三次採油技術的研究現狀及進展

來自專欄 油趣網

我國油氣田主要分布在陸相沉積盆地，而且種類比較複雜，其中包括中高滲透多層砂岩油氣田、複雜斷塊油氣田、低滲透砂岩油氣田以及稠油油田。由於陸相油田原油含蠟高、粘度高，更加大了油田的開發難度。近年來，隨著石油需求量的增大，我國從海外進口的石油量也是逐年增加。實踐研究發現，一次採油技術的採收率僅為15％左右；二次採油技術要優於一次採油技術，但是採收率也比較低，只能達到25％～40％左右；三次採油技術能夠顯著提高石油的採收率，促進石油行業的發展和社會的進步。考慮到石油開採過程中投入產出比的因素，趙福麟、王星等在二次採油與三次採油的結合技術及其進展中系統介紹了二次採油與三次採油結合技術：在充分調剖堵水、充分發揮二次採油作用的基礎上進行有限度的三次採油。根據不同的地質條件和油田類型，我國形成了具有中國特色的油氣開採技術。我國東部的許多陸上油田經過多年的開採已經進入開採的中後期，石油的採收率無法提高，開採前景並不樂觀，開採過程日益艱辛，並且面臨許多技術難題。為了攻克一系列的技術難題，提高石油的採收率，有效解決石油資源短缺的問題，許多油田都應用了三次採油技術。目前，我國的三次採油技術中化學驅提高原油採收率技術已經處於世界領先地位。而且，在大慶、勝利等油田進行的先導性試驗和礦場實驗表明：三元化學複合驅對提高原油採收率效果十分顯著。此外，我國對其他提高原油採收率的新技術如微生物驅油採油技術、納米膜驅油採油技術等也進行了廣泛的實驗研究及礦場試驗，並且取得了一系列的研究成果。

1、三次採油技術的發展

三次採油技術的發展從20世紀50年代開始至今主要經歷了三個階段。第一階段：20世紀50年代到60年代中期，以熱力驅油採油技術中的蒸汽吞吐採油技術為主，熱力驅油採油技術一方面降低了流體運動的阻力，另一方面也提供了足夠的驅油動力。第二階段：20世紀60年代中期到80年代，熱力驅油採油技術仍然在用，化學驅油採油技術迅猛發展並且成為主力採油技術。第三階段：20世紀90年代至今，混相注氣驅採油技術發展迅速，烴類驅採油技術是最早應用的，之後由於烴類氣體成本過高而C02比較廉價，從而C02驅油採油技術得到了廣泛的應用。

2、三次採油技術的研究現狀及進展

研究表明，目前我國各個油田主要採用的三次採油技術主要有熱力學驅油採油技術、注氣驅油採油技術以及化學驅油採油技術三種。

侯濤在油田三次採油驅油技術應用探討一文中闡述了三次採油技術的基本原理，即通過物理與化學手段相結合，在向油層注水的基礎上，又注入適量的驅油活性劑，使得油層中水和石油的粘度以及相態得到進一步的改善，從而有效提高石油的採收率。

2．1 熱力學驅油採油技術

熱力學驅油採油技術是通過向地層中的油藏提供熱源，提升油藏溫度，從而降低原油粘度、減小油藏中流體的流動阻力，來達到提高原油採收率的目的。熱力學驅油採油技術包括蒸汽驅油採油技術和火燒油層採油技術。

魏冉在油田三次採油驅油技術應用探討中也闡述了熱力學驅油採油技術，該技術能有效地擴充油田油層注入蒸汽的涉及範圍體積，提升石油的採收率。熱力學驅油採油技術因其成本低、安全環保等因素在油田生產中得到了廣泛的應用。

2．2注氣驅油採油技術

注氣驅油採油技術是目前在油田中使用最廣泛的三次採油技術，注氣驅油採油技術是向油田油層中注入多種混合性氣體，包括二氧化碳氣體、氮氣、煙道氣、天然氣等。在我國，由於大量煤炭的燃燒而擁有比較豐富的二氧化碳資源，因此我國目前使用最廣泛的注氣驅油採油技術是二氧化碳混相注氣驅油採油技術。

2．3化學驅油採油技術

化學驅油採油技術也是目前應用較為廣泛的三次採油技術之一，其中所涉及的化學物質主要有表面活性劑、鹼水和聚合物等。化學驅油採油技術關鍵技術包括聚合物驅油採油技術、表面活性劑驅油採油技術和鹼驅油採油技術。聚合物驅油採油技術的原理是向水中加入水溶性高分子聚合物，增加水的粘度，降低油水流度比；表面活性劑驅油採油技術的主要原理是表面活性劑可以降低表油田油層土壤和石油資源的表面張力來提升石油的採收率；鹼驅油採油技術的原理是原油與鹼發生化學反應生成表面活性劑，從而降低油水界面張力、改變原油的潤濕性，使其發生乳化捕集。

化學驅油採油技術在我國得到了廣泛的應用。

劉明博等在國內外三次採油發展現狀和前景一文中介紹了化學驅油採油技術的應用。「十五」期間，大慶油田形成了以烷基苯磺酸鹽為主劑的「鹼+聚合物+表面活性劑」三元複合驅技術；鑒於鹼驅技術對環境的破壞，勝利油田形成了「聚合物+表面活性劑」無鹼二元複合驅技術；在試驗研究中也開展了「鹼+聚合物+表面活性劑+天然氣」複合驅技術。

2．4微生物驅油採油技術

國外微生物驅油採油技術經過多年的發展，其清蠟和降低稠油的粘度、微生物選擇性封堵地層、微生物吞吐及微生物強化驅等已經成為成熟的EOR技術。強二昂在分析三次採油技術及進展情況一文中除了介紹三種主要的驅油採油技術外，還提到了微生物驅油採油技術，即利用微生物來降低原油的粘度、改變油藏中殘餘油的流動性。能否科學有效地促進微生物的生長對提高石油採收率有著至關重要的影響。羅偉在油田開發中的三次採油方法、現狀及進展中也詳細闡述了微生物驅油採油技術，該技術能有效提高地層滲透率，並且成本低、適應性強，若能對微生物在地層中的運移、增產作用進行深入研究，該技術將會在油田開發中得到廣泛應用。李珂等入也開展了微生物在室內的模擬實驗研究。

2．5納米膜驅油採油技術

納米膜驅油採油技術是一種高效多用的綜合採油技術。納米膜驅油技術的原理是納米膜分子能在多種溶液中均勻分布，自動吸附在岩石表面，從而置換出已吸附的烴類。該技術的優點是納米膜分子毹在微毛細管孔隙中自由滲流，以提高驅替效率。納米膜分子在地下分布範圍廣並且具備天然的強靜電作用，對於防止水敏、鹽敏等具有顯著的功效。

滕錦利等在納米膜分子驅油技術研究及應用一以安塞油田王20一8井組為例一文中對關納米膜驅油採油技術進行了室內研究，試驗結果顯示，納米膜能在地下岩石表面形成單分子膜層，從而降低岩石與原油之間的粘附力，使得岩石表面的原油更容易被剝離，原油的流動性增強。王惠衛等也對納米膜驅油技術進行了相關實驗研究，他通過試驗計算得出納米膜驅油採油技術可將石油的採收率提高10％以上。與聚合物驅油採油技術相比，雖然納米膜驅油採油技術對油水界面張力的降低效果不甚明顯，也不能改變油水的流度比，但是其在低滲透及水敏、鹽敏油藏開發中具有非常好的發展前景。

3、結束語

隨著科技不斷的進步和社會的穩步發展，在石油開採領域中，三次採油技術已經發展成為一種應用較為廣泛的石油開採技術，其對於提高石油的採收率有著舉足輕重的作用。三次採油技術的應用和進一步發展要結合礦場實際和試驗研究，一方面切忌盲目追求高的採收率而忽視客觀現實，另一方面要積極響應國家節能減排的號召，穩步發展，實現我國三次採油技術的不斷前進。

（作者：馮永生1，郭靜1，蔣風松2，陳紅徠1

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