三次采油技术进展
摘要:
目前,世界上已形成三次采油的四大技术系列,即化学驱、气驱、热力驱和微生物驱。丰富的稠油资源决定了以蒸汽驱为主的热采仍是未来三次采油的主要方法。注聚合物技术的使用在急剧减少,近年随油价升高而有所增加。由于具有环保特性和成本优势,注二氧化碳驱的发展空间极大。每一项提高采收率技术都有其应用的局限性,结合不同技术的优势,研究高效集成技术,是提高采收率又一个新的发展方向。
随着勘探开发程度的加深,原油开采难度逐步加大,因此提高石油采收率不仅是石油工业界,而且是整个工业界普遍关心的问题。三次采油技术是中国近十年来发展起来的一项高新技术,它的推广应用对提高原油采收率、稳定老油田原油产量起到了重要的作用。
1. 三次采油的概念
三次采油指油藏经过一次采油(依靠油层原始能量)、二次采油(通过注水补充能量)后,采取物理一化学方法,改变流体的性质、相态,改变气一液、液一液、液一固相间界面作用,扩大注人水的波及范围以提高驱油效率.从而再一次大幅度提高采收率。
2. 三次采油驱油机理
对于稀油油藏,所说的三次采油方法一般为化学驱,化学驱包括聚合物驱、表面活性剂驱、碱驱以及它们任意复配的复合驱。聚合物驱是一种把水溶性聚合物加入到注入水中以增加注入水的黏度,改善流度比,扩大注入波及体积进而提高最终采收率的方法。表面活性剂驱是通过降低油水界面张力到超低程度(小于10~2 mNrm).使残余油流动。对于原油中含有较多有机酸的油层可以注入浓度为0.05%~4%的NaOH、Na2C03或Na4Si04等碱性水溶液,在油层内和这些有机酸生成表面活性剂的方法称为碱水驱;单纯碱水驱采油是靠降低油水界面张力,产生润湿性翻转、乳化捕集、乳化夹带、自发乳化和聚并以及硬膜溶解等机理采出残余油。复合驱是在碱水溶液或表面活性剂中加入高分子聚合物,提高碱水溶液的黏度,改善不利的流度比,使碱液与原油有更多的接触机会,在提高波及效率的同时提高驱油效率。
3. 三次采油技术的应用与发展
我国非常重视三次采油技术的发展。运用三次采油技术来提高采收率,是减缓多数油田产量递减速度、保持原油稳产的战略需要。国家对三次采油技术不仅重视室内研究,还安排许多现场试验,使得我国部分三次采油技术达到了世界领先水平。
目前,世界上已形成三次采油的四大技术系列,即化学驱、气驱、热力驱和微生物驱。其中化学驱包括聚合物驱,表面活性剂驱,碱驱及其复配的二元、三元复合驱,泡沫驱等;气驱包括二氧化碳混相/非混相驱、氮气驱、烃类气驱和烟道气驱等;热力驱包括蒸汽吞吐、热水驱、蒸汽驱和火烧油层等;微生物驱包括微生物调整或微生物驱油等。四大三次采油技术有的已形成工业化应用,有的正在开展先导性矿场试验,还有的逐处于理论研究中。
3.1 化学驱
自20世纪80年代美国应用化学驱达到高峰以后的近20多年内,化学驱在美国运用越来越少,但在中国却得到了成功应用。中国的化学驱技术已代表世界先进水平,聚合物驱技术于1996年形成工业化应用。“十五”期间大庆油田形成了以烷基苯磺酸盐为主剂的碱+聚合物+表面活性剂二元复合驱技术;胜利油田形成聚合物+表面活性剂的无碱二元复合驱技术,目前己开展碱+聚合物+表面活性剂+天然气泡沫复合驱室内研究和矿场试验。
化学驱油目前存在着3个不同的研究方向。首先,从改善油水的流度比出发,除使原油降黏外,相应的办法是提高驱油剂的黏度,降低其流度,应用此原理开发了聚合物溶液、泡沫液等驱油法。其次,从改善驱油剂的洗涤能力以及岩石的不利润湿性出发,开发了活性水驱油法。第三,就是介于前两种之间的化学驱油法,称为碱性水驱,利用碱性水与原油组分就地形成活性水剂而改善润湿性或就地使原油乳化。
3.2 热力驱
20世纪80年代至90年代,我国热力驱技术发展经历了蒸汽吞吐试验阶段、蒸汽吞吐推广和蒸汽驱先导试验阶段、蒸汽吞吐和蒸汽驱工业应用3个阶段。蒸汽吞吐和蒸汽驱已成为我国稠油开采的主要方法,全国稠油产量主要未自辽河、新疆、胜利、河南4个油田。
最近几年,又出现了一种新的热采方法,业界称之为地热采油。地热采油是利用丰富的地热资源,将深层高温开发流体(油、气、水及其混合物)的热量带人浅油层,降低原油黏度、提高原油流动能力。这种方法是基于节能减排力度加大、石油资源供需矛盾日益突出、国际油价持续走高的形势下发展起来的。
3.3 注气驱
在国外,注二氧化碳技术主要用于后期的高含水油藏、非均质油藏以及不适合热采的重质油藏。推广二氧化碳驱油的主要制约因素是天然的二氧化碳资源,二氧化碳的输送及二氧化碳向生产井的突进问题以及油井及设备腐蚀、安全和环境问题等。为解决以上问题,提出了注二氧化碳提高原油采收率技术,这种技术是向地层中注入反应溶液,使其在油藏条件下充分反应而释放出二氧化碳气体,二氧化碳溶解于原油之中,降低原油黏度,从而达到提高原油采收率的目的。
3.4 微生物驱
经过多年的发展,微生物清蜡和降低稠油黏度、微生物选择性封堵地层、微生物吞吐、微生物强化驱等已成为成熟的提高采收率的技术。微生物驱油已成为继传统的热采、化学驱、注气驱之后第四大类提高采收率的方法。微生物驱油技术的发展主要有三个方向,一是微生物增效水驱,二是激活油藏微生物驱,三是微生物调剖驱油。
4. 结语
据预测,未来几十年内三次采油产量占世界石油总产量比例将持续增加,丰富的稠油资源决定了以蒸汽驱为主的热采仍是未来三次采油的主要方法。注聚合物技术的使用在急剧减少,近年随油价升高而有所增加。由于具有环保特性和成本优势,注二氧化碳驱的发展空间极大。每一项提高采收率技术都有其应用的局限性,结合不同技术的优势,研究高效集成技术,是提高采收率又一个新的发展方向。
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