油田开发概论(4)

第六章 提高采收率的方法

一个油田投入开发后，其开发效果主要有三个指标衡量；采油速度、采收率、经济效果，它们是反映油田开发技术水平，采油工艺对油田储层利用程度的标志，随着开发水平和开采技术的不断改时和提高，采收集也会不断提高。由驱动杰类型可知，若仅依靠天然能量来开采渍层，其采收率和驱动方式有关。水压驱动的采收率约为50-80%；采驱为30-70%而溶解气驱采收订，一般只有10-15%，这说明即使在最好的水压红色动的油田，最的也将有一半原油采不出来。如果我闪将采收集提高一倍，这将意味着只要增加很少投资，就等于将原来一个油田变成两个油田可见提高原同采收率的重要性，如何提高采收率已成为国内外采油工作者研究的主要课题。

由于影响采收率的因素是多方面的，所以，提高采收率总是从各个方面考虑，通过油田生产实践和科学试验，所提供的各种提高系数，率的方法，按其质，都是从改变驱油介质的性质方面入手，来达到提高驱油时的波及系数（注入工作剂在油层中波及程度）和洗驱油效率，按其工艺特点所采用方法有：

注水时应用各种添加剂来提高采收率，用互溶混相驱的方法以及采用热力红驱动提高采收率的方法。

1．注水时加入各种添加剂提高采收率（化学驱）

添加剂的作用是提高水的粘性，或降低油同水界面的张力，用某此化学试剂来改变的性质，目前矿场使用和空内研究的方法有活性水驱，增粘水驱及低界面张力和高浓性水驱。

（1）活性水驱，就是在注入水中加入各种表面活性剂，改变注入水的性质，提高水的洗油能力。降低油水界面的张力，减少毛管阻力，同时活性水有使油乳化的能力，使油变成水包油型的乳化液，不易粘附在岩石表面，从而提高了洗油效率。

这种方法由于活性剂在岩石表面吸附损失比较严重，影响驱油效果。但随着活性剂活性物质工业的发展，同时加活性剂无需增加多少设图备投资，所以是有发展前途的一种提高采收率的方法。

（2）注稠化水：目有是降低油水粘度差，主要是提高水的粘度方法，即在水中加入增粘剂使水粘度提高，如加入水溶性的高分子化合物，目前采用的有人

工合成的高分子聚丙烯酰胺（PHP）以及生物合成的高他子化合物，如某些细菌生成的杂多糖等。

对增粘剂要求是稳定性好，在地下温下不产生沉积，与油层水和注入水不起化学反应，同时在岩石孔隙中不吸附或极少吸附，不诸塞孔隙，要求来源广，价格便宜，同时还要增粘效果好。

（3）注泡沫水：在注入水中加入少量的可以大量起泡的活性剂，在水中产生大量泡沫。这种泡沫的粘度远比水大，能使波及系数提高，同时泡沫水在油层中产生的气阻效应，使注入水能波及到渗透性较差的孔道中，从而也提高了采收率，另外起泡剂本身还是一种活性物质，所以泡沫水也是一种活性水，其洗油效率比纯水要高。

泡沫水是由水、气体（空气、天然气、CO2）起泡剂组成，起泡剂的作用主要是使泡沫容易发生，具有一定的稳定性，常用的有烷基磺酸钠，烷基本磺酸钠，松香酸钠等。

（4）注入氢氧化钠：Na OH可以改度油层的润湿性，由于石油中活性物质吸附在岩石表面，致使油层紊水变为紊油，从而降低了水驱油的效率，而原油中的活性物质，如沥青质酸和烷酸能与NaoH起作用，生成水溶性很好的环烷酸钠和沥青质酸钠，从而使岩石紊油转变为紊水，也就是提高了注入剂的洗油效率。而同时生成的环烷酸钠是形成水包油的乳化剂，它又是乳化剂夜的优点，另外环烷酸钠和沥青酸钠也是活性剂，还能降低油水界面张力。

（5）注二氧化碳水：由于CO2极为溶于水和油，溶于水生成为碳酸，CO2能提高采收率的原因在于其能降低原渍粘度。

CO2溶于油后减少了原油分子间的引力，因而使原油粘度降低了，从而提高了波及系数。

同时CO2可以与油水互溶使段塞前缘达到混相，清除界面。因此波及系数与洗油效率都可大小提高。

CO2还可改变油层的润湿性。

但是，CO2对设备有腐蚀，结垢现象也比较严重，况且CO2来源也是一个大问题，这是有待解决的问题。

（6）注胶束溶液，即油、水两相中加入活性剂，使油水互溶成为透明或半透明的胶束溶液，将这种溶液注入油层后能提高波及系数。同时胶束溶液是一种混溶剂，即可与油互溶，同时又可以与水互溶，这样就可以清除油水界面及界面

张力，减少毛细管阻力，因此波及系数，洗油效率都提高。

国外有人认为：只要胶束溶液能驱到的地方，可以100%地将油驱出，并且用量也较其它方法少。

三元复合驱：（A、S、P） 碱水 表面活性 聚合物

2．互溶混相驱方法

基本原理是清除由剂与原油间的相界面，减少驱油时的毛管阻力，附着阻力，增加驱油剂对油层的洗油能力。携节能力，从而提高采收率，常用互溶混相驱有以下几种方法：

（1）高压注气：即在高压下（几百到上千个大气压），将天然气CH4（主要是甲烷）注入油层使其驱汪。因为天然气在高压下性质和轻质油相近，对较重质油有溶解能力。因此，高压下注入的天然气与原油间界面就可以逐渐清除。实验证明；当油气达到互相互溶时，的气驱油的洗油效率可达90%左右，但是，由于气驱渍时的气，油粘度差很大，波及系数仍不高。所以这种方法只有在油层原油粘度不太大，且溶有大量的天然气，油层要保持较高的压力下才适用。

（2）注富气：即在注入气中，含重质烃类（C2-C6）的量较高，这样的气体对原油中的重质油组分溶解能力较一般天然气要强些。也就容易使富气和原油间建立互溶（混相）带，注入压力此高压注气的压力要求也低些，但是所需气量仍很大，一般注入量为孔隙体积的1—1.5倍。

（3）注溶剂：选择可与原油互溶又可以驱油剂（气或水）互溶的液体，注入油层，这呼液体有液化气（主要液化丙、丁烷），液化CO2，醇类、酮类等。但由于成本离而影响的广泛使用。

沉积驱方法。由于气来源，设备、成本条件的限制，目前在我国应用还很少。 （2） 热驱方法

对于一些高粘度原油（油中含重质成分很高，粘度有的达到几千厘泊）的油田，若能提高油的温度，粘度便会下降，热驱就是针对采用油田而采用的较为有效的方法，目前常用的方法有注热载体法和火烧层法。

（1）注热载体：是选用能够携带热量的流体，将热能带到油层，使油温外升高，这种流体称为热载体，它能驱油的机理是：使油层厚油发生热膨胀，增加

地层面的体积系数，即相对增大油层内含油饱和度，冷却后残余油的饱和度相应减少，故多采出了原同，同时，原油粘度也降低，与驱油剂粘度并减少，提高了波及系数和洗油效率。另外热载体对原油中的易挥发必馏分有燕馏作用，也就易形成局中混相。

注热蒸汽，对于一些粘度特高的油层，其采收率可以5-6%，提高到30-40%。 注热载体主要存在热能量损失问题，故多用于浅而厚的油层目的是减少注入过程的热损失。注热载体法包括蒸汽吞吐和蒸汽驱动。

在热力驱中，蒸汽和蒸汽吞吐是两种广泛的应用的方法： ①蒸汽驱油

从井组为基础，向注入井连续地注入蒸汽，注入油层的蒸汽在完全冷凝之前，在油层内扩散蔓延，与温度降低的储层岩石接触时开始冷凝并释放出潜热，而蒸汽温变保持不变，从而将岩石及所含流体加热到蒸汽温度。冷凝水流向生产井，这样就形成了一个不断扩大的蒸汽带。水蒸汽的体积与少量体积的水相比要大得多，如1m3水能生产100m3，压力为1Mpa，于度为75%的蒸汽

蒸汽驱油机理可归纳为: 1)降低原油粘度，改善流动性。 2)原油增温热膨胀降低残余油饱和度。

3)蒸馏作用产生的轻质烃类馏分，进一步稀释采用油改善流度比。 4)蒸汽带内水蒸气和逐渐增多的冷凝水联合交替产生的原油驱油效率 在蒸汽驱过程中，往往一开始开发效果不太好当注采之间一但形成热连通后，再注蒸汽，便可获得较高的条收率。

②蒸汽吞吐

蒸汽吞吐又称循环蒸汽或蒸汽浸泡，是向油层内高速注几用蒸汽，然后关井数目，进行所谓的“焖井”然后再开井生产。

蒸汽驱和蒸汽吞吐的增产效果差别很大，这主要取决于井和油芷条件，如油层压力，原油粘度、饱和度、油层厚度，有无底水或气顶，注气过程地层是否压裂等。一般认为在油芷厚、井距小的情况下蒸汽驱效果愈加明显。

（2）火烧油层（火驱）法：

是将油层原油直接点燃，并不断向油层注助烯剂（空气）形成一个移动火线向油层纵深推进。

具体方法是用井下点火器（用气体燃料、液体燃料或电热器）首先将井底周

围的原油加热致自然燃温度（燃烧温度一般从250-500℃），随后不断注入空气助燃，使燃带为不断推进。靠近燃烧带原油受热蒸发、裂化，形成轻质油蒸汽向前流动。

1999年在北京香山召开的由国家科委发起组织讨论我国重大科技问题的第114次会议的中心议题是“石油强化开采中心的重大问题”，国家攀登计划“复合驱强化采油中重大基础性研究”首席科学家。中国科学院光化学所研究所教授俞稼镛教授讲“在今后很长地时间内，石油仍是国民经济发展的重要命脉，预计2000年我国的石油需求是将突破2亿，2001年将达到2.5亿，而我国的石油储量很难有较大的增长，很难设想大量石油依赖从国外进口。所以采油技术的研究不能受油价波动影响，要大力加强三次采油的基础技术研究，为21世纪我国石油工业的发展打下基础”。三次采油使采收率为30%增加至45-50%，攻克三次采油技术，提高采收率是无需找到油田即可找到新储层的理想道路，也是在我国新区勘探难大的形势下，来降低石油成本的现实之路。

第七章：提高采收率的方法：复习题

1．目前在提高油层采收率过程中，按其工艺特点所采用的方法主要有那几种

2．其各种方法的基原理和作用是什么？ 4．油芷微生物处理技术（微生物采油）

微生物是指所有，形体微小、单细胞或个体结构较为简单的多细胞，甚至没有细胞结构（病青）的低等生物，包括、细菌、放线菌、霉菌、单位细胞藻类，原生动物和病毒等，类群十分底杂。

利用微生物的产业中，产值最大的有三项；即酵周业、抗生素业、和酶制品业，对人类文明的发展起着巨大的推动作用。但目前人类所不解的微生物仅占自然界中存原种类的十万分之一。自然中还有许我的微生物等待着人类去发现，认识，开发和利用。

微生物与石油的关纱，早期前苏联科学家就通过分析地面土壤中的细菌的种类来寻找油矿，加拿大科学家试验用细菌发酵来合成石油，1962年美国Backman第一次提出利用微生物在地层中的活动来提高采收率的设想，1947年Zobell成功地进行了现场试验。随后许多国家开展微生物强化采油的研究和矿场试验，均获得了较好的效果。

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