探究混相驅(qū)提高石油采收率技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

楊健 楊林科 李宏飛

摘 要：本文對(duì)混相驅(qū)提高石油采收率技術(shù)的發(fā)展作了概述，闡述了當(dāng)今國(guó)內(nèi)外氣體混相驅(qū)的應(yīng)用及發(fā)展，分析了氣體混相驅(qū)采油的機(jī)理、對(duì)應(yīng)的開發(fā)方式，并結(jié)合氣體混相驅(qū)采油目前存在的問題，提出了今后的發(fā)展趨勢(shì)。并綜合國(guó)外經(jīng)驗(yàn)和我國(guó)具體情況，指出發(fā)展我國(guó)注氣混相驅(qū)提高采收率事業(yè)的關(guān)鍵是氣源問題，應(yīng)采取多種途徑解決，同時(shí)，還需要加強(qiáng)注氣驅(qū)的先導(dǎo)試驗(yàn)和相關(guān)理論及其實(shí)驗(yàn)研究。

關(guān)鍵詞：混相驅(qū)；混相機(jī)理；發(fā)展趨勢(shì)

混相驅(qū)替是提高石油采收率的重要方法之一，它的基本機(jī)理是驅(qū)替劑注入的混相氣體和被驅(qū)替的地層原油在油藏條件下形成混相，消除界面，使多孔介質(zhì)中的毛細(xì)管力降至零，從而降低因毛細(xì)管效應(yīng)產(chǎn)生毛細(xì)管滯留所圈閉的石油，原則上可以使微觀驅(qū)油效率達(dá)到百分之百。實(shí)際上由于地層的非勻質(zhì)性、滲透率分層性、流度比不利、重力舌進(jìn)、粘性指進(jìn)等多種因素，原油采收率是達(dá)不到100%的，但在適宜的條件下，其采收率一般比注水開發(fā)的采收率高。

1 國(guó)內(nèi)外氣體混相驅(qū)發(fā)展概述

1.1 國(guó)外發(fā)展情況回顧與概述

混相注氣始于2O世紀(jì)40年代，由美國(guó)最早提出向油層注入干氣。5O到6O年代各國(guó)進(jìn)行了大量室內(nèi)和礦場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，早期以液化石油氣為主，后期轉(zhuǎn)向烴類混相驅(qū)油，80年代，由于烴類氣體價(jià)格上漲和天然CO2氣藏被發(fā)現(xiàn)，CO2混相驅(qū)逐漸發(fā)展起來。90年代，該技術(shù)日漸成熟。CO2混相驅(qū)采油效果十分突出，可使最終采收率達(dá)到90以上。CO2驅(qū)是比天然氣更優(yōu)越的驅(qū)油劑，也是氣體混相驅(qū)中最有吸引力的提高采收率技術(shù)之一。

在國(guó)外，美國(guó)從50年代至今，已成功地進(jìn)行了大量混相驅(qū)提高采收率礦場(chǎng)應(yīng)用。從提高采收率單項(xiàng)技術(shù)上看，熱采和氣驅(qū)仍然是三次采油技術(shù)中的主導(dǎo)技術(shù)。尤其是近年來隨著減少溫室氣體排放成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)，CO2。的捕集儲(chǔ)存和CO2。提高采收率技術(shù)相結(jié)合成為國(guó)外的研究熱點(diǎn)，因此氣驅(qū)項(xiàng)目中CO2驅(qū)的數(shù)量與日俱增。大型烴類氣驅(qū)項(xiàng)目在阿拉斯加、挪威、安哥拉、科威特以及委內(nèi)瑞拉成功應(yīng)用。氮?dú)饣驘煹罋庖矐?yīng)用到了深井、高壓和輕質(zhì)油藏中，但目前美國(guó)、加拿大和墨西哥很少用氮?dú)怛?qū)。

l.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展與應(yīng)用惰況概述

在國(guó)內(nèi)，混相驅(qū)技術(shù)起步較晚。我國(guó)適應(yīng)注氣開采的儲(chǔ)量很大，對(duì)于難以注水的油田如低滲透、強(qiáng)水敏，注氣更是一種可行的開發(fā)方式。但是在我國(guó)東部主要產(chǎn)油區(qū)，天然氣氣源緊張，烴類氣體又供不應(yīng)求，不可能用來注氣。再加上原油含蠟多、粘度和密度都比較高，注氣后由于不利的流度比、氣竄和重力差異比較嚴(yán)重，波及系數(shù)不高，而且難于混相，所以注氣混相驅(qū)一直未能很好地開展起來。

1963年首先在大慶油田開展了注氣先導(dǎo)試驗(yàn)，在葡一層開展了注濃度3.8%的碳酸水試驗(yàn)，注入孔隙體積23.2%。與同條件對(duì)比井組的水驅(qū)相比，采收率提高1O%左右，在注水過程中注水井吸水能力也有所提高，同時(shí)室內(nèi)試驗(yàn)表明，水能使巖心表面性質(zhì)由親油轉(zhuǎn)向親水。1969年3月至1970年6月又在小井距試驗(yàn)區(qū)葡一層進(jìn)行了CO2。加輕質(zhì)油段塞的提高采收率礦場(chǎng)試驗(yàn)，結(jié)果比水驅(qū)采收率提高8%。

從1985年以來，中原、大慶、華北、大港、吐哈等油田相繼開展了氣體混相驅(qū)礦場(chǎng)試驗(yàn)。從1994年開始，吉林油田利用萬金塔CO2。氣田的液態(tài)CO2，在吉林油田開展CO2吞吐和CO2泡沫壓裂，結(jié)果平均單井增產(chǎn)75.5t和144t原油。在西部，吐哈葡北油田己由吐哈和總公司北京研究院共同完成葡北油田注氣混相驅(qū)設(shè)計(jì)，并已實(shí)施。大港大張佗凝析氣田和塔西南柯克亞凝析氣田注氣的成功，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)注氣開發(fā)凝析氣田零的突破，為注氣提高采收率開辟了新途徑。

2 氣體混相驅(qū)提高原油采油率研究進(jìn)展

注氣混相驅(qū)目的在于降低注入溶劑及原油的界面張力，使界面消失，提高驅(qū)替效率。注氣過程中有關(guān)的物理化學(xué)現(xiàn)象和影響因素是很復(fù)雜的。注入低界面張力的氣體，由于不利的流度比，注入溶劑（氣）前緣不穩(wěn)定，以不規(guī)則指進(jìn)穿入原油，使其過早突破，竄入生產(chǎn)井。所以，克服注氣過程的粘性指進(jìn)是注氣提高采收率的關(guān)鍵。影響注氣的因素還有孔喉大小分布、重力影響、潤(rùn)濕性、水鎖現(xiàn)象等，因此在注氣過程的設(shè)計(jì)中要特別注意界面張力、流度比和孔喉大小分布三種因素的協(xié)調(diào)。

3 氣體混相驅(qū)在我國(guó)的發(fā)展前景及建議

注氣混相驅(qū)開發(fā)低滲透油田具有廣闊的應(yīng)用前景，其驅(qū)油效率遠(yuǎn)高于非混相驅(qū)。其中，CO2和N2更是近期研究較多和發(fā)展較好的混相驅(qū)替技術(shù)。目前，我國(guó)陸上已探明難動(dòng)用儲(chǔ)量中，特低和低滲透油藏的儲(chǔ)量占較大比例。如果只靠天然能量和注水開發(fā)，采收率低于20%。混相驅(qū)（尤其是N2（煙道氣）、CO2）將是此類儲(chǔ)量有效的開發(fā)措施之一。但是，綜觀整體，由于缺乏氣源，CO2在我國(guó)發(fā)展前景不大，而對(duì)注天然氣或價(jià)廉物廣的氮?dú)馓岣卟墒章始夹g(shù)具有較大的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)：

[1]李士倫.國(guó)內(nèi)外注氣提高石油采收率技術(shù)回顧與展望[J].油氣地質(zhì)與采收率，2002（4）：98.

[2]關(guān)于“十三五”期間在我國(guó)海洋開采石油（天然氣）進(jìn)口物資免征進(jìn)口稅收的通知[J].財(cái)會(huì)學(xué)習(xí)，2017（02）：2.

[3]傅晶晶.尋求有效率的規(guī)制——海洋石油環(huán)境規(guī)制的成本效益分析[J].蘭州學(xué)刊，2017（01）：161-168.

[4]田苗.我國(guó)海洋石油裝備技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展前景研究[J].化工管理，2016（36）：113.

[5]陳如恒.鉆機(jī)的模塊化設(shè)計(jì)[J].石油礦場(chǎng)機(jī)械，2004，33（4）：1-8.

[6]喻貴民.渤西油田修井機(jī)的國(guó)產(chǎn)化[J].中國(guó)海上油氣（工程），2000，12（5）：64-68.