工2提高壓力梯度的作用機(jī)遲

采收率定義為

E応=* ED

式屮：& 為采收率事耳 為陂及系數(shù)衛(wèi).為曬汕效奉，

肩設(shè)地層孔隙屮的油滴在等徑圖樣E管孔道中處 于靜止?fàn)顟B(tài)*捷花細(xì)管力p A

p — —(ccstf5)

r

式中莎為油水界面張力■ mN mmir為毛細(xì)管半徑, mmf9為潤(rùn)裡角>rad?

(3)

⑵

采收率定義為

E=EV . ED ER為采收率；E/為波及系數(shù)? E D驅(qū)油效率

影響采收率的原因

水的波及系數(shù)(波及系數(shù)是指注水所波及到的油層體積與整個(gè)含油油層的體積之比) 降低了驅(qū)油效率。

造成原油被圈捕的第二個(gè)原因是油層巖石的潤(rùn)濕特性。若巖石為水潤(rùn)濕性的，則注入水 能把巖石表面的原油沖刷下來(lái)；反之，若巖石為油潤(rùn)濕性的，注入水只能沖刷一部分原油。 這時(shí)，驅(qū)出原油的能力可用洗油效率來(lái)描述 波及油區(qū)中油的體積之比)。

另一個(gè)原因是毛細(xì)管液阻效應(yīng)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)原油在毛細(xì)孔中運(yùn)移到喉道(即油巖中毛隙孔徑 小的地方)時(shí)，原油塊會(huì)發(fā)生形變，產(chǎn)生附加壓力 油藏中的。

提高采收率的途徑

針對(duì)影響采收率的幾個(gè)因素，可以采用相應(yīng)的物理、化學(xué)方法提高原油采收率。 (1)降低水油流度比(M),提高波及系數(shù)

水油流度比定義是： M=( KW /UW / ( KO /U0)。其中，KW UW分別為水體系在地層中 的有效滲透率和水體系的粘度；

KO U0分別為原油在地層中的有效滲透率和原油的粘度。

當(dāng)MCI時(shí)，水驅(qū)是有效的；M>1時(shí)，驅(qū)油體系將發(fā)生指進(jìn)現(xiàn)象(即注入水以類(lèi)似于手指 插入的方式進(jìn)入油層，發(fā)生水竄)，水驅(qū)無(wú)效。

在實(shí)際生產(chǎn)中，常把高聚物加入水中以提高水體系的粘度 注入水的波及系數(shù)，達(dá)到提高驅(qū)油效率這一目的。

(2)增加毛管數(shù)

注水開(kāi)采后，被圈捕在巖石孔隙中的不連續(xù)油塊受到兩個(gè)主要作用力一一粘滯力和驅(qū)動(dòng) 力的作用。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，原油采收率與上述兩種作用力之比一一毛管數(shù)(

N)有很大的關(guān)系。N

=UWVW*=KX △ P/ ( S X L), 式中的UW旨水體系的粘度，VW旨水體系的流動(dòng)速度， 為水和原油之間的界面張力， △P表示被圈捕油珠通過(guò)毛細(xì)孔喉道所需的附加壓力，

△ P。該附加壓力阻止原油向油井井底運(yùn)

行，必然降低采收率。由于上述幾個(gè)原因，剩余油是以不連續(xù)油塊的形式被圈捕在注入水所 波及到的

(洗油效率是指注入水所采出的油的體積與整個(gè)

的提高，

uvy降低水油流度比，從而提高

S

L指被

圈捕的油珠長(zhǎng)度，K為比例系數(shù)。

當(dāng)毛管數(shù)超過(guò)某一臨界值時(shí)， 采收率將急劇上升。 對(duì)不同的原油-水-巖 石體系，毛管 數(shù)的臨界值也不同。 注水開(kāi)采之后，地層的毛管數(shù)一般為 10-6左右，為了繼續(xù)開(kāi)采，則要 求把毛管數(shù)增加到 10- 3?10 -2數(shù)量級(jí)。

可以通過(guò)提高驅(qū)油體系的流動(dòng)速度或壓力來(lái)達(dá)到提高毛管數(shù)的目的。若地層毛細(xì)孔喉道 粗細(xì)兩端半徑的平均值分別為

4X 10- 3厘米和9X 10- 4厘米，則油珠通過(guò)這樣的喉道需克

傳送到地層毛

服的附加壓力約為1兆帕。但是，即使采用目前功率最大的機(jī)械泵進(jìn)行注水， 毛管數(shù)的要求。

通過(guò)降低原油和水的界面張力來(lái)提高毛管數(shù)是現(xiàn)實(shí)的，通常的做法是添加表面活性劑。 實(shí)驗(yàn)表明，添加表面活性劑后會(huì)形成微乳液， 的廣泛重視。

此時(shí)油-水 界面張力可達(dá)到10-6牛/米（這

稱為超低界面張力），從而使毛管數(shù)大大提高，達(dá)到提高采收率的目的。為此，微乳液體系 受到人們

細(xì)孔道的壓力約為 0.02?0.04兆帕。這就是說(shuō)，通過(guò)提高壓力或驅(qū)油體系的流動(dòng)速度很難 達(dá)到提高

1 、毛細(xì)管力

毛細(xì)管力是孔喉道中非潤(rùn)濕相流體驅(qū)替潤(rùn)濕相流體所受到的阻力，

用下式計(jì)

P

c = 2 c cos 0 /r

式中P c-毛細(xì)管力；c-油水界面張力；0 —水相潤(rùn)濕接觸角； r —毛細(xì)管半徑。

三、表面活性劑的作用機(jī)理

表面活性劑驅(qū)主要是通過(guò)下列機(jī)理提高原油的采收率： 1 、降低油水界面張力機(jī)理

在決定石油采收率的眾多因素中，驅(qū)油劑的波及效率和洗油效率是最為重要 的兩個(gè)參數(shù)。提高洗油效率一般是通過(guò)增加毛細(xì)管準(zhǔn)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而降低油水界 面張力則是增加毛細(xì)管準(zhǔn)數(shù)的主要途徑。其中毛管準(zhǔn)數(shù)與界面張力的關(guān)系如下式 所示：

N

c

= w/f

J

式中Nc—毛管準(zhǔn)數(shù)；：一驅(qū)替速度，m/s; 人—驅(qū)替液粘度，mPa.s;

%。一油和驅(qū)替液之間的界面張力， mN/m;N越大，殘余油飽和度越小，驅(qū)

油效率越高。