油田采油过程中的流体流动特性及其对采收率的影响研究

李晨

摘要：了解和掌握油田中流体流动的特性及其对采收率的影响，对于有效开发和管理油田资源具有重要意义。本文首先介绍了流体流动的基本概念，探讨了流体流动特性对采收率的影响因素，包括渗透率和孔隙度、流体黏度、油水相对渗透率曲线以及水驱和气驱等因素，以期为油田开发提供一定的理论基础和实际指导。

关键词：油田采油；流体流动特性；采收率；影响

一、流体流动特性的基本概念

1、流体流动的类型

流体流动特性是研究流体在运动中表现出的各种现象和性质的科学。流体流动的类型可以分为层流和湍流。层流是指流体在管道、河流等狭窄通道中，流动速度较低且流线平行、有序的流动。湍流是指流体在高速流动或者通过复杂的几何结构时，流线混乱、随机的流动状态。层流和湍流的流动特性不同，对于不同的应用场景有不同的影响。

2、流体的黏性和流变性质

流体的黏性是指流体内部分子之间的相互作用力，决定了流体的粘滞阻力大小。黏性使得流体在流动过程中有内部摩擦力的存在，阻碍了流体分子的流动。黏性大小决定了流体的流动速度和流体层之间的相对运动状态。黏性较大的流体，流动速度较慢，流线平稳；而黏性较小的流体，流动速度较快，流线较为混乱。流变性质是指流体在受到外部力作用下，流动特性随应力的变化而发生的变化。流体可以分为牛顿流体和非牛顿流体。牛顿流体是指在流动过程中，应力与应变呈线性关系的流体。即，牛顿流体的流动速度与施加的剪切应力成正比。而非牛顿流体则不满足这一线性关系，其流变性质会随着剪切应力的变化而发生变化。非牛顿流体的流动特性较为复杂，包括塑性流体、剪切变稀流体等多种类型。

二、影响采收率的流体流动特性

1、渗透率和孔隙度对流体流动的影响

渗透率是指单位面积内流体通过岩石储层的能力。渗透率的大小直接影响了流体在岩石中的流动速度和能力。当渗透率较高时，流体能够更快地通过储层，提高了采收率。相反，当渗透率较低时，流体在储层中的流动速度减慢，采收率也相应降低。因此，渗透率是影响采收率的重要因素之一。其次，孔隙度是指岩石中孔隙空间的占据比例。孔隙度高表示岩石中可容纳的流体体积大，有更多的空间可以储存和通过流体。这将有利于流体的流动和扩散，提高采收率。相反，孔隙度低意味着岩石中可容纳的流体体积较小，流体的储存和流动受到限制，采收率也会相应下降。

2、流体黏度对采收率的影响

流体黏度决定了流体在储层中的流动速度。流体黏度越高，分子间的相互作用力越大，流体的内部摩擦力也相应增大。这导致流体在储层中的流动速度减慢，流体的流动能力受到限制，采收率相应降低。相反，流体黏度越低，流体的内部摩擦力减小，流体在储层中的流动速度增加，流体的流动能力增强，采收率也相应提高。其次，流体黏度还影响了流体的驱替效果。在采油过程中，常采用水驱或气驱等方法来驱出储层中的油。流体黏度高的情况下，流体与油的界面张力较大，导致驱替效果不理想，无法充分驱出油。而当流体黏度较低时，流体与油的界面张力减小，使得驱替效果更好，能更有效地将油驱出，提高采收率。

3、油水相对渗透率曲线对采收率的影响

油水相对渗透率曲线反映了油和水在储层中的渗透性变化规律。当孔隙度较小的时候，油水相对渗透率曲线上油相相对渗透率较高，水相相对渗透率较低。这意味着在较小孔隙度条件下，油相能够更容易地渗透而水相相对困难。因此，在采油过程中，油相相对渗透率的增加能够促进油的渗透，提高采收率。其次，油水相对渗透率曲线还表明了水相的剩余饱和度随孔隙度的变化。当孔隙度较大时，油水相对渗透率曲线上水相相对渗透率较高，表明水相在较大孔隙度条件下更容易渗透。这意味着在采油过程中，当孔隙度较大时，水相的渗透能力增强，有助于将油驱出，提高采收率。

4、水驱和气驱对采收率的影响

水驱是通过注入水来推动原油向井口移动的采油方法。在水驱过程中，水与原油之间发生的置换作用是关键。水的相对渗透率通常较高，能够有效地渗透到储层中，将原油驱出。同时，水的黏度较低，在流动过程中能够形成较大的有效驱替面积，增加了原油的接触面积，提高了采收率。此外，水驱还能够降低储层中的黏度，减少了油的粘附和吸附作用，对采收率的提高也有积极的影响。其次，气驱是通过注入气体来推动原油向井口移动的采油方法。在气驱过程中，注入的气体（如天然气）能够提供较大的压力差，促使原油向井口移动。同时，气体的相对渗透率通常较低，有助于压缩和驱出储层中的气体。此外，气驱还能够改变储层中的压力分布，提高油的渗透性，增加采收率。另外，气驱还具有气泡驱替效应，气泡能够在油相中形成多个相对较小的液滴，增加了液相的有效驱替面积，进一步提高了采收率。

结语：

通过对流体流动的基本概念、黏性和流变性质的介绍，了解了流体流动的基本原理。继续深入探索和研究流体流动特性及其对采收率的影响，以推动油田采油技术的发展和油田资源的有效利用。

参考文献：

[1]王鑫. 微生物采油技术提高采收率机理及影响因素分析[J]. 云南化工,2018,45(6):87-88.