原油中提高采收率（EOR）的方法检测方案(恒流泵)

Syringe Pump Application Note Last modified September 28， 2012P.O. Box 82531， Lincoln， Nebraska， 68501 USAE-mail： Iscolnfo@teledyne.com 简介 油井的寿命会经历三个不同的阶段，在这三个阶段中，开采单位会采用各种技术将原油产量保持在最高水平。运用这些技术最重要的是将油注入井口，以便将其泵入地面。第三阶段采用的技术，通常称为提高采收率(EOR)，可以大大提高开采效率。相关实验室研发了包括复制油井和储层条件的装置。岩心驱替泵或岩芯分析泵，如Teledyne Isco柱塞泵，适用于这些提高采收率技术的实验室。 油井开发的三个阶段 一次采油-在一次采油中，由于原油中存在气体产生的压力，原油被强制排出。 二次采油-在二次采油过程中，储层会受到注水或注气压力的影响，以保持继续将原油输送到地面。 三次采油-三次采油，也称之为提高采收率(EOR)，引入降低粘度和改善流动性的流体。这些流体由能够和油(通常为二氧化碳)、蒸汽、空气或氧气、聚合物溶液、凝胶、表面活性剂聚合物制剂、碱性表面活性剂聚合物制剂或微生物制剂等混溶的气体组成。 提高采收率的重要性 一次采油通常只能获得油藏总产能的一小部分。二次采油技术可以将产量提高到三分之一或更多。三次采油(EOR)能够提取多达一半以上的油藏原始含油量，这取决于油藏和采用的EOR工艺。 岩心驱替和柱塞泵 在开采井采用EOR方法之前，必须进行研究，以找到最佳的方法和配方。提高采收率研究的一部分被称为“岩芯驱替”。从油藏中，用空心钻头切割圆柱形岩石样品。然后柱塞泵将流体引入到岩芯夹持器。根据提高采收率的过程，岩心驱替新引入的流体可能需要在高压力和低流速下连续注入数小时至几天，以取代岩石样品中的油。从岩芯驱替获得的数据来看，进行EOR的公司可以设计出尽可能多的原油回收的最佳方法。 提高采收率方法 一些常用的提高采收率方法如下：加热法 注蒸汽历来是应用最广泛的提高采收率方法。来自蒸汽或热水的热量能显著降低原油的粘度，使其更容易流动。该工艺有许多变化，包括循环注汽(吞吐)，其中首先注入蒸汽，然后从同一井中采油；连续蒸汽喷射(注至井中的蒸汽驱动油分离生产井)、热水注入和蒸汽辅助重力排水(SAGD)等。另一套加热方法，原位燃烧或“火驱”，涉及注入空气或氧气。在这个过程中，一些油的氧化作用如下： 1.产生热量降低存油的粘度 2.把一些高分子量的碳氢化合物裂解成小分子 3.蒸发一些较轻的碳氢化合物，，以帮助混相置换油 4.产生蒸汽，用蒸汽蒸馏残留油 混相法 该方法在德克萨斯州西部被广泛应用，通常采用超临界CO，驱替具有适当特征的枯竭油藏(典型含“轻”油)。通过压力和温度的变化，二氧化碳可以形成气体、液体、固体或超临界流体。当压力和温度达到临界点以上时，超临界CO，可以保持气体的性质，同时具有液体密度。注入的混相CO，将与储层内的原油彻底混合，从而有效地消除这两种物质之间的界面张力。CO，还可以通过溶解、溶胀和降低油的粘度来提高采收率。在深层高压储层中，压缩氮气被用来代替二氧化碳。在一些大型油藏中，烃类气体也被用于混相驱油。 CO，、气气、碳氢化合物气体和烟道气也被注入，以不混相驱油。在一种极端情况下，这些位移可能仅仅相当于储层中的“压力维持”(二次采油过程)。根据油的性质、气体成分、压力和温度，驱油效率可达到或接近混相驱油。CO，也以“吞吐”或循环注入模式注入，如循环蒸汽注入。 化学法 三种化学驱油工艺包括聚合物驱油、表面活性剂聚合物驱油和碱性表面活性剂聚合物驱油。在聚合物驱油方法中，水溶性聚合物增加了注入水 的粘度，从而使中等粘度的油更有效地被驱替。非常特殊的情况下，聚合物配方中的表面活性剂可以将油水界面张力降低到几乎为零，从而驱替残余的原油。 虽然目前还没有大规模的表面活性剂聚合物驱油，但该工艺具有相当大的采油潜力。 这个过程的一个变化是在表面活性剂聚合物配方中加入碱。对于某些油，碱可以将原油中的一些酸转化为表面活性剂，从而有助于原油的回收。碱也可对减少表面活性剂在岩石中的滞留起到有益的作用。对于所有的化学驱油过程，都需要加入增粘剂(通常是水溶性聚合物)，以便使昂贵的化学物质有效地通过储层。 在注入相对昂贵的化学溶液、可混溶气体或蒸汽之前，凝胶也经常被用来战略性地堵塞裂缝(或其他极易渗透的通道)。 其他方法 多年来，已经产生了许多其他创新的提高采收率工艺，包括注入碳酸水、微生物、泡沫、碱性剂(不含表面活性剂)和其他配方。这些方法显示出不同程度的应用前景，但在这些应用变得普遍之前还需要进一步的开发。 为什么使用ISCO泵 无脉冲-这是岩芯驱替研究的一个关键特征，其中压力变化会被监测和记录。对于使用的泵，本身不引入任何压力变化(如活塞泵)是很重要的。即使最低流速下没有脉冲，意味着卓越的分秒稳定性。 岩芯夹持器 精度-数字伺服控制提供低速精度和流量精度。 连续流动-流体通常被泵入岩芯数小时或数天。两台配有阀门组件的Isco柱塞器泵可实现无限量的连续精确计量。 粘性流体-使用极粘性流体或液化气体时，使用TeledyneIsco柱塞泵在许多情况下是最可行的选择。 co. 柱塞泵和 控制器 液化气体-二氧化碳等气体需要低泄漏，预冷却以改善填充和温度控制。 图2：岩心驱替装置 Table 1： Teledyne Isco 柱塞泵选型 1000D 500D 260D 100DX 100DM 65D 流速范围(ml/min) 0.100-408 0.001-204 0.001-107 0.00001-60 0.00001-30 0.00001-25 压力范围(psi) 0-2，000 0-3，750 0-7，500 0-10，000 0-10，000 0-20，000 a.建议用于岩心驱替. References： U.S.Department of Energy. 1."Enhanced Oil Recovery/Co Injection."12 June 2007. DOE-Fossil Energy： DOE’s Oil Recovery R&D Program. 18 0ct. 2007 2."Exploration & Production Technologies." NETL： E&P Technologies- Improved Recovery-Enhanced Oil Recovery. 18 Oct. 2007 3. "Oil Exploration & Production Program Enhanced Oil Recovery." NETL： E&P Technologies- Improved Recovery- Enhanced Oil Recovery. 18 Oct. 2007 Teledyne Isco Toll-free：(800) 228-4373·Phone： (402) 464-0231·Fax：(402) 465-3091 ( Teledyne Isco is continually improving its products and reserves the right to change product specifications， replacement parts， schematics， and instructions without notice. )    简介   油井的寿命会经历三个不同的阶段，在这三个阶段中，开采单位会采用各种技术将原油产量保持在高水平。运用这些技术最重要的是将油注入井口，以便将其泵入地面。第三阶段采用的技术，通常称为提高采收率（EOR），可以大大提高开采效率。相关实验室研发了包括复制油井和储层条件的装置。岩心驱替泵或岩芯分析泵，如Teledyne Isco柱塞泵，适用于这些提高采收率技术的实验室。  油井开发的三个阶段一次采油- 在一次采油中，由于原油中存在气体产生的压力，原油被强制排出。二次采油- 在二次采油过程中，储层会受到注水或注气压力的影响，以保持继续将原油输送到地面。三次采油- 三次采油，也称之为提高采收率（EOR），引入降低粘度和改善流动性的流体。这些流体由能够和油、蒸汽、空气或氧气、聚合物溶液、凝胶、表面活性剂聚合物制剂、碱性表面活性剂聚合物制剂或微生物制剂等混溶的气体组成。    提高采收率的重要性   一次采油通常只能获得油藏总产能的一小部分。二次采油技术可以将产量提高到三分之一或更多。三次采油（EOR）能够提取多达一半以上的油藏原始含油量，这取决于油藏和采用的EOR工艺。 岩心驱替和柱塞泵在开采井采用EOR方法之前，必须进行研究，以找到合适的方法和配方。提高采收率研究的一部分被称为“岩芯驱替”。从油藏中，用空心钻头切割圆柱形岩石样品。然后柱塞泵将流体引入到岩芯夹持器。根据提高采收率的过程，岩心驱替新引入的流体可能需要在高压力和低流速下连续注入数小时至几天，以取代岩石样品中的油。从岩芯驱替获得的数据来看，进行EOR的公司可以设计出尽可能多的原油回收的好方法。    提高采收率方法   一些常用的提高采收率方法如下：01加热法注蒸汽历来是应用广泛的提高采收率方法。来自蒸汽或热水的热量能显著降低原油的粘度，使其更容易流动。该工艺有许多变化，包括循环注汽，其中首先注入蒸汽，然后从同一井中采油；连续蒸汽喷射（注至井中的蒸汽驱动油分离生产井）、热水注入和蒸汽辅助重力排水（SAGD）等。另一套加热方法，原位燃烧或“火驱”，涉及注入空气或氧气。在这个过程中，一些油的氧化作用如下： 1.产生热量降低存油的粘度2.把一些高分子量的碳氢化合物裂解成小分子3.蒸发一些较轻的碳氢化合物，以帮助混相置换油4.产生蒸汽，用蒸汽蒸馏残留油 02混相法该方法在德克萨斯州西部被广泛应用，通常采用超临界CO2驱替具有适当特征的枯竭油藏（典型含“轻”油）。通过压力和温度的变化，二氧化碳可以形成气体、液体、固体或超临界流体。当压力和温度达到临界点以上时，超临界CO2可以保持气体的性质，同时具有液体密度。注入的混相CO2将与储层内的原油彻底混合，从而有效地消除这两种物质之间的界面张力。CO2还可以通过溶解、溶胀和降低油的粘度来提高采收率。在深层高压储层中，压缩氮气被用来代替二氧化碳。在一些大型油藏中，烃类气体也被用于混相驱油。CO2、氮气、碳氢化合物气体和烟道气也被注入，以不混相驱油。在一种恶劣情况下，这些位移可能仅仅相当于储层中的“压力维持”（二次采油过程）。根据油的性质、气体成分、压力和温度，驱油效率可达到或接近混相驱油。CO2也以“吞吐”或循环注入模式注入，如循环蒸汽注入。 03化学法三种化学驱油工艺包括聚合物驱油、表面活性剂聚合物驱油和碱性表面活性剂聚合物驱油。在聚合物驱油方法中，水溶性聚合物增加了注入水的粘度，从而使中等粘度的油更有效地被驱替。非常特殊的情况下，聚合物配方中的表面活性剂可以将油水界面张力降低到几乎为零，从而驱替残余的原油。虽然目前还没有大规模的表面活性剂聚合物驱油，但该工艺具有相当大的采油潜力。这个过程的一个变化是在表面活性剂聚合物配方中加入碱。对于某些油，碱可以将原油中的一些酸转化为表面活性剂，从而有助于原油的回收。碱也可对减少表面活性剂在岩石中的滞留起到有益的作用。对于所有的化学驱油过程，都需要加入增粘剂（通常是水溶性聚合物），以便使昂贵的化学物质有效地通过储层。在注入相对昂贵的化学溶液、可混溶气体或蒸汽之前，凝胶也经常被用来战略性地堵塞裂缝（或其他极易渗透的通道）。 04其他方法多年来，已经产生了许多其他创新的提高采收率工艺，包括注入碳酸水、微生物、泡沫、碱性剂（不含表面活性剂）和其他配方。这些方法显示出不同程度的应用前景，但在这些应用变得普遍之前还需要进一步的开发。   为什么选择ISCO泵   无脉冲-这是岩芯驱替研究的一个关键特征，其中压力变化会被监测和记录。对于使用的泵，本身不引入任何压力变化是很重要的。即使低流速下没有脉冲，意味着好的分秒稳定性。精度-数字伺服控制提供低速精度和流量精度。连续流动-流体通常被泵入岩芯数小时或数天。两台配有阀门组件的Isco柱塞器泵可实现无限量的连续无误计量。粘性流体-使用极粘性流体或液化气体时，使用Teledyne Isco柱塞泵在许多情况下是最可行的选择。液化气体-二氧化碳等气体需要低泄漏，预冷却以改善填充和温度控制。