注有機(jī)極性氣體開采稠油技術(shù)研究

李君

摘要：稠油作為全球最重要發(fā)展資源，也被稱之為固態(tài)石油，具有開采壓力大、地下埋藏深，粘稠度高等特點(diǎn)。對于稠油的開采工藝難度大，為了有效使稠油開采更加簡單，需要克服種種困難，需要通過注有機(jī)極性氣體開采技術(shù)，向稠油中注入低飽和蒸汽壓的有機(jī)極性氣體，提高采油效率。這種采油方式不僅能夠有效降低稠油的黏度，還能夠使得稠油中的瀝青快速分散形成低密度的低粘稠度混合下適用于埋藏深油層薄，滲透性比較差的稠油油藏開采。

關(guān)鍵詞：注有機(jī)極性氣體;開采稠油;技術(shù)研究

引言

稠油被稱之為重油，我國稠油資源十分豐富，但是在實(shí)際開采中因?yàn)轲ざ雀?，流?dòng)性差，開采成本高，致使稠油的開采程度比較低，目前的稠油開采技術(shù)主要以熱采和注劑降黏等方式為主。有機(jī)氣體PE沸點(diǎn)較低，而且蒸汽壓和飽和度低，在保持驅(qū)替壓力產(chǎn)品飽和蒸汽壓時(shí)也能夠以液態(tài)形式存在。通過注入有機(jī)極性氣體可以稀釋稠油的黏度，還能充分發(fā)揮組分中極性溶劑的作用，確保組分為瀝青和石蠟，有效提高了采收的效率。

1蒸汽技術(shù)輔助技術(shù)和汽油工藝對稠油開采技術(shù)影響

蒸汽技術(shù)輔助技術(shù)和汽油技術(shù)是蒸汽驅(qū)動(dòng)模式運(yùn)用，先進(jìn)開采稠油，特稠油工藝，通過注入大量蒸汽，能夠在地下層中快速形成管道，并且促使蒸汽向上或兩邊擴(kuò)散蒸汽，也能夠與地下稠油進(jìn)行大面積接觸，促進(jìn)熱量的快速交換。稠油經(jīng)過熱量稀化能夠與水蒸氣凝結(jié)形成強(qiáng)大的重力，在蒸汽協(xié)同重力作用下通過注氣井和采油井的平臺對油層預(yù)加熱，實(shí)現(xiàn)助采井相互熱連接，確保稠油能夠通過熱力作用達(dá)到稀化、流動(dòng)的狀態(tài)。在熱連通后，由助氣井為油層提供大量的蒸汽，也會形成蒸汽腔，并且向兩邊擴(kuò)散，使得熱量交換接觸面過大，在細(xì)化后稠油借助重力作用會被快速開采。通過運(yùn)用蒸汽輔助重力采油技術(shù)能夠經(jīng)過連續(xù)注入蒸汽，確保采油區(qū)注汽井和采油井之間的壓力保持恒定，而每天的產(chǎn)業(yè)鏈也會顯著增加，通過石垣確保蒸汽腔向上擴(kuò)展團(tuán)油油井的含水量逐漸穩(wěn)定后，蒸汽輔助重力采油技術(shù)也進(jìn)入了運(yùn)用階段，但此時(shí)的油井含水量很高，超過96%，蒸汽腔開始形成時(shí)，排水量會明顯下降，通過蒸汽驅(qū)替，大約為80%，稠油會逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椴呗砸河蜑橹?，蒸汽?qū)氣的作用明顯降弱，當(dāng)蒸汽腔向上拓展后，油井的含水率也明顯下降，隨著蒸汽輔助重力泄油技術(shù)的不斷發(fā)展，垂直水平井的發(fā)育良好，蒸汽腔只是在注氣井與水平段最外處形成獨(dú)立的蒸汽腔，彼此之間沒有聯(lián)通。蒸汽吞吐也屬于熱力采油法，但整個(gè)過程比較復(fù)雜，通過稠油進(jìn)行加油降低黏度并且改善液阻和氣阻，降低流動(dòng)阻力，如果油層壓力比較高，可以通過加熱的方式確保稠油的彈性能量轉(zhuǎn)變?yōu)轵?qū)動(dòng)能量快速釋放，并經(jīng)過高溫蒸汽的效果使得油層孔隙體積下降，增加產(chǎn)量，蒸汽吞吐在稠油開采中，工藝十分簡單，而且施工快捷。

2注有機(jī)極性氣體開采稠油技術(shù)

原油中對PE有機(jī)溶劑具有比較良好的溶解性，當(dāng)壓力接近飽和蒸汽壓時(shí)，汽油比為250原油中的良好溶解性也是其分子極性特征的重要表現(xiàn)，而且原油的良好溶解力也可以決定該有機(jī)氣體降粘的效果當(dāng)?shù)腿芙鈮毫﹄A段黏度受溶解壓力變化影響較大，而且溶解越接近化學(xué)劑飽和蒸汽壓力，則原油的降黏度降幅也就越小，當(dāng)溶解壓力接近飽和壓力時(shí)降黏度也效果也就越明顯，PE對原油的擴(kuò)散速度和溶解能力顯著提高。在原油采收中，由于受到波及系數(shù)和洗油效率影響，目前為了提高洗油效率，最主要的方法就是增加毛管束，一般毛管束增長到10-2數(shù)量級時(shí)根據(jù)理想狀態(tài)的計(jì)算，原油采收率可以達(dá)到100%，原有表面被巖石表面完全洗脫。注水開發(fā)后期提高注水年份或增加流量是無法達(dá)到預(yù)期要求，但能夠降低流動(dòng)性與原油之間油水界面張力。通過流動(dòng)相與原油之間，油水界面張力下降，可以有效減少剝離原油所需的粘附功能，可以使得原油快速輕易從地層巖石表面被洗下，有效減少了地層毛管束，提高了洗油效率乳化機(jī)理。常見的驅(qū)油表面活性劑 HLB值在7～18之間，是一種兩相流動(dòng)剪切活性劑，在油膜上快速吸附，可使原油在巖石表面快速分散形成乳狀液。在乳化后通過軀體介質(zhì)向前移動(dòng)，可以避免重新回到地層巖石表面，提高洗油整體效率。表面活性劑可以通過提高表面活性劑的濃度（即使用微乳液）來達(dá)到高回收率，但其驅(qū)油機(jī)理更復(fù)雜，化學(xué)藥品成本高，投資大，風(fēng)險(xiǎn)也高，因此與活動(dòng)代理溢流有關(guān)美國、法國、日本、蘇聯(lián)都在大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行大范圍的室內(nèi)研究，其研究在中國也非常廣泛。山東大學(xué)膠體表面化學(xué)研究所從斷油處開發(fā)成功的天然混合羧酸SDC系列油置換劑，成本低，生產(chǎn)工藝無污染，具有較高的表面活性和較強(qiáng)的鈣鎂耐受性。在重油生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用前景。測試井的比例為78.8%，單井平均石油增加量為131噸，化學(xué)藥品產(chǎn)量每噸增加41噸，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和廣泛的用途前景。在油帶向前移動(dòng)時(shí)也會吸引大量巖石表面洗脫下的小油滴油帶，不斷擴(kuò)大，最終使整個(gè)油帶快速流動(dòng)被開采出潤濕反轉(zhuǎn)機(jī)理在原有采收和巖石表面濕潤關(guān)系研究中，由于粘附功能越大，則在表面的吸附也越為牢固。不容易被軀體洗液帶走。但水濕表面的情況剛好相反，油滴能夠從固體表面快速剝離并選擇合適的表面活性劑，在地層巖石表面快速吸附，使得巖石由原有的優(yōu)勢轉(zhuǎn)變?yōu)樗岣吡俗罱K的采收效果。這表明了堿/聚合物溢流是提高重油回收率的理想方法。劉一成等人以遼河油地區(qū)的蓮花油層普通油的界面特性為目標(biāo)，進(jìn)行了堿/表面活性劑溢流系統(tǒng)的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果顯示，將ADF4、JH5-4B和CY-1與堿混合后，特別是使用1.5%Na2CO3+0.2%ADF4，選擇室內(nèi)實(shí)驗(yàn)注入塞為0.5PV時(shí)，界面張力可以提高原油回收率17.31%。

3結(jié)論

注有機(jī)極性氣體對于淺層油藏開采具有十分明顯的潛力而熱化學(xué)采油的機(jī)理非常復(fù)雜，涉及化學(xué)、熱力學(xué)等多種學(xué)科，目前熱注有機(jī)極性氣體發(fā)展快速，通過熱堿驅(qū)表面活性劑復(fù)合驅(qū)的實(shí)際應(yīng)用能夠取得良好的效果。聚合物驅(qū)的彈性更高的聚合物，能夠與水平井技術(shù)快速結(jié)合，取得堿驅(qū)效率顯著提高，具有非常大的潛力。

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