第四章+采油化学

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1、油田化学第四章采油化学采油化学是研究如何用化学方法解决采油过程中遇到的问题。采油中出现的问题，有油层的问题，也有油井、水井的问题。油层的问题集中表现在采收率不高。油井的问题：砂、蜡、水、稠、低。水井的问题，主要有出砂和水注不进去的问题以及注水剖面不均匀，造成注水效率低。第一节储层岩石的物理性质储层岩石主要是砂岩和石灰岩，本节将介绍砂岩的物理性质，如砂岩的比表面积、胶结类型、孔隙度、渗透率及岩石中的油水饱合度。储层的孔隙度、渗透率及岩石中的油水饱合度是认识油层储油状况、进行油田开发最基本的岩石物性参数。一、砂岩的粒度组成及比表面积1．粒度组成砂岩是由性质不同、形状各异、大小不等

2、的砂子颗粒经地层内胶结物胶结而成，颗粒与颗粒之间未被胶结物填充的地方便形成了孔隙。2．砂岩的胶结类型（1）基底胶结：胶结物含量较多，砂岩颗粒孤立地分布在胶结物中，彼此不接触或极少接触。胶结物与砂粒同时沉积，其胶结强度高。（2）孔隙胶结：胶结物含量不多，充填于颗粒之间和部分孔隙中，颗粒呈支架状接触，胶结强度中等。（3）接触胶结：胶结物含量很少，分布于颗粒之间相互接触处，胶结强度很弱。3、砂岩的比表面积指单位体积岩石内颗粒的总表面积，或单位体积内孔隙的内表面，单位是cm2/cm3。二、岩石的孔隙度及孔隙类型岩石中存在的未被固体物质填充的空间称为岩石的孔隙。岩石的孔隙根据孔隙大小及

3、在渗流中的作用分为：1、超毛细管孔隙孔隙直径大于500μm，裂缝宽度大于250μm，流体可以在其中流动。2、毛细管孔隙孔隙直径介于500-0.2μm，裂缝宽介于250-0.1μm之间，只有当外力大于毛细管效应时，其中流体才可流动。3、微毛细管孔隙孔隙直径小于0.2μm，裂缝宽度小于0.1μm，在通常的温度和压力下，流体在其中不能流动。4、孔隙度ф指岩石的孔隙体积Vp与岩石的表观体积Vf的比值ф=若用岩石的有效孔体积Ve代替Vp，则得岩石的有效孔隙度：фe＝ф或фe是计算储量和评价油藏特性的重要指标，两者在大多数油藏岩石中基本相同,但油藏工程师感兴趣的是фe。砂岩的фe在10-

4、25%之间。三、油层岩石的渗透性1、定义：油田砂岩中多数孔隙是相通的，因此在一定条件下、一定压差下，它具有让流体通过的性质，即具有渗透性。渗透性的大小用渗透率来表示，其大小反映了流体在岩石阻力的大小。2．达西定律设有一个截面为A，长度为L的圆柱形待测岩心，将其夹紧于岩心夹持器中，用粘度为μ的流体充满岩心，并在P1的压力下流过岩心，通过岩心后的压力为P2，此时测得的流量为Q。经过多次试验：Q与A成正比，与ΔP=P1-P2成正比，与流体的μ和岩心的长度成反比。Q=K或K：岩芯的渗透率；Q：出口流量；μ：流体粘度；L：岩芯长度；A：岩芯截面积；△P：岩芯两端的压力差；渗透率K的单位

5、达西，单位为m2或Cm2。四、储层中流体的饱合度油层中的油、气、水饱合度是指单位体积内油、气、水所占的体积百分数。油的饱合度：水的饱合度：气的饱合度：Vf、Vp、ф分别表示岩石的外表体积、孔隙体积和孔隙度。五、储油地层中含有多相流体的岩石渗流机理当砂岩中有油、气、水多相流体时，流体的性质将影响岩石的渗流特性。1、润湿（wetting）是指液体在固体表面上的粘附现象。P(l/g)(s/l)(s/g)ONMO习惯上<90—润湿；>90—不润湿；=0—完全润湿；=180—完全不润湿；(一）储油层的润湿性2、接触角是液体界面与固体表面之间（包括液体相部分）的夹

6、角或者气体界面与固体表面之间夹角。据水滴在固体表面上θ的大小，一般将固体分为两类：一类θ＜90º，通称为亲水固体，如玻璃、石英、硅酸盐、硫酸盐、金属氧化物、金属氢氧化合物；另一类θ＞90º，通称为憎水固体如石腊、沥青、金属硫化物（二）水驱油机理（1）毛细管现象将毛细管插入液面后，会发生液面沿毛细管上升（或下降）的现象，称为毛细管现象。（2)水驱油过程中的毛细管现象水的毛细现象在油层中，它表现为油水过渡带的形成。在水驱油过程中，可以把它简化为水平方向的毛细管现象。水驱油过程中的毛细管现象3、毛细管现象的原因一方面由于水润湿管壁而形成弯液面；二是毛细管压力。毛细管压力产生于弯液面

7、，只有弯液面才有毛细管力，而弯液面产生于润湿。当岩石中含有油、水、气时，就会产生油、水对岩石的选择性润湿和毛细管力，在油田的开发过程中，它们是影响采收率的重要因素。4、弯曲表面下的压力pl＝pgpl＞pgpl＜pgPs——毛细管管压力；——油水界面张力；——弯液面曲率半径；R——毛细管半径；θ——为润湿角。若液体能润湿管壁，即θ<90°，管内液面呈凹形，此时液体在毛细管中上升，反之，若液体不能润湿管壁，即θ>90°，管内液面将呈凸形，此时液体在毛细管中下降。凹状液面ps＜0pl＜pg＝ps＝＝∵R＇＝