：可以控制和调节可以控制和调节25口井口井的注水量。的注水量。7.1 注水驱油注水驱油7.1 注水驱油注水驱油多井配水间注水站流程示意图多井配水间注水站流程示意图1一截断阀门；一截断阀门；2一注水管线；一注水管线；3一上流阀门；一上流阀门；4下流阀门；下流阀门；5一洗井流一洗井流量计；量计；6一流量计；一流量计；7一洗井管线；一洗井管线；8一洗井旁通阀；一洗井旁通阀；9一丙井；一丙井；10乙井；乙

15、井；11一甲井；一甲井；12一放空管；一放空管；13一生产阀门；一生产阀门；14套管阀门；套管阀门；15洗井放空洗井放空阀门；阀门；16一油压表；一油压表；17一量油池；一量油池；18总阀门；总阀门；19一套压表；一套压表；20一套管；一套管；2l油管油管7.2 注聚合物驱油注聚合物驱油l注水驱油的指进现象注水驱油的指进现象水驱油水驱油Hele-Shaw模型模型注水井注水井生产井生产井油层油层注入水注入水7.2 注聚合物驱油注聚合物驱油l定义：实际上是一种把水溶性聚合物（如定义：实际上是一种把水溶性聚合物（如聚丙烯酰胺）加到注入水中。以增加注入聚丙烯酰胺）加到注入水中。以增加注入水黏度的方法，

16、它是一种改善的水驱方法水黏度的方法，它是一种改善的水驱方法。7.2 注聚合物驱油注聚合物驱油7.2 注聚合物驱油注聚合物驱油l聚合物分子特点聚合物分子特点7.2 注聚合物驱油注聚合物驱油l聚合物驱油的适用性聚合物驱油的适用性注水的流度比较大（注水的流度比较大（2 22020）油层温度不高于油层温度不高于120120150150油层不存在大裂缝和溶洞油层不存在大裂缝和溶洞水驱尚未产水或产水不多的油层水驱尚未产水或产水不多的油层7.2 注聚合物驱油注聚合物驱油l聚合物驱油的影响因素聚合物驱油的影响因素聚合物分子结构聚合物分子结构水解度水解度聚合物溶液浓度聚合物溶液浓度溶剂性能溶剂性能溶液含盐量溶液

17、含盐量l我国注水开发油田的油藏条件研究得知，我国注水开发油田的油藏条件研究得知，适合聚合物驱的油藏占相当大的比例。适合聚合物驱的油藏占相当大的比例。l聚合物驱在一定条件下可聚合物驱在一定条件下可提高采收率约为提高采收率约为3-53-5，个别条件更为合适的可达个别条件更为合适的可达1010。7.2 注聚合物驱油注聚合物驱油 通通过过向向油油层层中中注注入入表表面面活活性性剂剂达达到到降降低低油油水水界界面面张张力力，使使油油水水增增溶溶解解，改改善善岩岩石石表表面面润润湿湿性性，改改善善流流度度比比而而提提高高驱驱油油效效率的一种提高采收率方法。率的一种提高采收率方法。7.3 注表面活性剂溶液驱

18、油注表面活性剂溶液驱油7.3 注表面活性剂溶液驱油注表面活性剂溶液驱油l表面活性剂的特性表面活性剂的特性表面活性剂表面活性剂 用量很小就可显著改变用量很小就可显著改变界面张力的物质。界面张力的物质。表面活性剂的分子结构表面活性剂的分子结构 两亲结构两亲结构7.3 注表面活性剂溶液驱油注表面活性剂溶液驱油l表面活性剂的特性表面活性剂的特性界面吸附界面吸附降低界面张力降低界面张力形成胶束形成胶束7.3 注表面活性剂溶液驱油注表面活性剂溶液驱油l表面活性剂的特性表面活性剂的特性形成胶束形成胶束7.3 注表面活性剂溶液驱油注表面活性剂溶液驱油l表面活性剂的作用表面活性剂的作用润湿作用润湿作用 乳化作用

19、乳化作用起泡作用起泡作用增溶作用增溶作用7.3 注表面活性剂溶液驱油注表面活性剂溶液驱油l表面活性剂的驱油原理表面活性剂的驱油原理混相驱混相驱u就是将两种流体完全溶解在一起，它与就是将两种流体完全溶解在一起，它与非混相流体的区别在于两种流体之间的非混相流体的区别在于两种流体之间的界面张力很小。界面张力很小。u例如：水例如：水 酒精酒精 油油 （体系）（体系）非混相驱非混相驱u由于现场通常采用注微乳液段塞由于现场通常采用注微乳液段塞，并非，并非连续注微乳液，难免会因地下水稀释等连续注微乳液，难免会因地下水稀释等原因而丧失微乳液性质。原因而丧失微乳液性质。7.3 注表面活性剂溶液驱油注表面活性剂溶

20、液驱油l表面活性剂的驱油原理表面活性剂的驱油原理7.4 气体混相驱气体混相驱l注气驱油原理注气驱油原理 混相驱混相驱l烃混相驱烃混相驱注液化石油气注液化石油气注高压注干气注高压注干气富气驱富气驱lCO2驱驱l惰性气体驱惰性气体驱l氮气驱氮气驱l烟道气驱烟道气驱 7.4 气体混相驱气体混相驱l气体混相驱油原理气体混相驱油原理 7.5 蒸汽驱蒸汽驱l蒸汽驱原理蒸汽驱原理蒸汽驱主要用于稠油油藏，利用蒸蒸汽驱主要用于稠油油藏，利用蒸汽加热使稠油粘度降低，流动性能汽加热使稠油粘度降低，流动性能改善，从而提高采收率。改善，从而提高采收率。l蒸汽驱的两个阶段蒸汽驱的两个阶段蒸汽吞吐蒸汽吞吐蒸汽驱蒸汽驱 7.

21、5 蒸汽驱蒸汽驱l蒸汽驱吞吐工艺蒸汽驱吞吐工艺蒸汽吞吐属于稠油油藏单井作业方法；蒸汽吞吐属于稠油油藏单井作业方法；首先，向采油井中连续注入一段时间的首先，向采油井中连续注入一段时间的具有一定干度、一定数量的蒸汽；具有一定干度、一定数量的蒸汽；随后将井关闭一段时间随后将井关闭一段时间(称为焖井，一般称为焖井，一般2 27 7天天)；最后，开井生产，依靠油层自然能量将最后，开井生产，依靠油层自然能量将原油驱入井中再采出地面；原油驱入井中再采出地面；这种过程一般可重复这种过程一般可重复3 35 5个周期，但效个周期，但效果逐次降低。果逐次降低。7.5 蒸汽驱蒸汽驱l蒸汽驱蒸汽驱蒸汽驱类似于水驱，蒸汽

22、驱类似于水驱，在蒸汽吞吐后的井在蒸汽吞吐后的井中进行。向一些井中进行。向一些井中注入蒸汽，从另中注入蒸汽，从另外一些井中采出原外一些井中采出原油。油。蒸汽驱可使采收率蒸汽驱可使采收率提高到提高到6070%。7.6 其他方法其他方法l微生物采油新技术微生物采油新技术微生物调剖；微生物调剖；微生物堵水；微生物堵水；微生物降解原油；微生物降解原油；生成表面活性剂生成表面活性剂降粘降粘溶解溶解l其他物理方法其他物理方法射频法；射频法；超声波法；超声波法；磁化法；磁化法；1.1.常用的注水方式有哪些？各有什么适用常用的注水方式有哪些？各有什么适用条件条件?2.2.试分别说明什么是早期注水、中期注试分别说明什么是早期注水、中期注水和晚期注水？水和晚期注水？3.3.油田注水的主要流程包括哪些？对水油田注水的主要流程包括哪些？对水源有什么要求？源有什么要求？4.4.注水站和配水间的作用分别是什么？注水站和配水间的作用分别是什么？思考题思考题此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢