以聚合物為載體的三次采油技術(shù)研究

摘 要：油田的開發(fā)方式直接決定著油氣采收率的高低。文章主要介紹的是新型聚合物在三次采油用技術(shù)中應(yīng)用，通過新型聚合物的應(yīng)用從而大幅度提高三次采油的抗鹽性能，進(jìn)而使在三次采油和四次采油技術(shù)中能大幅度提高采收率。

關(guān)鍵詞：三次采油；聚合物；油田生產(chǎn)采收率

我國的主力油田現(xiàn)在含水率居高不下，另外我們?cè)蛯?duì)外依存度隨著開放也越來越高，石油在國家安全戰(zhàn)略中的地位要求我們必須保持石油穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn)。如何降低老油田的含水率，不斷提高原油采收率的主要措施之一就是利用聚合物的三次采油技術(shù)。其中聚合物普通聚丙烯酰胺，由于抗鹽性能差，不穩(wěn)定，污染環(huán)境，成為推廣中必須解決的重大技術(shù)問題。因此，創(chuàng)新研發(fā)新型聚合物是推動(dòng)中國石油開采進(jìn)步的技術(shù)關(guān)鍵。

1 新型聚合物三次采油技術(shù)

在石油開采行業(yè)中把利用油層能量稱為一次采油；把向油層注入水和氣，給油層補(bǔ)充流動(dòng)能量稱為二次采油；把用化學(xué)物質(zhì)來改善油、氣、水及巖石相互之間的性能稱為三次采油。在所有的這三種采油方式中，其中的第三次采油是目前應(yīng)用最為廣泛的，也是采收率最高，在我國它已成為降低老油田含水率，提高原油采收率的主要措施。推廣三次采油的新技術(shù)，對(duì)現(xiàn)在我國石油行業(yè)的重要越來越明顯。以梳形聚合物分子結(jié)構(gòu)來提高聚合物抗鹽性能的分子性能的開發(fā)思路，研究開發(fā)的新型抗鹽聚合物，在大慶、勝利、大港、克拉瑪依、華北及渤海油田的推廣應(yīng)用中得到了證明，應(yīng)用效果很好。新型抗鹽聚合物與普通超高分子量聚合物聚丙烯酰胺相比，能夠在降低10%成本并保護(hù)環(huán)境的同時(shí)，讓油田的采收率增加兩個(gè)百分點(diǎn)以上，從而極大的提高了原油的可采儲(chǔ)量值。

2 三次采油技術(shù)的發(fā)展及規(guī)模

2.1 三次采油技術(shù)的發(fā)展

三次采油技術(shù)經(jīng)歷了三次大的發(fā)展，第一次在20世紀(jì)50至60年代，以蒸汽驅(qū)油的重油開采得到了廣泛的應(yīng)用，為世界范圍內(nèi)打開了重油這個(gè)資源寶庫。第二次發(fā)展是在20世紀(jì)80年代，以化學(xué)驅(qū)的三次采技術(shù)得到大力發(fā)展，但目前主力驅(qū)依然是蒸汽驅(qū)為主。化學(xué)驅(qū)的發(fā)展受制于注劑成本高，且還有許多不確定因素。第三次發(fā)展20世紀(jì)90年代，以混相注氣驅(qū)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。主要得益于混相驅(qū)技術(shù)適用范圍大、成本較低的優(yōu)勢(shì)，消少溫室效應(yīng)，提高環(huán)保要求。

目前在我國的一些油田已經(jīng)廣泛開展了三次采油先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)，通過試驗(yàn)表明，可以較大幅度提高原油采收率，目前國內(nèi)的聚合物驅(qū)產(chǎn)業(yè)已形成了配套工藝技術(shù)和產(chǎn)業(yè)規(guī)模。經(jīng)過小井距試驗(yàn)表明，微生物驅(qū)油技術(shù)在聚合物驅(qū)采油中還能進(jìn)一步提高原油采收率。

2.2 聚合物驅(qū)油在國內(nèi)主要油田的應(yīng)用

三次采油技術(shù)在美國、加拿大、委內(nèi)瑞拉、印尼等國家得到廣泛的應(yīng)用，其中在美國，三次采油技術(shù)更是得到政府的高度重視，政府采取各種政策和激勵(lì)手段，幫助企業(yè)掃清投資渠道風(fēng)險(xiǎn)、積極鼓勵(lì)三次采油應(yīng)用、減少碳排放，提倡減少與重油生產(chǎn)相關(guān)的技術(shù)轉(zhuǎn)讓風(fēng)險(xiǎn)等。

在國內(nèi)的大慶油田、勝利油田、大港油田廣泛開展三次采油技術(shù)試驗(yàn)，其中在大慶油田的北二區(qū)、北一中塊、喇北東塊等六個(gè)大區(qū)塊開展了聚合物的注聚面積達(dá)到50平方公里，形成地質(zhì)儲(chǔ)量1.2×108噸以上。經(jīng)過多年努力的三次采油年產(chǎn)量已接近500×104噸，占整個(gè)大慶油田總產(chǎn)量的8%，其中平均噸聚合物增油120噸，其中應(yīng)用效果十分理想。在勝利油田開展的并投入八個(gè)聚合物試驗(yàn)項(xiàng)目中，三次采油技術(shù)聚合物驅(qū)應(yīng)用方案，累計(jì)注聚面積達(dá)到30.70平方公里，地質(zhì)儲(chǔ)量8149×104噸，可控預(yù)測(cè)提高采收率8%以上，增加可采儲(chǔ)量712.5×104噸。在大港油田開展的主要區(qū)塊注聚工作，截止目前聚合物注聚面積達(dá)11.8平方公里，地質(zhì)儲(chǔ)量3362×104噸，形成可控預(yù)計(jì)提高采收率8%左右，增加可采儲(chǔ)量269×104噸。

3 三次采油技術(shù)上的做法

3.1 開展超前研究

國際上聚合物驅(qū)油，一直得到很塊的發(fā)展，美國在三次采油中的數(shù)量和產(chǎn)量都排列到世界第一位，在國內(nèi)大慶油田通過領(lǐng)先的石油科技和管理，依靠開展的水驅(qū)，聚合物驅(qū)或復(fù)合驅(qū)，泡沫復(fù)合驅(qū)等復(fù)合驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)的三次采油技術(shù)的支持，已經(jīng)連續(xù)20多年達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)，今后還要通過開展超前研究，特別是開展以堿水驅(qū)，堿-聚合物驅(qū)，復(fù)合驅(qū)的技術(shù)研究、以開展微生物、CO2驅(qū)采油的技術(shù)研究，來瞄準(zhǔn)國際上前沿技術(shù)課題，按照室內(nèi)研究，先導(dǎo)試驗(yàn)，工業(yè)性試驗(yàn)，推廣應(yīng)用這個(gè)模式，進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備，為今后石油工業(yè)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.2 主要研究方向

3.2.1 三元復(fù)合體系驅(qū)油研究。目前各油田在開展三元復(fù)合體系驅(qū)油研究中，主要研究重點(diǎn)是價(jià)格低廉的，選擇驅(qū)油效果好的表面活性劑，并在表面活性劑的復(fù)配上，開展了選配研究工作，以有效降低三元復(fù)合驅(qū)體系中的活性劑成本。在三元復(fù)合體系中色譜分離效應(yīng)的研究目前已引起了中石油和石化主力油田的重視，相關(guān)油田已經(jīng)提出了減少色譜分離的有效方法，該項(xiàng)研究可為大井距配方的選擇提供依據(jù)。

3.2.2 泡沫復(fù)合驅(qū)油研究

泡沫復(fù)合驅(qū)油是進(jìn)一步提高原油采收率的一項(xiàng)重要接替技術(shù)，是利用泡沫復(fù)合體可以深入到三元復(fù)合體系不能進(jìn)入的狹窄的小孔道中驅(qū)出柱狀殘余油，該技術(shù)具有泡沫驅(qū)油和熱力采油的優(yōu)點(diǎn)，又具有一定二氧化碳和氮?dú)怛?qū)油的作用，能明顯提高了驅(qū)油效果。通過大量的實(shí)驗(yàn)表明，泡沫聚合物復(fù)合驅(qū)油注入方式提高采收率的效果好，原油采收率的提高幅度增加，聚合物驅(qū)后，復(fù)合熱泡沫體系驅(qū)提高采收率的幅度隨溫度的提高而增加，高溫條件下，復(fù)合熱泡沫驅(qū)油提高采收率達(dá)到16%。

3.2.3 微生物驅(qū)油試驗(yàn)研究。

微生物驅(qū)油的三次采油技術(shù)近十幾年來得到快速發(fā)展，我國的主力油田都開展了微生物采油和微生物驅(qū)技術(shù)的相關(guān)室內(nèi)研究工作，其中以微生物防蠟和單井吞吐技術(shù)已為生產(chǎn)維護(hù)和增產(chǎn)措施在多個(gè)油田有規(guī)?；瘧?yīng)用。目前微生物驅(qū)油技術(shù)在國內(nèi)已開展了20多個(gè)區(qū)塊的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。但還有些技術(shù)需要解決，主要有①在自然環(huán)境下篩選微生物的菌種研究；②在油藏溫度下，促使微生物生長(zhǎng)繁殖研究；③用微生物疏油，降低油水井的壓力研究等。

3.2.4 凝膠體系地層深部流體轉(zhuǎn)向技術(shù)研究。

弱凝膠地層流體轉(zhuǎn)向技術(shù)是20世紀(jì)90年代末發(fā)展起來的一項(xiàng)以改善水驅(qū)效果、提高原油采收率為目的的新技術(shù)，凝膠體系注人地層后，成膠后封堵水流大孔道，迫使注入水轉(zhuǎn)向進(jìn)人低滲透層，增大了注人水的掃油面積，提高了注人水的波及效率，改善了水驅(qū)效果，提高采收率的方法。目前弱凝膠地層流體轉(zhuǎn)向技術(shù)在勝利油田主要區(qū)塊開展了交聯(lián)聚合物驅(qū)油試驗(yàn)，見到了十分明顯的采收效果。

4 結(jié)束語

三次采油技術(shù)是一項(xiàng)利用物理、化學(xué)和生物技術(shù)的高新技術(shù)來提高原油采油率的開采技術(shù)，目前三次采油技術(shù)占石油開采總量的份額不斷增加，已經(jīng)形成了一系列的三次采油技術(shù)，其中化學(xué)驅(qū)的聚合物驅(qū)已形了規(guī)?；?、工業(yè)化的應(yīng)用，并在主力油田區(qū)塊開展了先導(dǎo)性礦場(chǎng)試驗(yàn)，為我國石油穩(wěn)產(chǎn)提供了可靠的技術(shù)支持手段。下一步重點(diǎn)需要開展三元復(fù)合驅(qū)中的CO2混相驅(qū)和泡沫驅(qū)及微生物采油工業(yè)試驗(yàn)步伐，為開采的稠油、超稠油等難采儲(chǔ)量提供支持支撐。