三元復合驅的特點與技術研究

岳志巍

摘 要：經濟的快速發展需要更多的原油供應，我國是一個石油資源較為缺乏的國家，除了需要積極做好新的石油資源的勘探與開采，還要做好開采技術的不斷創新以更好地提高原油的采收率。在眾多的石油開采技術中三元復合驅是一種比聚合物驅技術更加復雜、高效、高采收率的技術。三元復合驅在我國石油資源的開采中有著巨大的應用前景。不僅僅是在東北部的大慶油田，在全國各地的油田開采中都能夠取得較為良好的應用。在以往的應用中三元復合驅由于受到技術難關的影響使得其無法進入大規模的工業應用。隨著對三元復合驅長期持續不懈的研究，已經在大慶油田突破了大慶油田原有的低酸值原油無法形成超低界面張力的技術界限，研究出了新的配方，實現了三元復合驅的工業化應用。

關鍵詞：三元復合驅；采收率；表面活性劑

中圖分類號：TE357 文獻標志碼：A

0 前言

三元復合驅是一種相較于聚合物驅更加適合于我國石油開采的重要技術。但是過去相當長的一段時間內三元復合驅由于受技術難題的影響使得其無法實現大規模的工業化應用。通過多年的研究與實踐使得其所存在的技術界限得以突破，研發出了新的三元復合體系新配方，尤其是新型的烷基苯磺酸鹽表面活性劑的工業化生產和應用，使得三元復合驅技術在應用中的井網井距、層系組合以及注入參數等得到了優化確定，同時與三元復合驅技術相配合的多項配套關鍵技術得以突破。通過實踐應用表明三元復合驅技術相較于水驅技術和聚合物驅分別提高20%和10%的采收率。

1 三元復合驅對于采收率提升的重要性

某油田油井長期采用水驅開采技術，根據油井測井解釋資料表明原油井的油層水淹厚度較大、采出程度高、剩余油飽和度較低，且油井井下油層平面上水淹已經接近100%，縱向上水淹厚度接近94%，其中水淹厚度為67.1%等。在后續的開采中所開采出的原油綜合含水已經高達98%，且這一含水率在后續的開采中長期存在。上述數據表明該油井油層所在區域不論是在縱向還是平面上的水淹厚度和水淹程度都較高。

該處油層已經進入了水驅形象殘余油狀態，而繼續采用水驅對該油井進行開采將無法獲得更多的經濟效益。在這一情況下，使用三元復合驅取代水驅技術來對該油井進行開采，通過實驗表明，在采用三元復合驅技術來對油井進行開采后實驗油井均出現了增油降水的效果，且一些含水高達100%的油井其含水率最多實現了50%左右的降幅，增加了油井的采收率。

2 超低界面張力的主控因素

大慶油田所具有的原油具有低酸值性，在應用于三元復合驅技術的表面活性劑研究中通過向表面活性劑系列中加入堿性物質能夠有效地降低大慶油田原油所具有的低-水界面張力，但是由于原油中所含物質的不同通過單一的加堿的方式在一些體系的降幅較小難以達到超低界面張力，不利于原油的開采。而一些達到了超低界面張力的原油其內部所含有的堿濃度范圍卻較窄，這一事實說明在原油中還具有其他一些能夠與堿發生反應的物質，從而生產活性物質，這些物質能夠與外加表面活性劑產生反應并產生協同作用，從而大幅降低原有表面所具有的界面張力。

而后通過對大慶油田油井中的原油的組分進行分析和分離，對原油中的各組分與堿、表面活性劑的作用原理進行了研究分析，并將低酸值原油按族組成分離成飽和烴、芳烴、膠質和瀝青質等的幾個組分用于與三元復合體系間的界面張力進行測試。根據所實驗的數據表明，大慶油田所具有原油中除了有機酸外剩下的膠質和瀝青質都是形成超低界面張力的重要因素之一，在對原油中各組分進行進一步的實驗分析，實驗結果表明原油中所含有的含氧雜環化合物與堿發生反應所形成的活性物與烷基苯磺酸鹽存在著協同效應，能使得原油體系的表面張力得到降低，其所產生的作用與酸性活性組分相當。因此在原油開采的過程中需要通過不斷研究找出合適的表面活性劑，用以找到超低界面張力范圍寬的三元復合體系。

此外，原油中輕質組分含量對界面張力也會產生一定的影響，通過實驗對原油采用3種不同的方法進行除水并對除水后的原油進行分析后發現，即使是對同一復合體系、同一原油采用不同的除水方法所得到的原油界面活性能力也是大不相同的，根據相關測試結果表明請示組分含量保留較多的除水方式所獲得的原油界面活性要明顯較輕質組分含量保留較少的原油。這一實驗結果表明，原油中所含有的輕質組分含量會對低界面張力的形成產生較為有利的影響。

此外，大慶油田不同區塊注入污水對體系界面張力會產生較為明顯的影響，針對這一現象，可以從污水中所含有的無機鹽、有機物等方面進行考慮。通過實驗表明不同礦化度配制水的界面張力行為變化較小，從而這一現象表明污水中影響界面張力的主要因素是除無機離子外的其他物質，為確保三元復合驅中所添加活性劑的效用，需要對上述影響大慶油田原油表面張力的因素進行良好的分析，配制符合要求的活性劑來確保三元復合驅技術能夠取得較高的采收率。

3 三元復合體系配方

為做好三元復合驅中所使用的活性劑的配制，通過對超低界面張力影響因素的分析并對多種表面活性劑的性能進行分析篩選，找出了某家美國公司所生產的烷基苯磺鹽與酸和聚合物所形成的三元復合體系能夠與大慶油田所具有的低酸值原有相結合形成超低界面張力，在此基礎上研究并發現了適合于大慶油田低酸值原油的三元復合體系配方。此三元復合體系配方具有良好應用性能。三元復合體系配方具有較強的抗油砂吸附性能，實驗通過對三元復合體系進行了詳細的實驗室測定，確定三元復合體系中表面活性劑在巖心中的靜態吸附量≤1mg/g砂、動態吸附量≤0.1mg/g砂，而三元復合體系所具有的這一特性使得其能夠提升約20%的采收率。通過對油砂進行多次吸附實驗，實驗結果表明三元復合體系的吸附次數達到5次以后三元復合體系仍能夠達到超低界面張力。在三元復合驅作用的過程中，大量的乳化油滴能夠確保水驅殘余油的啟動，從而使得三元復合驅能夠獲得較高的驅油效率。通過乳化能夠使得油滴聚合并促進“油墻”的形成，有利于擴大波及體積，而上述有力因素的形成將有助于采收率的提高。在三元復合驅的應用過程中，需要綜合考慮油層砂體的分布和特點并結合三元復合驅的特點來確定注采井距和提高采收率的方法，根據實驗結果表明，三元復合驅的注采能力與井距的增加成反比，為了確保開采效果需要將井距控制在125±25m的區間范圍內。層系優化組合主要指的是將油層性質相近的開采對象組合到一起，采用同一套井網進行開采，用以減少層間的干擾，從而實現原油開采過程中采收率的提高。此外，實踐結果表明，一套開發層系中油層的滲透率級差以及油層的厚度是影響油井采收率的重要因素之一。

結語

三元復合驅在油田開采中有著極為良好的應用前景，三元復合驅的應用能夠有效地提高油井的采收率。本文在分析了三元復合驅特點的基礎上對影響油井開采中原油表面界限張力的因素進行了分析，并對如何做好三元復合體系配方的開發進行了分析介紹。

參考文獻

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