1、提高石油采收率复习题一 名词解释1EOR：即提高原油采收率，通过向油层注入现存的非常规物质开采石油的方法。或除天然能量采油和注水、注气采油以外的任何方法。2水驱采收率：注水达到经济极限时累计采出的油量与原始地质储量之比。3洗油效率：波及区内被水从孔隙中排出的那部分原油饱和度占原始含油饱和度的百分数。4残余油：注入水波及区内水洗后所剩下的油。5毛管数：驱油过程中粘滞力和毛管力的比值。6流度比：表示驱替相流度和被驱替相的流度之比。7聚合物：由大量的简单分子化合而成的高分子量的大分子所组成的天然的或合成的物质。8水解度：聚丙烯酰胺在 NaOH 作用下酰胺基转变为羧钠基的百分数。 。9特性粘度：聚合物
2、浓度趋近于零时，溶液的粘度与溶剂的粘度之差除以溶液的浓度与溶剂粘度的乘积。10CMC：开始形成胶束的表面活性剂浓度为临界胶束浓度 CMC；11泡沫驱油：泡沫驱油法是在注入活性水中通入气体(如空气、烟道气或天然气)，形成泡沫，利用气阻效应，使水不能任意沿微观大孔道，宏观高渗透层或高渗透区窜流，从而改善波及系数提高采收率的方法，这种方法也称注混气水提高采收率法。 12原油的酸值：中和一克原油使其 pH 值等于 7 时所需的氢氧化钾的毫克数。13协同效应：两种或两种以上组分共存时的性质强于相同条件下单独存在的效应14初次接触混相：注入的溶剂与原油一经接触就能混相。15蒸汽驱油：以井组为基础，向注入井
3、连续注入蒸汽，蒸汽将油推向生产井的采油方法。16热力采油：凡是利用热量稀释和蒸发油层中原油的采油方法统称为热力采油（Thermal recovery） 。这是一类稠油油藏提高采收率最为有效的方法。 17界面张力：单位长度的表面自由能称为界面张力，单位 mN/m，其方向是与液面相切。18粘性指进：在排驱过程中由于油水粘度差异而引起的微观排驱前缘不规则地呈指状穿入油区的现象。19水的舌进：是指油水前缘沿高渗透层凸进的现象。 20剩余油：水未波及到的区域内所剩下的油为剩余油，其分布是连续的，数量较大。21原油采收率：是采出地下原油原始储量的百分数，即采出原油量与地下原始储油量的比值。 22微观洗油效
4、率：也叫排驱效率，就是已被水从孔隙中排出的那部分原油饱和度占原始含油饱和度的百分数，是衡量水波及区微观水洗油效果的参数。23宏观波及系数：面积波及系数与垂向波及系数的乘积定义为宏观波及系数。波及系数是衡量水在油层中的波及程度的参数。24流度：地层隙数与地下原油粘度的比值。 25聚合物驱：是把聚合物加到注入水中，增加注入水的粘度，降低水相渗透率，从而降低注入水流度的一种驱油方法。26机械剪切降解：在高速流动时，具有柔性的长链受到剪切力的作用而被剪断，使分子间结合力下降，粘度降低。27化学降解：是指氧攻击聚合物分子长链上薄弱环节，发生氧化，从而使分子长链断裂，分子量降低；或发生自由基取代、水解等。
5、28不可进入孔隙体积：在多孔介质渗流过程中，有些孔隙能让水通过，却限制了聚合物分子的进入，称这部分孔隙体积为不可进入孔隙体积，简称 IPV。29阻力系数：水通过岩心时的流度与聚合物溶液通过岩心时的流度比值。30残余阻力系数：聚合物溶液通过岩心前、后盐水流度的比值。31调剖：成层状的非均质地层，由于层间渗透率差异太 大，用流度控制仍然不能抑制舌进，应进行人工降低高渗透层渗透率的技术措施，称为调整吸水剖面，简称“调剖”。32堵水：向油井高渗透层注入封堵剂，将高渗透层在一定油层范围内进行封堵，迫使水进入低渗透层。该 技术多应用于生产井，对渗透就级差特别大，而且高渗透层的残余油饱和度己接近经济极限时更
6、适宜。33表面活性剂：分子具有两亲结构，可自发地浓集于相界面，显著降低界面张力的物质。34亲水亲油平衡值：描述活性剂亲水亲油能力大小的物理量。简称 HLB。35分配系数：表面活性剂的分配系数是指活性剂在油相与水相中平衡浓度的比值。36乳状液：一种或几种液体以小液珠的形式，分散在另一种不能互溶的液体中所形成的分散体系。37部分混相驱：是指驱替流体与被驱替流体接触时是混相的，随着驱替流体的前进，不断与前面的被驱替流体接触，因而不断被稀释，最后形成非混相。38色谱分离现象：复合体系中各组分与地层岩石间的作用不同，使得三组分间产生的差速运移现象。39最小混相压力：简称 MMP，是指气体溶剂与油藏原油达
7、到混相的最小压力值。40干式正向燃烧：从注入井注空气，并在注入井端首先点燃地层，空气与燃烧前缘均从注入井向生产井方向移动，称之为干式正向燃烧。41. 蒸汽吞吐：注蒸汽到生产井中，经历一个短暂的关井期后，油井开始生产（1 分） 。此过程可循环往复进行蒸汽吞吐 也称循环注蒸汽，是单井作业，在一口井中注入一定量的蒸汽，随后关井让蒸汽与油藏岩石进行热交换，然后在开井采油的方法。42.重力稳定驱替：是指在倾斜的地层中，垂向渗透率较高，利用重力分离作用抑制粘性指进，使驱替介质稳定驱替原油及天然气的开采方法。 （1 分）43.泡沫质量：气体体积占整个泡沫体积的百分数。44.微乳液：由油、水、表面活性剂、助表
8、面活性剂（醇）和盐五种组分组成的油水高度分散体系。45.表面活性剂 HLB 表示表面活性剂亲油亲水能力的一个指标，其值为亲水能力除以亲油能力。二 知识点1目前认为有前景的提高原油采收率的方法主要有热力采油法，混相驱油法和化学采油法三大类。2残余油在岩石微观孔隙中分布状态与岩石孔隙结构和 岩石的润湿性 有关。3原油采收率是注入工作剂的体积波及效率与洗油效率的乘积。4聚丙烯酰胺水解度的高低，决定它能否在 EOR 方法中应用，若水解度过低，不易溶于水，反之，其特性对含盐量、硬度和剪切太敏感。5聚合物的分子量对聚合物的性能有重要的影响，分子量 越大，分子间的作用越强，其增粘效果越好。6聚合物在多孔介质
9、中的滞留包括吸附、机械捕集和物理堵塞。7离子型表面活性剂分为阴离子型、阳离子型和两性型表面活性剂。8气体混相驱油可分为一次接触和多次接触混相驱，按混相驱机理不同，后者有可分为凝析混相和汽化混相。 9毛管力是否多孔介质中多相流体渗流的阻力或动力，亲油岩石，毛管力是驱油的阻力；亲水岩石，毛管力是驱油的动力。10根据毛管准数的定量关系 ，要增大毛管数，一是增加驱替液的速度，二是增vNc加驱替液的粘度，三是降低界面张力。11水驱油藏的剩余油可分成两部分，一部分是水未波及到地区的剩余油，一部分是水波及区的残余油。12岩石的选择性润湿用润湿角 衡量，若 90 ，为憎水岩石；若 =90，为中性岩石。13聚合
10、物分子构型包括三种，即线型、支链型和网型或体型。14粘弹性流体既具有粘性，又具有弹性，变形后表现出部分弹性恢复，宏观表象为粘度增加。15产生聚合物降解的原因主要有：剪切降解、化学降解、生物降解和温度降解。16聚合物驱提高采收率机理是以提高宏观波及系数为主，以提高微观洗油效率为辅。17堵水工艺可分为机械堵水与化学堵水两大类。18表面活性剂的亲水亲油平衡值 HLB 等于 7，表明亲水亲油能力相等；大于 7，活性剂亲水性强；小于 7，活性剂亲油性强。19微乳液是由油、水、表面活性剂、助表面活性剂、盐五种组分组成的，油水高度分散的表面活性剂浓体系。20泡沫驱油体系是由不溶性气体分散在液体中所形成的粗分
11、散体系。气体是分散相，液体是连续相。21微乳液的驱油机理主要有三种，即非混相驱 、部分混相驱油和混相驱。22泡沫质量或干度、平均泡沫大小及泡沫尺寸变化范围是表征泡沫性能的三个指标。23表面活性剂在岩石表面的吸附机理为：离子交换、氢键键合、静电吸附、色散力吸附和憎水基键合。24碱驱中，常用的碱剂有：氢氧化钠（烧碱）和硅酸钠（泡花碱） 。25碱与原油中的有机酸反应生成表面活性物质，可使油水界面张力降至 10-2 mN/m 以下。26一次接触混相是指原油与注入气一接触马上相互溶解。此时，注入的气体溶剂通常是丙烷、液化石油气。27常用的热力采油工艺有蒸汽吞吐法、蒸汽驱油法和火烧油层。28火烧油层有三种
12、工艺形式，即：干式正向燃烧、干式反向燃烧和湿式燃烧。29热力驱油过程中存在地面管线、井筒、盖层、底层热损失。30微生物的新陈代谢可分成需氧和厌氧两种类型。31. 碱驱目前存在碱耗严重、碱驱油藏生产井结垢严重、生产井产出液乳化严重等工艺问题。32.混相驱存在容易引起沥青质原油中的沥青沉淀、溶剂段塞容易被地下气体稀释及具有不利流度比的问题。33.原油采收率是注入工作剂的波及体积与洗油效率的乘积。34.聚丙烯酰胺水解度的高低，决定它能否在 EOR 方法中应用，若水解度过低，不易溶解，反之，其特性对含盐量、硬度和剪切太敏感。35.聚合物的分子量对聚合物的性能有重要的影响，分子量越大 ，分子间的作用越强
13、，其增粘效果越好。36.胶束溶液驱油机理主要包括胶束的增溶作用和超低界面张力机理。37.凝析混相是注入气中的中间分子量烃从注入气中传质到油藏原油，油藏原油的成份逐渐达到注入气的成份，最终达到混相。混相区域首先发生在 近井地带。38.聚合物水解度的高低，决定它能否在 EOR 方法中应用，若水解度过低，不易溶解，反之，其特性对盐水矿化度和硬度又太敏感。39.微乳液的类型分为：水外相、油外相和中相。40.根据毛管数的定义，提高原油采收率的两种最佳途径是提高驱替相的粘度和降低油水之间的界面张力。41.在烃类拟三元相图中，两相包络区之内的任一混合物 M 在平衡条件下将形成位于相边界线上的平衡液相和平衡气
14、相。 42.按我国稠油分类标准，通常将油层温度下脱气原油粘度为 5010000、1000050000 和 50000mpa.s 的稠油分成为稠油、特稠油和超稠油。43.聚合物的粘弹性是指聚合物溶液同时具有粘性和弹性的性质。粘性流体，流动和形变是能量消耗过程，弹性流体，流动和形变是能量聚集或 储存过程。44.聚合物溶液除了用作常规的聚合物驱油剂以外，还常用于注入井的调剖和生产井堵水等增产措施之中。45.气体混相驱油可分为一次接触混相和多次接触混相混相驱,按混相驱机理不同，后者又可分为凝析混相和汽化混相。三 简答题（每题 6 分，共 30 分）1 聚合物降解、溶液粘度下降的原因及预防措施。答：有机
15、械降解、化学和生物降解。在应用聚合物溶液驱油时，高速流动均能使聚合物溶液产生降解。因此，在注入聚合物溶液时，应尽量降低注入速度，混配溶液时不要搅拌过久。化学和生物降解也会降低聚合物的效能，在注入聚合物时，要用杀菌剂、过滤器及其它化学剂对注入水进行处理。2三元复合体系驱油的机理。答：（1）降低界面张力：A/S/P 三元体系比 A/S 二元体系能产生更低的界面张力。原因: 1）P 能保护 S，使其不与水中二价离子反应；2） S 与 A 间的“协同效应” ，从而降低了界面张力。（2）较好的流度控制：碱和活性剂可有效地保护聚合物不受高价离子的影响，使聚合物溶液具有高的黏度。（3）降低化学剂的吸附：碱的
16、存在，使岩石表面的负电荷增多，可减少阴离子型活性剂及聚合物的吸附损失。3. CO2 驱油机理。答：CO 2 驱油机理与压力密切相关。低压时主要是膨胀原油和降低原油粘度，中压时除提高油层压力、膨胀原油和降低原油粘度外，还可在不同相内发生传质作用及萃取原油。高压是主要是在驱替前缘形成混相驱替。4聚丙烯酰胺的特点答：（1）属于人工合成的聚合物；（2）长链由 C-C 键连接，分子链极易变化，构象多，具有柔曲性；（3）水溶液中发生水解，是阴离子型聚合物；常被称为部分水解聚丙烯酰胺，简称 HPAM；（4）抗盐能力差；（5）抗剪切的能力也差；（6）抗细菌的能力强。5选择聚合物的条件。答：（1）良好的稠化能力
17、；（2）良好的溶解性能；（3）低滞留量，小于20g/g；（4）抗盐能力强；（5）抗盐能力强；（6）在多孔介质中，具有良好的传输性；6调剖与堵水用的聚合物特点是什么？答：调剖与堵水用的聚合物：通常分子量相对较小，通常在几百万左右，但溶液的浓度较高，常高于 1%。目前矿场上聚丙烯酰胺、黄原胶都有应用。7表面活性剂在岩石表面的吸附机理及减少吸附的方法。答：表面活性剂在岩石表面的吸附机理为：（离子交换） 、 （氢键键合） 、 （静电吸附） 、（色散力吸附）和（憎水基键合） 。减少吸附的方法为：（1）改变溶液的 pH 值，减少吸附量；（2）使用牺牲剂降低吸附损失。8碱水驱油机理答：（1）降低界面张力；（
18、2）改变岩石的润湿性机理；（3）乳化-捕集机理；（4）乳化-携带机理；（5）溶解坚硬的界面薄膜。9简述蒸汽吞吐法工艺、增产机理及适用条件答：工艺：注蒸汽到生产井中，经历一个短暂的关井期后，油井开始生产。此过程可循环往复进行，因此，又称为循环注蒸汽工艺。增产机理：（1）降低原油的粘度；2）解除地层堵塞；（3）产生大量气体（气体的膨胀能可驱动原油、降低界面张力、降低水相的相对渗透率） 。适用条件：（1）地层有充足的天然能量；（2）厚油层；（3）小井距；（4）浅井。10微生物提高采收率的机理答：微生物提高采收率的机理即是微生物产生代谢产物的作用机理：（1）微生物的代谢产物生物活性剂、生物聚合物可降低
19、油水的界面张力，改善流度比；（2）产生的甲烷、二氧化碳等气体可增加油层压力，并降低原油的粘度；（3）产生的有机溶剂可溶解岩石孔隙中的石油；（4）产生的有机酸和无机酸可溶蚀岩石。11. 影响提高采收率的因素：（ 1）影响 ED 的因素包括：岩石的微观孔隙结构、岩石表面的选择性润湿、界面张力、原油的粘度；（2）影响 E 的因素包括：油层的非均质性、流度比、井网的布置、注采速度。12.针对影响因素提出提高采收率措施如下：油层平面上合理部署井网；纵向上调整吸水剖面；降低流度比；合理注采速度；碱水法、活性剂驱油法降低岩石的润湿性和界面张力的影响；热力法、气体溶剂驱油降低原油的粘度。13写出特性黏度的定义
20、和表达式，并简述影响聚丙烯酰胺溶液黏度的因素。答：特性黏度是指当浓度趋向于零时，聚合物溶液黏度减去容积黏度除以溶剂黏度与聚合物浓度的乘积，即： wpccC00limli影响黏度的因素：1、聚合物的分子构型；2、水解度；3、溶剂的影响；4、含盐量；5、聚合物的浓度。14. 简述聚合物溶液的驱油机理，推导聚合物溶液阻力系数和残余阻力系数公式，并说明其物理意义。答：聚合物驱以提高波及体积为主，通过增大水的粘度，降低油水流度比，从而提高宏观波及体积，提高采收率；聚合物驱以提高微观洗油效率为辅，通过增加水的粘度来提高躯体与被驱替液之间的剪切应力，提高采收率。阻力系数是指水通过岩心时的流度与聚合物溶液通过
21、岩心的流度比值，即：意义：反映了聚合物溶液降低驱动介质流度的能力。wppwRPKF残余阻力系数是指聚合物溶液通过岩心前、后盐水流度的比值，即：意义：描述聚合物溶液降低多孔截至渗透率的能力。wiaawiaiRP15. 根据毛管数的定义及毛管数与残余油饱和度的关系，说明提高原油采收率的途径及所对应的提高原油采收率方法。 （自己答）答：1. 毛管数：以不同形式残留在油藏孔隙中的原油（油滴、油膜等）能否被驱替，主要取决于作用在残余油上驱动力和阻力的相对大小。为表征驱油剂对残余油的驱替能力，将油层孔隙中驱替残余油滴的驱动力和阻力的比值定义为毛管数，即： =式中 - 驱油剂的视粘度，mPss； v- 驱替
22、速度，m/s； - 驱替相与被驱替相之间的界面张力，mN/m。2 毛管数是影响残余油饱和度的主要因素，其值越大，对残余油的驱动力与驱替阻力之比越大，则其驱油效率越高，残余油饱和度越低。3 降低残余油饱和度、提高微观驱油效率的可能途径有三个：A：降低油-水界面张力。在驱油剂中加入表面活性剂和碱剂，都是降低油-水界面张力的有效途径。针对特定的油藏条件和原油性质，选用高效表面活性剂、优化驱油剂配方，可使油-水界面张力降至超低，这是表面活性剂和化学复合驱的重要机理之一。B：增大驱替相的视粘度。这主要是从增大对残余油的驱替压力来考虑，驱油剂的视粘度只是其流变性的重要指标之一，驱油剂的粘度效应对于提高微观
23、驱油效率的作用也是值得深入研究的问题。C：增大驱替速度：从理论研究和实验结果来看，增大驱替速度的确有利于提高驱油效率。但是，在实际生产中的驱替速度受注入能力、地层破裂压力等因素的制约，不可能过大。因此，以增大驱替速度提高驱油效率的思路在实际生产中难以实施的。目前，研究和应用较多的提高微观驱油效率方法是降低驱油剂与原油的界面张力。同时，驱油剂粘弹性对微观驱油效率的影响已经成为当前提高采收率领域前沿新的研究热点。16. 根据原油采收率的基本概念，综合说明影响原油采收率的因素和提高原油采收率基本方法。 （自己答）答：1. 对于一个特定的油藏，其石油采收率的定义为原油采出量与油藏中原始地质储量之比，即
24、：=式中：E R-原油采收率， %； NP-采出原油量的地面体积，m 3；Nooip-原油原始地质储量的地面体积，m 3。2. 影响原油采收率的因素主要有两方面：（1）驱油效率：又称微观驱替效率，其定义为：在驱油剂波及的区域内采出油量与波及区域内原油地质储量之比。以不同形式残留在油藏孔隙中的原油（油滴、油膜等）能否被驱替，主要取决于作用在残余油上驱动力和阻力的相对大小。（2）波及效率：定义为驱油剂波及的油藏体积与油藏总体积之比。波及效率也被称为宏观波及效率。影响波及效率的主要因素有油藏的垂向和平面非均质性、原油与驱油剂的视粘度和相对渗透率、原油与驱油剂的重力差等等。3. 根据驱替介质和驱替方式
25、，现有的提高采收率技术可分为化学驱、气驱、热力采油、溦生物采油等。a）化学驱：凡是以特定的化学剂或其复合体系作为驱油剂，以改善地层流体的流动性、改善驱油剂-原油-油藏孔隙之间的界面特性为基本原理的所有采油方法统称为化学驱。如聚合物驱、表面活性剂驱、碱水驱、化学复合驱等。b）气驱：凡是以气体作为主要驱油介质的采油方法统称为气驱。根据注入气体与地层原油的相态特征，可分为气体混相驱与气体非混相驱两大类。用作驱油剂的气体通常有 CO2、N 2、轻烃、烟道气等。c）向油藏内注入热流体或使油层中的原油就地燃烧，形成移动热流降低原油粘度，增加原油流动能力的采油方法统称为热力采油。这是一类稠油油藏提高采收率最为有效的方法。根据油藏中热量产生的方式，热力采油可分为热流体法、化学热法和物理热法三大类。d）微生物采油：利用微生物及其代谢产物作用于油藏及油藏中的原油、改善原油的流动特性和物理特性、提高驱油剂的波及体积和微观驱油效率的一类采油方法。除了上述几类方法外，油层深部调剖和作用于油层深部的物理法（如声波、电场等）采油等也都属于提高采收率的范畴。
