1、第四章 采油化学采油化学是研究如何用化学方法解决采油过程中遇到的问题。采油中出现的问题， 有 油层的问题 ，也有 油井 、 水井 的问题。 油层的问题集中表现在采收率不高 。 油井的问题：砂、蜡、水、稠、低。 水井的问题，主要有出砂和水注不进去的问题以及注水剖面不均匀，造成注水效率低。第一节 储层岩石的物理性质储层岩石主要是砂岩和石灰岩，本节将介绍砂岩的物理性质，如砂岩的比表面积、胶结类型、孔隙度、渗透率及岩石中的油水饱合度。储层的孔隙度、渗透率及岩石中的油水饱合度是认识油层储油状况、进行油田开发最基本的岩石物性参数。一、砂岩的粒度组成及比表面积1粒度组成 砂岩是由性质不同、形状各异、大小不等
2、的砂子颗粒经地层内胶结物胶结而成，颗粒与颗粒之间未被胶结物填充的地方便形成了孔隙。2砂岩的胶结类型（ 1）基底胶结：胶结物含量较多，砂岩颗粒孤立地分布在胶结物中，彼此不接触或极少接触。胶结物与砂粒同时沉积，其胶结强度高。（ 2）孔隙胶结：胶结物含量不多，充填于颗粒之间和部分孔隙中，颗粒呈支架状接触，胶结强度中等。 （ 3）接触胶结：胶结物含量很少，分布于颗粒之间相互接触处，胶结强度很弱。 3、砂岩的比表面积指单位体积岩石内颗粒的总表面积，或单位体积内孔隙的内表面，单位是cm2/cm3。 二、岩石的孔隙度及孔隙类型岩石中存在的未被固体物质填充的空间称为岩石的孔隙。岩石的孔隙根据孔隙大小及在渗流中
3、的作用分为：1、超毛细管孔隙孔隙直径大于 500m， 裂缝宽度大于 250m， 流体可以在其中流动。 2、毛细管孔隙孔隙直径介于 500-0.2m， 裂缝宽介于250-0.1m之间，只有当外力大于毛细管效应时，其中流体才可流动。3、微毛细管孔隙孔隙直径小于 0.2m， 裂缝宽度小于0.1m， 在通常的温度和压力下，流体在其中不能流动。 4、孔隙度 指岩石的孔隙体积 Vp与岩石的表观体积 Vf的比值=若用岩石的有效孔体积 Ve代替 Vp，则得岩石的有效孔隙度： e 或 e是计算储量和评价油藏特性的重要指标，两者在大多数油藏岩石中基本相同 ,但油藏工程师感兴趣的是 e。砂岩的 e在 10-25%之
4、间。 三、油层岩石的渗透性1、定义：油田砂岩中多数孔隙是相通的，因此在一定条件下、一定压差下，它具有让流体通过的性质，即具有渗透性。渗透性的大小用渗透率来表示，其大小反映了流体在岩石阻力的大小。 v2达西定律设有一个截面为 A，长度为 L的圆柱形待测岩心，将其夹紧于岩心夹持器中，用粘度为 的流体充满岩心，并在 P1的压力下流过岩心，通过岩心后的压力为 P2，此时测得的流量为 Q。经过多次试验： Q与 A成正比，与 P=P1-P2成正比，与流体的 和岩心的长度成反比。Q=K 或K：岩芯的渗透率； Q： 出口流量； ： 流体粘度； L： 岩芯长度； A： 岩芯截面积； P： 岩芯两端的压力差；渗透
5、率 K的单位达西，单位为 m2或Cm2。四、储层中流体的饱合度 油层中的油、气、水饱合度是指单位体积内油、气、水所占的体积百分数。 油的饱合度： 水的饱合度： 气的饱合度： Vf、 Vp、 分别表示岩石的外表体积、孔隙体积和孔隙度。 五、储油地层中含有多相流体的岩石渗流机理 当砂岩中有油、气、水多相流体时，流体的性质将影响岩石的渗流特性。1、润湿（ wetting） 是指液体在固体表面上的粘附现象。 P (l/g) (s/l) (s/g) O NMO习惯上 90 不润湿； =0 完全润湿； =180 完全不润湿；(一）储油层的润湿性2、接触角是液体界面与固体表面之间（ 包括液体相部分 ）的夹角
6、或者气体界面与固体表面之间夹角。v 据水滴在固体表面上 的大小，一般将 固体 分为两类：一类 90， 通称为亲水固体，如玻璃、石英、硅酸盐、硫酸盐、金属氧化物、金属氢氧化合物；另一类 90， 通称为憎水固体如石腊、沥青、金属硫化物（二） 水驱油机理（ 1） 毛细管现象将毛细管插入液面后，会发生液面沿毛细 管上升（或下降）的现象，称为毛细管现象。 （ 2)水驱油过程中的毛细管现象水的毛细现象在油层中，它表现为油水过渡带的 形成。在 水驱油 过程中，可以把它简化为水平方向的毛细管现象。水驱油过程中的毛细管现象3、 毛细管 现象的原因一方面由于水润湿管壁而形成弯液面；二是 毛细管压力 。毛细管压力产
7、生于弯液面，只有弯液面才有毛细管力， 而弯液面产生于润湿 。当岩石中含有油、水、气时，就会产生油、水对岩石的选择性润湿和毛细管力，在油田的开发过程中，它们是影响采收率的重要因素。 4、弯曲表面下的压力pl pg pl pg pl pgPs 毛细管管压力； 油水界面张力； 弯液面曲率半径；R 毛细管半径； 为润湿角。v 若液体能润湿管壁，即 90，管内液面将呈凸形，此时液体在毛细管中下降。 凹状液面 ps 0 pl pg ps R hg h六、气阻效应、液阻效应1气阻效应：是指气泡通过毛细管时，因变形而对液体流动所产生的阻力效应。2液阻效应：是指液珠如油球通过毛细管时，对流体如水的流动所产生的阻力效应 。 第二节 油层的化学改造前言油层之所以要改造，是由于油层的采收率，例如因注水的方法开采，一般的采收率只能达到 30 40%，大部分原油留在地下采不出来。 油层采收率低的主要原因是地层的不均质 ， 使驱油剂沿高渗透层段突入油井。而波及不到那些渗透性较小的层段。
