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1、中國地質(zhì)大學石油工程專業(yè)選修課2010年11月10日資源學院石油系YuanCaiping第1頁提高原油采收率原理ENHANCEDOILRECOVERYTHEORY袁彩萍2010.11.10本章的重點:1、從微觀和宏觀上分析水驅(qū)油的形成機理;2、從平面、垂向上分析水驅(qū)油采收率低的主要原因;3、從驅(qū)油動力(粘滯力)和阻力(毛管力)因素著手,探討提高水驅(qū)油采收率的主要途徑。2010年11月10日資源學院石油系YuanCaiping第2頁Chapter1水驅(qū)油機理第一節(jié)油藏排驅(qū)過程中的力1、毛細管力(1)親水毛管2010年11月10日資源學院石
2、油系YuanCaiping第3頁Chapter1水驅(qū)油機理Pc油注水θ水r對于親水毛管,由于θ<90°,必然有Po>Pw。Pc方向指向非潤濕油相方向,與水驅(qū)油方向一致,是動力。毛管中,因為兩種不互溶液體中的界面存在張力,在分界面上存在壓力差,這個壓力差稱毛管壓力。界面張力(σ):指表平面的單位表面長度上的作用力(mN/m)。油水是兩種不互溶液體,其σ高達30-35mN/m。(2)親油毛管2010年11月10日資源學院石油系YuanCaiping第4頁對于親油毛管,由于θ>90°,必然有Po
3、驅(qū)油的阻力,要實現(xiàn)水驅(qū)油必須建立人工壓差克服毛管力。注水水rθChapter1水驅(qū)油機理Pc2、粘滯力:孔隙介質(zhì)中的粘滯力是以流體過介質(zhì)時所出現(xiàn)的壓降大小來反映的。計算粘滯力大小最簡單近似的方法是把一束平行毛管作為多孔介質(zhì),則以層流的方式通過單根毛管的壓降可由Poiseuille定律給出:2010年11月10日資源學院石油系YuanCaiping第5頁?P—穿過毛細管的壓降;L—毛管長度;r—毛管半徑?—流體的粘度;V—流體在毛細管中的平均速度;gc—換算系數(shù)。Chapter1水驅(qū)油機理對一束尺寸相同的毛細管,滲透率可用下式表示:K=1
4、2.93?107d2?K—毛管束的滲透率,?m2;d—毛管直徑,cm;?—毛管束的有效孔隙度??紫督橘|(zhì)中的粘滯力可根據(jù)達西定律表示為:2010年11月10日資源學院石油系YuanCaiping第6頁?P—穿過孔隙介質(zhì)的壓降,P2-P1L—孔隙介質(zhì)的長度;K—孔隙介質(zhì)中的滲透率;?—孔隙介質(zhì)中的孔隙度;?—流體的粘度;V—流體在孔隙介質(zhì)中的平均速度。Chapter1水驅(qū)油機理第二節(jié)微觀水驅(qū)油機理注水驅(qū)油微觀效率(ED):ED等于從注入水波及過的單位孔隙體積中采出的油量(地面儲罐條件下)除以注水開始時被水波及的單位體積的原油地質(zhì)儲量(地面儲
5、罐條件下)。2010年11月10日資源學院石油系YuanCaiping第7頁Chapter1水驅(qū)油機理當被波及的孔隙體積中含油飽和度降至殘余油飽和度(Sor)時,油的地層體積系數(shù)(FVF)相等:2010年11月10日資源學院石油系YuanCaiping第8頁Chapter1水驅(qū)油機理例:一個油藏在鉆井后即將注水開發(fā)。模擬油藏條件先所做的注水試驗表明,巖心的剩余油飽和度為0.28,而其原始含油飽和度為0.67。如果原油的FVF為1.4且在注水過程中不變的話,試計算注水驅(qū)替效率。解:微觀上建立并聯(lián)毛細管模型(1)不存在毛細管力的排驅(qū)機理:單
6、根毛管中兩相流公式:2010年11月10日資源學院石油系YuanCaiping第9頁V—油水界面推進速度;L—A、B兩點間的毛管長度;x—油水界面距入口端A的距離;r—毛管半徑。V,μoxLμwPAPBPXrChapter1水驅(qū)油機理流速與毛管半徑平方成正比。因為?w
7、0日資源學院石油系YuanCaiping第11頁在x=L處也是Vr1V1Chapter1水驅(qū)油機理對比上兩式,因為2010年11
8、月10日資源學院石油系YuanCaiping第13頁當經(jīng)過?t時刻后,上下毛管中的油水界面位置分別為x1和x2,這時兩毛管中的速度分別為:x2AB水油x1Chapter1水驅(qū)油機理這說明,當油水界進入并聯(lián)毛