论文摘要
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油原始储量之比。在经济条件允许下追求更高的原油采收率,即是油田开发工作的核心,又是对不可再生资源的保护、合理利用、实现社会可持续发展的需要。现如今提高采收率的方法层出不穷,人们进行了大量的提高采收率的室内研究,包括：聚合物增效水驱、表面活性驱、碱性水驱、泡沫驱、气体混相驱、二氧化碳驱与非混相驱、蒸汽驱、火烧油层等。但是在实际中增大微观驱替效率(相对于水驱)的唯一可行的方案是使用混相流体去大幅降低驱替液与圈闭油和流动油之间的IFT(界面张力),所采用的流体要么与原油混相(消除界面张力),要么与油相形成超低的界面张力,使被圈闭的油发生流动,流向生产井,达到最大的微观驱替效率。但是,呈流动状态下的油在油藏的其他地方也可能再次被圈闭,排驱效率会降低。这是因为化学剂(如表面活性剂)在排驱前缘会因岩石的吸附使其浓度降低,降低界面张力的能力下降,油被圈闭下来。一般在EOR过程时,油藏原始原油处于或接近于残余油饱和度,排替必须是首先使残余油发生流动形成一可流动油带,也就是形成连续的油相,然后才能有效的排替油带。设想一下,如果在提高采收率的过程中尽量的避免油相被水圈闭,保持生产井与注水井之间良好的油流带,必然能达到提高采收率的目的。许多石油工作者和学者们实际上在多年以前就知道油水接触关系即被驱替相的连续性对原油采收率有影响,但人们并没有对这一因素进行重视。人们都希望注水驱油时水驱前缘能够均匀推进,能够尽可能地提高水驱波及系数,但在目前传统的开发模式下,由于注入井与生产井的最短距离连线上势差梯度最大,注入水沿这条直线上发生突进所引起的指进现象是不可避免的,因为这种指进并非多孔介质非均质性所引起而是由目前径向流开发模式下的布井方式所决定的,从而造成原油被严重分割和圈闭,且与生产井失去连通,所以采收率很低。后续采取的多种堵水、调剖及各种提高采收率的方法,其结果是使原油被分割的越来越分散,所以,提高采收率效果不会很明显。从油气聚集成藏的理论知道,油气的成藏过程虽然是个复杂的过程,但是油气进入储集层后的聚集过程可看做是非湿相驱替湿相的过程,也就是油对水的置换过程。如今的注水开发过程,就是水对油的置换过程。两者都是油水相互置换的过程,只是前者属天成,后者属人为。比较这两个过程,成藏过程中油气进入岩石孔隙,将大部分水从孔隙中驱出,在含油岩石范围内,原油对储油岩石体的波及系数为1.0时原始含油饱和度等于成藏过程中油驱水的驱替效率即相当于“水的采收率”。而油藏原始含油饱和度普遍较高,高达60%～80%甚至更高,注水开发时原油采收率只有1/3。同样是两相流体的相互驱替过程,即成藏过程是油驱替水,油占据了水的位置；而开发过程却是水驱替油,水占据了油的位置。但为什么成藏过程中水对油的置换率远高于开发过程中水对油的置换率呢?如果把原油运移聚集成藏机理与油田开发驱油机理进行仔细的比较研究,其中一定包含有某些我们尚未认识到或者已经认识,但没有被重视和应用的驱替机理。现在把它找出来,重新认识。只要师法自然,学习原油聚集过程的行为模式的精华,为石油开发所用,就有可能大幅度提高原油采收率本文就从为什么油气聚集成藏时油驱水效率高入手,具体来说,就是将油气成藏系统作为一个完整的研究单元进行综合分析,主要是通过对二次运移过程和开发过程的油水的置换特点的研究,逆向思维的探索开发过程提高原油采收率的新途径。同时进行了室内模拟实验研究,研究分析了原油在储集层中的运移情况,并将油气聚集成藏时的油驱水过程与目前注水开发的水驱油过程进行了深入对比分析,试图仿效学习原油聚集过程,希望能有所启发,将相似之处的优势运用于开发过程中的原油开采。此处,进行了几项室内实验研究,采用平板填砂模型和胶质树脂微模型、圆筒填砂模型对影响驱替效率的主要因素进行了实验研究。在排除了粘度比、润湿性、储层非均质性等因素的影响后,研究发现被驱替相的展布状态即被驱替相流体在多孔介质空间的延展与分布状态,包括被驱替相流体的连续与分散程度、空间位置(是否在工作流体波及区域、距出口端的距离)以及与出口的连通性,是影响原油驱替效率的重要因素之一。试验结果表明被驱替相展布状态越好,原油的采收率越高,反之,如果被驱替相展布状态遭到严重破坏,即使提高了注入水的粘度或是改变油藏岩石的润湿性,其对提高原油采收率的作用也不大,这其实就是目前所采用的多种提高原油采收率的方法如聚合物驱、表面活性剂驱等其效果不是很明显的原因。本文主要研究的主要内容和结果：1、进行了简易的油藏聚集室内实验研究即油滴上浮实验,证实油气聚集中存在优势通道,并且只占油气输导系统的极小一部分,但它输导的油可能占输导气总量的绝大部分。实验现象表明,在同一油源,地质条件相对稳定时,油气的充注和运移过程都具有幕式的特征,也就是说这一过程油相和水相大体都是呈连续状态的,即在成藏过程中油水是进退有序,彼此分割较少的。2、将原油聚集成藏油驱水过程与注水开发水驱油过程进行了比较,分析了油驱水效率高而水驱采收率低的原因；3、用实验的方法对展布状态中的几个因素逐个进行梳理,把各个因素对驱替效率的影响程度、影响机理进行了分析和比较,得出结论：被驱替相流体的展布状态保持的越好,原油的驱替效率就越高。4、本文提出流体的展布状态是影响驱替效率的重要因素之一。在二次采油的范围内,从改善开发过程中流体的展布状态入手,设计提高原油采收率的新的方案。提出直线平行流、劈水疏油、利用指进发育转采为注的方法,在一定程度上,对EOR效果的改进上有参考的价值。
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相关论文文献
- [1].缝洞型油藏剩余油形成机制及分布规律[J]. 石油勘探与开发 2012(05)
- [2].增黏水驱提高原油采收率[J]. 油气田地面工程 2011(01)