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提高油田采收率的新型化学驱油技术研究

王强 吴九虎 毛宝鑫 陈明

长庆油田分公司第四采油厂,陕西榆林,718500

摘要: 油田采收率的提高对于石油工业具有重要意义。化学驱油技术作为一种新兴的提高采收率的方法,通过改变油藏的物理特性,有效促进原油的流动与聚集。深入探讨了化学驱油技术的原理、与传统水驱技术的效率对比,以及在油田应用中的策略与效果。化学驱油技术利用表面活性剂、聚合物和碱等化学剂,通过降低油水界面张力、增加水的粘度等机制,显著提升了油层的渗透率和原油的流动性。尽管面临成本和环境适应性的挑战,但随着技术的不断优化与创新,化学驱油技术有望在未来油田开发中发挥更加关键的作用,为提高油田采收率和延长油田寿命提供有效支持。
关键词: 油田采收率;化学驱油;技术应用;效率评估;油田开发
DOI:10.12721/ccn.2024.158427
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引言

油田作为全球能源供应的重要组成部分,其高效开发与利用一直是石油工业关注的焦点。随着传统油田资源的逐渐减少,提高油田采收率成为确保能源稳定供应的关键。化学驱油技术,以其在改善油藏物理特性、提升原油流动性方面的独特优势,为油田采收率的提升提供了新的思路。本文将对化学驱油技术的原理、与传统水驱技术的效率对比进行深入分析,并探讨其在油田采收率提升中的应用策略与效果。通过对化学驱油技术的全面审视,在为油田开发提供更为高效的技术选择,推动石油工业的可持续发展。

一、新型化学驱油技术原理与油田应用概述

新型化学驱油技术作为一种提高油田采收率的有效手段,其核心原理在于利用化学剂改变油藏岩石表面的润湿性,降低油水界面张力,从而增强原油在地层中的流动性。这种技术通过化学剂的注入,能够显著改善油水在岩石孔隙中的分布,提高油层的渗透率,降低原油的粘度,使得原油更容易从油层中被驱出。在油田应用中,新型化学驱油技术主要通过以下几种方式实现:表面活性剂驱、聚合物驱、碱驱以及复合驱等。表面活性剂驱通过降低油水界面张力,促进油滴的聚集和流动;聚合物驱则通过增加水的粘度,改善水驱效率;碱驱通过中和原油中的酸性物质,降低原油的粘度;复合驱则是将多种化学剂组合使用,以达到最佳的驱油效果。化学驱油技术的应用,需要根据油藏的具体条件进行定制化设计。这包括对油藏的地质结构、流体性质、温度压力等参数的深入分析,以确定最合适的化学剂类型和注入方案。

在设计过程中,还需考虑化学剂与油藏岩石的相互作用,以及可能产生的环境影响,确保技术的可持续性和安全性。随着油田开发进入中后期,剩余油的开采难度逐渐增大,新型化学驱油技术显示出其独特的优势。它不仅能够提高采收率,还能延长油田的生产寿命,对于维持油田的经济效益具有重要意义。然而,化学驱油技术也面临着成本、环境适应性以及技术实施难度等挑战。因此,未来的研究需要在提高化学剂性能、优化注入方案以及降低环境影响等方面进行深入探索。

二、化学驱油技术与传统水驱技术的效率对比

化学驱油技术与传统水驱技术在油田开发中都是提高原油采收率的重要手段。然而,它们在原理、效率以及适用条件上存在显著差异。传统水驱技术主要依赖于水的注入,通过增加地层压力来推动原油向生产井流动。这种方法简单、成本较低,但在油田开发后期,由于水的粘度较低,对油层的驱替效率有限,尤其是在低渗透油层中,水驱的采收率往往难以满足生产需求。相比之下,化学驱油技术通过注入特定的化学剂,如表面活性剂、聚合物、碱等,来改变油水界面的性质,降低界面张力,提高油滴的流动性。这种技术能够更有效地驱替油层中的残余油,尤其是在油水界面张力较高、原油粘度较大的油层中,化学驱油技术显示出更高的效率。化学驱油技术还能够通过增加水的粘度来提高水的波及效率,从而更有效地接触到油层中的每一个角落。在效率对比方面,化学驱油技术通常能够实现更高的最终采收率。

研究表明,在某些油田条件下,化学驱油技术可以使采收率提高10%至20%,甚至更高。这主要得益于化学剂对油层的改善作用,包括降低原油的粘度、增加油层的渗透率以及改善油水在岩石孔隙中的分布。然而,化学驱油技术的成本通常高于传统水驱技术,这主要是由于化学剂的购买和注入成本较高。在适用条件上,化学驱油技术更适用于那些水驱效果不佳的油田,如高粘度油层、低渗透油层以及油水界面张力较高的油田。而传统水驱技术则更适用于油层条件较为理想的油田,如水层较厚、油层渗透性较好的油田。化学驱油技术在实施过程中需要更多的技术准备和监测,以确保化学剂的有效注入和油层的响应。尽管化学驱油技术在提高采收率方面具有明显优势,但其在实际应用中也面临着一些挑战,如化学剂的环境影响、油层适应性以及技术实施的复杂性。

三、化学驱油技术在油田采收率提升中的应用

化学驱油技术在油田采收率提升中的应用是多方面的,其关键在于通过化学方法改善油藏的物理特性,从而提高原油的流动性和采收效率。这种技术的应用涵盖了从油藏评估、化学剂的选择与配方、注入策略的设计,到驱油过程的监控与优化等多个环节。在油藏评估阶段,地质学家和工程师需要对油藏的岩石类型、孔隙结构、流体性质以及油水分布进行全面分析。这些信息对于确定化学驱油技术的应用方案至关重要。例如,对于孔隙结构复杂、渗透性不均一的油藏,可能需要采用特定的表面活性剂来改善油水界面的润湿性,以提高原油的流动性。化学剂的选择与配方是化学驱油技术成功应用的关键。不同的化学剂具有不同的物理化学特性,适用于不同类型的油藏和原油。例如,聚合物可以增加水的粘度,改善水的波及效率;而表面活性剂则可以降低油水界面张力,促进油滴的聚集和流动。

配方的设计需要考虑化学剂的稳定性、成本效益以及环境影响。注入策略的设计同样重要。化学剂的注入方式、注入速率和注入量都需要根据油藏的具体条件进行优化。合理的注入策略可以确保化学剂在油藏中的有效分布,提高驱油效率。注入过程中的监测和调整也是必不可少的,以确保化学驱油技术能够达到预期的效果。在化学驱油技术的应用过程中,还需要对驱油效果进行实时监控和评估。这包括对油藏压力、原油产量、水油比等参数的监测,以及对化学剂在油藏中的行为进行分析。通过这些数据,工程师可以及时调整注入策略,优化化学驱油过程。化学驱油技术在油田采收率提升中的应用还需要考虑经济性和可持续性。

结语

油田采收率的提升是石油工业持续发展的关键所在,而化学驱油技术以其独特的优势在这一领域展现出巨大潜力。通过深入分析化学驱油技术的原理、与传统水驱技术的效率对比,以及在油田采收率提升中的实际应用,我们可以看到这一技术在提高油田开发效率、延长油田生产寿命方面的重要性。化学驱油技术的应用不仅需要精确的油藏评估和化学剂的科学选择,还需要精心设计的注入策略和严格的监控过程。面对成本、环境适应性以及技术实施难度等挑战,未来的研究应致力于化学剂性能的提升、注入方案的优化以及环境影响的最小化。

参考文献:

[1] 李晓明. 提高油田采收率的化学驱油技术研究[J]. 石油勘探与开发,2020, 37(2): 123-130.

[2] 赵勇. 新型化学驱油技术在油田开发中的应用与效果分析[J]. 石油化工技术,2019, 46(4): 54-59.

[3] 孙立新. 油田化学驱油技术进展与发展趋势[J]. 石油科技,2021, 17(3): 82-87.