熱化學(xué)復(fù)合采油技術(shù)研究現(xiàn)狀與進(jìn)展研究

劉雙嶺

摘 要：為了有效解決蒸汽采油過(guò)程中所存在的問(wèn)題，發(fā)展出了一種稠油的開(kāi)采技術(shù)，這種技術(shù)就是熱化學(xué)復(fù)合采油技術(shù)。本文中，筆者講述了熱化學(xué)復(fù)合采油技術(shù)的幾種類(lèi)別，指出熱化學(xué)復(fù)合采油技術(shù)是可以有效提高采油率的，同時(shí)闡述了熱化學(xué)復(fù)合采油技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：采油 產(chǎn)油率 表面活性 熱化學(xué)采油

引言：傳統(tǒng)的稠油開(kāi)采方法主要是采用熱力采油，利用熱水驅(qū)、蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)等，其中蒸汽驅(qū)和蒸汽吞吐方法比較常見(jiàn)。但是在開(kāi)采過(guò)程中，由于稠油的密度、粘度與蒸汽不同，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)蒸汽超覆而導(dǎo)致降低稠油開(kāi)采波及范圍。而且在波及區(qū)域中也會(huì)受到巖石、水體系和原油的影響，而發(fā)生稠油不能完全玻璃的情況，從而影響采油率。后來(lái)出現(xiàn)了一種新的稠油開(kāi)采技術(shù)，克服了上述所說(shuō)問(wèn)題，這種技術(shù)就是熱化學(xué)復(fù)合采油技術(shù)，這種技術(shù)原理就是在注入蒸汽的同時(shí)在加入一些其他的化學(xué)劑從而增加采油量。

一.熱化學(xué)復(fù)合采油技術(shù)

1.蒸汽表面活性劑復(fù)合驅(qū)采油技術(shù)

蒸汽表面活性劑復(fù)合驅(qū)采油技術(shù)主要包括兩種復(fù)合技術(shù)，分別是蒸汽泡沫劑復(fù)合驅(qū)采油技術(shù)以及蒸汽驅(qū)油劑復(fù)合驅(qū)采油技術(shù)。蒸汽泡沫劑復(fù)合驅(qū)采油技術(shù)就是在注入蒸汽的同時(shí)注入泡沫劑，或者是一些非凝析的氣體，例如氮?dú)?，使其在孔隙中產(chǎn)生泡沫，這些氣泡在通過(guò)巖石喉孔則會(huì)產(chǎn)生Jamin效應(yīng)，這樣一來(lái)，就可以增加蒸汽的流動(dòng)阻力，蒸汽的流動(dòng)性降低了就會(huì)改善蒸汽在地層中的分配，從而就會(huì)提高采油率。蒸汽驅(qū)油劑復(fù)合采油技術(shù)則是注入驅(qū)油劑，來(lái)改變巖石、原油和水體系之間的特性，降低油水界面的張力從而改變巖石的濕潤(rùn)性，降低油的飽和度。

2.蒸汽薄膜擴(kuò)散劑復(fù)合驅(qū)采油技術(shù)

薄膜擴(kuò)散技屬于一種表面活性劑，但是作用機(jī)理與一般的表面活性劑又有所不同。TFSA屬于一種高分子非離子型表面活性劑，極易形成一層薄膜，厚度大于為2nm。TFSA所形成的薄膜可以取代原來(lái)瀝青質(zhì)和膠質(zhì)形成的一種厚膜，可以促使水滴凝聚。利用巖石的潤(rùn)濕性，可以提高油層的滲透率，從而增加原油的產(chǎn)量。

3.熱堿復(fù)合驅(qū)采油技術(shù)

80年代初開(kāi)始研究熱堿復(fù)合驅(qū)采油技術(shù)，最早的堿驅(qū)是由美國(guó)人提出來(lái)的。迄今為止，利用堿驅(qū)來(lái)提高原油的產(chǎn)量仍然還存在著爭(zhēng)議?，F(xiàn)在普遍被大眾認(rèn)同的工作機(jī)理是堿會(huì)與原油中的有機(jī)酸產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，可以降低界面的張力，從而提高原油的產(chǎn)量。

4.熱聚合物復(fù)合驅(qū)采油技術(shù)

熱聚合物復(fù)合驅(qū)采油技術(shù)是利用大分子聚合物，對(duì)地層的吸汽剖面進(jìn)行調(diào)整，改變注氣效果從而提高原油的采收率。

二.熱化學(xué)復(fù)合采油技術(shù)研究現(xiàn)狀

1.熱化學(xué)復(fù)合采油技術(shù)機(jī)理

熱化學(xué)復(fù)合采油技術(shù)利用活性劑的一些功能作用來(lái)降低油藏中流體的界面，改變巖石的物理特征。因?yàn)楸砻婊钚詣┛梢愿淖冇退缑婧蛶r石表面的定向排列，利用油水界面張力的降低來(lái)改變巖石表面的物理性質(zhì)。表面活性劑可以促進(jìn)稠油與巖石表面剝離，從而降低開(kāi)采稠油的難度。下面是熱化學(xué)復(fù)合采油技術(shù)的研究現(xiàn)狀：第一，表面活性劑降低了油滴與巖石表面的吸附力量，提高了采油技術(shù)的洗油能力；第二，表面活性劑可以降低水面的張力。這樣一來(lái)巖石就會(huì)增加潤(rùn)濕度，就是提高稠油開(kāi)采量；第三，界面張力一旦降低稠油就會(huì)形成乳狀液，這樣稠油的流動(dòng)阻力就會(huì)減小；第四，由于界面張力降低油藏中就會(huì)產(chǎn)生泡沫，蒸汽流度就會(huì)降低，蒸汽分配情況就會(huì)得到改善，從而提高稠油開(kāi)采量。

2.溫度對(duì)表面活性作用效果的影響

溫度對(duì)表面活性劑的影響比較大，經(jīng)過(guò)相關(guān)專(zhuān)家喜新厭舊，發(fā)現(xiàn)高溫很容易是活性劑產(chǎn)生沉淀。沉淀之后活性劑的濃度就會(huì)降低，尤其是非離子活性劑，在高溫情況下吸附力會(huì)急劇下降，所以溫度是影響表面活性劑發(fā)揮作用的重要因素。另外溫度還會(huì)影響表面活性劑的一些性能，例如穩(wěn)定性。高溫導(dǎo)致表面活性劑的表面活性大大降低，吸附能力也大幅度下降。一些學(xué)者研究了泡沫在高溫下的特性，發(fā)現(xiàn)高溫雖然可以降低活性劑的穩(wěn)定性，但是可以通過(guò)增加活性劑的濃度來(lái)提高泡沫的穩(wěn)定性。

三.熱化學(xué)復(fù)合采油技術(shù)進(jìn)展展望

在熱化學(xué)復(fù)合采油技術(shù)的實(shí)際操作過(guò)程中，還受很多的外界因素影響。在進(jìn)行技術(shù)研究時(shí)不可避免會(huì)受到一些外界復(fù)雜因素的影響和制約，所以最好是采用數(shù)學(xué)模型來(lái)進(jìn)行模擬研究。熱化學(xué)復(fù)合采油技術(shù)的涉及面很廣，熱力采油技術(shù)以及化學(xué)采油技術(shù)都包含其中，這其中很多的作用機(jī)理我們都不是很清楚，所以所作出的數(shù)學(xué)模型也需要進(jìn)一步完善。

1989年，Shell公司研制除了蒸汽泡沫復(fù)合復(fù)合驅(qū)的數(shù)值模擬，利用熱力采油軟件對(duì)一些參數(shù)進(jìn)行了修改與改進(jìn)，但是這款數(shù)字模型受到了很大的外界環(huán)境影響，相對(duì)的實(shí)用性比較差。在我國(guó)國(guó)內(nèi)，也做了一些針對(duì)熱化學(xué)數(shù)值模擬的研究工作，1994年羊爭(zhēng)鳴以及其他一些科學(xué)家創(chuàng)立了第一個(gè)該項(xiàng)技術(shù)的數(shù)字模型，這個(gè)數(shù)字模型利用了多組分蒸汽驅(qū)模型軟件，并且還增加了一些功能。1997年崔傳智以及其他科學(xué)家利用黑油模型，研制出了質(zhì)量守恒方程以及能量守恒方程。

結(jié)語(yǔ)：為了有效解決蒸汽采油技術(shù)中所存在的問(wèn)題，從而研發(fā)了一種新型的稠油開(kāi)采方法，就是熱化學(xué)復(fù)合采油技術(shù)。這種技術(shù)可以克服蒸汽采油過(guò)程中蒸汽重力超覆的現(xiàn)象，改善汽竄的狀況，從而提高驅(qū)油效率，提高蒸汽的波及系數(shù)。在未來(lái)熱化學(xué)復(fù)合采油技術(shù)的研究中，還可以研究溫度、界面張力對(duì)油層滲透力的影響，將低溫、高界面張力、高溫、低界面張力這幾種不同的情況做出研究，建立一個(gè)相對(duì)的數(shù)學(xué)模型。同時(shí)還可以研究高溫情況下表面活性劑可以損失多少，同時(shí)如何降低該項(xiàng)技術(shù)的操作成本，這些都是熱化學(xué)復(fù)合采油技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)：

[1]王玉斗，周彥煌，陳月明，侯健.熱化學(xué)復(fù)合采油技術(shù)研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J].南京理工大學(xué)學(xué)報(bào).2011，08.444-445.

[2]吳一凡.熱化學(xué)復(fù)合采油技術(shù)研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J].化工管理.2013，（05）：126.