chapter1提高采收率原理解析课件.ppt

第一章 原油采收率及其影响因素为什么水驱油藏原油采收率低？世界范围内水驱油藏原油采收率平均40%左右第1页，共65页第一节第一节 油层及性质油层及性质第二节第二节 剩余油的形成机理剩余油的形成机理第三节第三节 水驱油藏原油采收率水驱油藏原油采收率第四节第四节 影响原油采收率的因素及提高影响原油采收率的因素及提高途径途径第一章第一章 原油采收率及其影响因素原油采收率及其影响因素第2页，共65页一、储层 凡是具有孔隙性和渗透性凡是具有孔隙性和渗透性，油气能在其中流动的岩层称为储集层(储层)储油层储油层(油层油层)：储藏有石油的储集层；储气层储气层(气层气层)：储藏有天然气的储集层；储藏有天然气的储集层；储水层储水层(水层水层)：不含石油、天然气及其他气体，含水量达到规定标准的含水层第一节第一节 油层及性质油层及性质第3页，共65页二、油层岩石的矿物学成分(1)(1)长石长石 K(AlOK(AlO2 2)(SiO)(SiO2 2)3)3 ：约占地壳中岩石物质的60以上，是钠、钾和钙的铝硅酸盐类（xAlxAl2 2O O3 3ySiOySiO2 2）矿物2)(2)石英：石英：在地壳岩石物质中的丰度位居第二；成分是 SiOSiO2 2。

3)(3)方解石方解石：方解石是唯一缺硅的造岩矿物，其化学成分为碳酸钙第一节第一节 油层及性质油层及性质第4页，共65页二、油层岩石的矿物学成分(4)(4)黏土：黏土：黏土是岩石风化产物，与油田地质关系密切的黏土矿物有高岭石（含水铝硅酸盐含水铝硅酸盐、AlAl2 2O O3 32SiO2SiO2 22H2H2 2OO、蒙脱石 微晶高岭石，发现于微晶高岭石，发现于法国法国的蒙脱城而得名，的蒙脱城而得名，Ex(HEx(H2 2O)4(AlO)4(Al2 2-x,Mgx)2(Si,Al)-x,Mgx)2(Si,Al)4 4O O1010(OH)(OH)2 2 上式中上式中E E为层间可交换为层间可交换阳离子阳离子，主要为，主要为NaNa+、CaCa2 2+，x x为为E E作为一价作为一价阳离子时单位阳离子时单位化学式化学式的的层电荷层电荷数，一般在数，一般在0.20.20.60.6之间据层之间据层间主要阳离子的种类，分为钠蒙脱石、钙蒙脱石等间主要阳离子的种类，分为钠蒙脱石、钙蒙脱石等第一节第一节 油层及性质油层及性质第5页，共65页伊利石（一种富钾的硅酸盐云母类黏土矿物一种富钾的硅酸盐云母类黏土矿物,因最早发现于因最早发现于美国的伊利岛而得名）美国的伊利岛而得名）等，基本结构都是硅氧四面体和铝氧八面体。

第一节第一节 油层及性质油层及性质高岭石高岭石蒙脱石蒙脱石伊利石伊利石第6页，共65页三、黏土矿物的性质 1 1 1 1带电性带电性带电性带电性 ：(1)(1)离子交换：当黏土矿物与水接触时，这些可交换阳离子就从离子交换：当黏土矿物与水接触时，这些可交换阳离子就从黏土颗粒表面解离下来，以扩散方式排列在黏土颗粒周围，形成黏土颗粒表面解离下来，以扩散方式排列在黏土颗粒周围，形成双电层，使黏土颗粒表面带上双电层，使黏土颗粒表面带上负电荷负电荷阳阳离离子子交交换换容容量量(CEC)(CEC)：指指1kg1kg黏黏土土矿矿物物在在pHpH值值等等于于7 7的的条条件件下下能能够够被被交交换换下下来来的的阳阳离离子子总总量量(Na(Na+、K K+、CaCa2+2+、MgMg2+2+)不不同同类类型型的的黏黏土土矿矿物物有有不不同同的的CECCEC值值，蒙蒙脱脱石石CECCEC值值最最大大，高高岭岭石石CECCEC值最小第7页，共65页三、黏土矿物的性质 1 1 1 1带电性：带电性：带电性：带电性：(2)(2)黏土颗粒表面羟基与碱的反应：当黏土矿物与水黏土颗粒表面羟基与碱的反应：当黏土矿物与水接触时，黏土矿物晶体的铝氧八面体和硅氧四面体结构接触时，黏土矿物晶体的铝氧八面体和硅氧四面体结构可与水中的可与水中的 OH OH-结合，使结合，使黏土颗粒表面形成羟基黏土颗粒表面形成羟基(-OH)(-OH)。

在碱性条件下，黏土矿物表面的羟基在碱性条件下，黏土矿物表面的羟基 OH OH 解离，使解离，使黏土矿物表面带负电荷黏土矿物表面带负电荷第8页，共65页三、黏土矿物的性质 2 2 2 2吸附性吸附性吸附性吸附性 物理吸附：指吸附剂与被吸附物质之间通过分子间力或氢键力而产生的吸附非离子型表面活性剂和非离子型聚合物在黏土表面的吸附就属于物理吸聚合物在黏土表面的吸附就属于物理吸附化学吸附：指吸附剂与被吸附物质之间通过化化学键学键而产生的吸附阳离子型阳离子型表面活性剂和阳离子型聚合物均可通过离子键在带有负电荷的黏土矿物表面产生吸附第9页，共65页三、黏土矿物的性质 3 3 3 3膨胀性膨胀性膨胀性膨胀性 黏土矿物的膨胀性是指吸水后体积增大的特性黏黏土矿物的膨胀性是指吸水后体积增大的特性黏土矿物的膨胀性与黏土晶体结构有关土矿物的膨胀性与黏土晶体结构有关高岭石高岭石晶层间存晶层间存在氢键，联结紧密，其中的硅和铝很少为其他离子所取在氢键，联结紧密，其中的硅和铝很少为其他离子所取代，属于代，属于非膨胀性黏土矿物非膨胀性黏土矿物蒙脱石蒙脱石晶层间不存在氢键，晶层间不存在氢键，联结松散，水容易进入其中，可使大量的硅和铝被其联结松散，水容易进入其中，可使大量的硅和铝被其他离子取代，并发生体积膨胀，因此属于他离子取代，并发生体积膨胀，因此属于膨胀性黏土膨胀性黏土矿物矿物。

第10页，共65页四、油层岩石的物理性质1 1 1 1岩石的孔隙性岩石的孔隙性岩石的孔隙性岩石的孔隙性 相互连通的孔隙称为相互连通的孔隙称为有效孔隙有效孔隙有效孔隙的总体积称为有效孔隙的总体积称为有有效孔隙体积效孔隙体积在石油工程中和实验室中常常被用做在石油工程中和实验室中常常被用做流体体积的一种计流体体积的一种计量单位岩石中有效孔隙体积占岩石总体积的百分比，称为岩石中有效孔隙体积占岩石总体积的百分比，称为有效孔有效孔隙度隙度 用于计算储量和评价油气层特性计算储量和评价油气层特性 油层岩石孔隙的形态、大小、分布状况、相互关系以油层岩石孔隙的形态、大小、分布状况、相互关系以及与孔间通道的组合方式，称为及与孔间通道的组合方式，称为孔隙结构孔隙结构，它对油层岩石，它对油层岩石储集油储集油(气气)的能力、产油的能力、产油(气气)的能力及驱油效率有直接的的能力及驱油效率有直接的影响第11页，共65页四、油层岩石的物理性质 2 2 2 2岩石的渗透性岩石的渗透性岩石的渗透性岩石的渗透性 在压力差作用下，流体通过孔隙介质的能力称为孔隙介在压力差作用下，流体通过孔隙介质的能力称为孔隙介质的质的渗透性渗透性。

衡量孔隙介质渗透性的物理量是渗透率，用衡量孔隙介质渗透性的物理量是渗透率，用K K表示用用单相流体单相流体测得的岩心渗透率，称为测得的岩心渗透率，称为绝对渗透率绝对渗透率因为习惯因为习惯上使用空气来测定孔隙介质的绝对渗透率，所以将空气渗透上使用空气来测定孔隙介质的绝对渗透率，所以将空气渗透率称为绝对渗透率率称为绝对渗透率第12页，共65页四、油层岩石的物理性质四、油层岩石的物理性质 2 2 2 2 2 2岩石的渗透性岩石的渗透性岩石的渗透性岩石的渗透性岩石的渗透性岩石的渗透性 多多多相相相流流流体体体渗渗渗流流流的的的有有有效效效渗渗渗透透透率率率及及及相相相对对对渗渗渗透透透率率率：对对对于于于多多多相相相稳稳稳定定定渗渗渗流流流，每每每一一一种种种流流流体体体的的的有有有效效效渗渗渗透透透率率率仍仍仍可可可用用用达达达西西西定定定律律律表表表示示示各相的相对渗透率分别为：各相的相对渗透率分别为：各相的相对渗透率分别为：第13页，共65页四、油层岩石的物理性质 3 3 3 3油层的非均质性油层的非均质性油层的非均质性油层的非均质性 油层岩石的渗透性、孔隙结构及厚度等并不是处处均一的，油层岩石的渗透性、孔隙结构及厚度等并不是处处均一的，这一性质被称为油层的非均质性。

非均质性是陆相碎屑岩的显这一性质被称为油层的非均质性非均质性是陆相碎屑岩的显著特点之一，是油田注水开采中影响著特点之一，是油田注水开采中影响注入水不均匀推进注入水不均匀推进的主要的主要因素1 1）宏观非均质性）宏观非均质性：油层岩性、物性、厚度等在平面和垂：油层岩性、物性、厚度等在平面和垂向上的差异向上的差异描述方法：描述方法：1 1）变异系数变异系数(K Kv v)，它是指统计层段内各油层，它是指统计层段内各油层渗透率渗透率(K Ki i)的均方差与平均渗透率的均方差与平均渗透率(K K)之比之比：第14页，共65页四、油层岩石的物理性质 Kv值越接近于1，非均质性越强一般来说，Kv 0.5 为均质型，Kv在0.50.7范围为较均质型，Kv 0.7为非均质型第15页，共65页四、油层岩石的物理性质 描述方法：描述方法：2 2）Dykstra和Parsons（1950）经验公式法：对于一个特定的油层，在不同部位取足够多个岩心样品，测其渗透率将岩心渗透率从大到小排序,以岩心的渗透率（Ki）为纵坐标值，以岩心频率为横坐标值，在对数-概率坐标纸上作图，可得到一条直线第16页，共65页四、油层岩石的物理性质 2 2）Dykstra和Parsons（1950）经验公式法：第17页，共65页。

四、油层岩石的物理性质 2 2）Dykstra和Parsons（1950）经验公式法：式中，、分别岩心频率为0.84和0.5时所对应的岩心的绝对渗透率值Kv值越小，表示油层越均质，绝对均质地层的Kv值为零岩心频率：将岩心渗透率从大到小排序，某岩心的序号与统计岩心总数之比第18页，共65页四、油层岩石的物理性质 2 2）Dykstra和Parsons（1950）经验公式法：条件：只有渗透率呈对数正态分布，才能用渗透率变异系数描述油层纵向上的非均质性特征1：属于各个渗透率范围的样品数与渗透率的对数值呈正态分布特征2：对数-概率曲线为一直线据大庆油田34口取心检查井、184个层的统计，不同类型油层渗透率基本符合对数正态分布，符合率为96%第19页，共65页四、油层岩石的物理性质 2 2）Dykstra和Parsons（1950）经验公式法：第20页，共65页四、油层岩石的物理性质 3 3）渗透率级差渗透率级差 定义：油层内最大渗透率值与最小渗透率值之比定义：油层内最大渗透率值与最小渗透率值之比4 4）渗透率突进系数渗透率突进系数 定义：油层内最大渗透率值与油层平均渗透率值之比定义：油层内最大渗透率值与油层平均渗透率值之比。

第21页，共65页四、油层岩石的物理性质 3 3 3 3油层的非均质性油层的非均质性油层的非均质性油层的非均质性 （2 2）微观非均质性微观非均质性：油层孔隙大小分布、孔隙结构及岩石表：油层孔隙大小分布、孔隙结构及岩石表面性质等在平面和垂向上的差异，用孔喉大小分布曲线、孔喉面性质等在平面和垂向上的差异，用孔喉大小分布曲线、孔喉比、孔喉配位数和孔喉表面粗糙度等表示比、孔喉配位数和孔喉表面粗糙度等表示1 1）孔喉大小分布曲线孔喉大小分布曲线：如图：如图1-11-1所示，横坐标表示岩石孔所示，横坐标表示岩石孔喉半径，纵坐标表示相应的分布频率与峰值对应的半径数喉半径，纵坐标表示相应的分布频率与峰值对应的半径数值为出现频率最高的孔喉半径峰值越高，表示处于这一孔值为出现频率最高的孔喉半径峰值越高，表示处于这一孔喉半径岩石的频率越大，处于这一孔喉半径以外岩石的频率喉半径岩石的频率越大，处于这一孔喉半径以外岩石的频率也就越小，岩石孔喉越均匀也就越小，岩石孔喉越均匀第22页，共65页四、油层岩石的物理性质 （1 1）孔喉大小分布曲线：孔喉大小分布曲线：第23页，共65页四、油层岩石的物理性质 (2)(2)孔喉比孔喉比：是指孔隙半径与喉道半。