探究混相驅提高石油采收率技術的應用與發展

楊健 楊林科 李宏飛

摘 要：本文對混相驅提高石油采收率技術的發展作了概述，闡述了當今國內外氣體混相驅的應用及發展，分析了氣體混相驅采油的機理、對應的開發方式，并結合氣體混相驅采油目前存在的問題，提出了今后的發展趨勢。并綜合國外經驗和我國具體情況，指出發展我國注氣混相驅提高采收率事業的關鍵是氣源問題，應采取多種途徑解決，同時，還需要加強注氣驅的先導試驗和相關理論及其實驗研究。

關鍵詞：混相驅；混相機理；發展趨勢

混相驅替是提高石油采收率的重要方法之一，它的基本機理是驅替劑注入的混相氣體和被驅替的地層原油在油藏條件下形成混相，消除界面，使多孔介質中的毛細管力降至零，從而降低因毛細管效應產生毛細管滯留所圈閉的石油，原則上可以使微觀驅油效率達到百分之百。實際上由于地層的非勻質性、滲透率分層性、流度比不利、重力舌進、粘性指進等多種因素，原油采收率是達不到100%的，但在適宜的條件下，其采收率一般比注水開發的采收率高。

1 國內外氣體混相驅發展概述

1.1 國外發展情況回顧與概述

混相注氣始于2O世紀40年代，由美國最早提出向油層注入干氣。5O到6O年代各國進行了大量室內和礦場實驗，早期以液化石油氣為主，后期轉向烴類混相驅油，80年代，由于烴類氣體價格上漲和天然CO2氣藏被發現，CO2混相驅逐漸發展起來。90年代，該技術日漸成熟。CO2混相驅采油效果十分突出，可使最終采收率達到90以上。CO2驅是比天然氣更優越的驅油劑，也是氣體混相驅中最有吸引力的提高采收率技術之一。

在國外，美國從50年代至今，已成功地進行了大量混相驅提高采收率礦場應用。從提高采收率單項技術上看，熱采和氣驅仍然是三次采油技術中的主導技術。尤其是近年來隨著減少溫室氣體排放成為全球關注的焦點，CO2。的捕集儲存和CO2。提高采收率技術相結合成為國外的研究熱點，因此氣驅項目中CO2驅的數量與日俱增。大型烴類氣驅項目在阿拉斯加、挪威、安哥拉、科威特以及委內瑞拉成功應用。氮氣或煙道氣也應用到了深井、高壓和輕質油藏中，但目前美國、加拿大和墨西哥很少用氮氣驅。

l.2 國內發展與應用惰況概述

在國內，混相驅技術起步較晚。我國適應注氣開采的儲量很大，對于難以注水的油田如低滲透、強水敏，注氣更是一種可行的開發方式。但是在我國東部主要產油區，天然氣氣源緊張，烴類氣體又供不應求，不可能用來注氣。再加上原油含蠟多、粘度和密度都比較高，注氣后由于不利的流度比、氣竄和重力差異比較嚴重，波及系數不高，而且難于混相，所以注氣混相驅一直未能很好地開展起來。

1963年首先在大慶油田開展了注氣先導試驗，在葡一層開展了注濃度3.8%的碳酸水試驗，注入孔隙體積23.2%。與同條件對比井組的水驅相比，采收率提高1O%左右，在注水過程中注水井吸水能力也有所提高，同時室內試驗表明，水能使巖心表面性質由親油轉向親水。1969年3月至1970年6月又在小井距試驗區葡一層進行了CO2。加輕質油段塞的提高采收率礦場試驗，結果比水驅采收率提高8%。

從1985年以來，中原、大慶、華北、大港、吐哈等油田相繼開展了氣體混相驅礦場試驗。從1994年開始，吉林油田利用萬金塔CO2。氣田的液態CO2，在吉林油田開展CO2吞吐和CO2泡沫壓裂，結果平均單井增產75.5t和144t原油。在西部，吐哈葡北油田己由吐哈和總公司北京研究院共同完成葡北油田注氣混相驅設計，并已實施。大港大張佗凝析氣田和塔西南柯克亞凝析氣田注氣的成功，實現了我國注氣開發凝析氣田零的突破，為注氣提高采收率開辟了新途徑。

2 氣體混相驅提高原油采油率研究進展

注氣混相驅目的在于降低注入溶劑及原油的界面張力，使界面消失，提高驅替效率。注氣過程中有關的物理化學現象和影響因素是很復雜的。注入低界面張力的氣體，由于不利的流度比，注入溶劑（氣）前緣不穩定，以不規則指進穿入原油，使其過早突破，竄入生產井。所以，克服注氣過程的粘性指進是注氣提高采收率的關鍵。影響注氣的因素還有孔喉大小分布、重力影響、潤濕性、水鎖現象等，因此在注氣過程的設計中要特別注意界面張力、流度比和孔喉大小分布三種因素的協調。

3 氣體混相驅在我國的發展前景及建議

注氣混相驅開發低滲透油田具有廣闊的應用前景，其驅油效率遠高于非混相驅。其中，CO2和N2更是近期研究較多和發展較好的混相驅替技術。目前，我國陸上已探明難動用儲量中，特低和低滲透油藏的儲量占較大比例。如果只靠天然能量和注水開發，采收率低于20%。混相驅（尤其是N2（煙道氣）、CO2）將是此類儲量有效的開發措施之一。但是，綜觀整體，由于缺乏氣源，CO2在我國發展前景不大，而對注天然氣或價廉物廣的氮氣提高采收率技術具有較大的發展空間。

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