分子膜驱提高原油采收率机理研究

分子膜驱是一种新型的纳米膜驱提高原油采收率技术。采用多种实验手段,通过大量实验研究表明,分子膜驱的驱油机理有别于传统的化学驱（聚合物驱、表面活性剂驱、碱驱及其复合驱等油方法）。它是以水溶液为传递介质,膜剂分子依靠静电相互作用为成膜动力,膜剂有效分子沉积在呈负电性的岩石表面,形成纳米级超薄膜,改变了储层表面性质和与原油的相互作用状态,使得注入流体在冲刷孔隙过程中,原油易于剥落和流动而被驱替液驱替出来,达到提高采收率的目的。分子膜剂作用机理主要表现在吸附作用、润湿性改变、扩散作用、毛细管自吸作用等几个方面。     

变原油黏度油水两相流驱替特征研究

为了研究水驱油田开发过程中的原油黏度长高对水驱油的驱替特征影响，在经典的非活塞式驱替理论的基础上，考虑驱替过程中原油黏度的升高，进一步完善了非活塞式驱油理论，建立了一个一维油水两相渗流模型，并采用解析法和有限差分法两种方法对饱和度方程进行了求解，用数学模拟的结果研究了原油黏度随含水率上升的5种变化规律对无水采油期，注入孔隙体积与采收率关系等驱替特征的影响，结合太平油田沾14块太10－12井原油黏度随含水上升的变化规律，对比了考虑原油黏度变化和不考虑原油黏度变化两种情况下采出程度的差异，研究结果表明，开发过程中原油黏度的升高明显地缩短无水采油期，加剧含水上升速度，未考虑黏度升高的经典驱替理论方法预测的采收率偏高。     

氮气泡沫热水驱油室内实验研究

利用现场提供的起泡剂和原油等原料，在室内对泡沫剂进行了评价，对岩心驱油效果及改善波及体积进行了实验研究，分析了氮气泡沫热水驱提高采收率的机理，并对影响氮气泡沫热水驱油效率的泡沫剂的起泡性、半衰期、最优气液比、起泡剂质量分数等因素进行了分析。结果表明，在一定起泡剂质量分数范围内，随着气泡质量分数的增加，起泡能力、半衰期和阻力因子也增加。最优气液比为1：2，最佳气泡剂质量分数为0．3％。在非均质油层(模型)中泡沫的驱油效果比在均质油层(模型)中的更好，残余油饱和度降低了21．1％，采收率提高了31．2％。     

鄂尔多斯盆地特低渗油藏CO_2非混相驱实验研究

针对鄂尔多斯盆地低渗低压裂缝性油藏水驱采收率低、CO_2驱难以混相及气驱易窜流等问题,利用CO_2-原油相态实验和岩心驱替实验,研究了CO_2非混相驱提高采收率机理与方法。相态实验表明,地层条件下CO_2与目标油藏原油难以混相,但在原油中溶解的摩尔分数可达60.20%,使原油体积膨胀30.16%,黏度降低64.29%。均质岩心驱替实验表明,CO_2非混相驱在水驱基础上提高驱油效率23.25%。非均质岩心驱替实验表明,CO_2非混相连续气驱效果随渗透率极差的增大而变差,在渗透率级差小于10的岩心驱替效果较好;水气交替在渗透率级差小于100的岩心取得一定的驱替效果,特别是渗透率级差10~30驱替效果最好。     

烃降解型微生物强化水驱提高原油采收率微观机制研究

借助微观透明模型建立微观模拟驱油试验系统。以烃降解菌株Rhodococcus ruber Z25和Bacillus cereus Z31为出发菌株,通过物理模拟驱油实验考察了多孔介质中水驱原油的特点及残余油的分布形式：残余油主要以油条和油珠的形式滞留于孔隙介质中;以油膜形式附着在骨架表面;在喉道转角处水流速度为零的＂驻点＂部位。通过静置培养观察了多孔介质中水驱后油藏微生物降解原油及微生物富集的状态,微生物由单菌体形成油水界面处的菌胶团结构。通过研究后续水驱作用下残余油的驱替特征表明,微生物菌胶团、松散的油相与驱替液水相彼此裹挟,沿驱替压力方向运移。本研究揭示了烃降解微生物驱油的微观机制,为微生物采油从实验室走向矿场实践奠定了理论基础。     

变原油黏度油水两相流驱替特征研究

为了研究水驱油田开发过程中的原油黏度升高对水驱油的驱替特征影响 ,在经典的非活塞式驱替理论的基础上 ,考虑驱替过程中原油黏度的升高 ,进一步完善了非活塞式驱油理论 ,建立了一个一维油水两相渗流模型 ,并采用解析法和有限差分法两种方法对饱和度方程进行了求解 .用数学模拟的结果研究了原油黏度随含水率上升的 5种变化规律对无水采油期、注入孔隙体积与采收率关系等驱替特征的影响 .结合太平油田沾 1 4块太 1 0 - 1 2井原油黏度随含水上升的变化规律 ,对比了考虑原油黏度变化和不考虑原油黏度变化两种情况下采出程度的差异 .研究结果表明 :开发过程中原油黏度的升高明显地缩短无水采油期 ,加剧含水上升速度 ;未考虑黏度升高的经典驱替理论方法预测的采收率偏高     

致密油储层CO2驱核磁共振实验研究

针对致密油储层动用困难问题本研究以CO_2为注入介质,对致密油注气开发效果进行评价,并借助核磁共振技术,从微观角度阐述了致密油储层注CO_2的驱替特征。实验结果表明,CO_2驱可以有效启动赋存在致密孔隙中的原油,非混相压力下(10 MPa),CO_2突破快,小孔隙中原油未动用,驱替后原油饱和度分布不均匀,驱替效率低;而在混相压力之上(24 MPa),CO_2突破明显变慢,驱替后原油饱和度均匀下降,大小孔隙中的原油均被启动,采出程度较高。此外从采出原油组成可以看出,高压下CO_2抽提作用非常明显,原油组分以C7~C29为主,几乎不合C30+组分,这表明CO_2会导致原油中重质组分在孔隙中沉积。     

黏弹性驱替液所产生的微观力对驱油效率的影响

多孔介质中的驱油效率一般是由宏观驱替压力梯度与油水间界面张力的比值来确定的.但是,当宏观驱替压力梯度恒定时,无法用宏观力去解释黏弹性对驱油效率的影响.为此,分析了弹性和非弹性驱替液作用在残余油上的微观力,以及作用在流动的弹性和非弹性流体中各"点"上应力的异同,用数学方法计算了流体支点受到不同大小应力对微观流线的影响,研究了微观流线的改变对作用在微观残余油上的作用力的影响;通过实验证明了在宏观压力梯度不变的条件下,增大的微观力主要作用在孔隙中各种残余油团的突出部位,使突出部位变形并移动.可视岩心模型实验结果证实了上述计算和分析的结论,给出了不同黏弹性流体对岩心驱油效率的影响,以及考虑黏弹性对驱油效率的影响因素后的数模计算结果,并且与现场大规模聚合物驱的效果以及现场密闭取心结果进行了对比.上述数学模拟计算、分析、实验室和现场试验结果都表明,当驱替液的弹性增加时,作用在残余油的微观力也会改变.结果是,在驱替压力梯度恒定的条件下,黏弹性驱替液比非弹性驱替液的驱油效率高.这种用微观流线和微观作用力的分析方法以及所得到的结论应有助于进一步了解多孔介质中驱油效率的机理,有助于优化驱油方案设计,有助于筛选和研制更好的化学驱油剂和分析注入非牛顿流体和凝胶时出现的现象.     

二氧化碳非混相驱油藏沥青质沉淀规律研究

为研究二氧化碳驱油藏中原油沥青质沉淀量预测方法,设计了二氧化碳非混相驱沥青质沉淀动态岩心驱替实验装置,采用正交实验分析方法研究了非混相驱条件下驱替压力、温度、岩心初始渗透率、原油中的沥青质含量和驱替速度等因素对驱替后岩心中原油沥青质沉淀量的影响,分析了作用机理,回归出了二氧化碳非混相驱过程中原油沥青质沉淀量预测公式并用实验结果进行了验证.验证结果表明,该预测公式可直接用于二氧化碳非混相驱原油沥青质沉淀量预测.     

原油空气氧化动态驱替实验研究

低渗透油田现有开采方式多为注水开发,采出程度低、含水率居高不下。采用物理模拟方法,结合实际参数,对低渗透油田L35区块进行了空气氧化动态驱替实验。实验结果表明,温度、压力、注采压差(注气速度)及油层渗透率是影响空气驱油效率的主要因素。在地层条件下,原油与空气难以达到混相,表现为非混相驱替特征。实验结果对现场开采提供了有效的技术支持。     

基于孔隙尺度的低渗透油藏CO_2驱替特征研究

基于多孔介质油气两相渗流理论,采用截断威布尔分布作为孔喉特征分布函数,模拟储层岩心的气驱油过程,建立了能够反映多孔介质孔隙尺度的油气两相三维孔隙网络模型,推导了不同CO2驱替相态下界面张力及接触角计算公式。利用建立的孔隙网络模型,研究了相态变化对驱替效率的影响,从微观角度分析了不同CO2驱替相态下的驱替特征和驱油效果。结果表明:对于孔隙度以及颗粒分布状况相同的储层结构,在注入条件相同的情况下,与非混相驱替相比,实现CO2混相驱可以将原油的驱替效率提高约15%。     

稠油油藏化学驱采收率的影响因素

采用烷基聚氧丙烯醚硫酸盐和羧基甜菜碱两类两性表面活性剂与碱复配构建具有不同界面张力特点的驱油体系,通过驱油试验评价不同体系对桩西稠油采收率的影响,采用微观驱替试验研究不同体系提高采收率的机制。结果表明:界面张力与采收率没有明显的对应关系;碱通过维持油、水、固三相接触点亲油性和降低油水界面张力,减弱驱替介质沿油与岩石之间的渗入,增强驱替介质从原油中心的突进和分散,提高驱替压力和波及体积;相比于碱和原油反应产生的表面活性剂,外加的表面活性剂亲水性较强,会增强固体表面的亲水性,导致驱油剂沿孔隙壁面突进;表面活性剂-碱体系与原油形成的细分散水包油型乳状液加剧了驱油剂的窜进,不利于提高波及系数;对于稠油油藏,化学驱体系的波及系数是提高采收率的关键因素。     

辽河油田冷43砾岩稠油油藏微观驱油效率研究

针对辽河油田今４３断块区为砾岩稠油油藏的特点，利用该油藏的岩芯铸体薄片制作了６块微观仿真地层模型，使用微观可视化物理模拟技术手段．借助显微镜、摄录机及图像分析技术等，直观地观察和分析研究了砾岩稠油油藏水驱油机理，以及原油粘度和储层孔隙结构对驱替机理和驱替效率的影响，分析了残余油分布特征，并给出了相应的结论．     

泡沫驱油现状与展望

泡沫驱作为一项重要的三次采油技术,在降低气油比,增加原油产量,提高波及效率等诸多方面具有很大的发展潜力;本文对泡沫驱油的流动机理、数学模型研究等方面的技术现状以及目前泡沫驱油在机理和现场应用方面存在的问题进行了较为系统的研究和总结,并在此基础上对泡沫驱油发展方向提出了相关的建议,认为泡沫驱数值模拟技术、新型起泡剂的研制以及空气泡沫体系对未来泡沫驱油技术的发展和推广具有重要意义。     

超低界面张力体系驱油方式与微观驱油效果

为了探索超低界面张力体系的驱油方式及其微观驱油效果,利用玻璃刻蚀的透明微观仿真孔隙模型,进行了2种模型、4种驱油方式共6个方案的BS13甜菜碱型表面活性剂及其与聚合物复配二元体系的微观驱油室内实验,并采用图像分析技术研究了不同驱油方式及其微观驱油效果.结果表明:在均质和非均质模型中,BS13甜菜碱型超低界面张力活性水都易于在水驱已形成的渗流通道中突进,使驱替效果变差,单纯用超低界面张力活性水段塞进行驱替,不能有效地提高采收率;超低界面张力二元复合体系能够有效地防止其沿水驱形成的渗流通道向前突进,具有较好的驱替效果;欲获得较高的采收率,不仅要尽量降低驱油体系与原油间的界面张力,而且要适当增加驱油体系的黏度.     

有机聚阳离子分子膜驱油剂合成与驱油效果评价

通过环氧氯丙烷和二甲胺在过硫酸钾-亚硫酸钠引发体系引发下,在水溶液中按自由基和开环聚合同时进行的聚合方式合成了一种有机聚阳离子双季铵盐分子膜驱油剂,并进行了红外光谱和核磁共振分析.分析结果证明:产物为设计的有机聚阳离子分子膜驱油剂.通过微观岩心光刻模型分析了膜驱剂在驱替过程中的运移和分布规律.并结合河南油田双河北块II4-5层系天然岩心的驱替实验来评价膜驱剂的驱油效率.实验结果表明:最终采出程度达到59.19%,水驱后采收率提高了10.7%.证明合成的分子膜驱油剂能很好地提高原油采收率.     

非均质地层中黏弹性稠油的驱替特征

建立了非均质地层中考虑弛张特性的黏弹性稠油驱替的一维数学模型，并进行了解析求解，所得结果与一般非牛顿原油的驱替进行了比较，着重分析了在非均质地层中原油弛张特性对原油采收率的影响。分析表明：一定条件下，具有不同渗透率小层的地层内驱替黏弹性原油时，其采收率比驱替等黏度牛顿原油的要高，并且，相对采收率（水驱黏弹性原油的采收率与驱替等黏度牛顿原油的采收率之比）与地层非均质的变化呈非单调关系。     

一种通过数值模拟手段划分CO2驱替相带的新方法 ——以高89块油藏为例

 CO₂驱油提高采收率是今后发展的方向.驱油方式存在混相驱、近混相驱、非混相驱3种.CO₂驱油可以膨胀原油体积、降低黏度、降低界面张力,增加注入量,实现大幅度提高采收率.高89块属于低孔特低渗储层,原油黏度低.通过对高89块地层油进行原油复配,划分了8个拟组分.利用PVTi模块进行相态拟合,拟合体积系数、密度、黏度等参数随压力变化的试验数据.该块地层油进行CO₂驱,原油最小混相压力为28.94MPa.利用软件计算的最小混相压力,与细管试验得到的最小混相压力一致.本文通过数值模拟手段调整生产指数、描述地下裂缝展布,进行了精确历史拟合.预测测试井的井底静压与实测的压力一致,证明了拟合的可靠性.基于高89油藏模型的数值模拟研究,建立了不同驱替方式的生产气油比与压力关系的图版和识别标准.不同的驱替模式在气体饱和度、界面张力、黏度场上存在很大的差异.参考该图版评价了重点见气井的驱替模式.该方法对现场实践具有较高的指导意义.     

火驱生产井套管尾气回注油藏可行性室内评价

运用矿场提供的岩块、地层水及火驱生产井套管尾气等资料,设计了纯蒸汽驱替实验与蒸汽混合火驱生产井套管尾气复合驱替实验,再对驱替实验后的岩心与原油分别进行扫描电镜实验与原油族组分分析实验。结果表明,与纯蒸汽驱油相比,蒸汽混合火驱生产井套管尾气复合驱能进一步提高驱油效率9.8%;孔隙喉道变大,储层岩石原生粒间孔隙中出现直径为1μm的次生微孔隙,原油烷烃、芳香烃组分增加,非烃组分减少。火驱生产井套管尾气混入蒸汽回注油藏能改善储层孔隙性与原油族组分组成,与杜84块油藏具有很好的适应性。     

特低渗油藏CO2非混相驱油特征

建立了考虑启动压力梯度的一维CO2非混相驱油数学模型,并对其进行数值求解,分析了启动压力梯度和CO2的特性对特低渗透油藏驱替特征的影响.计算结果表明:启动压力梯度的存在导致平均含气饱和度降低和含气率上升较快,驱替效率降低;CO2在驱油过程中,对原油具有降粘膨胀作用,驱油效果较好.研究结果对利用CO2有效开发特低渗透油藏具有理论指导意义.