第十三章 排驱和开采 蔡

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1、第十二章第十二章 流体（油气）在油（气）层中排驱与开采流体（油气）在油（气）层中排驱与开采1 1 油气在油（气）层中排驱和排驱方式油气在油（气）层中排驱和排驱方式一、排驱（驱动）油气的能量一、排驱（驱动）油气的能量在油（气）藏来开发前，油、气、水和油（气）层是处于一个均衡受压的状态，油（气）层骨架承受了上覆地层的巨大压力和含水区的侧压力（在有露头时），流体则承受了水柱的压力。在超压时，流体还承受部分上覆地层的压力。所有这些都构成了油（气）层中油气的一种潜在能量。但当油（气）开发时，改变了油（气）层的平衡状态，这些能量就会释放出来，驱使油气从油（气）层排驱至井底，并被采到地面。除上述天然存在的能

2、量外，在油气田开采过程中，通过注水、注气也可以人为地增加油（气）藏中的能量。油（气）层中驱使油气驱动的天然能量主要有下列几种：1. 1. 岩石和流体所具有的弹性能岩石和流体所具有的弹性能 由岩石、石油和油藏以外的水体弹性膨胀所形成的驱油能量就叫弹性能。弹性能的大小取决于岩石和流体的弹性压缩系数及油藏体积的大小。倘若油（气）层供水区有露头，边水和底水将依靠露头与油（气）层的水柱压差，源源不断地从露头流向油（气）藏。这时弹性能退居次要地位，油（气）层转入天然水压驱动，这种能量叫做边水和底水的压能。由于压能一般较大，因此是驱动油气的重要能量。 边水和底水的压能与露头和油（气）层埋藏深度的水柱高差有关

3、，也与露头的距离及供水区地层的渗透率高低有关。天然气的弹性压缩能，包括油层上部处于游离状态的气顶气弹性能，和油层内溶于石油中的天然气（溶解气）的弹性能。2.2.油（气）藏边水和底水的压能油（气）藏边水和底水的压能3.3.天然气的弹性压缩能量天然气的弹性压缩能量4. 4. 原油本身的重力能原油本身的重力能在含流体的油藏中，总是有重力存在着，油藏内高于井底位置的原油，由于高度差异面产生的位能即为原油本身的重力位能。原油依靠这种能量克服油流阻力，将原油排向井底。重力能驱油与其它能量相比，是比较小的，当它在地层内流体压力造成的能量已经枯竭，而地层倾角又较大，油层厚度大，岩石渗透率较好的情况下才具有实际

4、意义。这种重力驱油的方式比溶解气驱动能得到更多的采油量，能维持一个较长的时期。二、排驱油（气）的方式二、排驱油（气）的方式 排驱油(气)的方式，是指油(气)层在开采过程中依靠某种能量作用下将油气驱向井底的驱动方式。油(气)的驱动方式，一方面决定于油层的自然条件，更重要的是决定于人为的开采条件。现相据油藏中天然能量和入为控制驱动能量的不同，把油藏驱动方式分为以下几种：1.1.水压驱动水压驱动 在天然边水或底水压能以及人工注水方式的作用下，将油气排向井底的驱动方式称为水压驱动。水压驱动的特点是：1、原油长时间作单相流动，产量和压力比较稳定，油气比比较稳定。2、一般水压驱动的能量传递比较高，驱动能量

5、的消耗主要是克服油流阻力，水洗效率较高，因此采出的油量较高，采收率高于其他驱动方式。当孔道亲水时，一方面由于孔道壁存在水膜，可使水自发驱赶孔壁石油，另一方面由于油水粘度差异较大，可导致水沿着孔壁发生窜流，形成超越作用，当为亲油孔道时，由于水的流动阻力较小，将沿着孔道中心窜流。水驱油初期，水沿着孔道推挤石油，将大部分能量传递给石油，能量传递较高，此时流动阻力主要是与粘度和流速有关的粘滞阻力2.2.气压驱动气压驱动 在具有天然气的油田中，地层驱油的主要能源是气体，采出的石油为天然气所置换。（1）气顶气驱动 原生气顶或次生气顶产生的驱动 当压降波及到气顶时，引起气顶气膨胀，形成一个明显的油气接触前缘

6、，当该前缘接近油井时，由于油气粘度差异加大，发生气体突进现象并伴随油气比的急剧上升。 气顶气具有定容性特点，因此压力逐渐降低。 气顶气的生产特点是，日产量较为稳定，采出的油量一般要比溶解气驱高气压驱动效果一般比水压驱动效果差：1、气体粘度和油的粘度差异较大，气体的超越性更强，因此气窜更容易发生2、气体对孔壁无润湿作用，这样油气界面上的毛管力将成为主要阻力，气体对孔壁的洗油效率较差，易于残留油膜油滴等。（2 2）溶解气驱动）溶解气驱动对饱和油藏，采油一开始就是溶解气驱，对于不饱和油藏，必须当油层压力下降到饱和压力时才开始出现溶解气驱。特点是：一方面溶解气逐渐脱出，形成连续相，易于形成贾敏现象，另

7、一方面，超成气窜。上述二个原因可超成产量急剧下降。当地层压力高于饱和压力时，液体和岩石发生体积膨胀，形成弹性驱动；当地层压力小于饱和压力时，弹性能逐渐被溶解气驱替代。特点是：弹性能不断减小，油井初期产量下降比后期产量快。3.3.其它驱动方式其它驱动方式 （1 1）弹性驱动：）弹性驱动： 地层压力高于饱和压力时，油层中液体和岩石本身所具有的弹性能，随地层压力下降，能量将释放出来，液体和岩石将发生体积膨胀。当油层很厚，并具有自由液面，静液面高差形成驱动能量特点：采油量低，但采油周期长。（2）重力驱动： 重力驱动是石油靠本身重力作用流向井底的一种驱动方式。 从上述统计的数字表明，水压驱动的采收率最高

8、，从上述统计的数字表明，水压驱动的采收率最高， 从世界开发的油田统计，从世界开发的油田统计， 一般油田采收率为一般油田采收率为20205050， 稠油的采收率一般为稠油的采收率一般为10102020。 目前石油开采技术比较先进的美国来讲，原油的采收率目前石油开采技术比较先进的美国来讲，原油的采收率也仅仅达到也仅仅达到45455050。 据统计现已开发的油藏平均采收率为据统计现已开发的油藏平均采收率为3333，其中水压驱，其中水压驱动油藏为动油藏为5252，气压驱动为，气压驱动为3333，溶解气驱动为，溶解气驱动为2121。 由此可见，提高采收率问题是世界各国追切需要研究的由此可见，提高采收率问