3.7 油田开发基础知识 采油新技术

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1、第七节采油新技术作为一种重要的能源和化工原料，在世界范围内，对石油的需求仍将持续增长，随着油田进入高含水后期开发阶段，剩余可采储量越来越少，受天然能量和注水开发方式采油的局限，产油量递减逐渐严重，采油新技术的应用也越来越重要。一、采油新技术简介(一)三次采油的概念近十几年，国内、国外的采油新技术发展很快，有物理的、化学的、生物的以及各种综合的方法，但其根本都是在力争提高原油采收率。从技术应用时间顺序和技术机理上，可分为一次采油、二次采油和三次采油。一次采油，即依靠油藏天然能量进行油田开采的方法，常见的如溶解气驱、气顶驱和弹性水驱等；二次采油系

2、指注水、注气的开采方法，是一种保持和补充油藏能量的开采方法；除一次，二次采油以外的采油方法，即通常改变残油排油机理的开采方法，诸如混相驱、火烧油层和蒸汽驱油等统称之为三次采油。近年来，把改变油藏中残油的排油机理的强制采出残油的方法通称为强化采油(enhancedoilrecovery，简称EOR)或提高原油采收率技术，EOR术语的应用也越来越广。提高原油采收率(EOR)是通过向油层注入非常规物质开采原油的方法，包括注入溶于水的化合物，交替注入混相气体和水，注入胶束溶液(由各种表面活性剂、醇类和原油组成的微乳液体系)，注蒸汽以及火烧油层等。与二

3、次采油相比，三次采油的特点是高技术、高投入、高效益，在二次采油水驱的基础上向油层注入排驱剂来采油，不同的排驱剂有不同的排驱机理。三次采油增油效果较好，近年来被国外广泛重视和研究，大庆油田一投入开发，就开始了三次采油研究工作，先后研究过C02水驱、聚合物溶液驱、C02混相驱、注胶束溶液驱和微生物驱等。20世纪70年代后期，我国对三次采油的研究逐渐重视起来，玉门油田开展了活性水驱和泡沫驱油；20世纪80年代大港油田开展了碱水驱油研究工作；20世纪90年代，大庆、胜利油田对聚合物驱油都开展了重点研究。目前，大庆油田聚合物驱已进入工业化应用阶段。(二

4、)表面活性剂溶液驱油油田经注人驱油后，剩余油以不连续的油块圈捕在储油岩石孔隙内，这时作用于油珠上的两个主要力是粘滞力和毛细管力。若使油珠通过砂粒间狭窄通道，则必须使其发生形变。影响其发生形变的主要因素是毛细管力，即油水的界面张力，如果减小了界面张力便减小了油珠形变的阻力，即减少了残余油。．活性剂的水溶液可降低界面张力，提高采收率。各种盐水与表面活性剂联合使用可降低界面张力到最低值，并可以抑制表面活性剂在油层中的吸附，这些技术导致低张力表面活性剂驱的产生，后来又在此基础上陆续发展了胶束驱和微乳液驱。表面活性剂是指能够由溶液中自发地吸附到界面上，

5、并能显著地降低该界面自由表面能(表面张力)的物质，具有表面活性的物质分子都具有极性亲水基团和非级性憎水烃链的双亲结构和不对称性，因此，表面活性剂有联接油水两相的功能；分子具有亲水基团又有憎水基团的化合物很多，它们都具有降低表面张力的作用，但是只能将显著降低表面张力的物质称为表面活性剂。表面活性剂驱油提高采收率，目前有两种方法：一种是适用于大孔隙体积，用低浓度的表面活性剂溶液，一般称为表面活性剂稀溶液驱；另一种是适用于小孔隙体积，用高浓度的表面活性剂溶液，是利用表面活性剂形成微乳液进行驱油，一般称为微乳液驱。室内实验表明，表面活性剂驱油是一种比

6、较理想的提高采收率的方法；但现场进行表面活性剂驱油时，由于油藏条件的复杂性，使之驱油效果受到诸多因素的影响而大打折扣。(三)碱性水驱。碱性水驱即通常所谓的注氢氧化钠水溶液的方法。它是以原油中的有机酸为基础，酸碱在油藏中就地发生化学反应产生界面活性剂，该界面活性剂或吸附于岩石表面，改变油藏岩石表面的润湿性；或吸附于油水界面，降低界面张力，促使稳定的(水包油)乳状液或不稳定的(油包水)乳状液的形成。目前，基于不同的油、水和岩石特性，提出了碱水驱的不同驱油机理，其中有：①乳化和携走；②乳化和捕集；③岩石表面润湿性从亲油转化亲水；④岩石表面从亲水转化

7、亲油。不同角度的驱油试验表明，这些驱油机理在特定的pH值和含盐环境下，对特定的原油是正确的。碱水驱的注入一般分三步：首先注入清水或淡盐水，以清除油层中的含钙、镁等高价离子的地层水，因为这些高价的金属阳离子在与碱相遇时，产生反应而消耗掉大量的碱，从而影响碱水的驱油效果；然后将配制好的碱液注入地层中，注入量可根据碱耗来确定，通常注入0．1～0．5PV(孔隙体积)，碱剂的浓度一般大于5％；最后再注入清水驱替碱液。尽管碱水驱的成本比较低，工艺比较简单，但这种方法对于大部分油田效果并不明显。其主要原因是碱虽然可降低界面张力，但界面张力的降低程度明显受原

8、油性质、地层条件等因素的影响；另外，碱液的粘度没有增加，即碱水驱仅仅部分提高了洗油效率，但并没有大幅度提高驱替液的涉及系数，因此提高原油的采收率的幅度有限。由此，现