1、第二章 注水驱油,为什么水驱油藏原油采收率低？,世界范围内水驱油藏原油采收率平均45%左右。,第一节 剩 余 油 的 形 成,第二节 水驱油藏原油采收率,第三节 影响采收率原因及提高途径,第一节 剩余油的形成,水驱后剩余油,水波及区的残余油,水未波及区的原油,一 微观水驱油机理,二 宏观水驱油机理,三 剩余油的分布,一 微观水驱油机理,(一) 多相流体在多孔介质中的流动,(二) 多孔介质中形成 残余油的理论,(一) 多相流体在多孔介质中的流动,岩石是一种多孔介质,孔隙形态各异且高度分散，油、气、水以不同方式占据着这些孔隙空间。,界面张力,岩石选择性润湿,毛管力,毛管准数,界面张力,自由界面能：
2、气相分子与相界面分子间的作用力小于液相分子对相界面分子的作用力，使界面分子具有向液体内部运移的趋势和能量，称为自由界面 能。它是由于界面分子受力不均衡产生的。,界面张力：单位面积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。,岩石表面的选择性润湿,若osow.cos+ws 则直至平衡。 岩石的选择性润湿用衡量，称为润湿角。 若90，为憎水岩石； 若=90，为中性岩石。 润湿性：取决于岩石表面的矿物组成、原油的组成、与原油接触的时间。,毛管力,毛管力：是由于界面张力及岩石的选择性润湿综合作用的结果，是多孔介质中多相流体渗流的阻力或动力。,毛管准数,概念：是驱油的动力和阻力的比值。或
3、,Sor，%,Nc,碳酸盐岩 （孔隙大小分布极宽）,典型砂岩,分布好的砂岩,10-2,10-7,10-6,10-5,10-4,10-3,30,20,10,0,增加毛管准数可降低残余油饱和度,根据毛管准数的定量关系：,NC,增加驱替液的粘度,增加驱替液的速度,降低界面张力,(二) 多孔介质中形成残余油的描述,多孔介质孔隙结构极为复杂,为了进行理论描述,通常可把孔隙类型假想如下:,1. 平行孔道模型,2. 急变孔道模型,平行孔道模型,亲水模型,平行孔道模型,亲油模型,急变孔道模型,pc1,油滴,pc2,当油滴未进入急变孔道时pc1=pc2,r1,若油滴从急变孔道流过，必须发生变形，油滴前后两端的曲
4、率半径出现差异： pc1pc2 只有外力大于pc2-pc1=2cos（1/r2-1/r1）时，油滴才能通过急变孔道。,r2,二、宏观水驱油机理,1. 平面粘性指进现象,2. 纵向舌进现象,粘性指进现象产生的原因分析,指进现象的产生与多种因素有关，诸如孔隙介质的渗透性、非均质性、微观孔隙结构的复杂性、油水粘度差、孔隙表面性质和各相间的界面张力，以及渗流速度等。,粘性指进现象,粘性指进现象,纵向舌进现象,k1,k2,k3,k1 k2 k3,产生的原因分析,当开始注水时，高渗透率层的流速大于低渗透层，因而高渗透层两相渗流区先形成，促使其内部的总阻力下降，进而高渗透层的吸水速度增加。当高渗透层的前缘突
5、破后，低渗透层前缘仍在油层的某一位置。这时，高渗透层内油区阻力消失，仅存在水区和油水两相区的阻力，后续的水大部分进入高渗透层，从而低渗透层得不到充分的开采。,水驱油藏的剩余油可分成两部分：1.水未波及到地区的剩余油；面积井网注水时，不同井网部署，水驱后的死油区面积不同； 由于油层非均质性造成有些地区水波及不到；2.水波及区的残余油。,三 剩余油分布,三 剩余油分布（水未波及区的剩余油）,不同井网水驱油的流线图：,行列井排直线驱替的流线,三 剩余油分布(水未波及区）,不同井网水驱油的流线图：,五点法井网的水波及区面积,三 剩余油分布(水未波及区）,不同井网水驱油的流线图：,七点法井网的水波及区面
6、积,三 剩余油分布(水未波及区）,不同井网水驱油的流线图：,反七点法井网的水波及区面积,三 剩余油分布（水波及区的残余油）,1.亲水岩石：,较均匀的亲水 孔隙介质中的残余油,不均匀亲水孔隙介质 中的残余油,三 剩余油分布(水波及区的残余油）,2.亲油岩石：,较均匀亲油孔隙介质 中的残余油,不均匀亲油孔隙介质 中的残余油,三 剩余油分布,三 剩余油分布,三 剩余油分布,残余油的确定方法：,直接法（室内测定法）,岩心分析,水驱油实验,间接法（矿场测试法）,测井法,示踪剂测试法,伽马射线,中子测井,碳氧比能谱,脉冲中子俘获,第二节 水驱油藏原油采收率,一 微观洗油效率ED,二 宏观波及系数EV,三
7、原油采收率ER,一 微观洗油效率,ED,定量关系,概念:是衡量水波及区微观水洗油效率的参数。,二 宏观波及系数,EV,定量关系,概念:是衡量水在油层中的波及程度的物理量。,三 原油采收率ER与EV及ED的关系,已知: A, h, , Soi , Sor 等,ER=,产油量,储量,=,波及区产出油,AhSoi,=,储量未波及区油波及区残余油,AhSoi,=,AhSoi,AshsSoi,Ashs Sor,=,Ashs,Ah,(,SoiSor,Soi,）,=,EVED,一 、影响ED 的因素,1. 岩石的微观孔隙结构,2. 岩石表面的选择性润湿,3. 界 面 张 力,4. 原 油 的 粘 度,1.微
8、观孔隙结构,r Pc 渗透规律愈复杂孔隙中残余油愈多,2.岩石表面的选择性润湿,亲水岩石水驱油渗流后的残余油大多以油珠、油丝和小油块等形态分布在孔隙的交汇口或是较大的孔隙内。,亲油岩石水驱油残余油大多以油膜形态分布于岩粒壁面，其次滞留于较小孔隙中，也有油丝形态的残余油。,3.界面张力,在急变孔隙中， ow越大，使油滴变 形通过孔喉的阻力越大；则残余油越多。,os,ow,sw,ow越大, 岩石表面的水越往水滴形式上变化,达不到驱替岩石表面油目的。,4.原油粘度,原油粘度越大，则微观指进现象愈严重。,二 、影响E 的因素,. 油层的非均质性,2. 流 度 比,3. 井 网 的 布 置,4. 注 入
9、 速 度,k1,k2,k3,k1 k2 k3,1.油层的非均质性,渗透率变异系数：衡量地层的纵向非均质程度的物理量，它可定义为：,渗透率变异系数越小，采收率越高。,2.流度比,流度是流体通过孔隙介质能力的量度。其数值为流体的有效渗透率与其粘度的比值, 用 表示。流度比：驱油时驱替液流度与被驱替液流度的比值，用M表示。水驱油时， 水油流度比为：流度比越小，采收率越高。P12图1-7。,3.井网,P15表1-2,4.注入速度,五点法井网不同注入速度下的波及面积,v1 v2,第三节 影响采收率因素及提高采收率途径,一 影响ED的因素,二 影响EV的因素,三 提高ER的途径,三 提高ER的途径,Ev,油藏的非均质性,平面,纵向,流度比,井网布署,注采速度,ED,微观孔隙结构,岩石的润湿性,界面张力,原油的粘度,合理部署井网,调整吸水剖面,降低流度比,合理选择井网,合理注采速度,物理采油法,碱水法、活性剂驱油法,碱水法、活性剂驱油法,热力法、气体溶剂驱油,
