三次采油新技术的应用研究
方志刚1 宫海霞2 宋超1
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方志刚1 宫海霞2 宋超1,. 三次采油新技术的应用研究[J]. 中国科学研究,202210. DOI:10.12721/ccn.2022.157087.
摘要: 石油是我国的重要战略资源,但也不是无穷无尽的,随着国际能源市场的激烈竞争,如何提高原油的开采效率成为了石油行业乃至整个行业关注的焦点。三次开采技术是近十年来新开发的一种工艺,它的应用与推广对提高原油的采收率、稳产具有十分重要的作用。
关键词: 三次采油;新技术;应用
DOI:10.12721/ccn.2022.157087
基金资助:

引言

石油是当今世界的一种重要战略资源,它在社会经济、人民生活和国家安全等方面起着举足轻重的作用。然而,石油也不是无穷无尽的,恰恰相反,能源危机正在向全世界蔓延,这是一种束缚着世界经济发展的锁链。当前,随着能源危机的日益严重,国际间的能源竞争日趋白热化,如何提高原油的开采效率成为了石油行业乃至整个行业关注的焦点。三次开采是目前油田开采量最大、开采量最大的一种方法。经过近几年的发展,在国际上已形成了化学驱动力。

1三次采油概述

在开发过程中,出现了二次开发与三次开发。一次开采即是将天然能量用于开采。二次开采,是在一次采油后,通过注水或不加注,使油层压力增大,并将油气驱入油层。三次开发,就是通过物理化学、生物等新技术,来提高石油的产出。目前已形成的三次开采方法有四种:化学驱、气驱、热力驱和微生物开采。

三次采油技术的应用,是一种利用自然能力来开采尾砂的方法,而不是通过注水和注气来补充能源。在实际使用中,这种驱油方法主要是注入化学物质、蒸汽、气体(混合物)、微生物等,从而改变驱油与油的交界特性。三次采油技术,是指利用物理化学和生物技术,从地下挖掘出残余的石油,从而增加原油的采收率。三次开采技术为中国的稳产提供了有力的支持,但目前还存在着亟待解决的问题,如开发方式的转变、微生物驱的开发还有待于进一步的研究。三次开采技术是一项以物理、化学、生物技术为主要手段,以增加原油的产量。目前国内大部分已开发油田都处于老化状态,在我国大多数油田中,三次开发是减少产量递减速率、维持稳定原油生产的重要战略需要。11.png

图1 石油短缺概况

22.png图2 不同时期世界石油大会对全球资源量预测果

2三次采油新技术的应用

2.1热力驱采油技术

根据注、采技术的不同,热驱可以分为热驱法、热激法和增产法。热驱是指在某一井或多口井中,将热流体不断地注入到其他油井中,以取代其他油井。保持热液注入所需要的压力能加速原油的流动,提高储层的驱动力,其特征是热耗能大,但能提高采收率。热泵或增油技术是对靠近井眼的油层进行加热,当油层中的油流阻力下降时,重力、溶解、天然气等更大的驱动力会使油井的产量提高[1]

2.2气驱采油技术

气驱法是将各种混合气体注入到油层中,以增加原油的产量。在初期,采用碳氢化合物作为注入剂,因其成本高于水驱,且存在着潜在的安全风险。目前所用的注入剂以二氧化碳为主,是将反应溶液注入到储层中,使其在储层中发生反应,从而释放出CO2,从而达到减少原油粘度、增加采收率的目的。目前,我国许多油田都在大规模应用CO2技术,以达到三次开采的目的。

2.3化学法驱油技术

微生物驱油工艺,即通过向地层中注入微生物和基质,使其在地层中的微生物生长、代谢,产生酸、气、溶剂、生物表面活性剂、生物高分子等,提高储层物理性质,进而提高储层的产量。微生物采油不会对环境造成污染,且操作简便,控制方式容易实现,但也有一定的限制。微生物开采要求在一定的环境下进行,例如:石油层的温度必须在120℃以下,地层的渗透率在0.03μ m以上,地层水在150000 mg/L以下,原油在4000 MPa/S以下。利用纳米物质(分子薄膜)在油层中的吸附、润湿性、扩散、毛细管自渗性及界面特性的变化,实现了对石油的控制。其优点是可以在一个设备中制备和完成注射,该设备在现场使用方便,而且可以很大程度上调整分子膜的浓度[2]

2.4强碱三元复合驱油技术

强碱三元复合驱技术的主要替代方法是强碱,工艺比较复杂,且易在储层及井下形成污垢,对储层产生不利的影响,导致产液能力下降,易导致出液破乳、失水等问题。另外,强碱的使用不仅会给储层带来不利的影响,而且原料供给也很少。目前,我国石油化工的原料紧缺问题,可以采用蒸馏法、烷烃脱氢烷基化、烯烃烷基化、丙烯齐聚烷烃基化法等工艺来解决。其中,a-烯烃烷基化制蜡法是一种技术成熟、工艺简便、技术成熟的方法,它可以很好地实现高纯度的单烯的分离,但在油田应用的表面活性剂中,14-烯烃-25-烯烃-丙烯-齐聚-烷基化是目前较为成熟的一种方法。为了解决强碱三元复合驱给油层带来的不利影响,本技术在石油行业中得到了广泛应用和应用。

2.5无碱二元驱油技术

无碱二元驱技术是利用适当的表面活性剂,达到不含碱二元驱油的目的。利用阴离子化或阳离子化和非离子化的聚合作用,可以将油水界面的拉力降至超低限度。目前,无碱二元驱油工艺中常用的表面活性剂有烷基芳基磺酸盐和甜菜碱类两种表面活性剂。Gemini表面活性剂、 Bola表面活性剂等是利用表面活性剂与表面活性剂的相互作用,从而形成一种新型的系统[3]

以烷基芳基磺酸盐为代表的新型阴离子型表面活性剂,因其独特的结构,使其在水溶液中形成了一种致密的双层膜,同时对液体和液体的吸附性能也有很大的提高。目前广泛使用的是两性表面活性剂,它的分子结构中含有两个或更多的离子属性,并带有阳离子亲水,在一种介质中可以显示出阴离子表面活性剂的特征,而在另一种环境下则显示出阳离子表面和活性剂的特征,具有低的刺激性,良好的抗硬水性。其优势是:尽管原料价格较高,但应用范围更广,尤其是在高盐度、高温油藏中,具有非常好的驱油效果。

结束语:

总之,三次采油技术的应用是一个动态的、系统化的过程,新的三次采油技术正处于一个持续发展的过程中,而多个领域的综合运用也会影响到整个油田的发展。因此,在我国的油气勘探开发中,必须重视新的三次开采技术的运用,使其得到更好的发展。

参考文献:

[1]冯永生,郭静,蒋风松,等. 三次采油技术的研究现状及进展[J]. 内蒙古石油化工,2016(3):114-116.

[2]郭东红,张雅琴,崔晓东,等. 三次采油用重烷基苯磺酸盐表面活性剂的协同效应[J]. 应用化学,2003,20(1):86-88.

[3]陈必安. 浅议三次采油技术研究与应用[J]. 中国石油和化工标准与质量,2013(16):98-98.