淺談三次采油技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

閆帥 （勝利油田勝機(jī)石油裝備有限公司 山東 東營 257067）

石油開采技術(shù)包含三個(gè)階段：一次采油是利用地層自身能量產(chǎn)生自噴進(jìn)行開采；二次采油是在地層能量消耗完后采用人工向地層注氣或注水的措施來增加地層壓力，補(bǔ)充油層能量，能夠繼續(xù)對(duì)原油進(jìn)行開采；在二次采油開發(fā)幾十年后，油藏中剩余油被圈閉在巖層孔隙之中形成間斷的油塊，如果還采用注水驅(qū)油的話，則采出液中含水量太高，因此這部分原油需要采用物理和化學(xué)的方法進(jìn)行開采，此即為三次采油。

一、三次采油技術(shù)方法

針對(duì)不同油層的性質(zhì)特點(diǎn)，三次采油分為很多種方法，目前應(yīng)用比較廣泛的主要有四種：熱力采油法、化學(xué)法、混相法和微生物法。

（1）、熱力采油法

熱力采油法是指通過向油藏提供熱量、使其溫度升高，從而使原油粘度降低，原油流動(dòng)阻力大大減小，以此來提高原油采收率的方法。根據(jù)提供熱量的位置不同，熱力采油法主要有兩種：一是在地面對(duì)流體進(jìn)行加熱，將熱流體從井筒注入到油層；另一種是在油層內(nèi)部產(chǎn)生熱量。熱力采油法在減小油藏流動(dòng)阻力的同時(shí)還為驅(qū)油提供了動(dòng)力。目前主要的熱力采油法有蒸汽驅(qū)油與火燒油層等。

（2）、化學(xué)法

利用化學(xué)方法的三次采油技術(shù)有很多種，主要的有以下三類：

①聚合物驅(qū)油法

聚合物驅(qū)油法是以聚合物作為驅(qū)油劑，通過增大水的波及參數(shù)來增加原油采收率的一種經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)。不過由于聚合物溶液屬于假塑性流體，其剪切速率的變化會(huì)引起流體粘度的變化，從而造成地層孔隙流道的堵塞。因此聚合物驅(qū)油法的適用范圍受到了很大的限制。

②堿驅(qū)油法

堿驅(qū)油法是利用了堿與原油中含有的酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)將產(chǎn)生表面活性劑，使油水分界面上的表面張力發(fā)生變化，從而提高采收率的技術(shù)。堿驅(qū)油是應(yīng)用得比較早的三次采油技術(shù)，不過由于該技術(shù)使用后期產(chǎn)出油中含油量低，原油不連續(xù)，相當(dāng)部分堿驅(qū)殘余油難以開采，同時(shí)化學(xué)堿對(duì)地層產(chǎn)生很大的破壞。因此堿驅(qū)油技術(shù)難以得到推廣應(yīng)用。

③復(fù)合驅(qū)油法

由于各種驅(qū)油法都有其一定的適應(yīng)性，難以滿足各種不同條件油層的驅(qū)油作業(yè)，所以提出了各種驅(qū)油法組合使用的復(fù)合驅(qū)油技術(shù)，目前主要有二元和三元復(fù)合驅(qū)油。以三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)為例，就是將表面活性劑用較為經(jīng)濟(jì)的堿代替，如此不僅降低了活性劑的用量，減少了因聚合物吸附引起的損耗，還使油水界面的表面張力大大降低，從而提高了水的波及參數(shù)和采收率。

（3）混相法

混相法是向油層中注入一種流體，在特定的溫度壓力條件下，該流體與原油通過復(fù)雜的相變關(guān)系產(chǎn)生一段混相區(qū)。在混相驅(qū)排驅(qū)劑波及到的油層中，原油可以全部被采出。如果將混相驅(qū)油法與能夠提高波及系數(shù)的技術(shù)綜合使用，則實(shí)際的原油采收率可以達(dá)到90%以上，具有相當(dāng)大的市場(chǎng)前景。

（4）微生物法

微生物法是利用微生物在地層中的活動(dòng)，減緩設(shè)備腐蝕，改善原理含硫量，提高地層滲透率，改善氣錐、水錐現(xiàn)象，從而提高原油采收率。

二、三次采油技術(shù)的技術(shù)缺陷

（1）熱力驅(qū)油法主要存在著蒸汽驅(qū)油難以推廣和多次吞吐蒸汽后采收率難以再提高的技術(shù)難題，使得該技術(shù)一直都沒能大范圍使用。

（2）化學(xué)驅(qū)一般都存在著油層敏感性的問題，很大程度上影響了化學(xué)劑的驅(qū)油效果。另外在堿驅(qū)使用后期產(chǎn)出油中含油量低，原油不連續(xù)，相當(dāng)部分堿驅(qū)殘余油難以開采，同時(shí)化學(xué)堿對(duì)地層產(chǎn)生很大的破壞，從而制約了其推廣使用。聚合物驅(qū)油受到聚合物性能穩(wěn)定性和成本的制約，應(yīng)用效果不是很理想。

（3）微生物驅(qū)油法中微生物還有待于進(jìn)一步研究，不過該方法有著很好的應(yīng)用前景。

綜合來看，三次采油技術(shù)目前主要采用的是化學(xué)驅(qū)方法，也局限在有著較好油藏條件的油田上使用。熱力驅(qū)與微生物驅(qū)油等技術(shù)還處于理論研究與試驗(yàn)階段，與實(shí)際應(yīng)用于油田生產(chǎn)的要求還有差距。

三、三次采油技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

（1）、ASP三元復(fù)合驅(qū)油技術(shù)

ASP三元復(fù)合驅(qū)油方法成本低，驅(qū)油效率較高，有著不錯(cuò)的市場(chǎng)前景。該技術(shù)有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一是驅(qū)油機(jī)理還有待于進(jìn)一步研究；二是從應(yīng)用成本上考慮，需要對(duì)性價(jià)比較高的表面活性劑進(jìn)行研究，使該技術(shù)能夠得到大規(guī)模應(yīng)用。

（2）、MD膜驅(qū)油技術(shù)

MD膜驅(qū)油是讓MD膜驅(qū)油劑經(jīng)過水溶液的傳遞與油層巖石表面發(fā)生作用，產(chǎn)生納米級(jí)別的單分子層MD膜，從而使得驅(qū)油效率和原油采收率都得到提高。MD膜驅(qū)油技術(shù)有著以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：MD膜溶液的配制與完成注入是在同一個(gè)裝置里完成；實(shí)現(xiàn)的設(shè)備裝置結(jié)構(gòu)緊湊，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用操作較為簡便；MD膜溶液的注入濃度可實(shí)現(xiàn)較大范圍的調(diào)節(jié)。

（3）、微生物驅(qū)油技術(shù)

微生物的新陳代謝過程中會(huì)產(chǎn)生生物表面活性劑，諸如磷脂、脂肽、糖分脂、脂類蛋白以及中性性質(zhì)的脂類衍生物等，都具有很強(qiáng)的表面活性，能夠使油水界面的表面張力大大降低，從而形成膠束狀溶液。另外，微生物還可以增強(qiáng)洗油能力，使油層更加濕潤，減小油層吸附滯留，提高穩(wěn)定性等。

（4）、CO2驅(qū)油技術(shù)

CO2相較于一般的烴類氣體在水中溶解度要高，并且CO2在原油中的溶解度比在水中的更高，所以在水與原油混合液中，CO2可以從水中轉(zhuǎn)移到原油中。在驅(qū)替機(jī)理上，根據(jù)CO2的化學(xué)物理性能主要有：使原油粘度減小；使原油界面的表面張力減小，減低阻礙驅(qū)替的摩擦力；使原油體積發(fā)生膨脹；使原油壓力降低引起溶解氣體釋放，構(gòu)成氣驅(qū)；能夠萃取出原油中的輕質(zhì)烴，再將其汽化；使堵塞孔隙流道的分子發(fā)生酸化作用，提高了注入效果。