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三次采油技术研究进展 摘 要：通过对目前主要的几类三次采油技术：化学驱，气驱，热力采油和微生物驱的发展历史、研究现状、驱油机理和应用条件，并结合现场应用实例，分析了各项技术的优点和存在的问题；在此基础上，针对我国特殊的油藏条件和油气田开发现状展望了今后我国三次采油技术发展的前景和方向。分析表明，化学驱仍将是今后我国三次采油技术的主攻方向，在聚合物驱技术大规模工业化应用的同时，应加强对聚合物驱后技术，为提高采收率技术提供重要的技术储备。 关键词：三次采油 聚合物驱 气驱 热力采油 1绪论 随着国民经济的发展，石油的需求量不断增加，而国内各大油田经过一次、二次采油，原油含水率不断增加，平均含水率已经高达80%以上，而近几十年来发现新油田的难度加大，后备储量接替不足。因此，三次采油技术成为保障国家石油供给的重要手段，对国家石油安全具有重要战略意义。 三次采油是指油田在利用天然能量进行开采和传统的用人工增补能量之后，利用物理的、化学的、生物的新技术进行尾矿采油的开发方式。这种驱油方式主要是通过注化学物质、注气或微生物等，从而改变驱替相和油水界面或原油物理性质。 2 化学驱 化学驱包括改善流度控制的聚合物驱、降低界面张力和残余油的表面活性剂驱，以及碱-表面活性剂-聚合物三元复合驱。为了保证油田的稳产，增产和解决石油产量与市场需求之间的矛盾，化学驱提高采收率方法在我国各油田的研究力度和应用范围越来越广泛。各种化学驱油技术都具有显著的特点和优势，但也存在一些局限性 2.1 聚合物驱 聚合物驱对我国油藏物化环境有较强的适应性，水溶性聚合物的功能是提高水相粘度和降低地层中水的相对渗透率，改善油水前沿的流度比，提高驱替体系的波及系数，从而提高原油采收率。经多年研究，聚合物驱的矿场实验取得了巨大成功，在我国家已经进入大规模的工业化应用 2.2 表面活性剂驱 表面活性剂在驱油中起着极为重要的作用，直接影响驱油体系、原油间的界面张力、驱油效率及原油破乳等；同时，能改变岩石的润湿性，在三次采油中有着广阔的发展前途。因而有关驱油用表面活性剂的研究一直是较为活跃的研究领域 2.3 碱驱 碱水驱提高采收率的原理是：原油与碱反应生成表面活性剂，降低油水界面张力，使原油润湿性转化，发生油水乳化携带，乳化捕集以及乳化聚并，油相溶胀以及刚性膜破裂等过程。但碱水驱只能在一个较低和较窄的碱浓度范围内启动原油：低碱浓度驱替往往因为与岩石、流体反应而使碱很快被消耗；原油中含酸量低，形成天然表面活性剂降低界面张力的能力有限 2.4 复合驱 化学复合驱技术是上世纪80年代发展起来的三次采油新技术，其特点是采用碱、表面活性剂和高分子之间的有机复合，发挥各化学剂之间的协同作用，大幅度提高驱油效率。它是一种植根于上述几种化学驱技术但又有所革新的技术。它充分发挥了碱驱、表面活性剂驱、聚合物驱的优势，在提高原油采收率的同时大幅度降低成本。大量研究表明，采用复合驱驱油比单纯碱驱、聚合物驱能更有效地驱油。 3 气驱 注气法主要是指通过注气提高采收率方法。20世纪初主要利用注天然气保持地层压力开采原油，因为当时天然气价格很低，特别是在一些水源不是很方便的地方，注天然气就变得非常经济实用。天然气的组分与原油很相似，特别是一些重组分含量较高的湿气，组成与轻质原油更接近，很容易与之发生混相，因此注天然气对于轻质原油提高采收率效果更好 3.1 注CO2采油 注CO2技术的实施方法有CO2吞吐和CO2驱，按作用机理可分为CO2混相驱和CO2非混相驱。CO2提高采收率的作用主要有促使原油膨胀、降低黏度、溶解气驱等。 3.2 注N2采油 N2驱主要是通过增加地层能量、降低原油粘度、或通过与原油混相来提高原油采收率，通常包括以下几种类型：多次接触混相驱（包括作为CO2、富气或其它注入剂的混相驱的后缘注入和气水交替注入混相驱）、多次接触非混相驱或近混相驱、循环注气保持地层压力和氮气泡沫驱等。注入方式不同，实验的密度不同，其作用机理和驱油机理相差很大。 3.3 烟道气驱 烟道气通常含氮气和二氧化碳以及少量杂质，处理过的烟道气，可用作驱油剂。烟道气的化学成分不固定，其性质主要取决于氮气和二氧化碳在烟道气中所占的比例。烟道气具有可压缩性、溶解性、可混相性及腐蚀性。根据烟道气中所含气体的组成，提高采收率机理主要是二氧化碳驱和氮气驱机理。近年来随着人们对环境治理力度的加大以及原油价格的上涨，烟道气驱油技术又有了发展的空间 4 热力采油 稠油的属性与常规稀油不同，稠油粘度及比重随沥青胶质含量的增加而增加；稠油中轻质馏分很少；稠油中含硫量很低，石蜡含量也比较低。稠油最大的特性是它对温度变化非常敏感，总的规律是随着温度升高，粘温曲线呈下滑抛物线急剧降低。据我国多数稠油油田样品所做的粘温曲线特性分析，拐点多位于120-130范围，既表明高于此温度界限，稠油流动由非牛顿流动变为牛顿型流动，这是稠油采用热力法开采能提高采油率的基本原理所在。 5 微生物采油 微生物采油是技术含量较高的一种提高采收率技术，不但包括微生物在油层中的生长繁殖和代谢等生物化学过程，而且包括微生物菌体、微生物营养液、微生物代谢产物在油层中的运移，以及与岩石、油、气、水相互作用导致的复杂的提高采收率机理和驱油机理。 6 结论与展望 1）由于我国油藏的特殊条件和对原油需求的迫切要求，化学驱仍将是国内三次采油的主攻方向。聚合物驱技术目前仍是我国最主要的三次采油技术。而关于三元复合驱、泡沫复合驱等技术的研究则对三次采油技术的发展具有重要的战略意义。 2）三元复合驱能大幅度提高原油采收率，从室内实验和矿场试验来看，都是