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【摘要】这项被命名为EEOR的电提高原油采收率技术最早是由美国通用电气(GE)和美国电石油公司(EPI)提出来的,EEOR是一种新兴提高采收率技术,其成本低于其他二次和三次采油技术,且适用于不同复杂工作环境。EEOR技术不需要水,碳排放量比传统的三次采油技术(蒸汽喷射)少,不牵涉危险液体的注入。同时EEOR技术也需要较少的地面设备。该技术在室内实验研究的基础上,对直流电场处理油层进行了现场试验,在解除地层堵塞、强化油流、增加注水能力等方面取得了良好的效果。
【关键词】直流电 采收率 技术研究
1 作用机理
EEOR技术主要通过建立直流电场对饱和流体的岩石介质施加影响,使地层中发生电加热作用,同时直流电场在近井地带可产生远大于压差力的库仑力和电场力,使地层中发生电脉冲、电化学、电迁移、电动力学等效应。库仑力可以使含粘土基质矿物的化学性质和结构特性发生变化,达到疏通被堵塞通道的目的。电场力可以在毛管内引起电抽吸作用,提高毛管内油水乳化物的运移能力,从而解除毛管堵塞,增大流动空间,减小流动阻力,从而增大渗透率。
1.1 电加热作用机理
通过对油藏中导电的流体和固体通直流电来加热,能提高油层温度和降低原油的粘度,使其更容易采出。1.2 电脉冲作用机理
带电胶体颗粒悬浮在溶液中,将在电场的作用下迁移,类似于电迁移。这个过程将清除毛孔吼道的堵塞,提高渗透率,从而增加石油产量
1.3 电化学作用机理
电化学作用即电流通电引起的化学反应。电化学作用能增强复杂的重油碳氢化合物的“冷裂”反应,结果表明其能有效降低原油的粘度,增加油藏能量。这两种效应都可提高原油产量。
1.4 电迁移作用机理
电迁移是被溶解的离子成分的运移,如外加电场影响下的阳离子和阴离子的运移。电迁移运动是金属阳离子从阳极迁移到阴极的过程。
1.5 电动力学作用机理
在外部强加电场的影响下能刺激亥姆霍兹双层里面的离子液体的运动。这种机制可以使储层渗透率明显增加。应用直流电流还能使粘土脱水,使得它们成为非晶态并且不发生膨胀。
2 室内试验
该试验模拟正常生产时的实际状态,即建立油井生产压差,模拟泵抽油时的状态(见图1)。通过显微镜等仪器观测在填砂模型两端加电和不加电时的情况,以及加电过程中,电压、通电时间等参数对渗透率等的影响。
3.3 直流电场强化油流技术
大功率直流电场在近井地带产生电加热作用,使该处蜡质、胶质和沥青质熔化,有利于清除油层污染,进而使泥浆滤液从近井地带流出。当烃流油气出现时,将井下电极极性由负转为正,此时,双电层结构中可动的阳离子会在电场作用下向阴极移动,阳离子又会带走水分子,以强化油流。
4 总结
(1)该EEOR技术是具有低成本,污染小,适应复杂环境强,地面设备少且效果明显等特点。
(2)EEOR技术在油田各个开发阶段都可达到增油降水的效果。对于高含水开采期效果更加显著。
(3)虽然理论研究及现场试验都已经取得了初步成果,但为了达到大规模工业化应用的水平,还必须进行更深入的研究。
参考文献
[1] 于国栋,张立明,薛国锋.油层加电提高采收率技术.石油钻采工艺,2004; 26(5):60-63
[2] 彭环,李延军,马颖洁.提高稠油油藏原油采收率的直流电场强化驱油技术.国外油田工程,2009;9(25):5-9
【关键词】直流电 采收率 技术研究
1 作用机理
EEOR技术主要通过建立直流电场对饱和流体的岩石介质施加影响,使地层中发生电加热作用,同时直流电场在近井地带可产生远大于压差力的库仑力和电场力,使地层中发生电脉冲、电化学、电迁移、电动力学等效应。库仑力可以使含粘土基质矿物的化学性质和结构特性发生变化,达到疏通被堵塞通道的目的。电场力可以在毛管内引起电抽吸作用,提高毛管内油水乳化物的运移能力,从而解除毛管堵塞,增大流动空间,减小流动阻力,从而增大渗透率。
1.1 电加热作用机理
通过对油藏中导电的流体和固体通直流电来加热,能提高油层温度和降低原油的粘度,使其更容易采出。1.2 电脉冲作用机理
带电胶体颗粒悬浮在溶液中,将在电场的作用下迁移,类似于电迁移。这个过程将清除毛孔吼道的堵塞,提高渗透率,从而增加石油产量
1.3 电化学作用机理
电化学作用即电流通电引起的化学反应。电化学作用能增强复杂的重油碳氢化合物的“冷裂”反应,结果表明其能有效降低原油的粘度,增加油藏能量。这两种效应都可提高原油产量。
1.4 电迁移作用机理
电迁移是被溶解的离子成分的运移,如外加电场影响下的阳离子和阴离子的运移。电迁移运动是金属阳离子从阳极迁移到阴极的过程。
1.5 电动力学作用机理
在外部强加电场的影响下能刺激亥姆霍兹双层里面的离子液体的运动。这种机制可以使储层渗透率明显增加。应用直流电流还能使粘土脱水,使得它们成为非晶态并且不发生膨胀。
2 室内试验
该试验模拟正常生产时的实际状态,即建立油井生产压差,模拟泵抽油时的状态(见图1)。通过显微镜等仪器观测在填砂模型两端加电和不加电时的情况,以及加电过程中,电压、通电时间等参数对渗透率等的影响。
3.3 直流电场强化油流技术
大功率直流电场在近井地带产生电加热作用,使该处蜡质、胶质和沥青质熔化,有利于清除油层污染,进而使泥浆滤液从近井地带流出。当烃流油气出现时,将井下电极极性由负转为正,此时,双电层结构中可动的阳离子会在电场作用下向阴极移动,阳离子又会带走水分子,以强化油流。
4 总结
(1)该EEOR技术是具有低成本,污染小,适应复杂环境强,地面设备少且效果明显等特点。
(2)EEOR技术在油田各个开发阶段都可达到增油降水的效果。对于高含水开采期效果更加显著。
(3)虽然理论研究及现场试验都已经取得了初步成果,但为了达到大规模工业化应用的水平,还必须进行更深入的研究。
参考文献
[1] 于国栋,张立明,薛国锋.油层加电提高采收率技术.石油钻采工艺,2004; 26(5):60-63
[2] 彭环,李延军,马颖洁.提高稠油油藏原油采收率的直流电场强化驱油技术.国外油田工程,2009;9(25):5-9