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1、任课教师：董 悦 职 称：副教授 所在学院：石油工程学院 联系电话：13096938889 E-mail : DY0519,提高石油采收率原理和方法,如果你控制了石油，你就控制了所有国家； 如果你控制了粮食，你就控制了所有的人； 如果你控制了货币，你就控制了整个世界。 _亨利基辛格,提高石油采收率原理和方法学生上课签到表(第 周),备注：每排签到人数超过实到人数,全排同学按缺课处理。缺课、不交作业扣10分。迟到、睡觉、看小说、玩手机等扣5分。,提高石油采收率原理和方法学生上课签到表(第 周),备注：每排签到人数超过实到人数,全排同学按缺课处理。缺课、不交作业扣10分。迟到、睡觉、看小说、玩手机
2、等扣5分。,课程内容,绪 论,绪 论,一、提高石油采收率的含义 二、EOR分类 三、提高石油采收率方法的历史 四、我国提高石油采收率技术现状 五、提高采收率技术发展方向,一、提高石油采收率的含义,油气藏的形成和分布是地质历史长期发展的综合结果，是盆地演化的产物。油气在由分散到集中形成油气藏的过程中，受到各种因素的作用，要形成储量丰富的油气藏，而且保存下来，是生、储、盖层和生、运、聚等静、动态多种因素共同作用有机配合形成的。,一、油气藏的形成,油气二次运移的结果有两种情况，一种是如果运移过程中无盖层阻挡，油气将一直向上倾方向运移，直至散失到地表；另一种是运移过程中遇到合适的圈闭，油气将停止运移，
3、在圈闭中聚集起来。 油气聚集（accumulation）：就是指油气在储层中由低势区向高势区运移的过程中遇到圈闭时，进入其中的油气就不能继续运移，而聚集起来形成油气藏的过程。,1、油气的聚集,油气和水进入圈闭以后，因为一般亲水的、毛细管封闭的盖层对水不起封闭作用，水可以通过盖层而继续运移；而对烃类则产生毛细管封闭，结果把油气过滤下来在圈闭中聚集。在水动力和浮力的作用下，水和烃可以源源不断地补充并最终导致在圈闭中形成油气藏。 另外油气进入圈闭后首先在底部聚集，随着烃类的增多逐渐形成具有一定高度的连续烃相，由于密度差油的压力都比水的压力高，因此产生了一个向下的流体势梯度，致使油在圈闭中向上运移同时
4、把水向下排替直到束缚水饱和度为止。,油气藏必须具备的两个条件是油气和圈闭。而油气在由分散到集中形成油气藏的过程中，受到各种因素的作用，要形成储量丰富的油气藏，而且保存下来，主要取决于生油层、储集层、盖层、运移、圈闭和保存六个条件。归纳起来油气藏形成的基本条件有以下几个方面：,2、油气藏形成的条件,充足的油气源、足够的油气运移动力、良好的运移通道、有效的储集层、有利的生储盖组合、大容积的有效圈闭和有良好的油气保存条件。,二、油气藏类型,1、构造油气藏 构造油气藏指储油气圈闭是由构造运动形成的，包括背斜油气藏和断层（或断块）油气藏。,一个圈闭内聚集了一定数量的油气之后，就形成了油气藏。 一个地区成
5、因相似，并且在同一面积内受同一构造因素控制的油藏、气藏和油气藏组合分别称为油田、气田和油气田。 按圈闭成因，油气藏可分为构造油气藏、非构造油气藏及复合油气藏。,2、非构造油气藏 非构造油气藏的储油圈闭是由沉积作用或成岩作用形成的，主要包括地层和岩性油气藏。 3、复合油气藏 受多种因素控制的油气藏称为复合油气藏 。,油气水在圈闭内因密度差异而分成三个层次，据水层在油藏中的分布范围可将油藏分为两种：底水/边水油气藏。,油气水分布形式示意图,三、油气藏中油气水的分布,油藏的天然能量 1、油层岩石和流体的弹性膨胀能量； 2、溶解气压力驱动能量； 3、油层流体的重力排驱能量； 4、边底水入侵的驱动能量。
6、,依靠油层天然能量来开采石油的方法称为一次采油。,1、一次采油（primary recovery）,它以不注入任何流体为特征，只需要为石油流到地面提供流动通道即可。 一次采油可利用的天然能量有油层岩石和流体的弹性膨胀能量、溶解气压力的排驱能量、油层流体重力排驱能量和边底水入侵的驱动能量等。,指一次采油后，借助人工举升或向油层注水（或气）而进行的采油。,2、二次采油（secondery recovery）,随着注水时间的延长，油井含水不断升高，当油井产水率达到95-98%时，继续注水是不经济的，将被迫停止注水，这时的采收率一般小于40%。,防转装置,防转装置,针对二次采油未能采出的原油，采用向油
7、层注入化学剂、气体溶剂或引入其它能量开采原油的方法称为三次采油。,3、三次采油（tertiary recovery),但是，对于一些特殊油藏不宜注水开采，另外，一些注水开发油藏，从提高采收率考虑，在注水中期便开始改注其它化学药剂，因此，人们一般采用提高采收率或强化采油（EOR）这一专有名词。,4、提高原油采收率或强化采油 (enhanced oil recovery),提高采收率方法又称为强化采油(enhanced oil recovery)方法，通常简称为EOR方法。包括采收率超过一次采油的二次采油和三次采油,不管它使用在那个采油期，也不管它使用何种方法。,指除天然能量采油以外的任何采油方法
8、。,近年来有人使用IOR（improved oil recovery）一词。IOR可译为改进型采油。它包括EOR所包括的采油法，还包括EOR所未包括的提高采收率的方法(如区块周期注水和通过打加密井和特殊结构井的采油法)，因此IOR比EOR在概念上有更广泛的含义。,二、EOR分类,1、按注入工作剂种类来分,水驱（包括注水井调剖和采油井堵水）,化学驱,聚合物驱 碱水驱 表面活性剂驱 复合驱（包括AS复合驱、SA复合驱、 AP复合驱、 PA复合驱、SP复合 驱、PS复合驱、ASP复合驱）,气驱,混相驱,烃类混相驱 非烃类混相驱,非混相驱（烃类气体非混相驱和非烃类气体非混相驱）,蒸汽驱和蒸汽吞吐 原油
9、地下燃烧（火烧油层）,热力采油,微生物采油(微生物驱和微生物吞吐),2、按提高采收率机理来分,降低原油粘度类：包括热力采油。,流度控制类：包扩聚合物驱，泡沫驱，调整注水 地层吸水剖面。,提高洗油效率类：提高洗油效率类包括活性水驱， 胶束溶液驱，微乳驱，碱驱， 气体混相驱和非混相驱,改变原油成份类：包括微生物采油,三、提高石油采收率方法的历史,水驱是在19世纪80年代提出来的EOR方法，加上近几年来发展的调剖堵水技术，它已成为成熟的EOR方法。 化学驱是20世纪10年代提出的EOR方法。至今主要发展了聚合物驱和复合驱。 混相驱是20世纪30年代提出的EOR方法。目前，CO2驱和烃类混相驱己成为得
10、力的EOR方法。 热力采油也是最早提出的EOR方法之一，至今，主要发展了注蒸汽采油法，它在稠油开采中起重要作用。,EOR技术以美国发展最快，这与美国对石油的需求量大，而近几十年新发现的油田越来越少有关。 前苏联在20世纪60年代前，注水开发处于有效期，直到80年代才开始重视其它EOR的研究，进入90年代，依靠各种EOR技术日增产原油大约1.8万桶。,我国是一个油气资源十分丰富、勘探领域非常广阔的国家，各类沉积盆地超过500个，沉积岩分布面积达670万km2。 从上世纪50年代初到目前，先后探明油田502个，累计探明石油地质储量213108t；投入开发的油田有361个。,2001-2010年中国
11、原油产量趋势分析图,2004-2010年中国石油消费量分析,随着我国国民经济的稳定发展，对石油需求迅速增长。 年需求增长5%以上，实际增产量不足2%。 近几年来，我国石油供求矛盾日益突出，石油进口量持续提高，这已成为制约我国经济可持续发展和国家能源安全的潜在威胁。从我国石油资源特点及其开采形势来看，提高石油采收率是缓解我国石油供求矛盾的主要途径之一。,1、我国石油资源特点及其开发状况,（1）我国石油资源的基本特点 从我国的油藏特点来看：层间非均质严重、天然能量低、地质构造复杂、断层纵横交错、部分油田存在天然裂缝和人工裂缝、储集层被切割成破碎的小断块，油水分布十分复杂。 从我国的原油特点来看：原
12、油粘度较高、含蜡较高和凝固点较高。 综上所述，由于油藏地质条件复杂，原油物性差，我国石油的开采难度较大，水驱采收率较低。,（2）我国油田的开发状况 我国的石油年产量从1978年超过1108t以后，长期持续增长。2003年原油年产量达到17108t，位居世界第五位，成为世界产油大国之一。 近年来，我国陆上东部油田的原油产量已出现自然递减，西部地区产量持续上升，海上油田产量上升较快，全国原油产量稳中有升。已开发油田大多数进入了高含水和高采出程度的开采阶段。采出程度大于60的油田达82.4，含水超过80的特高含水油田达68.7。,长期以来，我国十分重视石油开采技术的研究，发展了一系列注水开发的配套技
13、术，使注入水不断扩大波及体积，延长了油田的稳产期。目前，我国的注水开发技术和稳产指标均已达到或超过国外同类油田水驱开发的先进水平。 针对多数油藏非均质性强、储油砂岩层数多等特点，我国多数油田采取分阶段调整、逐步完善注采系统的方法进行开采。在油田开发初期部署基础井网，以较大的井距和较粗的开发层系投入开发；在开发中后期，加密井网，进一步细分开发层系，完善注采系统，提高水驱控制储量，提高水驱采收率。,我国油田原油粘度较高，在注水开发过程中油水粘度比较高，指进较严重，原油含水上升较快。因此，注水开发油田在高含水阶段仍是一个重要的开采时期，约有60左右的可采储量要在含水60之后开采出来。 基于这一特点，
14、我国许多油田采取了逐步强化开采的方法。采用的强化措施有三种： 一是加密注采井网，提高注采井数比； 二是利用细分层技术控制油井层间非均质性带来的不利影响，提高差油层的开采速度； 三是提高排液量，不断提高剩余可采储量的采油速度。 由于采取这些措施，我国大多数油田的原油产量的稳产期可以达到采出可采储量的5060。,我国油田大部分纵向上和平面上非均质性严重，油层物性差，原油物性差(粘度高、含蜡高)，水驱采收率偏低。目前，全国已开发油田的平均采收率为32.2，其中陆上东部油田的平均采收率较高，达到34.9；而陆上西部油田和近海油田的平均采收率只有24%左右。 这意味着水驱之后我国还有近百亿吨探明地质储量残留在地下，有待利用新的提高采收率技术进行开采。这正是我国提高石油采收率的巨大资源潜力。,提高石油采收率的潜力,对陆上17个油区的101.36108t地质储量进行了提高采收率潜力评价，通过评价，初步筛选出适合于现有提高采收率技术应用的油藏所覆盖的原油地质储量为79.8108t。,从经济效益角度评价，在现有技术条件下当油价高于15美元桶时，聚合物驱在经济上具有应用的可能性；当油价高于20美元桶时，复合驱有应用的可能性。,实际上，随着时间的推移，勘探开发工作的深入，技术的进步，
