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影响油气田采收率的主要因素
---- 自动化网　　时间：2009-06-12　　来源：网络

　　油气田最终的可采储量与原始地质储量的比值称为采收率。影响采收率的因素很多，总体而言，一是内因，凡属于受油气藏固有的地质特性所影响的因素都是内因；二是外因，凡属于受人对油气藏所采取的开发策略和工艺措施所影响的因素都是外因。内因起主导作用，好油藏总比差油藏采收率高。在开发过程中人对油气藏采用的合适的部署和有效的工艺措施也会使油气藏固有的地质特性得到改造，从而使油气藏的采收率得到提高。

（1）油气藏的内在因素：

油气藏的类型，如构造、断块、岩性和裂缝性油气藏；

储层的孔隙结构，如润湿性、连通性、孔隙度、渗透率及饱和度大小等；

油藏天然能力，如油藏压力水平，有无气顶，边、底水天然能量的活跃程度；

油气性质，如油、气的密度、原油的粘度、气油比、气田的天然气组分和凝析油含量。

　　（2）油气藏的外在因素

开发方式的选择，如油田选择消耗方式还是注水或注气方式开采，凝析气藏选择消耗方式还是干气回注方式开采；

井网合理密度及层系合理划分；

钻采工艺技术水平和合适而有效的增产措施，如钻水平井、复杂结构井、酸化、压裂等；

为提高油田采收率所进行的三次采油技术，如注聚合物驱、化学驱、热驱等；

经济合理性，涉及到经济模式、油价、投资成本、操作成本、开采期限、产量经济极限等。

油气田开发

　　通过地质勘探，发现有工业价值的油田以后，就可以着手准备开发油田的工作了。
　　任何一个矿藏的开发，都要讲究其经济有效性。即要能够实现投入少(即少花钱)，产出多(即多采矿)，最终采收率高。作为对一个油田的开发来说，讲究其有效性的目标，就是尽可能地延长油田高产稳产期，使得油田最终能采出最多的原油，有一个高的最终采收率及好的经济效果，但是实现这个目标很不容易。
　　由于各个油田的地质情况不同，天然能量的大小不同，以及原油的性质不同，因而对不同油田应采取什么样的开发方式?又怎样合理布置生产井的位置?油田的年产量多少为好?这些都是油田投入开发之前必须认真研究和确定的原则性问题。
　　又由于油田埋藏地下，是个隐藏的实体，在开采过程中，其内部油、气、水是不断流动着、变化着的，这种流变性是其他固体矿藏所不具有的特点。因此，要有效地开发油田，就得在开发过程中，不断调整各项措施，以适应变化的情况；同时，还要不断地改造油层，使它能朝着人们预定的、有利于开发的方向变化和发展。这是在油田开发过程中需要不断研究和解决的问题。
　　还由于在油田开发过程中，始终需要有能适应地下情况变化的工程技术来实现有效的开发目标。即需要有先进的采油工艺技术；先进的监测与观察技术；先进的油层改造技术和先进的管理方式来保证开发工程的实施。
　　总的来说，油田开发的过程是一个不断认识、不断调整的过程，需要人们具有先进的认识方法和改造技术，才能实现对它有效开发。下面对油田开发的基本工作内容作一介绍。（具体的油田开采工艺方法后面有专题论述）
　　（一）搞清油藏类型、选择开发方式，是有效开发油田的前提条件
　　油藏类型是决定油田开发方式的基础和依据，而开发方式不仅要适应油藏的不同特点，而且要随着开发进程的变化而变化的。因此，一个油田投入开发之前，必须认真对待这两个问题。
　　这里需要简单交待一下，所谓油藏就是指可以值得作为单元开发对象的含油体，可以是一个油层，也可以是一组性质近似的几个油层。一个油藏可以是一个油田，而一个油田也可以包几个油藏。例如我国的任丘油田，其下面是碳酸盐岩油藏，上还有砂岩油藏，是一个多油藏的油田。油田开发工程，一般是以油藏为单元来考虑的。因为有时同一个油田内的若干个油藏的地质条件、原油性质相差悬殊，既然是不同类型的油藏，就应该区别对待，对不同油藏应有不同的开采方式和开发井网。当然，如果几个埋藏深度相近地质条件相似的油藏，也可以采用相同的开采方式和井网一并进行，那自然是更好的，但事前必须按油藏为单元搞清地质情况。
　　以含油体形态为主划分油藏类型，分为层状油藏和块状油藏。如以圈闭条件为基础划分，可分为构造油藏、地层油藏和岩性油藏。构造油藏的基本特点在于聚集油气的圈闭是由于构造运动使岩层发生变形和移位而形成的。它的类型也还可以细分，其中最主要的有背斜油藏和断层油藏。地层油藏是指因为地层因素造成遮挡条件，在其中聚集油气而形成的油藏。在地层油藏类型中又有地层超覆油藏和地层不整合油藏的区别。岩性油藏主要是像由砂岩被泥岩所包围，而形成一个岩性尖灭圈闭和透镜体圈闭，在其中聚集油气而形成的油藏。                             
　　（二）各式各样的油田开发方式及方法
　　由于油藏的多样性，决定了油田开发方式的多样性。人们通过长期的实践和科学的探索，目前对油田实行有效开发的方式、方法是很多的。
　　归纳起来大体有下列四个方面的开发方式:一是保持和改善油层驱油条件的开发方式;二是优化井网有效应用采油技术的开发方式；三是特殊油藏的特殊开发方式；四是提高采收率的强化开发方式。
　　具体的又可分为：
　　⑴ 利用天然油层能量的开发方式。油气要有一定的能量，驱使它从油层流到井，并上升到地面。这种能量在各个油藏中的存在条件是不一样的。一般来说，一个油气藏中，由于地层压力的作用，油气和岩石都具有一定的弹性能量;油中含有较多的天然气，当压力下降到一定程度后，这些溶解在油中的天然气就会逸出，而产生气驱油的能量；还有油藏中的水(边水或底水)随着采油过程中会发生流动，产生水驱油的能量。这些在油藏中自然具备的能量，在油藏开发初期，它们都能很好地发挥作用。因此油田开发中都应该充分地加以利用。但是实践又告诉人们，一个油藏中这种天然能量是有限的，它能发挥作用的时间是很短的，尤其是油中的溶解气，随油一起被采出以后，地下原油就会收缩，粘度增大，这样就会直接加大采油的难度，最终降低了原油的采收率。因此，现在油田开发中，对天然能量只利用弹性驱油能量，对溶解气驱能量是不加利用的，并要给以保护，使得天然气在油层条件下，不从油中分离出来。这样，就产生了保持或改善油层驱油条件的问题。
　　⑵ 保持和改善油层能量的开发方式。从油藏中采出了油和气，这就会使得地下发生亏空，从而降低地下原有的能量。为保持地下足够的驱油能量，势必就得向油藏中再注入相应体积的东西去弥补采出的亏空。现代油田开发中，一般采用注水或注气的办法来保持油层能量。因为水和气比较容易注入油层，来源又比较丰富，一般都可以就地取得，自然也就比较经济，以水换油或以气换油，是很值得的。注气，一般就是用油藏中采出的天然气，通过专门的注气井再回注到油层的高部位中去。往地下注水又可分为：边部注永、底部注水和内部注水三种。边部注水和底部注水，即分别是从油藏的边水里和底水里注入，来弥补地下亏空，使注入水与原来的边水和底水一起来驱油到采油井里去；油田内部切割注水是因为边水(或底水)离采油井太远，在边部和底部里注入难以发挥作用的情况下，则就采取在油层内部注水，以水挤油，驱油向采油井流动。无论是注气或注水，都要根据不同油藏的具体地质条件，以及实际的需要和可能来进行的，而且在油藏的什么部位注入，注入的水或气的具体要求及处理，以及注入技术工艺、注入量多大为适宜等等，都需要经过专门的研究和设计，并通过现场试验后，逐步实施完成的。
　　⑶ 自喷井采油开发方式。凡是油井能够自喷采油的油田(或油藏)，其油层压力比较大，驱油能量比较足，油层的渗透率比较高。这是油田开发中最为理想的一种开采方式。因为自喷采油易于管理，采油成本比较低。所以，这样的油田(或油藏)，更应该及时地实行注水，以保持油层内的足够驱油能量，便油井能延长自喷期。但是，一个油田的自喷期毕竟也是有限的。之后总是要转到用机械采油的方式来继续开采。
　　⑷ 机械采油开发方式。这有两种情况，有的油藏能量低，渗透性差，油井开始即不能自喷；还有是自喷开采的油藏，在油井含 水达到一定程度后就不再自喷了。在这两种情况下都只能用机械开采的方式来进行。机械采油方式的油藏同样需要给以补充能量。机械采油的方法和技术又有很多种，后面还要专门谈到。
　　⑸ 热力采油开发方式：这主要是针对稠油油藏(在油层温度条件下，地下原油粘度大于l00毫帕. 秒)的开发而采用的一种方式。其基本原理主要是通过向油层注入热水或蒸汽提高油藏温度而降低原油的粘度，提高原油的流动度，然后把它开采出来。热力采油又可分为：
　　⒈ 蒸汽吞吐法。先向生产井内注入蒸汽半个月左右(每天注150立方米左右的水烧成的蒸汽)，然后关井几天，使注入的热量在井筒周围的油层中扩散，再开井生产。此为一个蒸汽吞吐周期，以此循环往复进行，但随着周期次数的增加，注汽量也应逐渐增加，而产油量下降，且周期也越来越短。
　　⒉ 蒸汽驱油法(含热水驱)。由注入井向油层内注入若干倍于油层孔隙体积的蒸汽(或热水)，使它逐渐向外扩散，蒸气随着压力和温度在地层中不断下降，也就凝成为热水。由蒸汽和热水驱动而达到顺利采油的目的。
　　⒊ 火烧油层。从注入井向油层连续注入助燃剂(空气)，同时用井下点火器将油层点燃(加热到原油能自燃的温度)而发生燃烧，使附近的原油蒸发和焦化。轻质油蒸汽随燃烧前缘逐渐向外流动，直至生产井被采出。焦化的重烃则可继续燃烧提供热量。
　　由于油层燃烧温度可达250~50O°C，使稠油、重质油可以降粘，且在油气热膨胀及轻油稀释汽的驱替作用下被开采出来。使用此法可达最高的采收率50~80% 。实施热采开发的油藏，除因其原油性质特殊所决定外，对其地质条件也有一定的要求，即油层厚度要大些，埋藏深度要浅些(<1500米)，且孔隙度要大于25%，渗透率要达50x10E-3微米
　　平方。这样的油藏才能获得较好的热采效果和经济效益。
　　热采仅是开发稠油油藏的一种方式，除此之外，还有降粘开采法、稠化水开采法等等，另外，特殊油藏还有其他类型的，例如凝析油藏，又应该以不同的开发方式来开采，这里不再列举。
　　⑹ 强化开发方式。这主要是当油田进入开发后期，为进一步提高油田采收率，针对不同情况所采取的各种开采方式。现在一般把强化开发方式列作为三次采油的开采方法，后面还要专门谈到这个问题。
　　以上所述的开发方式种种，花样繁多，但是，一个油田的开发方式总是由具体的油藏条件决定的，并且是随着这个油藏的开发进程的需要而变化的，同时还随着科学技术发展而不断发展的。
最后还要谈及的是天然气藏的地质类型，大体与油藏一样，同样需要补充能量来开发。但气的组份再有变化，也不致于会影响开采，因此，对天然气藏开采，既没有机械采气之谈，也没有热力采气之说，其开发方式相比油田(或油藏)来说，要简单的多。

　表面活性剂在石油开采中的主要作用是乳化降粘（加入采油井和驱替矿藏原油（加入注水井或注气井），它的主要作用就是作为降粘剂、驱油剂和泡沫剂，充分利用它的表面活性，浸润、渗透、剥离含油泥浆中的原油。
　　目前常规的方法之一就是用碳氢表面活性剂来配制灌注液，但由于碳氢表面活性剂的活性、耐热能力及耐环境能力的局限，使其采收率受到了限制。为了进一步提高三采效果，目前国外广泛将氟碳表面活性剂加入到常规的用碳氢表面活性剂配制的灌注液中，由于氟碳表面活性剂具有很高的表面活性、非常低的表面张力、很高的耐热性、很高的化学稳定性以及与碳氢表面活性剂优异的复配性能，逐使这种灌注液极大地提高了三采采收率，它在高温、高矿化度的井下环境中所展现的浸润、渗透、乳化、剥油功能是无与伦比的，而它的极少的使用量也能保持这些优点也是氟碳表面活性剂的另一特征。三次采油，是利用物理、化学和生物等手段，继续开采地下剩余石油，以此提高原油采收率的方法。
大量实践和理论研究证明 ,油层十分复杂 ,具有非均质性 ,油、水、气多相流体在油层多孔介质中的渗流过程十分复杂。不仅注入水 (气)不可能活塞式驱油 ,不可能波及到全油层 ,且在多相渗流过程中 ,受粘度差、毛细管力、粘滞力、界面张力等的影响 ,各相流量将随驱油过程中各相饱和度的变化而变化。只有进一步扩大注入水 (气)波及体积 ,提高驱油效率 ,才能大幅度提高采收率。由此 ,人们在非均质性的油层提出了多种三次采油方法
,一种是旨在提高注入水粘度、降低油水粘度差、提高注入水波及体积的聚合物驱 ;第二种是旨在降低界面张力、提高注入水驱油效率的表面活性剂驱、碱驱、混相驱 ;第三种是 80年代后期发展起来的既可扩大波及体积又可提高驱油效率的复合驱。
三次采油方法是在注水保持油层压力基础上 ,又依靠注入大量新的驱油剂 ,改变流体粘度、
组分和相态 ,具有物理化学的双重作用 ,不仅进一步扩大了注入水波及范围 ,而且使分散的、束缚在毛细管中的残余油重新聚集而被采出。
原油采收率是决定采油工艺和技术一经济效果的主要因素之一。根据长期开采油藏的经验查明了最终原油采收率与地质条件(原油粘度、油层非均质性、储层渗透率及油藏的油水带大小等)和开发方式(井网密度、采油速度等) 的相关关系。
在油井生产层段应用专门的固井工艺，可以在建井过程中保护油层免受堵塞，最大限度地保持油井的潜在产能。其方法包括：高质量钻开油层，最大限度地保持油层的储油物性和在生产层段采用专门的固井装置，使水泥浆不与油层接触，不让永泥浆滤液和固相颗粒侵入油层。
利用相渗透率改善剂提高采收率的压裂方法，它涉及一种用于油井增油、增效、提高采收率的高含水厚层层内控水的压裂方法。本发明的利用相渗透率改善剂提高采收率的压裂方法为：通过结合水力压裂技术，从油井向地层中注入相渗透率改善剂，在人工裂缝周围形成对油水渗流具有选择性的相渗透率改善处理带。本发明在油层内提高对油的相对渗透率，降低水的相对渗透率，控制压裂后含水增长，延长达到极限含水率前的采油期；通过在地层内改变流动的水油比，提高油层含水饱和度，实现高含水厚油层增产和提高采收率目的，提高油藏开发效益。
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注空气低温氧化开采轻质油气藏技术是一项提高采收率的新技术.注空气具有气源丰富、成本低的优点,近年来注空气低温氧化技术越来越受到人们的关注.文章针对某轻质油藏进行了注空气低温氧化过程模拟,考察了驱替过程中油层温度、含氧剖面、产出气体组成、气体对轻质组分抽提、原油密度等的变化情况,由此认识到该轻质油藏可以进行注空气低温氧化采油.驱替过程中存在机理包括:热效应不是此油藏提高采收率的主要因素,其升温速率仅为0.0017℃/min,不足以使油层温度急剧上升;氧气在油层中被消耗,生成了CO2,采出气中CO2含量高达8%,注空气过程实现了间接的烟道气驱;气体对原油产生了抽提作用,表现出烟道气驱的特征;由于烟道气的溶解,原油密度降低;当注入1.2PV空气时,该油藏获得了63.17%的原油采收率,注入0.8PV后,增产效果已不明显,可转为注其他物质.
（四）CO2驱
CO2驱是指注入的CO2段塞通过降低原油粘度、膨胀原油体积，以及多次接触混相等机理提高油藏采收率的方法。在中等压力下注入的CO2开始与原油接触时，并不能立即达到混相，但可以形成一个类似于干气驱的混相前缘，C2—C6抽提原油中大量的C2—C6组分达到混相。但是在高压下，CO2有时又类似于富气驱，CO2可以溶解于原油中，相当于富气驱的中间组分凝析到原油中那样。在CO2段塞前缘是CO2—原油混相带，其中富含C2—C6组分。为了控制C2—C6驱的流度，通常采取CO2—水交替注入方法。
一般注入的CO2段塞尺寸为12％～40％孔隙体积，后面接着注入的是泡沫或水。因为CO2泡沫或水—气交替注入可以大大地降低流度比，提高注入流体的波及效率。相对来说，CO2驱在低压下能够达到混相，比高压注干气方法的应用范围更广，但受到CO2资源量的限制，除非存在大型天然的CO2气藏。此外，CO2驱会带来严重的腐蚀、结垢、沥青沉积等问题。尽管如此，CO2驱仍是应用最广的气体混相驱方法，在提高采收率方法中占有显著的位置。
通过评价微生物作用后原油粘度的降低，有利于提高原油采收率。还会增加水流阻力，提高注入水的波及效率
   油藏润湿性作为油藏界面现象的一个重要参数,润湿性的改变将对油/水相对渗透率、毛管力、残余油、电性特征和注水开发特征等产生本质的影响,从而对原油的采出程度起着决定性作用。本文通过室内模拟实验,对纳米材料分子沉积膜(简称分子膜剂或膜剂)改变岩石润湿性提高原油采收率进行了研究。主要包括改变岩石润湿性电化学机理、膜剂组成、膜剂溶液性质、膜剂在石英砂表面吸附特性、改变砂粒和岩石润湿性的规律、膜剂驱油机理及其提高采收率的可行性。分子膜剂是不具表面活性的双阳离子有机物——单分子双季铵盐。它以水溶液为传递介质,依靠强的离子间静电作用,使沉积在储层表面形成牢固的单分子层超薄膜,使岩心润湿性向亲水方向转化,较大程度地提高自发渗吸采出程度,降低了原油与岩石表面间的粘附力,原油不断剥离表面被带出地层,从而提高了原油采收率。室内物理模拟实验结果表明:吸附有膜剂的岩心,润湿性明显的向亲水方向转变;膜剂溶液可以提高水驱油的最终采收率4~12%。在不同韵律的岩层组合中,提高采收率幅度存在差异,反韵律的岩心实验结果最佳。膜剂驱油以渗吸机理为主,与表面活性剂驱油有明显的不同。
润湿性是油藏岩石、原油和水三者相互作用的综合表现形式.了解油藏润湿性及其演变过程对提高原油采收率有重要意义,文章综述了成藏前后润湿性的变化特征及其控制因素.原油运移进入储层后,原油中的表面活性组分可能引起油藏润湿性的改变,而水膜不稳定破裂是引起润湿性改变的关键环节.对水膜稳定的热力学条件分析表明,只有当水膜厚度及影响水膜稳定的变量的值在一定范围内,水膜才可能稳定,所以在实际油藏条件下,水膜的稳定性被破坏时,矿物与原油作用将使油藏最终润湿性偏离成藏之前的水润湿状态.水驱及化学驱对润湿性敏感程度的分析表明,可依据不同开采方式所对应的最有利润湿性类型,通过物理或化学方法改变油藏润湿性,提高原油采收率.