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石油開采為什麼要注入驅油劑

發布時間: 2021-01-08 23:29:56

① 油田采出水有什麼特點其處理意義是什麼

你要了解油田采出水的特點,就先弄明白採油的過程。
地下的石油專,分布層厚的,打口井就冒屬油,分布較少的,需要用抽油機抽取。分布更為零散的,或者說採油採到最後的,零零星星,沒有別的辦法開采,就採用注水的辦法。注水就是把水注入石油層,水中加入PAM、表面活性劑等助劑,改變水的表面張力和石油的親水性。這樣油和水就可以慢慢聚集起來,抽至地面。
這個水的污染物除了投加了助劑和石油分離的水,就是采出水。這個水除了有大量的難以降解的有機污染物,還有較高濃度的離子濃度,因為地下水本身比地表水鹽的濃度高出很多。
所以這個水中離子的特點還有區域性,不同地方的硫酸鹽或氯根差異很大。
處理工藝主要以水解酸化,厭氧再好氧處理,但是要調NP的比例。
采出水處理後需要循環注入地下的,而且量也比較大。如果處理不當,對地下水的污染也會較大。這就是采出水處理的必要性。

② 表面活性劑在三次採油中的應用

石油資源是一種重要的戰略資源, 對國家的經濟發展和人民生活水平的提高具有重要作 用。 然而它並不是取之不盡, 用之不竭的, 隨著勘探開發程度的加深, 開采難度會逐步加大, 因此提高石油採收率不僅是石油工業界, 而且是整個工業界普遍關心的問題。三次採油技術 是中國近十年來發展起來的一項高新技術, 它的推廣應用對提高原油採收率、穩定老油田原 油產量起到了重要的作用。 1 三次採油的簡介 在世紀年代以前, 油田開發主要是依靠油層原始能量進行自噴開采, 一般採收率僅為 5%~10%, 我們稱之為一次採油(POR)。這是油田開發早期較低的技術水平, 一次採油使左 Surfactants resistant to temperature and salt Gemini 右的探明石油儲量被留在地下。隨著滲理論的發展, 達西定律被應用於流體在多孔介質中的 滲流, 表明油井產量與壓力梯度成正比關系。這使人們認識到一次採油造成原油採收率低的 主要原因是油層能量的衰竭, 從而提出了以人工注水氣的方法, 來增補油層能量, 保持油層 壓力開發油田的二次採油方法(SOR)。 這是當今世界油田的主要開發方式, 使油田採收率提高 到, 是一次油田開發技術上的飛躍, 但二次採油後仍有一剩餘殘留在地下采不出來。國內外 石油工作者進行了大量研究工作, 逐步認識到制約二次原油採收率提高的因素, 進而提出了 新的三次採油方法(EOR)。 三次採油指油藏經過一次採油依靠油層原始能量、二次採油通過注水補充能量後, 採取 物理一化學方法, 改變流體的性質、相態和改變氣一液、液一液、液一固相間界面作用, 擴 大注人水的波及范圍以提高驅油效率, 從而再一次大幅度提高採收率。 2 三次採油的分類 三次採油提高原油採收率的方法主要分為化學法、混相法、熱力法和微生物法等。根據 作用原理的不同, 化學法又可以進一步分為鹼(Alkaline)驅、聚合物(Polymer)驅、表面活 性劑(Surfactants)驅以及在此基礎上發展出來的鹼一聚合物復合驅(AP驅)、 鹼一表面活性劑 一聚合物復合驅 (ASP驅) 或表面活性劑一鹼一聚合物復合驅(SAP驅)。 根據混相劑的不同, 混 相法分為溶劑混相驅、烴混相驅、CO2、混相驅、N2混相驅以及其他惰性氣體混相驅。在這些 混相劑未達到混相壓力之前為非混相氣驅, 近年來又開發出了氣一水交替驅(WAG驅)。熱力 法包括蒸汽驅、火燒油層等。 Alkaline) 3 鹼(Alkaline)驅 鹼驅油技術是三次採油技術中研究應用最早的。 鹼驅油機理是鹼水注入後, 鹼與原油中的極性物質有機酸類物質反應生成表面活性劑, 而原油中存在的重質油如瀝青質、膠質等所含的梭酸、梭基酚、葉琳等與之協同作用, 使得 油水界面張力和界面粘度降低, 並產生潤濕性反轉形成水包油、油包水和多重乳狀液從而改 變了毛細管力、 附著力和驅動力,使原來不流動的殘余油通過夾帶、 聚並重新處於可流動狀態, 從而提高採收率。鹼不僅改變了油水界面張力, 而且也改變了岩石與油、岩石與水之間的界 面張力。鹼驅後期, 含油量很低, 油相不連續, 油珠被滯留成為鹼驅殘余油。鹼驅油技術是 三次採油技術中研究應用最早的, 但是由於鹼耗和其可操作鹼濃度范圍過窄, 一直沒有形成 規模應用。 目前在三次採油中應用的鹼主要是NaOH、Na2CO3和NaHCO3、Na3PO4和Na2HPO4等。在實際的 驅油體系中多使用兩種或兩種以上的鹼復配使用, 而且考慮到地層和復合體系影響, 現在有 向弱鹼配方方向發展的趨勢。 聚合物(Polymer) (Polymer)驅 4 聚合物(Polymer)驅 聚合物驅油技術是一種經濟有效的提高原油採收率的方法, 其主要驅油劑是聚合物, 它 通過提高水的波及系數來提高採油採收率。最近報道, 聚合物還能通過聚合物溶液的粘彈性 提高岩心的微觀驅油效率。在油藏地質條件一定時, 聚合物驅油的效果主要取決於驅油用水 溶性聚合物的性能。目前聚合物驅用的聚合物主要是部分水解的聚丙烯酸胺(HPAM)及其改性 聚合物, 還有生物聚合物黃胞膠(XC)以及經乙基纖維(HEC)和一些正在開發的交聯共聚物。 聚 合物驅油技術已經成為解決油田後期開發減緩、產量遞減的主導技術, 對穩定、優化與提高 HPAM產品的性能具有重大的理論意義和實際價值。在小於75℃條件下, 根據實際油藏地質特 性,優化HPAM的結構參數, 選用高相對分子量的同時, 應重視水解度對HPAM性能的影響。研 制、開發和應用新型聚合物和低度交聯HPAM技術, 能夠大幅度提高HPAM的耐溫抗鹽性能, 擴 大HPAM的應用范圍。 表面活性劑(Surfactants) 5 表面活性劑(Surfactants)驅 表面活性劑在三次採油中的作用機理主要是加人表面活性劑以降低油/水界面張力, 改 變岩石濕潤性, 以利於吸附在岩石顆粒表面的殘余油膜的剝離,提高洗油效率, 並使油珠或 油滴能被注人水帶走。 1971 年,Bunton 等首次合成了一族陽離子型雙子表面活性劑。1990 年開始,Zhu 等合 成了陰離子型雙子表面活性劑,從此引發了對雙子表面活性劑的研究熱潮。新型結構的雙子 表面活性劑不斷被報道。 傳統的表面活性劑是由一個疏水基和一個親水的極性頭基構成的 ,改變和提高其表面活 性是非常有限的,通常靠加長疏水鏈或將幾種表面活性劑復合使用;而雙子表面活性劑是由2 個親水基、2 個疏水基和1 個聯接基構成的(見圖1) ,通過對親水基、親油基以及聯接基的改 變可合成多種類型的雙子表面活性劑,通過改變聯接基及疏水基的長度即可輕易改變其性能。 由於雙子表面活性劑具有諸多優異的性能,故在石油工業有著巨大的應用前景。 傳統的表面活性劑分子由於其結構的局限性,其在降低油水界面張力、 復配以及增溶等方 面的能力很有限。 而雙子表面活性劑由於其特殊的結構,在很低的濃度下就有很高的表面活性, 在加入量很少的情況下就能使油水界面張力降至超低(1 ×10 - 3 mN/ m) ,且有很好的增溶 及復配能力,在化學驅採油中有巨大的應用前景。 目前,國內許多研究人員對雙子表面活性劑用於三次採油都進行了一些研究。 但從公開報 道看,僅有少數幾個小組開展了系統的有針對性的工作:羅平亞院士課題組從三次採油用表面 活性劑所需性能和存在的問題入手,合成了一系列不同疏水鏈長度、 不同聯接基長度的陽離子 型雙子表面活性劑,系統分析了雙子表面活性劑溶液與原油之間的界面張力、 表面活性劑溶液 的黏度行為及雙子表面活性劑的油水界面黏度行為,發現某些雙子表面活性劑在氣液界面出 現反常的吸附行為,可以將油/ 水界面張力降低至超低,且具有比普通驅油用表面活性劑更低 的油水界面黏度。但由於陽離子表面活性劑易通過靜電吸附作用吸附在帶負電荷的油層礦物 表面,因此用量較大。韓冬課題組針對陽離子雙子表面活性劑存在的缺陷,合成出了硫酸鹽、 磺酸鹽型雙子表面活性劑及兩性雙子表面活性劑,並初步研究了這些雙子表面活性劑在水/ 有機相間的界面張力。 李干佐等合成了新型磺酸鹽陰離子雙子表面活性劑,並研究了非離子雙 子表面活性劑的動態表面張力及添加劑對其濁點的影響,還考察了與陽離子雙子表面活性劑 的協同效應。 蒲萬芬等模擬三次採油實際環境,研究了陽離子雙子表面活性劑在砂岩表面的靜 態吸附行為以及陽離子雙子表面活性劑/ 疏水締合水溶性聚合物二元體系與原油的界面張 力。 馮玉軍課題組重點研究了既能大幅度降低油水界面張力又能增黏的雙子表面活性劑體系, 使雙子表面活性劑能同時發揮三元復合驅體系中表面活性劑和聚合物的功能,並克服高分子 表面活性劑的界面張力和高增黏能力不能兩全的缺陷和避免使用強鹼,由此可將三元復合驅 簡化為二元驅甚至一元驅。 此外,該小組還對雙子表面活性劑結構和性能的關系進行了深入研 究,探討了如何簡化雙子表面活性劑合成步驟,並通過對合成路線的改進把國內外報道的部分 陽離子雙子表面活性劑的收率提高到85 %以上。 6 總 結:三次採油任重道遠 綜上所述,目前國外對三次採油表面活性劑的合成、應用的研究都高度重視。據預測, 由於表面活性劑驅油的獨特優越性,表面活性劑驅油和表活劑有關的驅油技術在2015~2020 年前後的日產量將會超過聚合物的日常量。因此,結合不同的油藏地質情況,加強對三次采 油表面活性劑的合成技術、生產工藝、現場應用的研究,對於推動我國三次採油技術的研發 和現場應用具有重要意義。 但是目前我國三次採油表面活性劑研究和應用的現狀及形勢並不樂觀。 從全國范圍來看, 目前真正能夠用於三次採油的表面活性劑還很少,生產廠家以及產品性能也不夠穩定。因此 我國在三次採油表面活性劑的開發、生產及應用方面還是任重而道遠。只有通過大家的共同 努力,才能從根本上改變目前的劣勢,進而加快表面活性劑應用於我國三次採油領域的進程。

③ 什麼叫油田注水井調驅技術

它可在地層中產生注入水增粘,原油降阻,油水混相和高滲透層專顆粒堵塞等綜合作屬用。其結果,就可封堵注水井的高滲透層,均衡其吸水剖面,降低油水的流度比,進一步驅出地層中的殘余油,並可在地層中形成一面活動的「油牆」,產生「活塞式」驅油作用,以降低油井含水提高原油採收率。
其中的驅油劑可與原油產生混相作用,有效地驅出殘余油,在地層中形成向油井運移的類似於活動的「油牆」的原油富集帶,具有較長期的遠井地帶調剖作用。堵水劑可對地層的高滲透大孔道產生封堵作用,均衡其吸水剖面,使驅油劑更有效地驅油。調剖劑可不斷地調整地層的吸水剖面,並可更有效地驅油。它對低滲透地層的滲透率無傷害,用它對注水井進行處理後,在同樣的注水量下,注水壓力下降或上升的幅度不大。
該技術的適應性廣,它適應於地層滲透率大於0.1μm2的砂岩和灰岩地層;注水層厚度大於5m,對應油井原油黏度大於1mPaS,含水大於70%的注水井;無邊底水或邊底水影響不大油藏的油水井對應率較高的注水井。

④ 什麼是驅油劑,增油劑

驅油劑,(oil-displacing agent),一種在石油鑽探開采時用以提高原油採收率的助劑。常用的是聚合專物型驅油劑。如超屬高分子量聚丙烯醯胺,用0.05%的水溶液能滲入油層岩隙而多出油20%~30%,大致每用1kg驅油劑可以多出原油10桶(1590L)。 聚合物溶液和表面活性劑(石油磺酸鹽與醇配成的微乳液)的分段驅油,能將岩層毛細管中的原油驅替出來,收效幾乎100%。
增油劑是一種高性能的表面活性劑,能夠充分解決石油開采過程中由於原油中的膠質、瀝青質、蠟等重質成份的析出在地層中沉積成垢的堵塞。該產品適用於油田三次採油增產增效,具有清除有機堵塞物、恢復地層滲透率作用,增加油井產能。
增油劑劑作為無腐蝕,環保清潔助劑,可以應用在油井的增產、水井的調驅及注水井的注入水中。在油井措施中可以以將有機垢類清除;在調驅措施中可以依靠其獨特的洗油作用將地層中原油清洗下來而進入油井采出地面;在注水井的注入水中可將其類比為注性水,從而增加水洗程度,提高注水效果。該產品由於無腐蝕在施工作業中不返排,不影響破乳集輸系統,施工簡單,增油效果明顯。

⑤ 什麼是油田采出水

油田采出水就是:地下的石油,分布層厚的,打口井就冒油,分布較內少的,需要用抽油機抽取容。分布更為零散的,或者說採油採到最後的,零零星星,沒有別的辦法開采,就採用注水的辦法。注水就是把水注入石油層,水中加入PAM、表面活性劑等助劑,改變水的表面張力和石油的親水性。這樣油和水就可以慢慢聚集起來,抽至地面。
這個水的污染物除了投加了助劑和石油分離的水,就是采出水。這個水除了有大量的難以降解的有機污染物,還有較高濃度的離子濃度,因為地下水本身比地表水鹽的濃度高出很多。
所以這個水中離子的特點還有區域性,不同地方的硫酸鹽或氯根差異很大。
處理工藝主要以水解酸化,厭氧再好氧處理,但是要調NP的比例。
采出水處理後需要循環注入地下的,而且量也比較大。如果處理不當,對地下水的污染也會較大。這就是采出水處理的必要性。
油田采出水經過處理回用於油田注水,較一般淡水有以下優點:
1、油田采出水含有表面活性物質而且溫度較高,能提高洗油能力。驅油效率隨水的礦化度增加而提高,含表面活性劑的采出水,特別是礦化度接近底層中的采出水,其驅油效率值最大。
2、水質穩定,與油層想混不產生沉澱。

⑥ 石油開采過程中廣泛採用CO2驅油,即向油井注入CO2,當CO2到達儲層後,CO2溶解於水中生成碳酸溶液腐蝕岩石

(1)因碳酸能與碳酸鹽反應生成碳酸氫鹽,所以CO2水溶液腐蝕石灰岩方程式為:CO2+CaCO3+H2O=Ca(HCO32,碳酸鈣溶解,故答案為:CO2+CaCO3+H2O=Ca2++2HCO3-
(2)因向蒸餾水中通入CO2達到平衡後,溶液為飽和溶液,繼續通入少量CO2,氣體不溶解,溶液中的平衡:CO2+H2O?H2CO3;H2CO3?H++HCO3-不發生移動,所以c(H+)不變,
故答案為:不變;
(3)因CO2中碳的化合價由+4價降低為0價,所以CO2為氧化劑,又C元素的化合價由+4價降低為0價,則每生成1個C6H12O6轉移電子數為4×6=24,所以每生成1molC6H12O6轉移電子的物質的量為24mol,故答案為:氧化劑;24mol;
(4)因NaHCO3溶液的pH大於8,溶液顯鹼性,說明HCO3-的水解程度大於自身的電離程度,即NaHCO3溶液中既存在電離平衡為HCO3-?CO32-+H+,水解平衡為HCO3-+H2O?H2CO3+OH-,而HCO3-水解程度大於電離程度,故答案為:<;因為NaHCO3溶液中既存在電離平衡:HCO3-?CO32-+H+,又存在水解平衡:HCO3-+H2O?H2CO3+OH-,而HCO3-水解程度大於電離程度.

⑦ 在石油現場為什麼要注入氮氣

油層注氮主要有如下幾方面作用:
1.保持油層壓力
將油氣層的壓力保持或高於其版露點壓力或泡點壓力,或保權持在目前壓力水平上,以使油氣層流體能順利流出。
2.重力泄油和非混相驅
根據氮氣密度小的特點,將其注入構造頂部或允許其運移至構造頂部,增強向下驅替油層流體或重力和穩定混相段塞的作用,提高油氣層流體的產量。
3.混相驅
利用氮氣的多次接觸混相作用驅替油氣層中的油氣。
4.驅動二氧化碳段塞
利用氮氣作為驅替流體扒動二氧化碳等溶劑在油氣層中所形成的混相段塞。
5.閣樓油開采
高壓氮氣可將構造頂部的閣樓層中被圈閉的原油驅替到生產井中。
6.氣頂驅替
在油藏最佳部位注入氮氣,可保持或提高油藏壓力並同時驅替和采出氣頂氣。
7. 管道吹掃
易燃易爆氣,液輸送管線維修前,須對管道中殘留氣、液進行吹掃。根據管道的實際情況,用一定壓力和流量的氮氣對管路進行吹掃作業。
8. 燃油儲罐氣封
燃油儲罐頂部殘存空氣是造成油罐起火爆炸的主要原因之一。在油罐頂部充氮,是解決這一隱患的根本途徑,這一方法同樣用於其它液體儲罐。

⑧ 鑽井液用增稠劑有效果嗎怎麼用

先介紹下鑽井液用增稠劑吧,它是一種廣泛適用在石油鑽井中的助劑,用版於增加鑽井液的粘度和權濃稠度,使鑽井液保持分散卻又穩定的狀態。如果使用的鑽井液不夠好,或者過於稀,可能會導致泥皮過於薄或者容易脆裂,不能有效地保護孔壁,甚至會造成坍塌、夾鑽等事故。
一般來說,我們會在混合鑽井液的時候,添加適量鑽井液用增稠劑再攪拌均勻即可。添加量根據材料體系的不同而定,使用前請進行試驗來得出具體的添加量,大概在配方總量的0.2%-1.0%左右。同時,在使用過後,記得要密封儲存,防潮、防強鹼強酸以及防雨水等雜質混入鑽井液用增稠劑中。

⑨ 為什麼油田采出水要處理後才能回注地下

你要了解油田采出水的特點,就先弄明白採油的過程。地下的石油,分布層厚的,打口內井就冒油,分布較少的,需容要用抽油機抽取。分布更為零散的,或者說採油採到最後的,零零星星,沒有別的辦法開采,就採用注水的辦法。注水就是把水注入石油層,水中加入PAM、表面活性劑等助劑,改變水的表面張力和石油的親水性。這樣油和水就可以慢慢聚集起來,抽至地面。這個水的污染物除了投加了助劑和石油分離的水,就是采出水。這個水除了有大量的難以降解的有機污染物,還有較高濃度的離子濃度,因為地下水本身比地表水鹽的濃度高出很多。所以這個水中離子的特點還有區域性,不同地方的硫酸鹽或氯根差異很大。處理工藝主要以水解酸化,厭氧再好氧處理,但是要調NP的比例。 采出水處理後需要循環注入地下的,而且量也比較大。如果處理不當,對地下水的污染也會較大。這就是采出水處理的必要性。

⑩ 石油技術可采儲量的計算

根據中華人民共和國石油天然氣行業標准 《石油可采儲量計算方法》 (SY/T5367-1998),可采儲量的計算方法共10類18種方法,每種方法都有各自的適用范圍和局限性。應根據油藏開發階段和開發方式等具體條件選取適用的方法。本部分對砂岩油藏可采儲量的常用計算方法進行詳細闡述。其他類型油藏可采儲量的計算方法可參閱中華人民共和國石油天然氣行業標准 《石油可采儲量計算方法》及有關書籍。

1. 開發初期油田可采儲量的計算方法

開發初期是指油田的建設期或注水開發油田中低含水期。此階段,油田動態資料少,油藏開采規律不明顯。計算可采儲量的方法有經驗公式法、類比法、流管法、驅油效率-波及系數法、數值模擬法及表格法。礦場上經常採用的計算方法是經驗公式法、類比法及表格法。

(1) 經驗公式法

經驗公式法是利用油藏地質參數和開發參數評價油藏採收率,然後計算可采儲量的簡易方法。應用該法時,重要的是了解經驗公式所依據的油田地質和開發特徵以及參數確定方法和適用范圍。

美國石油學會採收率委員會阿普斯 (J. J. Arps) 等人,從1956年開始到1967年,綜合分析和統計了美國、加拿大、中東等產油國的312個油藏的資料。根據72個水驅砂岩油田的實際開發資料,確定的水驅砂岩油藏採收率的相關經驗公式為:

油氣田開發地質學

式中:ER——採收率,小數;φ——油層平均有效孔隙度,小數;Swi——油層束縛水飽和度,小數;Boi——原始地層壓力下的原油體積系數,小數; ——油層平均絕對滲透率,10-3μm2;μwi——原始條件下地層水粘度,mPa·s;μoi——原始條件下原油地下粘度,mPa·s;pi——原始油層壓力,MPa;pa——油藏廢棄時壓力,MPa。

上式適用於油層物性好、原油性質好的油藏。

1977~1978年B·C·科扎肯根據伏爾加-烏拉爾地區泥盆系和石炭系沉積地台型42個水驅砂岩油藏資料,獲得以下經驗公式:

油氣田開發地質學

式中:μR——油水粘度比;Cs——砂岩系數;Vk——滲透率變異系數;h——油層平均有效厚度,m;f——井網密度,ha/口;其餘符號同前。

該經驗公式復相關系數R=0.85,適用於下列參數變化范圍:μR=0.5~34.3;

油氣田開發地質學

(109~3200) ×10-3μm2;Vk=0.33~2.24;h=2.6~26.9m;Cs=0.51~0.94;f=7.1~74ha/口。

1978年,我國學者童憲章根據實踐經驗和統計理論,推導出有關水驅曲線的關系式,並將關系式和油藏流體性質、油層物性聯系起來,推導出確定水驅油藏原油採收率的經驗公式:

油氣田開發地質學

式中: —束縛水條件,油的相對滲透率與水的相對滲透率比值;μo——地層原油粘度,mPa·s;μw——地層水粘度,mPa·s。

上式的優點是簡單,式中兩個主要因素:一是油水粘度比,很易測定;另一個因素油、水相對滲透率比值,可以根據相對滲透率曲線間接求得。

1985年我國石油專業儲量委員會辦公室利用美國和前蘇聯公布的109個和我國114個水驅砂岩油藏資料進行了統計研究。利用多元回歸分析,得到了油層滲透率和原油地下粘度兩者比值 (影響採收率的主要因素),與採收率的相關經驗公式:

ER=21.4289(K/μo)0.1316

上式適合我國陸相儲層岩性和物性變化大、儲層連續性差及多斷層的特點,計算精度較高。

(2) 驅油效率-波及系數法

驅油效率可以用岩心水驅油實驗法和分析常規岩心殘余油含量法。

1) 岩心水驅油實驗法:用岩心進行水驅油的實驗,是測定油藏水驅油效率的基本方法之一,可直接應用從油層中取出的岩心做實驗,也可以用人造岩心做實驗。具體方法是將岩心洗凈烘乾後,用地層水飽和,然後用模擬油驅水,直到岩心中僅有束縛水為止。最後用注入水進行水驅油實驗,模擬注水開發油藏的過程,直到岩心中僅有殘余油為止。水驅油效率為:

油氣田開發地質學

式中:ED——水驅油效率,小數;Sor——殘余油飽和度,小數;Soi——原始含油飽和度,小數。

2) 分析常規岩心殘余油含量法:取心過程中,鑽井液對岩心的沖洗作用,與注水開發油田時注入水的驅油過程相似。可以認為鑽井液沖洗後的岩心殘余油飽和度,與水驅後油藏的殘余油飽和度相當。因此,只需要分析常規取心的殘余油飽和度就能求出油藏注水開發時的驅油效率。即:

油氣田開發地質學

式中:β——校正系數,其餘符號同前。

原始含油飽和度的求取本章已有敘述。殘余油飽和度的測定方法通常有蒸餾法、色譜法及干餾法。由於岩心從井底取到地面時,壓力降低,殘余油中的氣體分離出來,相當於溶解氣驅油,使地面岩心分析的殘余油飽和度減小,所以應進行校正,β一般為0.02~0.03。

用分析常規岩心的殘余油含量來確定水驅油效率,簡便易行。但是實際上,取心過程與水驅油過程有差別,用殘余油飽和度法求得的水驅油效率往往較油田實際值低。

上述兩種方法求得的驅油效率乘以注水波及系數,即為水驅採收率。

波及系數是水驅油的波及體積與油層總體積之比。水驅波及系數與油層連通性、非均質性、分層性、流體性質、注采井網的部署等都有密切的關系。連通好的油層,水驅波及系數可以達到80%以上;連通差的油層和復雜斷塊油藏,往往只有60%~70%。

(3) 類比法

類比法是將要計算可采儲量的油藏同有較長開發歷史或已開發結束的油藏進行對比,並借用其採收率,進行可采儲量計算。油藏對比要同時比較地質條件和開發條件,才能使對比結果接近實際。地質條件包括油藏的驅動類型、儲層物性、流體性質及非均質性。開發條件包括井網密度、驅替方式及所採用的工藝技術等。

(4) 表格計演算法

表格計演算法是根據油氣藏的驅動類型,參照同類驅動油藏的採收率,根據採收率估算的經驗,給定某油藏的採收率值,估算其可采儲量。

油氣藏的驅動類型是地層中驅動油、氣流向井底以至采出地面的能量類型。油氣藏的驅動類型可分為彈性驅動、溶解氣驅、水壓驅動、氣壓驅動、重力驅動。油氣藏的驅動類型決定著油氣藏的開發方式和油氣井的開采方式,並且直接影響著油氣開採的成本和油氣的最終採收率。所以一個油氣田在其投入開發之前,必須盡量把油氣藏的驅動類型研究清楚。

油氣藏驅動類型對採收率的影響是很大的,但是同屬一個驅動類型的油氣藏,由於各種情況的千差萬別,其採收率不是固定的,而是存在著一個較大的變化范圍。表7-3給出油藏在一次採油和二次採油時,不同驅動類型採收率的變化范圍。

表7-3 油藏採收率范圍表

表7-3所列出油氣藏不同驅動類型時採收率值的范圍,是由大量已開發油氣田所達到最終採收率的實際統計結果而得出的。油藏三次採油注聚合物等各種驅油劑的最終採收率范圍,則是依據實驗室大量驅替試驗結果得出的。不論是實際油氣田的統計值還是驅替試驗結果,均未包括那些特低或特高值的情況。僅由表中所列的數值范圍就可看出,油氣藏不同驅動類型之間最終採收率相差很大,就是同一驅動類型的油氣藏相差也懸殊。

(5) 流管法

流管法由於計算過程煩瑣,礦場上不常用,因篇幅所限,此處不作介紹。

(6) 數值模擬法

數值模擬法適用於任何類型、任何開發階段及任何驅替方式的油藏。開發初期,油藏動態數據少,難以校正地質模型,用數值模擬方法只能粗略計算油藏的可采儲量。

2. 開發中後期可采儲量的計算方法

開發中後期是指油田含水率大於40%以後,或年產油量遞減期。開發中後期可采儲量的計算方法主要有水驅特徵曲線法、產量遞減曲線法、童氏圖版法。

(1) 水驅特徵曲線法

所謂水驅特徵曲線,是指用水驅油藏的累積產水量和累積產油等生產數據所繪制的曲線。最典型的是以累積產水量為縱坐標,以累積產油量為橫坐標所繪制的單對數曲線。

根據行業標准SY/T5367-1998,水驅特徵曲線積算可采儲量共分為6種基本方法,加上童氏圖版法,共7種方法。

1) 馬克西莫夫-童憲章水驅曲線:此曲線常稱作甲型水驅曲線,一般適用中等粘度(3~30mPa·s) 的油藏。其表達式為:

lgWp=a+bNp

可采儲量計算中,以實際的累積產水量為縱坐標,以累積產油量為橫坐標,將數據組點在半對數坐標紙上。利用上式進行線性回歸,得到系數a和b。然後利用下式計算可采儲量:

油氣田開發地質學

計算技術可采儲量時,一般給定含水率fw=98%,計算對應於含水率98%時的累積產油量即為油藏的技術可采儲量。

2) 沙卓諾夫水驅曲線:沙卓諾夫水驅曲線適用於高粘度 (大於30mPa·s) 的油藏。表達式為:

lgLp=a+bNp

以油藏實際的累積產液量為縱坐標,以累積產油量為橫坐標,數據組點在半對數坐標紙上,進行線性回歸,得到上式中的系數a和b。同理給定含水率98%,計算油藏的可采儲量,計算公式如下:

油氣田開發地質學

3) 西帕切夫水驅曲線:此種曲線適用於中等粘度 (3~30mPa·s) 油藏。表達式為:

油氣田開發地質學

對應的累積產油量與含水率的關系式為:

油氣田開發地質學

4) 納扎洛夫水驅曲線:此種水驅曲線適用於低粘度 (小於3mPa·s) 的油藏。其表達式為:

油氣田開發地質學

對應的累積產油量與含水率的關系式為:

油氣田開發地質學

5) 張金水水驅曲線:此種水驅曲線適用於任何粘度、任何類型的油藏。其表達式為:

油氣田開發地質學

對應的累積產油量與含水率的關系式為:

油氣田開發地質學

6) 俞啟泰水驅曲線:俞啟泰水驅曲線適用於任何粘度、任何類型的油藏。其表達式為:

油氣田開發地質學

對應的累積產油量與含水率的關系式為:

油氣田開發地質學

7) 童氏圖版法:童氏圖版法也是基於二相滲流理論推導出的經驗公式,其含水率與采出程度的關系表達式為:

油氣田開發地質學

以上七個公式中:Wp——累積產水量,104t;Np——累積產油量,104t;Lp——累積產液量,104t;fw——綜合含水率,小數;R——地質儲量采出程度,小數;ER——採收率,小數。

利用童氏圖版法計算可采儲量,首先是依據如下圖版 (圖7-14),將油藏實際的含水率及其對應的采出程度繪制在圖版上,然後估計一個採收率值。最後由估計的採收率和已知的地質儲量,計算油藏的可采儲量。一般童氏圖版法不單獨使用,而是作為一種參考方法。

圖7-14 水驅油田採收率計算童氏圖版

前述1~6種方法均是計算可采儲量常用的方法。但對某個油藏,究竟選取哪種方法合理,不能單純憑油藏的原油粘度來選擇方法。要根據油田開發狀況綜合考慮,避免用單一因素選擇的局限性。一般的做法是:首先,根據原油粘度選擇一種或幾種計算方法,計算出油藏的可采儲量和採收率。然後,參考童氏圖版法,看二者的採收率值是否接近。若二者取值接近,說明生產數據的相關性好。但所計算的可采儲量是否符合油田實際,還要根據油藏類型及開發狀況進行綜合分析。若經過分析認為所計算的可采儲量不合理,則還要用其他方法進行計算。

(2) 產油量遞減曲線法

任何一個規模較大的油田,按照產油量的變化,大體上可以將其開發全過程劃分為3個階段,即上產階段、穩產階段及遞減階段。但有些小型油田,因其建設周期很短,可能沒有第一階段。所述的3個開發階段的變化特點和時間的長短,主要取決於油田的大小、埋藏深度、儲層類型、地層流體性質、開發方式、驅動類型、開采工藝技術水平及開發調整的效果。一個油藏的產油量服從何種遞減規律,主要是由油藏的地質條件和流體性質所決定的,開發過程中的調整一般不會改變油藏的遞減規律。

遞減階段產油量隨時間的變化,服從一定的規律。Arps產油量遞減規律有指數遞減、雙曲遞減及調和遞減三大類。後人在Arps遞減規律的基礎上,對Arps遞減規律進行了補充完善。中華人民共和國行業標准 《石油可采儲量計算方法》 綜合了所有遞減規律研究成果,列出了用產油量遞減曲線法計算油藏原油可采儲量的4種計算方法。

1) Arps指數遞減曲線公式

遞減期年產油量變化公式:

Qt=Qie-D

遞減期累積產油量計算公式:

油氣田開發地質學

遞減期可采儲量計算公式:

油氣田開發地質學

式中:Di——開始遞減時的瞬時遞減率,1/a;Qi——遞減初期年產油量,104t/a;Qt——遞減期某年份的產油量,104t/a;Qa——油藏的廢棄產油量,104t/a。

遞減期可采儲量計算的步驟是:

第一步,以年產油量為縱坐標,以時間為橫坐標,在半對數坐標紙上,繪制遞減期的年產油量與對應的年份數據組,並進行線性回歸,得到一條直線,直線方程式為:lgQt=lgQi-Dit。則直線截距為lgQi,直線斜率為-Di,從而求得初始產量Qi,遞減率Di

第二步,確定油藏的廢棄產量Qa。計算技術可采儲量時,一般以油藏穩產期的年產液量對應含水率98%時的年產油量為廢棄產量。也可以根據開發的具體情況,根據經驗,給定一個廢棄產量。

第三步,由第一步所求的Qi,Di和第二步所求的Qa,代入遞減期可采儲量計算公式,即可求得油藏的遞減期可采儲量。遞減期可采儲量加上遞減前的累積產油量就是油藏的可采儲量。

2) Arps雙曲遞減曲線公式

遞減期產油量變化公式:

油氣田開發地質學

遞減期累積產油量計算公式

油氣田開發地質學

遞減期可采儲量計算公式:

油氣田開發地質學

遞減期可采儲量計算的步驟如下:

第一步,求遞減初始產油量Qi,初始遞減率Di和遞減指數n。產油量變化公式兩邊取對數得:

油氣田開發地質學

給定一個,nDi值,依據上式,用油藏實際的產油量和對應年限數據組,進行線性回歸。反復給定nDi值,並進行回歸,直到相關性最好。此時,直線的截距為lgQi,直線斜率為-1/n。從而可求得Qi,n及Di值。

第二步,確定廢棄產油量。

第三步,計算遞減期可采儲量。將第一步所求得的3個參數和廢棄產油量代入遞減期可采儲量計算公式,便可求得遞減期可采儲量值。遞減期可采儲量加上遞減前的累積產油量就是油藏的可采儲量。

3) Arps調和遞減曲線公式

Arps雙曲遞減指數n=1,就變成了調和遞減曲線。

遞減期產油量變化公式:

油氣田開發地質學

遞減期累積產油量計算公式:

油氣田開發地質學

遞減期可采儲量計算公式:

油氣田開發地質學

遞減期可采儲量計算的步驟如下:

第一步,求遞減初始產油量Qi,初始遞減率Di。把產油量變化公式與累積產油量計算公式組合成:

油氣田開發地質學

累積產量與產量呈半對數線性關系。根據直線的截距和斜率,可求得Di,Qi值。

第二步,確定廢棄產油量。

第三步,計算遞減期可采儲量。將第一步所求得的3個參數和廢棄產油量代入遞減期可采儲量計算公式,便可求得遞減期可采儲量值。遞減期可采儲量加上遞減前的累積產油量就是油藏的可采儲量。

4) 變形的柯佩托夫衰減曲線Ⅱ

遞減期產油量變化公式:

油氣田開發地質學

遞減期累積產油量計算公式:

油氣田開發地質學

遞減期可采儲量計算公式:

油氣田開發地質學

計算可采儲量之前,首先要求得參數a,b,c。求參數常用且簡便的方法如下:

首先,求得參數a和c。由遞減期產油量變化公式和遞減期累積產油量計算公式可得:

tQt+Np=a-cQt

根據上式,以tQt+Np為縱坐標,Qt為橫坐標,進行線性回歸,直線截距為a,斜率為-c。從而求得參數a和c。

然後,求參數b。將所求參數a和c代入累積產油量計算公式,以累積產油量Np為縱坐標,以1/(c+t)為橫坐標,進行線性回歸,則直線截距即為a,直線斜率即為要求的參數b。

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