低矿化度水驱提高原油采收率研究进展

低矿化度水驱是指向地层中注入矿化度为1～5 g/L 的水来提高采收率。目前,关于低矿化度水驱提高原油采收率的机理仍存在争议。通过梳理低矿化度水驱技术的发展历程,总结了砂岩油藏低矿化度水驱提高采收率的机理大致可分为微粒运移和润湿性改变两大方面。简述了碳酸盐岩油藏低矿化度水驱提高采收率的机理,主要包括由于矿物溶解引起的双电层的变化和离子反应。浅析了适用低矿化度水驱技术的油藏条件,总结了低矿化度水驱和其他驱油工艺结合的新技术,介绍了分子模拟技术在低矿化度水驱方面的应用,并对未来的发展提出了建议。     

泡沫驱前预注低矿化度水提高油湿砂岩原油采收率

为提高泡沫驱原油采收率,通过室内岩心驱替实验研究了预注低矿化度水再进行泡沫驱的驱油效果以及原油组成及注入水矿化度对该驱替方式驱油性能的影响。研究结果表明,低矿化度水驱能反转岩石润湿性,将油湿岩石改变为水湿岩心。采用矿化度130000 mg/L的模拟地层水水驱至98%后注入2 PV的低矿化度水(矿化度2784 mg/L)再按气/起泡剂溶液体积流量1∶1交替注入氮气和质量分数为0.1%的起泡剂溶液2 PV,泡沫驱最高封堵压力为0.242 MPa,低矿化度水驱后泡沫驱比水驱提高采收率14.20%。低矿化度水驱与泡沫驱能产生协同作用,低矿化度水驱后续泡沫驱过程生成了稳定泡沫,提高了泡沫在多孔介质中的封堵能力,从而大幅度提高原油采收率。随着原油酸性组分含量和注入水矿化度的降低,岩心亲水性会更强且泡沫驱性能更好。图4表3参13     

使用低矿化度水注水提升油田采收率

原油、水、岩石之间的相互影响可以在很大程度上改变注水驱替效率，根据室内试验和单井示踪剂现场试验证明，使用低矿化度水可以提高油田采收率。本文选择怀俄明地区保德河盆地的三个油田（属Minnelusa地层），对其地层水的矿化度、注入水的矿化度以及油藏特性进行了比较分析。由于多种原因目前我们还未进行多井现场试验。     

低矿化度水/表面活性剂复合驱提高采收率技术

为进一步提高低渗砂岩油藏水驱后的采收率,结合低矿化度水驱和表面活性剂驱的特点,提出了低矿化度水/表面活性剂复合驱提高采收率技术,并通过室内实验对不同矿化度水以及表面活性剂溶液的综合性能进行了评价。结果表明:低矿化度水(3 000 mg/L)条件下,质量分数为0.5%的TBS-3表面活性剂溶液仍能达到超低界面张力范围,具有良好的界面活性;表面活性剂溶液的矿化度越低,原油/溶液以及岩石/溶液之间的Zeta电位值越小,pH值越高;随着表面活性剂溶液矿化度的逐渐降低,表面活性剂TBS-3在岩心中的吸附损失率增大,岩心入口端面的接触角减小,亲水性增强。岩心模拟驱油实验结果表明,使用低矿化度水/表面活性剂交替注入时的最终采收率可以达到50.3%,明显高于高矿化度水/表面活性剂的40.6%。这说明低矿化度水驱与表面活性剂驱相结合,能够发挥出更好的驱油效果。     

砂岩储集层低矿化度水驱提高采收率机理及黏土对采收率的影响

利用色谱柱制备了普通砂岩岩心和不含黏土的砂岩岩心,通过室内岩心驱替实验研究砂岩储集层低矿化度水驱提高原油采收率的机理,并分析黏土对采收率的影响。首先向岩心中注入矿化度为100 000 mg/L的高矿化度盐水,以模拟地层水,然后在不同温度下注入矿化度为1 000 mg/L的低矿化度盐水,记录色谱柱流出物中Ca~(2+)、CH_3COO~-的浓度和pH值。研究表明,低矿化度水驱过程中,不含黏土的砂岩岩心也出现羧酸与砂体分离现象,只是不像含黏土的砂岩岩心那样明显,且Ca~(2+)解吸现象显著,这表明在不存在黏土的情况下,低矿化度水驱也能获得更高的采收率;与高矿化度水驱相比,低矿化度水驱过程中流出物pH值显著增加,且随着温度的升高,流出物pH值和Ca~(2+)浓度变小;低矿化度水驱时砂岩岩心的亲水性比高矿化度水驱时更强。     

离子组成及矿化度对低矿化度水驱采收率的影响

低矿化度水驱提高采收率对注入水和地层水的离子组成有一定的要求。在室内砂岩岩心驱替实验的基础上,采用对比的方法,研究了注入水和地层水的离子组成对低矿化度水驱提高采收率的影响。结果表明：在进行三次采油模式下的低矿化度水驱时,地层水中含有二价阳离子Ca²⁺或Mg²⁺均可提高采收率,且Ca²⁺的效果要好于Mg²⁺;只有注入水的矿化度低于油藏油水系统低矿化度效应启动阈值时,采收率才会提高。分析实验结果确定,地层水中含有二价阳离子Ca²⁺或Mg²⁺,以及注入水的矿化度低于由油藏油水系统决定的矿化度阈值,是实现低矿化度水驱提高采收率的必要条件。     

水驱后油藏CO_2驱提高采收率评价研究

我国注水提高采收率技术已成熟,但注水开发到后期仍有大量的剩余油无法开采出来。详细分析了油藏水驱后的储层变化特征,长期水驱后粘土矿物膨胀、渗透率降低、注入压力过高,无法进一步提高采收率。介绍了CO2驱驱油方式混相驱与非混相驱,对比分析了连续注CO2、重力稳定驱和水气交替注入三种CO2注入方式各自的优缺点及油藏适应性,优选了适合油藏水驱后CO2的最优注入方式为水气交替注入方式。水气交替注入方式不仅具有降低原油粘度、使原油膨胀、降低油水界面张力、改善油层渗透率及抽提和萃取原油中轻质组分等作用,还可以降低黏性指进,防止气体早期突破等作用,能很好的提高水驱油藏采收率。并进行了现场应用的可行性分析,研究表明注CO2提高我国水驱后开发后的油藏具有很好的应用前景。     

水驱后油藏CO2驱提高采收率评价研究

我国注水提高采收率技术已成熟,但注水开发到后期仍有大量的剩余油无法开采出来。详细分析了油藏水驱后的储层变化特征,长期水驱后粘土矿物膨胀、渗透率降低、注入压力过高,无法进一步提高采收率。介绍了CO2驱驱油方式混相驱与非混相驱,对比分析了连续注CO2、重力稳定驱和水气交替注入三种CO2注入方式各自的优缺点及油藏适应性,优选了适合油藏水驱后CO2的最优注入方式为水气交替注入方式。水气交替注入方式不仅具有降低原油粘度、使原油膨胀、降低油水界面张力、改善油层渗透率及抽提和萃取原油中轻质组分等作用,还可以降低黏性指进,防止气体早期突破等作用,能很好的提高水驱油藏采收率。并进行了现场应用的可行性分析,研究表明注CO2提高我国水驱后开发后的油藏具有很好的应用前景。     

中原油田CO2驱提高采收率技术及现场实践

系统总结了中原油田近十年来研究和实践形成的CO2驱提高采收率技术系列,包括CO2驱油机理、适宜性筛选评价技术、油藏工程技术和配套注采工程技术;评价分析了濮城沙一段下亚段油藏、胡96块等试验区的实施效果,总结不同类型油藏实施CO2驱的得失。研究结果表明,对于特高含水油藏,CO2溶于油斑和油膜,可驱动水驱残余油;对于深层低渗透油藏,CO2与原油界面张力小,毛管阻力小,可以驱替半径为0.01μm以上孔喉中原油。现场实践证实,CO2驱在防腐、剖面监测、分层注入及流度控制等方面已经形成了较成熟的技术,在深层低渗透油藏、特高含水油藏的应用中均取得了较好效果。同时,CO2驱具有不受温度、矿化度影响的优势,在高温高盐油藏具有巨大推广价值,为其他类型油藏注气提高采收率技术和实践提供借鉴。     

碳酸盐岩油藏低矿化度水驱作用机理实验

碳酸盐岩油藏低矿化度水驱应用潜力巨大,为了更好地推广其矿场应用而针对性开展作用机理的实验研究。首先,岩心驱替实验研究注入水矿化度和关键离子组成对采收率的影响;而后,润湿角测定实验分析注入水矿化度和关键离子组成对碳酸盐岩表面润湿性的影响;最终,根据实验结果建立碳酸盐岩油藏低矿化度水驱作用机理。研究发现：低矿化度水驱能有效改变碳酸盐岩表面润湿性进而提高油藏采收率,存在最优矿化度使得碳酸盐岩表面润湿性变化最大、采收率最高;Mg²⁺和SO₄^2-对碳酸盐岩表面润湿性和原油采收率的影响效果不同;随着溶液中Mg²⁺浓度升高,碳酸盐岩表面润湿性变化不断增强、原油采收率不断升高;随着溶液中SO₄^2-浓度增加,碳酸盐岩表面润湿性变化先增强后减弱、原油采收率先增加后稳定。碳酸盐岩油藏低矿化度水驱作用机理在于润湿性的改变：①SO₄^2-吸附在正电性的碳酸盐岩矿物表面,中和表面电荷,促进了Mg²⁺向矿物表面运动;②Mg²⁺与碳酸盐岩矿物表面的Ca²⁺发生取代反应,造成原油组分的解离。     

东得克萨斯油田提高采收率技术

本文描述了一个仍在进行之中的能够改善一个高度成熟油田采收率的注气先导性试验.这个规模小、成本低的先导性试验向人们成功地展示了注气技术在大规模应用前所具有的商业价值.文中的成熟油田已经经历了70多年的注水开发.目前,有一种非混相注气技术可以将黏性水驱转变为一种利用气体推进前缘后的重力稳定薄膜泄油技术.文章涉及了先导性试验设计、执行情况、试验结果、一个三维地质多孔流体模拟模型、试验动态、经验以及现有的油田整体方案设计.     

弱凝胶与微生物调驱联作技术的研究

在油田开发后期,各种治理措施已逐步向综合性方向发展,这将是采油技术发展的必然趋势.由于各种三次采油技术受到投入产出比的控制,所以三次采油技术应用的规模是有限度的,那么如何在有限度的驱油技术中以较少的投入获取最大的经济效益,这将是需要不断探索研究的新问题.因此,依据赵福麟教授二次采油与三次采油的结合理论,结合油田生产实际和弱凝胶调驱与微生物驱油单项技术的应用情况,探索研究了弱凝胶与微生物调驱联作技术的可行性.试验结果表明,弱凝胶与微生物菌液具有良好的配伍性,具备技术联作的可操作性,该项技术将会成为二次采油向三次采油过渡的技术先导,有广阔的发展前景和应用价值,也为发展三次采油技术奠定了良好基础.     

微生物采油技术的进展

生物技术特别是微生物采油技术,已经引起了石油工程技术人员的空前关注。在国内外,微生物采油技术的先 导性矿场试验已初见成效,较为典型的数美国和俄罗斯,我国的吉林、胜利等油田也进行了矿场试验,增油效果鼓舞人 心。同时,随着科技的发展,一些先进的微生物学研究工具已经进入微生物采油技术的研究领域,如分子生物学、示踪 剂及可视化技术等已经成为微生物采油机理研究的重要工具。相关的石油烃降解理论、数学模型等也取得了系列成 果。微生物采油的应用也从开始的单井处理逐渐向整个区块或油田发展,并见到了明显效果。     

纳米淀粉流体提高原油采收率

为了进一步促进纳米驱油技术在低渗透油藏中的高效应用,亟需开发新型的纳米驱油产品。纳米淀粉颗 粒作为一种环境友好型的材料,分布广、价格相对低廉、性能优异,具备大幅度提高采收率的潜力。通过室内静 态实验、岩心驱替实验、微观可视化实验、CT扫描实验等手段,从纳米淀粉流体的基本物性、提高驱油效果、扩大 波及体积等方面研究了其提高采收率的过程和机理。研究结果表明,质量浓度为5000mg/L的纳米淀粉流体因 其亲水性和较小的粒径（30nm）可改变水分子的赋存状态,使水相变温度从102℃升高至110℃,使得岩石表面 的润湿接触角从78°降至34.2°,使油水界面张力从20mN/m降至0.56mN/m,注入压力下降39.6%。在微观可 视化模型中,纳米淀粉流体可以明显降低多孔介质中的含油饱和度,特别是多孔介质固体表面的油膜量明显 减少,提高驱油效果明显。在低渗透岩心中,纳米淀粉溶液的驱替前沿更加均匀,与水驱相比具有更大的波及体积。由于较大的波及体积、较高的驱油效率以及良好的润湿性等,注入0.4PV质量浓度为5000mg/L的纳米淀 粉流体后,低渗透岩心的采收率增幅达21百分点。研究结果可为低渗透油藏的提高采收率提供一种新的技术参考。     

稠油乳化降黏体系提高采收率

为了解决胜利油田陈家庄稠油黏度大、开采难的问题,考察了阴离子烯烃类磺酸盐乳化降黏剂SS、阴离子烷烃类磺酸盐乳化降黏剂SD、非离子乳化降黏剂SF以及SS+SF(质量比1∶1)和SD+SF(质量比1∶1)复配体系降低油水界面张力的能力和乳化稠油的能力,并采用SS、SF、SS+SF溶液进行了微观可视化驱油实验。研究结果表明,在质量分数0.4%,温度25℃下,SD、SS阴离子乳化降黏剂体系与模拟油的界面张力分别为1.87×10-2mN/m和1.21×10-2mN/m,与稠油模拟油(黏度187 m Pa·s)形成乳状液(质量比3∶7)的黏度分别为42 mPa·s和46 mPa·s;在微观驱油过程中,阴离子乳化降黏剂SD、SS的提高采收率分别为56.75%、61.93%。同样条件下,SS+SF体系具有优于单组分乳化降黏剂的界面活性和提高采收率能力,界面张力降至1×10-4mN/m以下,与稠油模拟油形成的乳状液黏度为30 mPa·s,相对于SF乳化降黏剂提高采收率14.93%。SS+SF乳化降黏剂有望用作普通稠油油田的驱油处理剂。     

Microbial Enhanced Oil Recovery (MEOR)

Abstract

Microbial enhanced oil recovery (MEOR) represents the use of microorganisms to extract the remaining oil from reservoirs. This technique has the potential to be cost-efficient in the extraction of oil remained trapped in capillary pores of the formation rock or in areas not swept by the classical or modern enhanced oil recovery (EOR) methods, such as combustion, steams, miscible displacement, caustic surfactant-polymers flooding, etc. Thus, MEOR was developed as an alternative method for the secondary and tertiary extraction of oil from reservoirs, since after the petroleum crises in 1973, the EOR methods became less profitable. Starting even from the pioneering stage of MEOR (1950s) studies were run on three broad areas, namely, injection, dispersion, and propagation of microorganisms in petroleum reservoirs; selective degradation of oil components to improve flow characteristics; and metabolites production by microorganisms and their effects.     

利用微生物提高原油采集率的储层工程分析

实验室和现场试验证明 ,微生物提高原油采收率法通常要比其它化学提高原油采收率法回收的残余油要少。由于对微生物的特性 (如反应速度、化学计量法、所需反应物浓度等 )缺乏定量的测试分析 ,因此很难解释清楚这种差异。但是 ,要说明微生物性能、储层特性和操作环境 (如 :单井的控制面积、注入速度和残余油饱和度等 )间的定量关系是可能的     

用钻特殊井方法提高采收率

尽管三次采油过程的各种提高采收率技术在经济、合理、最大限度的开采石油方面发挥了重要作用,但由于许多技术目前尚处于部分工业运用及实验室研究阶段,加上许多技术本身的局限性和油藏的复杂性,导致其效果并不理想。随着钻井技术的进步,水平井、侧钻水平井、分支井、大位移井等特殊井在提高石油采收率上的贡献日见报道,但是从观念认识上,往往没有把这些钻井方法列入提高石油采收率的技术之列。文中在讨论目前各种提高采收率技术的优点和不足之处的基础上,提出了对现有采收率技术不适用的油藏而言,用特殊井提高采收率比现有各种提高采收率技术优越,并阐述了钻井方法提高采收率技术的优点及其前景。     

中国油气论坛2006——提高石油采收率专题论坛

中国石油理事会中国国家委员会和中华人民共和国科学技术部社会发展司共同主办，以“提高石油采收率——解决能源供给的主要途径”为主题的提高石油采收率专题论坛于2006年11月17～18日在北京召开。     

用井下振动刺激方法提高采收率

研究用振动刺激方法提高采收率已有很长时间了。本文评述了这一新技术的背景以及该项目的合理性、设计进所考虑的问题和在井下振动刺激矿场试验之前进行的测量。这一矿场论证将对井下振动的潜力进行先导性试验，以便提高俄克拉何马Ｏｓａｇｅ是一个浅油田的采收率。该项目是由美国能源部（ＤＯＥ）、地震开采股份有限公司、菲利普斯石油公司和Ｇｒａｎｄ资源公司资助的。最近的文献报道，在高油水比的浅油藏中采取振动刺激方法已经获得成功。像美国的许多地区一样，Ｏｓａｇｅ县有许多正在进行水驱的老油田，许多井的采油量已经达到边际产量水平并且含水很高。