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三次采油化学驱油技术发展现状分析

2017-02-04谢元龙王晓江仇利锋

中文信息 2016年9期
关键词:三次采油发展现状

谢元龙+王晓江+仇利锋

摘 要: 近年来,随着全球对石油需求量的逐年增加,原有的二次采油技术已经不足以应对时代发展需求,三次采油技术就应运而生,这项技术的出现也让我国的油田开采水平以及能力得到了一个质的提高。它主要借助物理反应以及化学反应的共同作用,来达到提升采油驱油效率的目的。而在科技技术不断发展创新的时代背景下,三次采油化学驱油技术也趋向成熟,并在我国的油田开采领域发挥着不可替代的作用。

关键词:三次采油 化学驱油技术 发展现状

中图分类号:TE357.41 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2016)09-0266-01

引言:石油资源,作为我国化工产业生产运营所需的重要组成部分,它的产量以及质量也与老百姓的日常生产生活息息相关。与此同时,它也是目前紧缺的一种不可再生资源,世界各国对石油的需求量也随着科技技术的发展而逐年上升。怎样提高油田的开采率,就成为现阶段所有业内人士需要关注的首要课题。因此,对三次采油化学驱油技术的发展现状有一个全面彻底的分析研究,对整个油田开采行业来说具有十分深远的意义。

一、三次采油化学驱油技术的内涵

1.三次采油驱油技术的内涵

三次采油驱油技术,就是指借助物理、化学以及其他方式对剩余油进行开采的技术。在国际上也将这一技术称作强化采油技术。合理运用这一技术,可以有效提升油田原油的采收率。其中,三次采油技术在使用时,会包含多种方式,比如气体注入、化学注入、超声波刺激以及微生物注入等。

2.三次采油驱油技术的流程

在油田开采过程中,会经历以下几个阶段:第一,借助油层能量来进行石油开采的称之为一次采油;第二,往油层中注入气体或者水来增加油层能量的采油方式被称作二次采油;第三,将化学物质注入到地层中,用以改变地层中水、气、油以及岩石相互之间的性能,来提升采油率的方式称之为三次采油。

3.化学驱油技术的内涵

三次采油中的化学驱油技术,简单来说就是将化学物质与石油或者地层发生反应,对油层的性质或者石油的表面张力等进行改变,减小采油的阻力,以此来实现提升采油率目的的方式。它也是三次采油技术中应用较为普遍的方式之一,并在油田开采实践中发挥着至关重要的作用。

二、三次采油化学驱油技术的发展现状

在我国科技技术飞速发展的时代背景下,三次采油技术也获得了广阔的发展空间,并在这一过程中衍生出众多驱油方式,化学驱油就是其中之一。而化学驱油技术在发展过程中,也被具体划分为以下几种:

1.碱驱技术

碱驱技术,作为一种工作原理与其他化学驱油相似的技术,主要是将一些碱性溶液注入到地层中,让它与原油发生反应并生成活性物质,来降低原油表面张力、提高波及系数以及改变流动度,并以此来达到提升采油率的目的。

在原油中会含有一定的酸性成分,一旦它与呈碱性的溶液相遇,就会发生反应并形成活性物质。在这一过程中,原油的表面张力就会降低,使它在碱性溶液的作用下乳化成小油珠并随着碱性溶液被带出地层;与此同时,吸附在岩石表面的亲油物质也会在碱的作用下失去它的吸附力,使洗油效率大幅度上升;在对粘稠度较高的原油进行碱驱时,原油可以在碱性溶液的作用下形成液滴流,之后借助自身高粘稠度特性以及贾敏效应来增加驱替液流动阻力,对水相流度进行有效降低,并加大波及系数,从而实现采油率的提高。

利用碱驱技术,虽然可以大幅度地提升采油率,但是它在实际操作过程中,会对周围环境造成破坏性影响,同时对地层的损害也是不可修复的。在应用碱驱技术的同时,所在地层的pH值也会随之增加,使微粒运移被加强,而碱与地层中的岩石接触后,也会发生一系列物理化学反应,一方面会增加碱的使用量,另一方面还会导致黏土出现膨胀,情况严重时会出现碱垢,并对油井产能造成直接影响。由此可见,在未来的发展过程中,化学驱油技术也要逐渐向着无碱的方向发展。

2.聚合物驱技术

聚合物驱技术的工作原理与碱驱技术基本一致,但是在某些环节又存在一定差异。使用聚合物驱技术,要将一些可溶的高分子聚合物引入水中,在提高水相黏度的基础上,降低它的渗透率,以此来优化油水流度比用以扩大波及系数,从而达到提高采油率的目的。聚合物驱技术的关键点就是要增加油水流度比,并通过降低注水流度来实现。

在原油开采过程中,聚合物的浓度会对采油率产生较大影响,也就是说,当聚合物浓度较高时,溶液的黏度也会随之增加,最终的驱油效果也就更加明显。这是因为聚合物浓度越高,它的分子含量也越高,使得它的粘弹性能就越突出,这就会大大增加力量聚合物驱的波及范围,提升聚合物驱的效果。值得注意的是,这个波及范围也是有限的,在这一范围内,可以明显的提升采油率。此外,转注时机是否合理也会影响到采油率,转注时机主要分为两大类,即进行水驱以及不进行水驱。在不进行水驱时直接进行聚合物驱,而水驱后不同阶段也会转化为聚合物驱。在这一过程中,水驱后对应的含水率较之水驱前会出现明显提高;而聚合物驱浓度一致时,注入时间越提前则采油率提升的数值就越大。

聚合物驱技术在针对一些油层严重出现非均质性、综合含水率高且出水开采难度大的区域时,效果较为显著。而想要在不具备以上条件的油区使用这一技术,就要提前对油藏进行降水降压、堵水调剖以及封堵大孔道等处理,避免聚合物在注入过程中出现窜流问题,从而确保最终的驱油效果。

3.表面活性剂驱技术

表面活性剂的注入可以让其在油水界面中产生吸附力,并降低油水界面的张力,使原油的极限动剪切应力也随之降低,以此来提升原油的采收率。尽管表面活性剂驱可以按上述原理实现驱油以及提高采油率目的,但是在这一过程中,表面活性剂很容易与地层水以及黏土中的高价阳离子发生反应,并形成沉淀,将孔道阻塞并对地层造成损害。此外,在表面活性剂驱的实际使用过程中,还有可能引发另一种风险,在对表面活性剂控制不当时,就会产生粘稠富集相,对原有的驱油体系也会造成影响,严重时还可能出现崩溃,使油层的有效渗透率大幅度降低。

4.复合驱技术

复合驱技术,简单来说就是将上述驱油方式中的两种或以上进行结合,而产生的一种新型驱油技术。通常情况下,在水驱结束后,毛管准数为1×10-6,想要提升驱油效率,就只有将这一数值提高三个数量级。在毛管准数理论中,想要改善毛管准数,就要借助增加驱替液的黏度、流动速度或者有效降低界面张力等方式实现。此外,将上述三种驱油方式有效结合起来,可以让各种驱油效能得到大幅度提升,而在使用复合驱技术的同时,也要对它的劣势加以考虑:第一,在使用复合驱技术时,碱的存在会让聚合物的粘弹性以及黏性大大降低,让采油率受到影响,而碱还会在很大程度上提高采出液的破乳难度;第二,由于复合驱技术包含了两种或以上的驱油方式,这也使它的造价要远远高于单个驱油技术,因此,在使用前要做好这方面工作的预算,从而实现采油企业经济效益以及社会效益的最大化。

三、结语

综上所述,在我国的原油开采过程中,尽管具备多种驱油方式,然而每一种驱油方式都有它的局限性,一旦油区的情况较为复杂时,单纯使用任意一种驱油方式是很不现实的。不仅很难对采油率进行保证,同时还有可能对地层造成很大破坏。由此可见,在我国三次采油化学驱油技术的发展过程中,复合驱技术将会是未来原油开采的首选。因此,在原油开采过程中,要加大对复合驱技术的研究投入力度,并在采油过程中放弃对碱的使用,从而在提升采油率的同时,推动我国社会经济的发展。

参考文献

[1]庞丽丽,宁宇清.三次采油化学驱油技术发展现状[J].内蒙古石油化工,2010,36(8):142-145.

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[3]扈希美,陈艳军,高芳等.采油技术发展现状与趋势探讨[J].科技信息,2013,(14):489.

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