三元復(fù)合驅(qū)采油技術(shù)在石油開采中的應(yīng)用探討

張宏

摘 要：對三元復(fù)合驅(qū)采油技術(shù)在石油開采中的應(yīng)用進(jìn)行探討，介紹了三元復(fù)合驅(qū)采油技術(shù)的概念、技術(shù)機(jī)理，分析了三元復(fù)合驅(qū)采油技術(shù)的利弊。

關(guān)鍵詞：三元復(fù)合驅(qū)；采油；石油；應(yīng)用

石油素有工業(yè)血液之稱，是我國的重要化工能源與原料，同時(shí)也是我國的重要戰(zhàn)略物資。但石油是一種不可再生資源，隨著國民經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，石油消耗量也逐漸增加，石油資源日漸緊缺，如何有效提升石油的采收率成為當(dāng)前擺在石油行業(yè)面前的重要課題。近年來，三合復(fù)合驅(qū)采油技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展，使得我國油田產(chǎn)量得到了明顯的提升，并成為當(dāng)前提高油田產(chǎn)量的重要措施。

1 三元復(fù)合驅(qū)采油技術(shù)概述

石油開采主要有三種類型，分別為一次采油、二次采油和三次采油，但通常每次采油的出油率僅為1/100。一次采油主要是用于未開采的新油田，由于油田長時(shí)間埋藏在地下深處，受到覆蓋層的擠壓力和重力影響，其存儲(chǔ)空間較小，而在打通地下通道時(shí)會(huì)因?yàn)椴煌瑝毫Χ沟每諝獬霈F(xiàn)流動(dòng)，因此，需把石油原液帶離地下存儲(chǔ)區(qū)。

二次采油主要是通過地下存儲(chǔ)器的壓力來驅(qū)油，并利用增加模擬空間壓力的方式對石油進(jìn)行開采。相較于一次采油而言，二次采油出油率有了明顯的增加。三次采油則是在二次采油加壓方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行石油萃取的一類置換方式。其結(jié)合了生物采油、物理采油以及化學(xué)采油三種方式，其通過各類物體的接觸來有效聚集分散石油，以實(shí)現(xiàn)增加石油開采量的目的，該技術(shù)已成為我國油田增產(chǎn)與穩(wěn)產(chǎn)的重要技術(shù)之一，其石油采收率可高達(dá)76%。其中三次采油的主要技術(shù)為三元復(fù)合驅(qū)采油技術(shù)，其是在化學(xué)驅(qū)中獨(dú)立出來的一類新型石油開采技術(shù)。

所謂三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)指的是將聚合物、堿類物質(zhì)以及表面活性劑等同水一同注入，通過提高石油原液粘度以及體積波及系數(shù)來增加石油的出油率。其轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的表面活性劑驅(qū)，并促使三種原本的驅(qū)材料復(fù)合成為了一種，可以很好地提高了采油效率。在具體應(yīng)用過程中，還需結(jié)合實(shí)際情況來選擇三合復(fù)合驅(qū)采油技術(shù)驅(qū)的種類，以及確定其具體比例，避免由于種類選擇不當(dāng)或是比例配比不當(dāng)所導(dǎo)致的堿過量或不足，從而導(dǎo)致難以發(fā)揮出中和作用的效果，致使后續(xù)石油開采出現(xiàn)困難。所以，在石油開采中，還應(yīng)結(jié)合空氣主要成分、巖石性質(zhì)等方面內(nèi)容對所建比例進(jìn)行調(diào)整。

2 三元復(fù)合驅(qū)采油技術(shù)機(jī)理

2.1 復(fù)合驅(qū)中堿類物質(zhì)的作用

在石油原油中添加復(fù)合驅(qū)后，堿類物質(zhì)能夠和原油中的多種成分發(fā)生反應(yīng)，從而提高原油自身的產(chǎn)生效率。如酸類物質(zhì)會(huì)和堿發(fā)生中和反應(yīng)，所產(chǎn)生的物質(zhì)會(huì)漂浮于油水界面，使得整體油水界面的張力下降，從而使得運(yùn)行的阻滯減少，增強(qiáng)了原油的流動(dòng)，且相應(yīng)的增加了其活性范圍；堿可與活性劑發(fā)生反應(yīng)，擴(kuò)大活性劑的反應(yīng)范圍，促使更多的活性分子進(jìn)入原油成分當(dāng)中，從而增加整體原油成分；堿還可以與瀝青質(zhì)等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。

堿/表面活性劑/聚合物（ASP）三元復(fù)合體系驅(qū)油技術(shù)是一種發(fā)展較晚，但在三次采油中較為成熟的一種技術(shù)。該技術(shù)的驅(qū)油機(jī)理是利用三元體系中的堿、表面活性劑和聚合物三種化學(xué)劑的水溶液協(xié)同效應(yīng)驅(qū)油。三元復(fù)合驅(qū)不但可以適應(yīng)高酸值原油，同時(shí)也可以適應(yīng)像大慶這樣的低酸值原油酸值小于0.1mgKOH/g）。目前使用的聚合物一般為聚丙烯酰胺（PAM）和部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）。由堿劑、表面活性劑和聚合物的作用來看，它們都各有優(yōu)缺點(diǎn)。

除聚合物外，其余兩類化學(xué)驅(qū)替劑很少單獨(dú)使用，一般都是相互配合，取長補(bǔ)短，以充分利用它們間的協(xié)同效應(yīng)，即：堿劑價(jià)格低廉，會(huì)和原油酸組分反應(yīng)生成天然表面活性劑，減少人工表面活劑的損失，協(xié)助表面活性劑使油/水界面張力達(dá)到超低值，但它要和儲(chǔ)層流體、固體發(fā)生作用，自身受到消耗并傷害儲(chǔ)層；表面活性劑雖然會(huì)降低油/水界面張力，改變巖石潤濕性，提高驅(qū)油能力，但它價(jià)格昂貴，而且容易發(fā)生吸附、沉淀等現(xiàn)象而受到消耗，并且它與堿劑一樣缺乏適當(dāng)?shù)牧鞫瓤刂疲靶瘦^差。

聚合物可顯著降低驅(qū)替液的流度，提高驅(qū)掃效率，但它要發(fā)生滯留，捕集與降解等。揚(yáng)長避短，相互配合使用，可達(dá)到最佳驅(qū)油效果。因此，各種驅(qū)替劑的優(yōu)缺點(diǎn)就注定三元復(fù)合驅(qū)強(qiáng)化采油技術(shù)的產(chǎn)生，合理的調(diào)配它們之間的關(guān)系，可以得到高效率的體系。從而進(jìn)一步提高原油采收率。堿劑價(jià)格低廉、表面活性劑可以降低油/水界面張力、聚合物可以改善流度比，提高體積波及效率。

2.2 聚合物作用機(jī)理聚合物的作用

主要在于降低整體界面張力，提高整體原油的流動(dòng)性。其原理主要在于將整體驅(qū)替水系粘度降低，從而使得原油中的水分流動(dòng)降低，使得整體原油的油流度比減小，進(jìn)而促使整體流油均值狀況得到改善，擴(kuò)大了驅(qū)替水的波及面積，這就使得原油受到更多的波及，從而提高了原油的產(chǎn)量。不僅如此，聚合物還可以波及到油層垂直方向的分配比，促使吸收剖面更為立體。

3 三元復(fù)合驅(qū)采油技術(shù)的利弊

總的來說，三元復(fù)合驅(qū)采油技術(shù)是一種混合型原料伴隨注水的方式，其對三元驅(qū)的要求較高，尤其是在添加堿時(shí)，尺度較難準(zhǔn)確把握。一般而言，在礦物質(zhì)中含有許多硅酸鹽，而堿會(huì)與流體和底層中的礦石產(chǎn)生反應(yīng)，從而形成無機(jī)垢。因?yàn)榈貙忧謇砥饋磔^為困難，隨著時(shí)間的增加，有機(jī)垢逐漸沉積，在中和反應(yīng)時(shí)，在酸性氣體揮發(fā)的影響下，所形成的物質(zhì)會(huì)對管道材料起到一個(gè)腐蝕的作用。此外，在添加表面活性劑時(shí)，還需將酸堿反應(yīng)形成的表面活性劑考慮在內(nèi)，避免出現(xiàn)工藝重復(fù)，生產(chǎn)成本增加的現(xiàn)象。