提高原油采收率原理.pptx

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1、本章的重点：本章的重点：1 1、从微观和宏观上分析水驱油的形成机理；、从微观和宏观上分析水驱油的形成机理；2 2、从平面、垂向上分析水驱油采收率低的主要原因；、从平面、垂向上分析水驱油采收率低的主要原因；3 3、从驱油动力（粘滞力）和阻力（毛管力）因素着手，探讨提高水驱油、从驱油动力（粘滞力）和阻力（毛管力）因素着手，探讨提高水驱油采收率的主要途径。采收率的主要途径。2010年11月10日第 1 页Chapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理水驱油机理水驱油机理第1页/共53页第一节 油藏排驱过程中的力1 1、毛细管力（1 1）亲水毛管2010年11月10日第 2 页Chapt

2、er 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理水驱油机理水驱油机理 Pc 油注水注水水r对于对于亲水毛管亲水毛管，由于，由于PPw w。P Pc c方向指向非润湿方向指向非润湿油相方油相方向，与水驱油方向一致，是动力。向，与水驱油方向一致，是动力。毛管中，因为两种毛管中，因为两种不互溶液体不互溶液体中的界面存在张力，在中的界面存在张力，在分界面上存在压力差，这个压力差称分界面上存在压力差，这个压力差称毛管压力毛管压力。界面张力（界面张力（）:指表平面的单位表面长度上的作指表平面的单位表面长度上的作用力（用力（mN/mmN/m）。油水是两种）。油水是两种不互溶液体不互溶液体，其，其高达高达3

3、0-35 mN/m30-35 mN/m。第2页/共53页（2 2）亲油毛管2010年11月10日第 3 页对于对于亲油毛管亲油毛管，由于，由于90,必然有必然有P Po oPPw w。P Pc c方向指向水相，与水驱油方向相反，是水驱油的阻力，要实方向指向水相，与水驱油方向相反，是水驱油的阻力，要实现水驱油必须建立现水驱油必须建立人工压差人工压差克服毛管力。克服毛管力。注水注水水rChapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理Pc 第3页/共53页2 2、粘滞力：孔隙介质中的粘滞力是以流体过介质时所出现的压降大小来反映的。计算粘滞力大小最简单近似的方法是把一束平行毛管作为多孔介质

4、，则以层流的方式通过单根毛管的压降可由PoiseuillePoiseuille定律给出：2010年11月10日第 4 页 P P穿过毛细管的压降；穿过毛细管的压降；L L毛管长度；毛管长度；r r毛管半径毛管半径 流体的粘度；流体的粘度；V V流体在毛细管中的平均速度；流体在毛细管中的平均速度；g gc c换算系数。换算系数。Chapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理第4页/共53页对一束尺寸相同的毛细管，渗透率可用下式表示：K=12.93K=12.93 10107 7d d2 2 K K毛管束的渗透率，m m2 2；d d毛管直径，cmcm；毛管束的有效孔隙度。孔隙介质中的

5、粘滞力可根据达西定律表示为：2010年11月10日第 5 页 P P穿过孔隙介质的压降，穿过孔隙介质的压降，P P2 2-P-P1 1L L孔隙介质的长度孔隙介质的长度;K;K孔隙介质中的渗透率孔隙介质中的渗透率;孔隙介质中的孔隙度孔隙介质中的孔隙度;流体的粘度流体的粘度;V V流体在孔隙介质中的平均速度。流体在孔隙介质中的平均速度。Chapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理第5页/共53页第二节第二节 微观水驱油机理微观水驱油机理注水驱油微观效率（注水驱油微观效率（E ED D）：）：E ED D等于从注入水波及过的单位孔隙等于从注入水波及过的单位孔隙体积中采出的油量（地面

6、储罐条件下）除以注水开始时被水波及体积中采出的油量（地面储罐条件下）除以注水开始时被水波及的单位体积的原油地质储量（地面储罐条件下）。的单位体积的原油地质储量（地面储罐条件下）。2010年11月10日第 6 页Chapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理第6页/共53页当被波及的孔隙体积中含油饱和度降至残余油饱和度当被波及的孔隙体积中含油饱和度降至残余油饱和度（S Soror）时，油的地层体积系数（）时，油的地层体积系数（FVFFVF）相等：）相等：2010年11月10日第 7 页Chapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理例：一个油藏在钻井后即将注水开发。模拟

7、油藏条件先所做的注水试验例：一个油藏在钻井后即将注水开发。模拟油藏条件先所做的注水试验表明，岩心的剩余油饱和度为表明，岩心的剩余油饱和度为0.280.28，而其原始含油饱和度为，而其原始含油饱和度为0.670.67。如果原。如果原油的油的FVFFVF为为1.41.4且在注水过程中不变的话，试计算注水驱替效率。且在注水过程中不变的话，试计算注水驱替效率。解解:第7页/共53页微观上建立并联毛细管模型微观上建立并联毛细管模型（1 1）不存在毛细管力的排驱机理：）不存在毛细管力的排驱机理：单根毛管中两相流公式：单根毛管中两相流公式：2010年11月10日第 8 页V V油水界面推进速度；油水界面推进

8、速度；L LA A、B B两点间的毛管长度；两点间的毛管长度；x x油水界面距入口端油水界面距入口端A A的距离；的距离；r r毛管半径。毛管半径。V，oxLwPAPB PXrChapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理第8页/共53页流速与流速与毛管半径平方毛管半径平方成正比。因为成正比。因为 w w o o,随着油水界随着油水界面位置面位置x x增加，分母变小，速度增加：增加，分母变小，速度增加：2010年11月10日第 9 页当当x=Lx=L时：时：此时流速最大此时流速最大此时流速最小此时流速最小在在x=0 x=0时：时：当当00 xLxL时：时：此时流速在上述两此时流速

9、在上述两者之间者之间Chapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理第9页/共53页并联毛管在r r1 1rr2 2情况下2010年11月10日第 10 页在在x=Lx=L处也是处也是Vr1 Vr2 ，其速度差值最大：，其速度差值最大：在在x=0 x=0处必然有处必然有Vr1 V1V2V1Chapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理第11页/共53页对比上两式，因对比上两式，因为为2010年11月10日第 12 页当经过当经过 t t时刻后时刻后，上下毛管中的油水界面位置分别为，上下毛管中的油水界面位置分别为x x1 1和和x x2 2，这时两毛管中的这时两毛管中的

10、速度分别为：速度分别为：x x2 2AB水油x1x1Chapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理这说明，当油水界进入并联毛管的入口端后，这说明，当油水界进入并联毛管的入口端后，在忽略毛管力的在忽略毛管力的条件下条件下，在任何时刻，在任何时刻t t时时,大毛管中的油水界面的推进速度都大大毛管中的油水界面的推进速度都大于小毛管的推进速度于小毛管的推进速度。第12页/共53页2010年11月10日第 13 页n油滴的形成：油滴的形成：n当大毛管内油水界面到达当大毛管内油水界面到达B B点时，小毛管中还存在油。点时，小毛管中还存在油。大毛管的水在大毛管的水在B B点与小毛管的油接触，产

11、生一反向弯液面而形成油滴。点与小毛管的油接触，产生一反向弯液面而形成油滴。AB水水油油Chapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理第13页/共53页2010年11月10日第 14 页(2)(2)存在毛管力排驱机理：存在毛管力排驱机理：单根毛细管：单根毛细管：当考虑油水弯液面上的当考虑油水弯液面上的毛管力毛管力时，流速将时，流速将受毛管力的影响而与上述驱油机理不同。受毛管力的影响而与上述驱油机理不同。假设假设管壁亲水管壁亲水，当水进入毛，当水进入毛管后管后，A A，B B两点之间的压差表示为：两点之间的压差表示为：r w xLPA注水注水V油 oPBPoPwChapter 1 C

12、hapter 1 水驱油机理水驱油机理第14页/共53页2010年11月10日第 15 页粘滞压力降 毛细管压力降r w xLPA注水注水V油 oPBPoPwChapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理第15页/共53页2010年11月10日第 16 页例：设毛管半径为例：设毛管半径为r,r,o=w=1mPa.s,1mPa.s,=0。利用上式计算利用上式计算A、B两点间的压降。两点间的压降。粘滞力和毛管力对总压降的贡献粘滞力和毛管力对总压降的贡献在油层常见速度下，对于强亲水油层，润湿相排驱非润湿相时，压降在油层常见速度下，对于强亲水油层，润湿相排驱非润湿相时，压降总是负值。负的

13、压降并不意味着排驱方向逆转。总是负值。负的压降并不意味着排驱方向逆转。在亲水毛管中，毛管力的方向与油水相之间的压差方向相反，正是在在亲水毛管中，毛管力的方向与油水相之间的压差方向相反，正是在毛管力作用下毛管力作用下水平毛管自动实现水驱油水平毛管自动实现水驱油。上表数据说明，在亲水单根。上表数据说明，在亲水单根毛管中水驱油，粘滞力对毛管力是阻力。毛管中水驱油，粘滞力对毛管力是阻力。V=3.53V=3.53 m/s,L=500 m/s,L=500 m,m,=30 mN/m=30 mN/m孔隙半径孔隙半径r(r(m)m)粘滞压力降粘滞压力降8 8LV/rLV/r2 2(Pa)(Pa)毛管压力降毛管压

14、力降P Pc c(Pa)(Pa)总压降总压降P PA A-P-PB B（PaPa ）2.52.55 51010252550501001002.262.260.560.560.1410.1410.0230.0230.00560.00560.00140.001424000240001200012000600060002400240012001200600600-23998-23998-12000-12000-6000-6000-2400-2400-1200-1200-600-600Chapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理第16页/共53页2010年11月10日第 17 页并联毛

15、管并联毛管A，B两点间的总压降对两并联毛管是相同的，若在两根两点间的总压降对两并联毛管是相同的，若在两根毛管中都实现水驱油，油滴将在流速慢的毛管中形成。毛管中都实现水驱油，油滴将在流速慢的毛管中形成。P PA AP PB B水水r r1 1r r2 2水水油油注水注水Chapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理第17页/共53页2010年11月10日第 18 页V V1 1=0,P=0,PA A-P-PB B=-=-P Pc1c1V V1 10,P0,PA A-P-PB B-P Pc1c1V V1 10,P0,PA A-P-PB B-0,P0,PA A-P-PB B-P Pc2

16、c2V V2 20,P0,PA A-P-PB B-附加毛管阻力附加毛管阻力附加毛管阻力与油滴长度无关，油滴越长，分附加毛管阻力与油滴长度无关，油滴越长，分布在毛管上的附加毛管阻力梯度越小，在一定的布在毛管上的附加毛管阻力梯度越小，在一定的粘滞力作用下，油滴越容易被排驱。粘滞力作用下，油滴越容易被排驱。Chapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理第23页/共53页2010年11月10日第 24 页第三节第三节 宏观水驱油机理宏观水驱油机理一、活塞式驱替一、活塞式驱替活塞式前缘推进，是指排驱介质（水）一次性地排驱它接触活塞式前缘推进，是指排驱介质（水）一次性地排驱它接触到的油，在前

17、缘后方不存在可流动的油（仅残余油）。到的油，在前缘后方不存在可流动的油（仅残余油）。P1原始油带原始油带o o,k,ko o油水两相区油水两相区 w w,k,kw wP2PxQw0 x L油水前缘：油水前缘：原始油带与水波及区之间的弯液面。原始油带与水波及区之间的弯液面。它随注水继续进行而向前推进。它随注水继续进行而向前推进。QoChapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理第24页/共53页2010年11月10日第 25 页1、活塞式推进的前缘速度、活塞式推进的前缘速度活塞式推进的前缘速度服从活塞式推进的前缘速度服从达西定律：达西定律：假设一个一维均质的水平油层模型，如图：假设

18、一个一维均质的水平油层模型，如图：模型长度为模型长度为L，渗透率为，渗透率为k，原油粘度为，原油粘度为 o，沿油层排驱方向沿油层排驱方向取为取为x轴，在轴，在x=0时的边界上平行注水，水的粘度为时的边界上平行注水，水的粘度为 w,注水压注水压差为差为P P1 1-P-P2 2。上图中油水前缘已达。上图中油水前缘已达x x。根据达西公式，分别写出水区和油区的渗流速度：根据达西公式，分别写出水区和油区的渗流速度：P1P2 w w o oqwqo油水前缘Chapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理第25页/共53页2010年11月10日第 26 页P1P2 w w o oqwqo油水

19、前缘Chapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理（4 4）式表明油区的压力梯度是水区的）式表明油区的压力梯度是水区的M M倍倍式中：式中：流度流度 M M流度比流度比第26页/共53页2010年11月10日第 27 页（7）式表明：压力梯度随距离变化，因而水驱油的速度亦随着）式表明：压力梯度随距离变化，因而水驱油的速度亦随着距离而变化。距离而变化。将（将（4）代入（）代入（5）式得：）式得：P1P2 wX o oqwqo油水前缘 wPxLChapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理第27页/共53页2010年11月10日第 28 页将（将（7）代入（）代入（1）

20、式，并将）式，并将渗滤速度渗滤速度写成写成真实速度真实速度得：得：Chapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理物理意义：活塞式排驱的速度与渗透率和压差成正比，与沿油层产生的阻抗成反比设：第28页/共53页2010年11月10日第 29 页（1）对一定渗透率的油层，随前缘推进距离增加流速增加。）对一定渗透率的油层，随前缘推进距离增加流速增加。排驱开始流速增加缓慢，前缘接近油层末端时流速急剧增加。排驱开始流速增加缓慢，前缘接近油层末端时流速急剧增加。（2）当油的相对阻抗一定时，在相同的前缘位置上，高渗透）当油的相对阻抗一定时，在相同的前缘位置上，高渗透层的流速较大，而且高低渗透层流

21、速差随距离增加而增加。层的流速较大，而且高低渗透层流速差随距离增加而增加。（3）在其它条件相同的情况下，随油的阻抗增加流速下降。）在其它条件相同的情况下，随油的阻抗增加流速下降。Chapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理第29页/共53页2010年11月10日第 30 页对于实际的油层，对于实际的油层，K K一定时，设一定时，设V V0 0为入口速度，则不同油层为入口速度，则不同油层位置位置X X处的驱替速度，处的驱替速度，V Vw w(x):(x):一般来讲，一般来讲，M1M1，随着，随着x x增大，增大，V Vw w(x)(x)增大，说明随着驱替的增大，说明随着驱替的进行

22、，速度越来越快。进行，速度越来越快。V0Vw(x)油水界面距入口端距离油水界面距入口端距离xChapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理第30页/共53页2010年11月10日第 31 页二、非活塞式前缘推进二、非活塞式前缘推进1、非活塞式油水前缘、非活塞式油水前缘原始原始油区油区 油水两相油水两相流动区流动区Qw水区水区 sor油不流动区油不流动区 油水前缘油水前缘非活塞式推进是一种漏失排驱，油水前缘象一个带孔眼网格筛非活塞式推进是一种漏失排驱，油水前缘象一个带孔眼网格筛子，当它推进时，只能排驱部分油，另一部分油从子，当它推进时，只能排驱部分油，另一部分油从“孔眼孔眼”中漏中

23、漏过。但漏掉的油继续受后面注入水漏失排驱。过。但漏掉的油继续受后面注入水漏失排驱。结果：结果：在油水前缘的后方形成了油水两相流动区。随着前缘推在油水前缘的后方形成了油水两相流动区。随着前缘推进，两相流动区扩大，靠近油水前缘因洗涤时间短，含油饱和度进，两相流动区扩大，靠近油水前缘因洗涤时间短，含油饱和度下降不大，下降不大，swsw较低，孔隙内的油大部分还呈连续状。远离油水较低，孔隙内的油大部分还呈连续状。远离油水前前缘的两相区内，洗涤时间长，含油饱和度下降大，含水饱和大，缘的两相区内，洗涤时间长，含油饱和度下降大，含水饱和大，油多呈滴状存在。油多呈滴状存在。Chapter 1 Chapter 1

24、 水驱油机理水驱油机理第31页/共53页2010年11月10日第 32 页式中：式中：x xSwSw 油层含水饱和度为油层含水饱和度为S Sw w的剖面距注入端距离；的剖面距注入端距离；A A油层剖面面积；油层剖面面积；q qt t 注水注水t t时刻的体积流速；时刻的体积流速；f fw w 水的分流率；水的分流率；t t 注水时间；注水时间；孔隙度；孔隙度；dxdxswsw/dt/dt饱和度为饱和度为S Sw w的剖面的推进速度；的剖面的推进速度；dfdfw w/dS/dSw w分流率分流率f fw w对饱和度对饱和度S Sw w的微商。的微商。饱和度为饱和度为S Sw w的剖面的推进速度等

25、于注入水的真实速度乘以的剖面的推进速度等于注入水的真实速度乘以水的分流率对饱和度的微商。水的分流率对饱和度的微商。2 2、前、前缘驱动方程缘驱动方程考虑考虑均质线性油藏均质线性油藏，孔隙的长度为，孔隙的长度为L L，横截面积为，横截面积为A A，水驱时，水驱时，每一含水饱和度每一含水饱和度S Sw w以相同速度在油藏中传播，传播速度用以相同速度在油藏中传播，传播速度用巴克巴克利利-莱弗里特莱弗里特传播推进方程（传播推进方程（Buckley-LeverettBuckley-Leverett）：）：Chapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理第32页/共53页2010年11月10日

26、第 33 页油水油水 已知，已知，K Kroro,K,Krwrw是含水饱和度是含水饱和度S Sw w的函数，这样，产水率的函数，这样，产水率f fw w是含水饱和度是含水饱和度S Sw w的函数，可以作出的函数，可以作出f fw w与与S Sw w的关系曲线，图解法的关系曲线，图解法求得求得分流率分流率f fw w对含水饱度对含水饱度s sw w的微商的微商，进而得到，进而得到饱和度饱和度S Sw w的推进的推进速度。速度。Chapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理第33页/共53页2010年11月10日第 34 页第四节第四节 水驱油采收率水驱油采收率EV:宏观波及效率(m

27、acroscopic（volumetric）displacement efficiency expressed as a fraction)；ED：微观驱油效率(microscopic displacement efficiency expressed as a fraction)一、宏观波及效率（EV）在井网控制钻井控制的范围内，从注入井到生产井油区不能被注入水完全波及。波及效率：水波及体积占该油层体积的百分比。式中：EA面积波及效率 Eh垂向波及效率Chapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理第34页/共53页2010年11月10日第 35 页1 1、舌进现象：油水前缘沿高

28、渗透层凸进的现象。、舌进现象：油水前缘沿高渗透层凸进的现象。在成层非均质油层中可见明显的舌进现象。在成层非均质油层中可见明显的舌进现象。（1 1）几种不同的舌进现象：）几种不同的舌进现象：注入水沿着高渗透层流动注入水沿着高渗透层流动A A、层间不可渗透、层间不可渗透水水油KlKhB B、层间可渗透、层间可渗透KhKhKlKl发生层窜，降低波及效率发生层窜，降低波及效率Chapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理第35页/共53页2010年11月10日第 36 页C C、均质厚油层的重力舌进、均质厚油层的重力舌进水驱油，水将沿油层下部凸入油区水驱油，水将沿油层下部凸入油区Chap

29、ter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理低速排驱低速排驱油水油水高速排驱高速排驱气驱油，气体将沿油层上部凸入油区气驱油，气体将沿油层上部凸入油区重力超覆重力超覆气油重力俯冲重力俯冲气油第36页/共53页2010年11月10日第 37 页底部水层，底部水层，K K高，水流动快；高，水流动快；顶部油层，顶部油层，K K低，水流动慢；低，水流动慢；（1 1）在平面上水淹面积大，含水上）在平面上水淹面积大，含水上升快，在中低含水期间采出程度低。升快，在中低含水期间采出程度低。（2 2）在纵向上水洗厚度小，但水洗）在纵向上水洗厚度小，但水洗的层段驱油效率高。的层段驱油效率高。（1 1）含水上

30、升慢；）含水上升慢；（2 2）厚度大，无明显的水洗段，）厚度大，无明显的水洗段，驱油效率低。驱油效率低。E E、反韵律地层、反韵律地层K3水水油油水水油油水水 油油 K4K2K1水K1K2K3K4K1K2K3K4油油D D、正韵律地层、正韵律地层水水水水水水油油油油油油 K1K2K3 油油 K4K1K2K3K4K1K2K35050以后，由于油水粘度比的影响基以后，由于油水粘度比的影响基本上达到最大范围，其影响反而小。本上达到最大范围，其影响反而小。对层内非均质性突出的实际油层，油水粘度比的影响就更为对层内非均质性突出的实际油层，油水粘度比的影响就更为明显，它可使层内的非均质性对开发效果的影响更

31、加尖锐地反明显，它可使层内的非均质性对开发效果的影响更加尖锐地反映出来。映出来。Chapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理第42页/共53页2010年11月10日第 43 页2 2、润湿性对采收率影响：、润湿性对采收率影响：有的岩石亲水或偏亲水，有的岩石有的岩石亲水或偏亲水，有的岩石亲油或偏亲油，或一部分亲水一部分亲油。目前据统计，亲油或偏亲油，或一部分亲水一部分亲油。目前据统计，亲油亲油油层采收率油层采收率45%45%左右，而亲水油层采收率左右，而亲水油层采收率80%80%。3 3、粘滞力和毛管力的影响：、粘滞力和毛管力的影响：粘滞力粘滞力/毛管力毛管力=毛管数，毛管数毛管

32、数，毛管数越越大，采收率越高。大，采收率越高。原因：增加驱替相的驱替速度和粘度可以改变粘滞力。也可以原因：增加驱替相的驱替速度和粘度可以改变粘滞力。也可以将醇类加入流体可以减小界面张力，从而降低残余油饱和度。将醇类加入流体可以减小界面张力，从而降低残余油饱和度。4 4、非均质性的影响、非均质性的影响（1 1）纵向上渗透率的非均质性：）纵向上渗透率的非均质性：一是具各向异性的方向渗透率，一是具各向异性的方向渗透率，另一个是非均质性从一点到另一点的渗透率不同。对于渗透率另一个是非均质性从一点到另一点的渗透率不同。对于渗透率级差较大，舌进快，采收率低。级差较大，舌进快，采收率低。（2 2）平面上各向

33、的非均质性：）平面上各向的非均质性：对于平面非均质性严重，粘性指对于平面非均质性严重，粘性指进发育，采收率低。进发育，采收率低。Chapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理第43页/共53页2010年11月10日第 44 页5 5、油层的沉积韵律的影响、油层的沉积韵律的影响：（1 1）正韵律油层：）正韵律油层：在平面上水淹面积大含水上升快，在中、低在平面上水淹面积大含水上升快，在中、低含水期间采出程度低；含水期间采出程度低；（2 2）反韵律油层：）反韵律油层：其特点是第一含水上升慢，第二厚度大，无其特点是第一含水上升慢，第二厚度大，无明显的水洗段，驱油效率低；明显的水洗段，驱油

34、效率低；（3 3）复合韵律油层：）复合韵律油层：如果高渗透带偏于下部，油层以正韵律为如果高渗透带偏于下部，油层以正韵律为主时，具有层内驱油效率底部高、顶部低的特点。但与正韵律相主时，具有层内驱油效率底部高、顶部低的特点。但与正韵律相比，其见水厚度要大，水窜现象要轻，水线推进较均匀，底部不比，其见水厚度要大，水窜现象要轻，水线推进较均匀，底部不出现水洗段；如果高渗透带偏于上部，油层以反韵律为主时，其出现水洗段；如果高渗透带偏于上部，油层以反韵律为主时，其油水运动特征与反韵律高渗透油层相似。但与反韵律油层相比，油水运动特征与反韵律高渗透油层相似。但与反韵律油层相比，其见水厚度要不小的多，水窜现象要

35、严重，水线推进速度要快。其见水厚度要不小的多，水窜现象要严重，水线推进速度要快。Chapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理第44页/共53页2010年11月10日第 45 页6 6、流度比对采收率的影响：、流度比对采收率的影响：流度流度():流体的相渗透率（流体的相渗透率（Ki）与该相流体的粘度（）与该相流体的粘度（i）的比）的比值，值，即：即：流度是反映流体流动能力大小的量度，对于水驱油，一般原油粘度要比注入水的粘度大得多，即水比油更易流动。流度比(M):是指驱替相(如注入水)流度与被驱替相(如原油)流度的比值。水驱油的流度比为：M1 时，定义为不利流度比。Chapter

36、1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理第45页/共53页7.井网对采收率的影响 注采井的井网布署方式有很多，图中的井网均为规则井网，其中常用的有四点、五点、七点和九点井网。如果油藏较小，油藏形状不规则，而且断层较多，井网就不会是规则的。不同的井网模式导致不同的波及效率。2010年11月10日第 46 页不同注采井网模式Chapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理第46页/共53页不同井网见水时面积波及效率不同井网见水时面积波及效率(M=1)(M=1)2010年11月10日第 47 页井网类型井网类型E EVAVA,%,%采油采油/注水井比注水井比规则五点井网规则五点井网6

37、8-7268-721 1反五点井网反五点井网68-7268-721 1规则七点井网规则七点井网74-8274-822 2反七点井网反七点井网74-8274-821/21/2九点井网九点井网49-7849-781/31/3直线排列井网直线排列井网57571 1交错排列井网交错排列井网75751 1n七点井网的面积波及七点井网的面积波及效率较高效率较高,为为74-8274-82;n九点井网见水时面九点井网见水时面积波及效率为积波及效率为49-7849-78;Chapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理n直线和交错排列井直线和交错排列井网的波及效率取决于网的波及效率取决于井排之间的距

38、离和井井排之间的距离和井排上井间距离，当二排上井间距离，当二者比值为者比值为1 1时时,见水时见水时交错直线井排的面积交错直线井排的面积波及波及效率为为7575。第47页/共53页2010年11月10日第 48 页二、毛管数与残余油、采收率的关系二、毛管数与残余油、采收率的关系1 1、毛管数、毛管数定义：定义：表示在一定润湿性和一定渗透率的孔隙介质中两相流动时，排驱油滴的表示在一定润湿性和一定渗透率的孔隙介质中两相流动时，排驱油滴的动力（粘滞力）和阻力（毛管力）之比。动力（粘滞力）和阻力（毛管力）之比。在典型的水驱油情况下，毛管数变化范围为在典型的水驱油情况下，毛管数变化范围为1010-7-7

39、-10-10-5-5。2 2、残余油饱和度同毛细力和粘滞力的相关关系、残余油饱和度同毛细力和粘滞力的相关关系式中式中 v v渗流速度渗流速度;驱替流体的粘度驱替流体的粘度;油与驱替流体之间的界面张力油与驱替流体之间的界面张力Chapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理第48页/共53页2010年11月10日第 49 页典型的毛管减饱和度曲线水平段表示了典型水驱油毛管数范围，对应的残余油饱和度为30。如果将毛管数增加2-3个数量级，那么岩石中残余油饱和度可大幅度地降低。如毛管数增加到10-3时，残余油饱和度可减低到12左右。如果毛管数进一步增加到10-210-1，几乎可以完全采出

40、残余油。Chapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理12%第49页/共53页2010年11月10日第 50 页三、提高水驱油的采收率的途径三、提高水驱油的采收率的途径1 1、增加渗流速度，受地面设施的限制，、增加渗流速度，受地面设施的限制，v v不能不能无限制地提高。无限制地提高。2 2、增加驱替液的、增加驱替液的粘度，聚合物可以增加几倍，聚合物可以增加几倍几十倍。几十倍。3 3、降低表面张力、降低表面张力，表面活性剂驱、碱驱、复，表面活性剂驱、碱驱、复合驱，可以降低至合驱，可以降低至1010-3 -3 mN/mmN/m。4 4、降低原油的粘度，热采。、降低原油的粘度，热采。C

41、hapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理第50页/共53页2010年11月10日第 51 页思考题思考题1 1、什么是剩余油和残余油？在水驱油过程中何时留下剩余油和残余油？、什么是剩余油和残余油？在水驱油过程中何时留下剩余油和残余油？2 2、单根亲水毛管的毛管力是水驱油的动力，为何又将它作为毛管数中的、单根亲水毛管的毛管力是水驱油的动力，为何又将它作为毛管数中的阻力项？阻力项？3 3、简述毛管数的定义及意义，并据此分析提高水驱油提高采收率的主要、简述毛管数的定义及意义，并据此分析提高水驱油提高采收率的主要途径有那些？途径有那些？4 4、从平面、垂向上，结合宏、微观驱油机理，论

42、述水驱油采收率低的原、从平面、垂向上，结合宏、微观驱油机理，论述水驱油采收率低的原因，并探讨解决办法。因，并探讨解决办法。Chapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理第51页/共53页2010年11月10日第 52 页（1 1）垂向上：垂向上：存在层间非均质性存在层间非均质性,产产生舌进现象，垂向波及效率低，采用生舌进现象，垂向波及效率低，采用调剖堵水技术、弱凝胶和调剖堵水技术、弱凝胶和CDCD胶调驱技胶调驱技术。术。（2 2）平面上：平面上：存在微观非均质性和油存在微观非均质性和油水粘度差，水的流度大，水驱油流度水粘度差，水的流度大，水驱油流度比高，易于产生粘性指进现象，平面

43、比高，易于产生粘性指进现象，平面波及效率低，使用聚合物驱油技术、波及效率低，使用聚合物驱油技术、ASPASP复合驱、泡沫驱、复合驱、泡沫驱、ASPFASPF驱、弱凝胶驱、弱凝胶和和CDCD胶调驱技术等。胶调驱技术等。水水K K1 1K K2 2K K3 3油油K K4 4K K1 1 K K2 2 K K3 3 K K4 4水驱油波及效率低水驱油波及效率低4 4、从平面、垂向上，结合宏、从平面、垂向上，结合宏、微观驱油机理，论述水驱油采收微观驱油机理，论述水驱油采收率低的原因，并探讨解决办法。率低的原因，并探讨解决办法。Chapter 1 Chapter 1 水驱油机理水驱油机理第52页/共53页2010年11月10日资源学院石油系Yuan Caiping第 53 页感谢您的观看。第53页/共53页