1、1 1 前言前言2 2 国外发展注气国外发展注气EOREOR技术综述技术综述 3 3 我国注气提高采收率技术的发展我国注气提高采收率技术的发展4 4 对我们的启示对我们的启示 1 前言前言 提高或改善石油采收率（提高或改善石油采收率（EOREOR或或IORIOR）研究研究是油田开发永恒的主题之一。是油田开发永恒的主题之一。 在多年工作的基础上回顾了世界发展注气在多年工作的基础上回顾了世界发展注气EOREOR技术，着重阐述了技术，着重阐述了注气油田油藏描述注气油田油藏描述、水气水气交替（交替（WAGWAG）混相驱技术的发展混相驱技术的发展、近混相驱近混相驱、轻轻油油藏注空气（低温氧化）油油藏注空
2、气（低温氧化）、应用水平井进行应用水平井进行气驱气驱、注气单井吞吐注气单井吞吐和和注气筛选原则注气筛选原则等重要问等重要问题。题。 1 前言前言 结合我国情况，发展我国注气事业的关键在结合我国情况，发展我国注气事业的关键在气源气源，要采取多种途径解决；要引进国外技术，要采取多种途径解决；要引进国外技术，发展注气的关键设备发展注气的关键设备压缩机压缩机；要抓好注气驱；要抓好注气驱先导试验；加强注气提高采收率的理论和实验研先导试验；加强注气提高采收率的理论和实验研究，作好技术储备，培养好人才，争取更大的发究，作好技术储备，培养好人才，争取更大的发展。展。 2 国外发展注气国外发展注气EOR技术综述
3、技术综述 国外，尤其美国和加拿大，注气已成为热采以外国外，尤其美国和加拿大，注气已成为热采以外发展较快的发展较快的EOREOR技术，俄罗斯也在考虑注气开发低渗透技术，俄罗斯也在考虑注气开发低渗透油田等难采储量。油田等难采储量。 1 1）20002000年年3 3月美国油气杂志发表了题为月美国油气杂志发表了题为“低低油价下的油价下的EOREOR处境处境”的二年一度的的二年一度的EOREOR（IORIOR）调查报告；调查报告；报告显示注气已成为除热采以外发展较快的报告显示注气已成为除热采以外发展较快的EOREOR技术，技术，领先的还是美国和加拿大，在美国，主要以领先的还是美国和加拿大，在美国，主要
4、以COCO2 2驱为主驱为主导，有近万亿方导，有近万亿方COCO2 2储量。加拿大天然气资源丰富，以储量。加拿大天然气资源丰富，以烃类气驱为主；烃类气驱为主； 公布的调查结果列于表公布的调查结果列于表1 1表表4 4中。中。年份年份EOR项目项目1986198819901992热采热采蒸汽驱蒸汽驱74522.072422.070617.872187.4就地燃烧就地燃烧1633.21037.5968.3747.6热水热水112.1460.5633.6314.8热采合计热采合计76267.373920.072219.773249.8化学化学驱及驱及其它其它胶束胶束-聚合物聚合物223.1239.9
5、98.140.4聚合物聚合物/化学驱化学驱2464.23337.71787.0308.5其它其它-化学驱合计化学驱合计2687.33577.61885.1348.9表表1-1 1-1 美国的美国的EOREOR产量（产量（m m3 3/d/d）（）（1986-19921986-1992年）年） 年份年份EOR项目项目1986198819901992注气注气驱及驱及其它其它烃混相驱和非混烃混相驱和非混相驱相驱5369.05369.04123.74123.78806.48806.417978.417978.4CO2混相驱混相驱4522.04522.010206.510206.515199.01519
6、9.023050.723050.7CO2非混相驱非混相驱214.5214.566.866.815.115.115.115.1N2驱驱2943.12943.13029.03029.03539.33539.33590.23590.2烟道气驱（混相烟道气驱（混相与非混相）与非混相）4157.94157.93402.63402.62750.72750.71749.01749.0其它其它- - - -1001.71001.7气驱及其它气驱及其它合计合计17206.517206.520828.620828.630310.530310.547385.147385.1总计总计96161.196161.1983
7、26.298326.2104415.3104415.3120983.8120983.8表表1-2 1-2 美国的美国的EOREOR产量（产量（m3/dm3/d）（）（1986-19921986-1992年）年） 年份年份EOR项目项目19941996199820002000与与1998年比年比热热采采蒸汽驱蒸汽驱66112.466112.46667666676.5.56980269802.6.66641066410.3.3-5.5-5.5就地燃烧就地燃烧400.7400.7713.1713.1760.0760.0442.2442.2-41.6-41.6热水热水39.839.839.839.83
8、49.8349.8-48.7-48.786.486.4热采合计热采合计6655266552.9.96742967429.4.47091270912.4.46680366803.8.8-6.3-6.3化化学学驱驱及及其其它它胶束胶束-聚合物聚合物10.210.2- - - -0 0聚合物聚合物/化学驱化学驱290.7290.722.122.122.122.1254.1254.11049.61049.6其它其它- - - -9.59.5- -化学驱合计化学驱合计300.9300.922.122.122.122.1263.6263.61092.81092.8表表1-3 1-3 美国的美国的EOREO
9、R产量（产量（m3/dm3/d）(1994(1994年年-2000-2000年）年） 年份年份EOR项目项目19941996199820002000与与1998年比年比注注气气驱驱及及其其它它烃混相驱和非烃混相驱和非混相驱混相驱15851.215305.816226.419795.522.0CO2混相驱混相驱25676.327143.728464.830129.45.8CO2非混相驱非混相驱-10.5-N2驱驱3665.04454.74470.62337.3-47.7烟道气驱（混烟道气驱（混相与非混相）相与非混相）-其它其它699.6691.7691.7-4.9气驱及其它气驱及其它合计合计45
10、892.147595.949853.552272.74.7总计总计112745.9115047.4120788.0119340.1-1.5表表1-4 1-4 美国的美国的EOREOR产量（产量（m3/dm3/d）(1994(1994年年-2000-2000年）年） 年份年份EOR项目项目1976197819801982198419861988热热采采蒸汽驱蒸汽驱8599133118133181133就地燃烧就地燃烧2116172118179热水热水-310热采合计热采合计106115150139151201152化化学学驱驱及及其其它它胶束胶束-聚合物聚合物1322142021209聚合物聚合
11、物/化化学驱学驱15242855117186115其它其它-化学驱合计化学驱合计28464275138206124表表2-1 2-1 美国运作的美国运作的EOREOR项目数量（项目数量（1976-19881976-1988年）年） 年份年份EOR项目项目1976197819801982198419861988注注气气驱驱及及其其它它烃混相驱和非烃混相驱和非混相驱混相驱1515912162622CO2混相驱混相驱9141728403849CO2非混相驱非混相驱-118288N2驱驱-14799烟道气驱（混烟道气驱（混相与非混相）相与非混相）-33332其它其它-42-气驱及其它合气驱及其它合计计
12、242934508410490总计总计158190226264373512366表表2-2 2-2 美国运作的美国运作的EOREOR项目数量（项目数量（1976-19881976-1988年）年） 年份年份EOREOR项目项目19901990199219921994199419961996199819982000200020002000与与19981998年比年比热热采采蒸汽驱蒸汽驱13713711911910910910510592928080-6.5-6.5就地燃烧就地燃烧8 88 85 58 87 75 5-28.6-28.6热水热水9 96 62 22 21 11 1-50.0-50.
13、0热采合计热采合计1541541331331161161151151001008686-8.0-8.0化化学学驱驱及及其其它它胶束胶束- -聚合聚合物物5 53 32 2- - - - -聚合物聚合物/ /化化学驱学驱454546462828111110101010-9.1-9.1其它其它- - - - - - - -化学驱合计化学驱合计505049493030121211111010-9.1-9.1表表2-3 2-3 美国运作的美国运作的EOREOR项目数量（项目数量（1990-20001990-2000年）年） 年份年份EOREOR项目项目1990199019921992199419941
14、9961996199819982000200020002000与与19981998年比年比注注气气驱驱及及其其它它烃混相驱和烃混相驱和非混相驱非混相驱232325251515141411116 6-45.5-45.5COCO2 2混相驱混相驱525252525454606066666363-4.5-4.5COCO2 2非混相非混相驱驱4 42 21 11 10 01 1-100.0-100.0N N2 2驱驱9 97 78 89 910104 4-60.0-60.0烟道气驱（烟道气驱（混相与非混混相与非混相）相）3 32 2- - - - - -其它其它- -3 32 21 11 10 0-
15、-气驱及其它气驱及其它合计合计919191918181858588887474-14.9-14.9总计总计295295273273226226212212199199170170-11.6-11.6表表2-4 2-4 美国运作的美国运作的EOREOR项目数量（项目数量（1990-20001990-2000年）年） 特点特点类型类型统计统计数量数量成绩显著成绩显著有利润有利润实施范围实施范围油藏埋油藏埋深深(m)孔隙度孔隙度(%)CO2混相驱混相驱6336-成功成功9-作结论还早作结论还早16-有希望有希望2-受挫受挫39-有有其 余 作其 余 作结 论 还结 论 还早早29-FW（油田范围）油
16、田范围）6-适当扩大（适当扩大（Exp,L）3-区域范围区域范围(RW)14-租地范围租地范围(LW)(1281-3245)平均平均1846(3-22)平均平均13.4CO2非混非混相驱相驱11油田范围油田范围164720烃类烃类混相驱混相驱54-成功成功1-有希望有希望22-FW2-RW1-Exp,L(1586-3355)平均平均2501(26-21)平均平均24烃类非混烃类非混相驱相驱1有希望有希望1Exp,L183024N2混相混相111FW469714N2非混非混相相331FW(1403-336)平均平均107817-28平均平均23表表3-1 3-1 美国注气项目分析美国注气项目分析
17、1(20001(2000年年) ) 特点特点类型类型渗透率渗透率(md)原油相对密原油相对密度度原油粘原油粘度度mPa.s油藏储油藏储集类型集类型注气前开发注气前开发方式方式注气前注气前So,%注气后注气后So,%CO2混相混相驱驱(2-170)平均平均13.4(0.8871-0.8063)平均平均0.8368(0.1-3)平均平均1.130-白云白云岩、灰岩岩、灰岩13-砂岩砂岩50-三采（水三采（水驱后）驱后）9-二采二采(15-89)平均平均46.5(1-52)平均平均26.3CO2非混非混相驱相驱2700.940245砂岩砂岩二二采采6247烃类混相烃类混相驱驱(50-1500)平均平
18、均585(0.9100-0.8348)平均平均0.8612(0.4-2)平均平均0.96砂岩砂岩2-水驱后水驱后3-二次采油二次采油50-7525-38烃类非混烃类非混相驱相驱50-5000.91002砂岩砂岩水驱后水驱后-N2混相混相350.77530.2砂岩砂岩水驱后水驱后-N2非混相非混相(175-2800)平均平均1925(0.9593-0.8762)平均平均0.9141(4-25)平均平均11.72-砂岩砂岩1-白云岩白云岩2-二次采二次采油油-表表3-2 3-2 美国注气项目分析美国注气项目分析2(20002(2000年年) ) 特特点点类型类型统统计计数数量量成绩显成绩显著著有利
19、润有利润实施范实施范围围油藏埋深油藏埋深( (m)m)孔隙度孔隙度(%)(%)渗透率渗透率( (mdmd) )CO2CO2混混相驱相驱5 5全部全部( (succsucc.).)- -油田范油田范围围( (FW)FW)(1525-(1525-1567)1567)平均平均1538.11538.113.013.0500500烃类烃类混相混相驱驱29295-5-有希有希望望( (prom.)prom.)24-24-成功成功( (succsucc.).)1-1-有希有希望望28-28-有有利润利润油田范油田范围围( (FW)FW)(1232.2-(1232.2-2960)2960)平均平均286728
20、67(4.25-(4.25-27.0)27.0)平均平均12.012.0(54-(54-3000)3000)平均平均729729表表4-1 4-1 加拿大注气项目分析加拿大注气项目分析1(2000) 1(2000) 特点特点类型类型原油相原油相对密度对密度原油粘原油粘度度mPamPa.s.s油藏储油藏储集类型集类型注气前开发注气前开发方式方式注气注气前前So,%So,%注气后注气后So,%So,%CO2CO2混相混相驱驱0.81550.81551.141.14全部砂全部砂岩岩水驱后注气水驱后注气36362828烃类混烃类混相驱相驱(0.788(0.7883-3-0.94650.9465) )平
21、均平均0.82850.8285(0.097(0.097-70)-70)平均平均0.420.4228-28-白白云岩、云岩、灰岩灰岩1-1-砂岩砂岩20-20-属二次采属二次采油油( (prim.)prim.)8-8-水驱后水驱后1-1-直接注气直接注气平均平均68.368.3平均平均15.115.1表表4-2 4-2 加拿大注气项目分析加拿大注气项目分析2(2000) 2(2000) 美国注美国注CO2CO2项目的成本由项目的成本由19851985年每桶石油年每桶石油18.2018.20美元美元下降到下降到19951995年的年的10.2510.25美元，一般可提高采收率美元，一般可提高采收率
22、8-15%8-15%，生产寿命一般生产寿命一般12-2012-20年；年； 美国的美国的CO2CO2驱老基地驱老基地西德克萨斯州二迭盆地已发西德克萨斯州二迭盆地已发展到其他地区，如：俄克拉荷马、堪萨斯、华俄明州和展到其他地区，如：俄克拉荷马、堪萨斯、华俄明州和加利福尼亚州；加利福尼亚州； 美国美国EOREOR日增油量（日增油量（11.8911.89104104m3/dm3/d）中，气驱日中，气驱日增油量为增油量为5.235.23104104m3/dm3/d，占占44%44%； 19991999年中期油价上升，调查中列出了年中期油价上升，调查中列出了7 7个新的聚合个新的聚合物驱，其中中国两个，
23、美国华俄明州物驱，其中中国两个，美国华俄明州5 5个。个。 2 2）世界范围世界范围EOREOR增加的油量约占世界石油总产量增加的油量约占世界石油总产量的的2.3%2.3%，20002000年大致仍保持这个水平，略有上升。美年大致仍保持这个水平，略有上升。美国国EOREOR日增油量为日增油量为11.8911.8910104 4m m3 3/d/d，占总日产油量的占总日产油量的12%12%。 3 3）俄罗斯俄罗斯20002000年第一期石油业杂志上提出用年第一期石油业杂志上提出用注气法开采难采储量。难采储量的油藏为低渗透油藏、注气法开采难采储量。难采储量的油藏为低渗透油藏、高含水油藏、深层油藏、
24、高粘油藏和气顶油藏。利用注高含水油藏、深层油藏、高粘油藏和气顶油藏。利用注气方法开发前三种油藏最有前景。俄有气方法开发前三种油藏最有前景。俄有40%40%以上的难采以上的难采储量集中在低渗透层中（储量集中在低渗透层中（5050mdmd）。）。 主要在乌拉尔主要在乌拉尔伏尔加河下游流域和西西伯利亚。伏尔加河下游流域和西西伯利亚。910910个油藏中适合注个油藏中适合注CO2CO2的的355355个，个，351351个油藏适合注烃类个油藏适合注烃类气体。高含水油藏应该注更气体。高含水油藏应该注更“富富”的气。的气。 4 4）罗马尼亚第一个注气试验始于罗马尼亚第一个注气试验始于19361936年，现
25、有注年，现有注水和注气油藏水和注气油藏181181个个 油价的上升有利于注气油价的上升有利于注气EOREOR技术的发展。这些技技术的发展。这些技术主要如下：术主要如下： （1 1）运用三维地震等综合方法测定老油田的剩余）运用三维地震等综合方法测定老油田的剩余油饱和度分布；油饱和度分布； （2 2）以更为经济的结构复杂的水平井、短曲率半）以更为经济的结构复杂的水平井、短曲率半径井等取代成本较高的加密井；径井等取代成本较高的加密井； （3 3）开发更为有效的注气驱油藏数值模拟方法；）开发更为有效的注气驱油藏数值模拟方法； （4 4）为防止粘性指进和改善注入溶剂流度比，研制）为防止粘性指进和改善注入
26、溶剂流度比，研制CO2CO2泡沫体系和凝胶体系；泡沫体系和凝胶体系； （5 5）近混相驱替综合考虑界面张力、流度作用和孔）近混相驱替综合考虑界面张力、流度作用和孔隙结构的影响，协调三者之间的关系；隙结构的影响，协调三者之间的关系； （6 6）注入）注入CO2/N2CO2/N2、CO2/CH4CO2/CH4和和N2/N2/烃类气体的混合气烃类气体的混合气体来提高采收率；体来提高采收率； （7 7）轻质油藏注空气的可行性研究。空气驱轻）轻质油藏注空气的可行性研究。空气驱轻油的有效温度范围为油的有效温度范围为280-350280-350（低温氧化（低温氧化LTOLTO）。）。驱驱重油的有效温度范围为
27、重油的有效温度范围为450-600450-600（高温氧化（高温氧化HTOHTO），），要采用注蒸汽或井底燃烧来提高地层温度；要采用注蒸汽或井底燃烧来提高地层温度； （8 8）注气过程中固溶物（蜡、沥青质、垢和水）注气过程中固溶物（蜡、沥青质、垢和水合物等）沉积研究等。增加可采储量应通过多种方法合物等）沉积研究等。增加可采储量应通过多种方法和综合过程来实现。和综合过程来实现。 2.2.1 2.2.1 注气驱油的油藏描述技术注气驱油的油藏描述技术 （1 1）注气油藏描述的特点）注气油藏描述的特点 注入气体和油藏油的密度、粘度差异大，易气窜。注入气体和油藏油的密度、粘度差异大，易气窜。渗透率是敏感
28、参数，要注意在平面、层间和层内的变化。渗透率是敏感参数，要注意在平面、层间和层内的变化。在裂缝发育的区块，裂缝分布及发育状况对渗透率起着在裂缝发育的区块，裂缝分布及发育状况对渗透率起着控制作用，要详细评价；控制作用，要详细评价； 除油藏整体变化趋势外，要密切关注油藏的微构除油藏整体变化趋势外，要密切关注油藏的微构造分布和特征；造分布和特征； 注气时注入气往往沿油层顶部推进，易形成气注气时注入气往往沿油层顶部推进，易形成气窜。隔层太薄很可能被注入气突破，要作隔层的研究；窜。隔层太薄很可能被注入气突破，要作隔层的研究； 粘土会影响固相沉积，沥青吸附在岩石表面会粘土会影响固相沉积，沥青吸附在岩石表面
29、会改变岩石的润湿性，要对岩石的润湿性进行分析。改变岩石的润湿性，要对岩石的润湿性进行分析。2.2.1 2.2.1 注气驱油的油藏描述技术注气驱油的油藏描述技术 人工水驱开发后，地下状态也发生了很大变化：人工水驱开发后，地下状态也发生了很大变化： 原始状态下流体间的比较规则的平衡完全被打破；原始状态下流体间的比较规则的平衡完全被打破； 储层结构也发生了不同程度的变化，流体性质、储层结构也发生了不同程度的变化，流体性质、压力场、流体与储层结构的相互作用关系等均与原始状压力场、流体与储层结构的相互作用关系等均与原始状态有很大差别；态有很大差别； 注气设计对地质资料的要求比一、二次采油设计注气设计对地
30、质资料的要求比一、二次采油设计更详尽，如表更详尽，如表5 5所示。所示。2.2.1 2.2.1 注气驱油的油藏描述技术注气驱油的油藏描述技术表表5 5 影响开发阶段的非均质性影响开发阶段的非均质性1 1、一次采油、一次采油2 2、水驱、水驱3 3、注气提高采收率、注气提高采收率1 1）沉积相与厚度）沉积相与厚度的变化的变化2 2）流体接触面）流体接触面3 3）裂缝）裂缝1 1）目的层段的连续）目的层段的连续性性2 2）高渗透层（贼层）高渗透层（贼层）3 3）泥质含量和岩石）泥质含量和岩石颗粒尺寸的变化颗粒尺寸的变化1 1）裂缝、遮挡层和垂）裂缝、遮挡层和垂向流向流2 2）润湿性、毛管力的）润湿
31、性、毛管力的变化变化3 3）构造变化）构造变化4 4）向上变细的沉积层）向上变细的沉积层序，沉积旋回序，沉积旋回 需要特别研究的有：需要特别研究的有： 由大到小、由粗到细逐级解剖砂体的内部建筑结由大到小、由粗到细逐级解剖砂体的内部建筑结构；构； 对隔层、夹层的分布特征及其密闭性能进行识别对隔层、夹层的分布特征及其密闭性能进行识别和预测；和预测； 对砂体的几何形态及其延伸范围进行识别和预测；对砂体的几何形态及其延伸范围进行识别和预测； 确定各砂体间在纵向上的叠置关系及其连通性；确定各砂体间在纵向上的叠置关系及其连通性；2.2.1 2.2.1 注气驱油的油藏描述技术注气驱油的油藏描述技术 对砂体的
32、厚度变化进行预测；对砂体的厚度变化进行预测； 对平面、层间和层内的渗透率、孔隙度和含油饱对平面、层间和层内的渗透率、孔隙度和含油饱和度等属性进行精细的识别和预测；和度等属性进行精细的识别和预测； 识别和预测微构造和各要素特征、裂缝分布特征识别和预测微构造和各要素特征、裂缝分布特征及发育的方向；及发育的方向； 对孔隙、喉道、油水在孔隙中位置、状态等微观对孔隙、喉道、油水在孔隙中位置、状态等微观性质以及润湿性进行描述。性质以及润湿性进行描述。2.2.1 2.2.1 注气驱油的油藏描述技术注气驱油的油藏描述技术（2 2）注气油藏描述技术和方法）注气油藏描述技术和方法 在油田开发早期、中期和晚期不同时
33、期注气，油藏在油田开发早期、中期和晚期不同时期注气，油藏描述也应有不同的内容和侧重点。描述也应有不同的内容和侧重点。 A A、随机建模方法和技术；随机建模方法和技术； B B、油藏精细数值模拟技术；油藏精细数值模拟技术； C C、现代沉积、露头精细研究技术；现代沉积、露头精细研究技术； D D、测井约束反演技术；测井约束反演技术； E E、时间推移地震（四维）技术；时间推移地震（四维）技术；2.2.1 2.2.1 注气驱油的油藏描述技术注气驱油的油藏描述技术F F、井间地震技术；井间地震技术；G G、多井测井储层表征技术；多井测井储层表征技术；H H、微构造识别及预测技术；微构造识别及预测技术
34、；I I、神经网络技术；神经网络技术；J J、分形克里金技术；分形克里金技术；K K、高分辨率层序地层学的理论方法。高分辨率层序地层学的理论方法。2.2.1 2.2.1 注气驱油的油藏描述技术注气驱油的油藏描述技术2.2.2 2.2.2 注气驱替机理注气驱替机理(1)确定采收率的因素 E ER R=E=EA AE EV VE ED DE ER R-总采收率；总采收率； E EA A-面积驱油效率；面积驱油效率；E EV V-垂向扫油效率；垂向扫油效率； E ED D-驱替效率；驱替效率； 面积扫油效率（面积扫油效率（E EA A）：被注入流体侵入的部份油藏被注入流体侵入的部份油藏面积，面积，主
35、要影响因素有主要影响因素有： 流体的流度（流体的流度（K/K/）、流态流态、区域的非均质性区域的非均质性、油藏开发范围油藏开发范围和和注入流体的总体积注入流体的总体积。图图1 1表示流度比对表示流度比对五点法井网面积扫油效率的影响。五点法井网面积扫油效率的影响。2.2.2 2.2.2 注气驱替机理注气驱替机理图图1 1 突破前不同流度比和注入孔隙体积的面积扫油效率突破前不同流度比和注入孔隙体积的面积扫油效率 垂向扫油效率（垂向扫油效率（E EV V）：部份被流体扫过的垂向部份被流体扫过的垂向面积。它是油层的垂向非均质性和重力分离程度的主面积。它是油层的垂向非均质性和重力分离程度的主要函数（决定
36、于要函数（决定于倾斜程度倾斜程度，水平和垂向渗透率水平和垂向渗透率）。）。图图2 2表示这些系数对垂向扫油的影响。表示这些系数对垂向扫油的影响。2.2.2 2.2.2 注气驱替机理注气驱替机理图图2 2 存在重力分离或非均质性情况时的垂向扫油效率的实例存在重力分离或非均质性情况时的垂向扫油效率的实例 驱替效率（驱替效率（E ED D）：已被驱替过的扫油区中流动原已被驱替过的扫油区中流动原油的百分率。它是注入体积、流体粘度、岩石相对渗油的百分率。它是注入体积、流体粘度、岩石相对渗透率特性和界面张力的一个函数。透率特性和界面张力的一个函数。 粘度对驱替效率的影响见图粘度对驱替效率的影响见图3 3。
37、 界面张力对剩余油饱和度影响见图界面张力对剩余油饱和度影响见图4 4。2.2.2 2.2.2 注气驱替机理注气驱替机理图图3 3 粘度对驱替效率的影响粘度对驱替效率的影响图图4 4 毛管数和剩余油饱和度的关系曲线毛管数和剩余油饱和度的关系曲线2.2.3 2.2.3 近混相驱替近混相驱替（1 1）新观点）新观点 BurgorBurgor等人指出，对高粘度比的二次气驱最佳富等人指出，对高粘度比的二次气驱最佳富化程度可以低于化程度可以低于MMEMME（最小混相富化程度）。最小混相富化程度）。ThomasThomas等等人认为油和溶剂的界面张力（人认为油和溶剂的界面张力（IFTIFT）可以适当降低近混
38、可以适当降低近混相条件，在理想的孔隙介质中，界面张力为零对有效相条件，在理想的孔隙介质中，界面张力为零对有效驱替过程也不是十分必要的。驱替过程也不是十分必要的。 19861986年由年由ZickZick首先提出，凝析气驱过程中可能极首先提出，凝析气驱过程中可能极少出现真正的凝析混相。在凝析、蒸发的双重作用下，少出现真正的凝析混相。在凝析、蒸发的双重作用下，两相的界面张力能达到一个较低点，采收率（注两相的界面张力能达到一个较低点，采收率（注1.21.2HCPVHCPV溶剂）能达到溶剂）能达到95%95%或更高，但并未达到严格的或更高，但并未达到严格的物理化学意义上的混相。物理化学意义上的混相。
39、2.2.3 2.2.3 近混相驱替近混相驱替（2 2）两个重要参数）两个重要参数 界面张力界面张力 界面张力在混相驱中起重要作用。界面张力的界面张力在混相驱中起重要作用。界面张力的下降会使气体能进入高界面张力下完全隔离的小孔下降会使气体能进入高界面张力下完全隔离的小孔道中，这样在微观上提高了注入气波及体积。道中，这样在微观上提高了注入气波及体积。2.2.3 2.2.3 近混相驱替近混相驱替rorssoKKM 粘度粘度 注气比注水的最大优点就是降低气与原油界面张注气比注水的最大优点就是降低气与原油界面张力，甚至可达到零。但另一方面，最大的缺点就是气力，甚至可达到零。但另一方面，最大的缺点就是气油
40、粘度比要比水油粘度比小得多，极易造成粘性指进油粘度比要比水油粘度比小得多，极易造成粘性指进（流度比（流度比 ，混相驱中，混相驱中M M往往大于往往大于1 1），它会使），它会使溶剂过早突破，增大其消耗量，导致溶剂突破后的原溶剂过早突破，增大其消耗量，导致溶剂突破后的原油采收率降低。油采收率降低。2.2.3 2.2.3 近混相驱替近混相驱替 对于一个具体的油藏，是界面张力主控还是流度主对于一个具体的油藏，是界面张力主控还是流度主控要分析研究。通过研究，可得以下重要结论和认识：控要分析研究。通过研究，可得以下重要结论和认识： A A、相对于孔隙尺寸分布而言，如果孔喉很小，且相对于孔隙尺寸分布而言，
41、如果孔喉很小，且较均匀，优化界面张力非常重要，力求达到混相；较均匀，优化界面张力非常重要，力求达到混相； B B、如果孔隙分布不均匀，孔隙尺寸变化大，应主如果孔隙分布不均匀，孔隙尺寸变化大，应主要考虑粘度的影响（可不必过多考虑混相性）；要考虑粘度的影响（可不必过多考虑混相性）； C C、对孔喉尺寸较大的体系，气体溶解使原油粘度对孔喉尺寸较大的体系，气体溶解使原油粘度降低显得比界面张力重要，即使低于混相压力，也可达降低显得比界面张力重要，即使低于混相压力，也可达到很高的采收率；到很高的采收率；2.2.3 2.2.3 近混相驱替近混相驱替 D D、在某些情况下，注气系统形成零界面张力带是多在某些情
42、况下，注气系统形成零界面张力带是多余的，特别是当水湿油藏中的较小孔隙喉道已为水充满余的，特别是当水湿油藏中的较小孔隙喉道已为水充满时；时； E E、如果岩心主要由极小的孔隙喉道组成，那么最好如果岩心主要由极小的孔隙喉道组成，那么最好达到混相；达到混相； F F、细管实验所求得的最小混相压力细管实验所求得的最小混相压力MMPstMMPstMMPmcmMMPmcm（多次接触求得），细管实验所确定的混相仅是一种工多次接触求得），细管实验所确定的混相仅是一种工程意义上的程意义上的“混相混相”；2.2.3 2.2.3 近混相驱替近混相驱替 G G、在凝析气驱过程中，存在凝析、蒸发双重机理在凝析气驱过程中
43、，存在凝析、蒸发双重机理混合作用下的近混相驱机理。由于近混相驱的物质交换混合作用下的近混相驱机理。由于近混相驱的物质交换作用，特别是蒸发抽提作用，也能使采收率很高；作用，特别是蒸发抽提作用，也能使采收率很高； H H、实验室测试时应考虑粘度、界面张力和孔隙尺实验室测试时应考虑粘度、界面张力和孔隙尺寸分布之间相互作用的影响，选择最有利的驱替机理寸分布之间相互作用的影响，选择最有利的驱替机理2.2.3 2.2.3 近混相驱替近混相驱替2.2.4 2.2.4 气水交替（气水交替（WAGWAG）混相驱注入能力下降现混相驱注入能力下降现象研究及对策象研究及对策 今天几乎所有工业性混相驱项目都采用了水气交
44、今天几乎所有工业性混相驱项目都采用了水气交替注入办法。在美国，替注入办法。在美国，80%80%以上水气交替注入项目是赢以上水气交替注入项目是赢利的。在欧洲北海比水驱平均增加利的。在欧洲北海比水驱平均增加13%13%的采收率。美国的采收率。美国二迭盆地，也可提高二迭盆地，也可提高10-15%10-15%采收率。在采收率。在WAGWAG实施过程中，实施过程中，注入能力发生异常现象的可能性明显增加，尤其在低渗注入能力发生异常现象的可能性明显增加，尤其在低渗油田。注水和注气能力随交替周期同时下降的，我国吐油田。注水和注气能力随交替周期同时下降的，我国吐哈葡北油田水气交替混相驱过程中，两者都出现了。哈葡
45、北油田水气交替混相驱过程中，两者都出现了。（1 1）影响注入能力的因素）影响注入能力的因素 注入能力下降是注入能力下降是WAGWAG过程中最常见的问题，注入能力过程中最常见的问题，注入能力增加不常见。通常有如下一些因素引起注入能力的下降。增加不常见。通常有如下一些因素引起注入能力的下降。 不一定就是近井地带的影响；不一定就是近井地带的影响； 油墙；油墙；2.2.4 2.2.4 气水交替（气水交替（WAGWAG）混相驱混相驱注入能力下降现象研究及对策注入能力下降现象研究及对策 A A、油墙明显地影响注入井的注入能力，特别是注油墙明显地影响注入井的注入能力，特别是注入井已进行过增产处理，而生产井没
46、有进行时；入井已进行过增产处理，而生产井没有进行时； B B、油墙离注入井愈近，其对注入能力的影响愈大。油墙离注入井愈近，其对注入能力的影响愈大。矿化度和矿化度和PHPH值值 CO2 CO2会与水形成会与水形成PHPH值为值为3.3-3.73.3-3.7的弱酸，驱替期间的弱酸，驱替期间PHPH值变化会影响岩石的润湿性。值变化会影响岩石的润湿性。2.2.4 2.2.4 气水交替（气水交替（WAGWAG）混相驱混相驱注入能力下降现象研究及对策注入能力下降现象研究及对策润湿性润湿性 润湿性是影响注入能力的最关键因素。混合润湿性润湿性是影响注入能力的最关键因素。混合润湿性是导致流体流动能力差的原因。是
47、导致流体流动能力差的原因。流体的圈闭或绕流流体的圈闭或绕流 气体的圈闭和绕流是决定注入能力的因素之一。绕气体的圈闭和绕流是决定注入能力的因素之一。绕流和圈闭气会引起油、气、水相对渗透率降低，导致注流和圈闭气会引起油、气、水相对渗透率降低，导致注入井注入能力下降。入井注入能力下降。 2.2.4 2.2.4 气水交替（气水交替（WAGWAG）混相驱混相驱注入能力下降现象研究及对策注入能力下降现象研究及对策相对渗透率相对渗透率 在各个气水交替注入周期中，饱和度在不断地变化，在各个气水交替注入周期中，饱和度在不断地变化，当非润湿相留在后面时，总以不连续的、不流动的状态当非润湿相留在后面时，总以不连续的
48、、不流动的状态被圈闭，当圈闭相体积增加时，流入流体的相对渗透率被圈闭，当圈闭相体积增加时，流入流体的相对渗透率就降低。就降低。渗透率的方向性渗透率的方向性 垂直的非均质性和高渗透率、高孔隙度层段对注气垂直的非均质性和高渗透率、高孔隙度层段对注气能力有明显的影响。能力有明显的影响。 2.2.4 2.2.4 气水交替（气水交替（WAGWAG）混相驱混相驱注入能力下降现象研究及对策注入能力下降现象研究及对策（2 2）弥补注入亏空的常用措施）弥补注入亏空的常用措施 在在WAGWAG过程中平均会发生过程中平均会发生20%20%的注水亏空，最严重的的注水亏空，最严重的是低渗透砂岩油藏。水平井可比直井增加是
49、低渗透砂岩油藏。水平井可比直井增加50%50%的注水率。的注水率。 减少减少WAGWAG比，即减少水段塞，增加气段塞。比，即减少水段塞，增加气段塞。NOCALNOCAL和和ShellShell等国外公司获得了一种称为混合水气交替注入的等国外公司获得了一种称为混合水气交替注入的处理方法，在烃类气体或处理方法，在烃类气体或CO2CO2等注入大部分孔隙体积之后，等注入大部分孔隙体积之后，然后在剩余部分孔隙体积中按然后在剩余部分孔隙体积中按1:11:1的气水比注入；的气水比注入；2.2.4 2.2.4 气水交替（气水交替（WAGWAG）混相驱混相驱注入能力下降现象研究及对策注入能力下降现象研究及对策
50、适当增加注入压力；适当增加注入压力； 新增注入井；新增注入井； 调整井网；调整井网； 采用水平井；采用水平井； 对未进行水驱的油藏进行注气二次采油时，可先对未进行水驱的油藏进行注气二次采油时，可先考虑注一段较大的气段塞，然后再按考虑注一段较大的气段塞，然后再按1:11:1气水比交替注入；气水比交替注入； 2.2.4 2.2.4 气水交替（气水交替（WAGWAG）混相驱混相驱注入能力下降现象研究及对策注入能力下降现象研究及对策 关于水气同时注入问题关于水气同时注入问题 有关气水同时注入能改善注入能力的认识最初从两有关气水同时注入能改善注入能力的认识最初从两个碳酸盐岩油藏的实践中得到启发。后又有砂
