三次采油技术简介

三次采油技术简介

翟立军, 欧阳彬, 赵亚峰, 刘彦飞, 杜佳佳, 李萍萍

华北油田公司苏里格勘探开发分公司  内蒙古鄂尔多斯  017300

华北油田公司二连分公司  内蒙古锡林浩特  026000

华北油田公司河北储气库分公司 065000

摘 要： 本文主要介绍了三次采油的基本知识、产生背景、基本原理、主要的驱油方法以及在一些油田的应用效果，并对三次采油在新世纪的发展趋势和影响推广的问题进行了探讨展望。

关键词：三次采油 热力驱 化学驱  混相驱

随着世界经济持续快速增长，全球能源需求自然水涨船高，我国作为世界第二大经济体2021年1-12月石油进口量达51298万吨，石油作为一种不可再生资源，其供应受到很大的限制。实践研究发现，一次采油技术的采收率仅为15％左右；二次采油技术要优于一次采油技术，但是采收率也比较低，只能达到25％～40％左右；国内多数油田目前处于高含水期开采阶段，综合采收率仅为32％左右，意味着仍有六成以上的石油“滞留”地下。三次采油技术，是一项能够利用物理化学和生物等新技术提高原油采收率的重要油田开发技术，极大促进石油行业的发展和社会的进步。

三次采油技术的发展经历了3次阶段：第一阶段：20世纪50年代后期至60年代中期，蒸汽吞吐的高速发展时期。50年代后期，蒸汽在南美洲委内瑞拉首次用于重油开采，从此在世界范围内打开了重油这个资源宝库。第二阶段：20世纪80年代，化学驱的发展达到高峰期。80年代，美国化学驱项目数从1980年的42个剧增至1986年的206个，但到1988年却快速降到了124个，造成化学驱发展变缓的原因主要是化学注剂比热采和注气的成本高，且化学驱后对地下情况认识还有许多不确定因素。第三阶段：发生在20世纪90年代初至今，混相注气驱技术得以快速发展。最早获得成功利用的气驱技术是烃类混相驱，加拿大运用该技术在许多油田获得成功。随后，由于烃类气体价格上涨和天然气藏的发现，以及混相驱技术适用范围大、成本较低等优势。

三次采油技术主要有热力学驱油技术、化学驱油技术、微生物驱油技术、注气驱油技术等。

热力学驱油技术：热力采油的机理主要是原油降粘、蒸馏热裂解、润湿性的改变和热膨胀等。对于倾角大的稠油油藏，热膨胀、粘性驱替和重力泄油是三种重要的采油机理。热力学驱油采油技术是通过向地层中的油藏提供热源，提升油藏温度，从而降低原油粘度、减小油藏中流体的流动阻力，来达到提高原油采收率的目的。热力学驱油技术包括蒸汽驱油技术和火烧油层采油技术。目前蒸汽吞吐和蒸汽驱已成为我国稠油开采的主要方法。全国稠油产量主要来自辽河、新疆、胜利、河南4个油田。热力学驱油采油技术因其成本低、安全环保等因素在油田生产中得到了广泛的应用。

化学驱油技术：化学驱油采油技术也是目前应用较为广泛的三次采油技术之一，其中所涉及的化学物质主要有表面活性剂、碱水和聚合物等。化学驱油技术关键技术包括聚合物驱油技术、表面活性剂驱油技术和碱驱油技术。聚合物驱油技术的原理是向水中加入水溶性高分子聚合物，增加水的粘度，降低油水流度比；表面活性剂驱油技术的主要原理是表面活性剂可以降低表油田油层土壤和石油资源的表面张力来提升石油的采收率；碱驱油技术的原理是原油与碱发生化学反应生成表面活性剂，从而降低油水界面张力、改变原油的润湿性，使其发生乳化捕集。大庆油田形成了以烷基苯磺酸盐为主剂的“碱+聚合物+表面活性剂”二元复合驱技术，胜利油田形成“聚合物+表面活性剂”的无碱二元复合驱技术；目前，已开展“碱+聚合物+表面活性剂+天然气”泡沫复合驱室内研究和矿场试验。

微生物驱油技术：微生物驱基本处于室内研究和先导试验阶段。经过多年来的发展，微生物清蜡和降低稠油粘度、微生物选择性封堵地层、微生物吞吐、微生物强化驱等已成为成熟的提高采收率的技术。微生物采油机理比较复杂，可以概括为以下几点：1.微生物新陈代谢所产生的酶，可以裂解重质烃类和石蜡，使原油黏度降低，流动性增强。2.厌氧微生物在新陈代谢过程中，产生CO2、N2、CH4等气体，这些气体能保持和增加油层压力，并溶于原油，而使其黏度下降。3.微生物代谢产生的化学物质、聚合物及同重金属反应具有高效封堵作用，这对非均质油藏的注水调剖具有良好的效果。4.微生物的代谢产生的表面活性物质，使界面张力降低，毛细管数增大；同时使岩石的润湿性转变，使吸附在岩石上的油膜脱落，油藏残余油饱和度降低，从而使采收率提高。微生物驱油已成为继传统的热采、化学驱、气驱之后第四大类提高采收率的方法。微生物驱油技术的发展主要有三个方向，一是微生物增效水驱，二是激活油藏微生物驱，三是微生物调剖驱油。微生物驱油技术在华北、大港等油田多地矿场实验，但由于效果不明显、费用高等原因未大规模采用。

注气驱油技术：注气驱油包括混相﹑非混相驱，混相驱是指在多孔介质中，一种流体驱替另外一种流体，由于两种流体之间发生扩散、传质作用，使两种流体相互溶解而不存在分界面。其目的是使原油和驱替剂之间完全消除界面张力，毛细管数变为无限大，残余油饱和度降到最低。注入气体主要包括二氧化碳气体、氮气、烟道气、液化石油气等。注二氧化碳技术主要用于后期的高含水油藏、非均质油藏，在我国由于大量煤炭的燃烧而拥有比较丰富的二氧化碳资源，因此目前使用最广泛的注气驱油技术是二氧化碳混相注气驱油技术。一般注入液态二氧化碳后，含油饱和度高的低渗透油藏，在单井产量接近于零的情况下5-10天就能见到效果，产油量回升至3-5方/日，并能够维持长期稳产，经济效益很好。大庆油田在五个区块开展了二氧化碳驱现场试验，动用含油面积26.5平方公里、地质储量2065.8万吨。截至2019年年底，大庆油田累积注气161.6万吨，累积产油53.7万吨 。解决了二氧化碳驱单层突进、抽油泵气锁、作业成本高、重质组分堵塞、注采井腐蚀等问题，实现了油气水和二氧化碳不同混合相态下的高效注采。

结语：石油供给安全是国家安全的重要组成部分，本土石油供给在这组成部分中占有重要地位，我国石油企业多数面临中后期开采，综合含水大幅上升，水驱效率、注水利用率大幅下降，原油集输处理过程中，脱水设备耗电上升，油田产量不断下降，三次采油技术势在必行。随着社会对石油需求的愈发强势以及科学技术的不断进步，三次采油技术将在进一步推广应用中趋于完善。

参考文献:  　　

[1]李梅霞.国内外三次采油现状及发展趋势。当代石油石化,2008,16,(12):19-25. 

[2]杨清彦,宫文超,贾忠伟.大庆油田三元复合驱油机理研究。大庆石油地质与开发,1999,18,(3):24-26.

[3]万仁薄，罗英俊。采油技术手册。北京：石油工业出版社，2009