探討現階段三次采油開發技術

【摘 要】三次采油方法是在注水保持油層壓力基礎上，又依靠注入大量新的驅油劑，改變流體粘度、組分和相態，具有物理化學的雙重作用，不僅進一步擴大了注入水波及范圍，而且使分散的、束縛在毛細管中的殘余油重新聚集而被采出。本文對現階段三次采油技術進行分析探討，充分挖掘中國石油自身潛力，維持原油穩產、增產，對于減少我國對外原油依賴程度，確保國家能源安全具有十分重要的意義。

【關鍵詞】三次采油；采油技術；化學驅注二氧化碳；蒸汽驅油；混相驅；原油采收率

0.概述

隨著世界對石油需求量的不斷增加，石油作為有限非再生能源，再發現較大儲油油田的機遇減少，已開發油田正在老化，未開采的油田多為稠油、超稠油等難采儲量，這就迫使業界把注意力投向提高老油田采收率的技術。三次采油技術是一項能夠利用物理、化學和生物等新技術提高原油采收率的重要石油。社會經濟持續快速增長，油氣需求自然水漲船高，我國原油和成品油進口同比均呈上升趨勢。

依靠技術進步，增加新的儲量發現，提高油田采收率，增加可采儲量，是中國石油確保原油穩定增長、實現石油資源接替良性循環的必由之路。分析中國石油近幾年原油產量構成，提高采收率技術獲得的產量已達到相當比重，其中化學驅三次采油技術更是功不可沒。三次采油技術是繼依靠地殼原始壓力和注水驅油技術兩種開采方法之后，利用物理、化學和生物等手段，把地下剩余的石油繼續進行開采，提高原油采收率的方法。

1.三次采油的基本概念和類型

在油田開發過程中，通常稱利用油藏天然能量開采的采油方式為一次采油。而在一次采油后，通過注水或非混相注氣提高油層壓力并驅替油層中原油的驅油方式稱為二次采油。三次采油是指油田在利用天然能量進行開采和傳統的用人工增補能量(注水、注氣)之后，利用物理的、化學的、生物的新技術進行尾礦采油的開發方式。這種驅油方式主要是通過注化學物質、注蒸汽、注氣(混相)或微生物等，從而改變驅替相和油水界面性質或原油物理性質。目前世界上已形成三次采油的四大技術系列，即化學驅、氣驅、熱力驅和微生物采油。其中化學驅包括聚合物驅、表面活性劑驅、堿水驅及其復配的三元復合驅等;氣驅包括混相或部分混相的CO2驅、氮氣驅、天然氣驅和煙道氣驅等;熱力驅包括蒸汽驅、蒸汽吞吐、熱水驅和火燒油層等;微生物采油包括微生物調剖或微生物驅油等。

2.三次采油驅油機理

2.1化學驅油

2.1.1聚合物驅油

聚合物驅油是一種流度控制技術，是通過在注入水中加入一定量的高相對分子質量的聚丙烯酞胺或生物聚合物黃胞膠，增加注入水的粘度，改善油水流度比，提高驅替相的波及體積，同時，由于聚合物溶液屬于非牛頓流體，具有一定的粘彈性，提高了微觀驅油效率，從而獲得較高的采收率。

2.1.2表面活性劑驅

表面活性劑驅是將表面活性劑（通常是石油磺酸鹽)加入到注入水中，通過降低油水界面張力提高驅油效率的一種三次采油方法。根據加入表面活性劑量以及在地下形成的體系性質，表面活性劑驅可分為活性水驅和膠束驅。

2.1.3膠束驅

膠束驅又稱微乳液驅是指將表面活性劑、醇類助劑以及電解質加入注入水中，在地下形成膠束溶液驅替原油的三次采油方法其表面活性劑用量較大，由于膠束溶液具有增溶油的特性，它與油層原油接觸后，可形成混相帶，油水界面消失，大幅度地提高采收率。

2.1.4堿一表面活性劑一聚合物三元復合驅

三元復合驅油是通過在注入水中加入一定量的表面活性劑、堿和高相對分子量的聚合物.大幅度降低油水界面張力，增加注入水的粘度，從而降低油水流度比，擴大油層宏觀和微觀波及體積，進一步驅替水驅殘余油，大幅度降低剩余油飽和度，提高驅油效率和原油采收率。

2.1.5泡沫復合驅

泡沫復合驅技術能夠更有效地降低水油流度比，同時由于泡沫具有油敏性，遇到油易被破壞，因此具有更強的調剖作用，進一步提高了體系的波及效率，使注入體系更多的進入剩余油較多的中低滲透層;同時該體系具有三元復合驅的驅油特點，可以與被驅替原油形成超低界面張力，提高驅油效率，進而更大幅度地提高原油采收率。

2.2熱力驅三次采油技術

熱力采油包括注蒸汽、火燒油層和熱化學采油。注蒸汽和火燒油層都是利用熱量加熱油層和油層中的流體，降低原油粘度來達到減小油層流動阻力的目的。所不同的是蒸汽是在地面上的蒸汽發生器中產生，通過地面管道和油井注入油層，而火燒油層熱量則是在含油巖層內部產生，因而也稱為就地加熱或燃燒過程。

2.2.1蒸汽驅(熱水驅)

蒸汽驅是指將蒸汽從注入井注入到油層，蒸汽將稠油變稀并推向生產井的一種熱采方法，蒸汽驅提高原油采收率的機理有原油的粘度降低、受熱膨脹、蒸汽蒸餾、汽驅以及相對滲透率和潤濕性改變等。在地層中注入的蒸汽干度達到零時，蒸汽驅變為熱水驅。

2.2.2火燒油層

火燒油層是通過注入空氣(或氧氣)與地層原油接觸，采用人工井底點火或油層自發點火后，燃燒油層中部分重質原油，產生的熱量和燃燒產物用以降低原油粘度、膨脹原油體積、驅動地層原油從而達到提高采收率的目的。

2.2.3氣驅三次采油技術

氣體混相驅的目的是利用注入氣體能與原油達到混相的特性，使注入流體與原油之間的界面消失，即界面張力降低至零，從而驅替出油藏的殘余油。

2.2.4微生物驅三次采油技術

微生物提高采收率是指利用微生物及其代謝產物增加石油產量的一種石油開采技術。該技術是將經過篩選和評價的微生物與培養基注入地下油層，通過微生物就地繁殖和代謝，產生酸、氣體、溶劑、生物表面活性劑和生物聚合物，改變巖石孔道和油藏原油的物理化學性質，提高原油產量和增加油藏原油采收率。

3.三次采油對延長油田壽命的作用

我國石油開展聚合物驅、三元復合驅和多元泡沫驅等三次采油技術研究，目前已取得突破性進展。其中最先進的聚合物驅油技術，在大慶油田的應用規模堪稱世界之最，并在聚合物驅油配套工程技術上取得了突破性進展，繼注水驅油后又開采出石油儲量的20%。目前，我國的勝利、大港等主力油田，也相繼開始了三次采油技術的試驗和應用，三次采油正在逐步把油田開發技術帶入新階段。自上世紀70年代以來，世界各主要產油國競相研究以化學驅油為主要手段的三次采油技術，但目前該技術在這些國家尚未進入工業化應用階段。對于石油資源仍相對緊張的我國而言，目前已探明的石油儲量中，有近100億噸產量需要采用先進的三次采油技術才能開采出來。大慶油田從上個世紀60年代開始研發三次采油技術，至今已有40年歷史。1972年，三次采油技術在該公司第一次走出實驗室被應用到生產實踐中，取得良好的效果，提高采收率5.1個百分點，注入每噸聚合物增產原油153噸。截至2006年9月25日，大慶油田依靠自主創新，采用世界領先的三次采油技術累計產油突破1億噸，成為世界最大的三次采油技術研發、生產基地。

4.結束語

總之，一整套技術都將隨著三次采油技術的應用而發生變化。油田開發要建立在更廣泛的多學科綜合應用基礎上，從宏觀和微觀上更深化對地下流體滲流的認識，深化對油田的認識。三次采油技術是中國石油開發的必然也是明智的選擇。隨著思維的突破與技術水平的不斷提高，三次采油技術將在進一步推廣應用中趨于完善。三次采油將把油田開發帶入一個更高技術水平的新階段。 [科]

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