PDF下载
三次采油驱油技术发展研究

南萌

大庆油田有限责任公司第一采油厂第八作业区中心实验室,黑龙江省大庆市,163000

摘要: 利用物理方法对储层进行驱油,利用水和油不互溶的原则,提高储层上面的压力,利用这种压力把地层中的气体排出。另外,也可以将品类符合的驱活剂添加到油层中,由于油层中的油与水经过混合压缩后,原本残留分散的油气又会聚集在一起,这个时候进行油气资源的再度开发可以增加油气的采收率。
关键词: 三次采油驱油;三次开采;注气式
DOI:10.12721/ccn.2024.157281
基金资助:
文章地址:

前言

三次采矿与二次采矿相比,具有很多优点,例如,它可以更好地理解地层的分布情况,可以增加生产精度,降低采样的负担,并且可以使石油和天然气的采集更为充分和完整。尽管三次开采有很多优势,但三次开采的实施需要全面、全面的考察,针对不同的原油和地层,选择适合的驱油类型,这样才能充分发挥石油和天然气的潜力,减少石油和天然气的消耗,实现更全面的开发。在三次驱油工艺中,三元复合驱、注气驱和化学驱等三种驱油工艺。

1三次采油驱油技术概述

1.1具体定义

三次采油驱油是一种采用物理和化工相结合的方法进行开采的一种技术,其目的在于开发初步具备流动性的原油,以此来提升原油的生产效率和产量。在国外,三次采油驱油工艺也已经被很好地使用,并且被称为加强生产工艺,由此可以看出三次采油驱油工艺的功能和应用范围。

1.2基本类型

根据三次采油工艺的具体使用特征,对其进行了分类。一是通过增加地层中注水的黏性,降低地层中的原油粘性,降低地层中原油的黏性,进而达到增加地层原油的目的。这种方法在工程实践中比较繁琐,但是可以通过准确地求取油井内原油的黏性来降低其施工困难,只要增加注水的黏性就可以了。二是在油田注水条件下,利用油藏内油藏的界面张力,增加油藏内注液的表面张力,进而达到混合驱油分区的目的。这种方法在实践中,以减少油藏的界面张力和提高原油的表面活化程度来实现目的。三是扩大了油气层的注水区域,提高了注水效率;这种方法从80年代就开始使用,一直到现在都还在使用,只不过这种方法经过了漫长的岁月之后,一直都在进行着改进和革新,在油田开采中发挥着重要的作用。

2具体技术分析

2.1三元复合驱技术

三元复合驱油体系是由碱、聚合物和表面活性剂等成分构成的一种化学药剂,通常用于石油生产时,其产量仅相当于原有的水驱工艺的120%,假设油层含水量为98%,则可以在前述的基础上提高16%,从而达到超过60%的目标。

其一,减少了两相的表面张力。相对于其他种类的驱替方法,三元复合与石油之间的界面张力迅速减小,直至降至0.01 mN/m以下。这是因为三元体系通常较二元系统更容易引起界面张力的降低,这主要是因为高分子聚烯酞胺对表面活性剂起到了良好的防护作用,阻止了它与Mg2+、Ca2+等物质的作用。同时,因组成的不同,生成的负离子基团增加了界面上的电荷,进而减小了两组分之间的界面张力。不仅如此,碱性物质也可促使表面活性剂加快反应过程,增大最小界面张力区域,减少反应延迟期,提高界面张力维持期。

其二,流体流量的调节。由于原油具有很强的流动性,添加表面活性剂会导致流体流速下降,并在壁面形成一个缓变区,在这种双向影响下,可以大幅度地减缓油流,进而增加驱油效率。当反应进行时,由于碱性物质及表面活性物质的加入,使其不会被高价金属离子所损害。由试验结果可知,在石油中添加适量的表面活性剂,可以将聚丙烯酰胺的黏度提升至原本的110%—125%,如果同时添加表面活性剂与碱,其粘度可以高达122%—142%。并且,不同的碱剂所发挥出来的效果也是有所差异的,采用硅酸钠做碱剂的作用最佳,但采用氢氧化钠的作用并不显著;一些实验结果还表明,添加碱性物质或表面活性剂均会使水解物的黏度下降。通过对三元复合采油机理的研究,对三元复合采油的机理进行了研究,对不同类型的化学剂进行了合理的比例及种类配置,根据油层的分布、特点和储量,采用三元复合开采工艺。

2.2热力学驱油采油技术

除了上述的生产技术之外,热力学驱油采油技术也被广泛应用,该技术的基本思想是,通过专门的技术和仪器向油层中注射蒸汽,由于蒸汽包含着某种热量,并且其水分低于水蒸气,所以可以改善储层的热力学特性,实现蒸汽的吞吐开采。由于水蒸气的热量,可以加速原油的脱水,使原油在原油中的运移更加容易,便于后续的生产。

与其他开采方法比较,热力学驱油的优势在于,在热蒸汽的影响下,地层会发生热膨胀,进而减少了储层的黏性。但是,当把热蒸汽注入油层中时,它不但会加热原油,而且会引起周围的土壤、油层等发生变化,发生反应,其中最主要的就是膨胀反应和蒸馏反应,而这两种反应都是不可干涉和调节的,而且由于上述反应的作用,会导致原油生产的不稳定,导致油气层之间的压差减小。因此采用该方法既要兼顾其优势,又要兼顾其不利因素。在注水过程中要对注汽工艺进行严密的控制,必要的时候也要引入一些辅助监测装置,保证注水的精度,并且要随时注意注汽后对油层产生的作用,以便对井下的状况有一个全面而真实的认识,以便进行适时的调节,从而达到最大的效果。

2.3化学驱油采油技术

与上述方法相比,化学驱油采油技术适用的领域相对较窄,并且在应用之前必须充分认识和调查井下的储层状况。化学驱油采油技术的基本思想是利用化学剂和具有稀释作用的物料,配制成一种黏性的液体,然后将这种流体与注入地层的水中进行掺混,提高水的黏性,减小其与原油之间的黏性,进而提高其抗压能力。

当前,这种方法已被用于油田开采,然而,当地层温度超过80℃,盐度超过30000 mg时,这种方法就很难实现了。由于温度、盐度等因素均可对化学药剂起作用,进而使其黏性下降,进而导致其驱油效果下降。除配制液态胶之外,还可利用粘弹性粒子进行混合,形成液-固两相非均质混合驱油体系,从而增强流体粘性,从而提升原油采收率。除了以上特性之外,化学驱油采油技术具有更多的灵活性,例如,在海洋石油开发过程中,由于受到场地和装备损坏等因素的制约,需在短时间内增加产量,对装备和工艺提出了更高的需求,采用其他方法难以达到,因此,最后采用化学驱油采油工艺,可以在比较狭小的空间中进行化学剂的快速配置与注水作业,大幅提升采油效率。

3三次采油驱油技术发展与应用

3.1发展历程

在开发早期,所使用的油气开发工艺以天然气为主导,但是其应用效果不佳,产量也不高。为有效应对这一难题,多地开展了多项研究,对开发工艺进行了优化和革新,明晰了产量和压力的梯度,进而提出了二次采油工艺。二次采油工艺的实施,使油田的生产效益得到了很大的改善,但仍会造成大量的能源浪费。后来,为减少原油资源的浪费,国家大力开展三次采油工艺的研发,并经过三个不同的工艺步骤进行优化和革新。

第一阶段是蒸汽采油驱油,19世纪中期以来,我国已开始大量采用蒸汽驱油,并以天然气为原料,利用其对油气层进行强化驱油,对油气开发具有重大意义。

第二阶段是化学采油驱油,随着时间的推移,传统的汽驱油方法已经不能适应石油开发工作的需要,而在20世纪,化学驱油已经取代了传统的驱油工艺,就连美国、英国等一些先进的国家,也开始关注起了这一新的技术,并加快了其发展的步伐。

第三阶段是注气式驱油采油,混相注气驱油技术在石油工业中的应用,对石油工业的发展具有重大意义。这一工艺的实施,将以碳氢化合物为主导,从而达到混相驱油的目的。然而,随着油气价格的不断上涨,为不降低原油开发成本和提高原油开发效率,有关部门通过高效利用CO2,将CO2高效地取代碳氢化合物,从而达到高效替代碳氢化合物的目的,对提高三次原油采收率具有重大意义。目前,油田三次采油驱油技术的应用,仍以注气式为主。

3.2实际应用

目前,国内绝大多数储层的地层均处于高水平,不能采用混相驱油的方法进行采油。因此,国家对油田开发工艺进行了不断的改进和革新,开发出了三次采油驱油法,并在实践中取得了较好的经济效益。这种方法在实践中的使用,主要是通过使用化学剂来实现驱油,能够保证原油的生产效率,但是这种方法在早期使用时所需的费用比较高,使得很多油田公司难以承受,从而限制了该项技术的推广。针对这一难题,对三次开采工艺进行了优化和研究,采用注入聚合物的方法,实现了对原油的高效开采,降低了开采费用。与一些地质环境比较苛刻的油田相比,要充分发挥三次采油的优点,减少油田开发的困难,可以采用油藏储油层的通道封闭方法,既能降低原油的黏性,又能增强原油的流动性,对于改善原油生产具有十分重要的意义。

结论

总之,在国内原油储量持续减少的情况下,国内对油气开发的需求越来越大。许多石油公司也意识到,常规的二次采油工艺已不能适应现代油田的需要,而且还会导致大量的能源浪费。在此基础上,进行了三段采油工艺的研究和生产实践。通过文章的讨论,对三次采油驱油技术的有关方面进行了综述,对三次采油工艺的发展过程进行了深入的认识,这样才能保证在开发过程中,充分利用三次采油技术的优点,降低原油生产的困难程度,增加原油的采出率和采出量,为国家的经济和社会的持续发展做出贡献,为石油企业带来更大经济效益。

作者简介:南萌(1990—),男,满族,黑龙江绥棱人,本科学历,助理工程师,研究方向:油气田开发专业