徐 勇

（东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆 163318）

低渗透油藏注气驱现状及发展趋势

徐 勇

（东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆 163318）

低渗透油藏所占比例越来越大，为了提高低渗透油藏原油采收率，综述了目前广泛研究的注气驱，分别介绍了CO2驱，N2驱，烟道气驱和天然气驱的驱油机理，分析了目前的研究现状，并指出了研究中所遇到的问题。

低渗透；注气；机理

油藏的开采一般分为三个阶段∶依靠地层自身能量驱动石油在地下的流动，叫一次采油；随着地层能量的消耗，需要通过注水（气）驱动石油，是二次采油。通过向地下注入化学物质开采原油，成为三次采油。据统计，美国三种采油方法采出原油的比例分别是37%、51%、12%，而低渗透油藏在油藏中的比例越来越大，由于低渗透油藏渗透率低、原油黏度低、密度小、储层物性差、分选差、层间非均质性强、水动力联系差、自燃能量供应不足等特点，通过水驱，聚合物驱和蒸汽驱已经不能够很有效的采出原油，注气驱成为了提高低渗透油藏采收率的新方法。注气的类型有很多，常见的有二氧化碳、氮气、烟道气和天然气。以最小混相压力为界限，注气驱分为混相驱和非混相驱。

1 CO2驱

将CO2注入低渗透油藏，CO2在油中的溶解度远大于在水中的溶解度，因此降低油水界面张力，加速残余油在孔隙中的流动，提高采收率；CO2和原油混相，降低原油黏度，减少内部摩擦阻力，耿宏章等学者通过CO2气原油的粘温特性实验证明，温度一定时，混合CO2的原油的黏度会随着压力的升高呈现先减小后增大的趋势[1]；CO2会使原油体积膨胀，增加地层能量，残留在地层中的剩余油体积膨胀，更容易脱离地层水和岩石表面的束缚∶随着油井生产的进行，油藏压力不断降低，溶解在原油中的CO2会膨胀脱出，驱替原油入井筒，增加单井产量。CO2溶解于原油中可以降低原油黏度增加流度，CO2可以使水碳酸化增加水的黏度降低流度；两者机理共同作用下，水驱能力提高，波及面积增大，扫油效率提高[2]。地层水溶解CO2后，其pH值降低。在页岩当中，可以抑制黏土膨胀；在碳酸盐和砂岩当中，酸化后的地层水可以与岩石中的碳酸盐岩胶结物反应，改善地层渗透率，有利于驱油。轻质烃与CO2间的互溶能力较强，尤其对于轻质原油，当超过一定压力时，CO2能萃取和汽化原油中的轻质烃，从而降低剩余油饱和度，单井产量提高。

2 N2驱

采用氮气作为驱替介质，一是氮气来源广泛，相对于二氧化碳等其他气体成本较低；二是氮气的压缩系数大，不溶于水，具有良好的膨胀性能。在注入期间，氮气能够较好地保持地层压力。考虑成本和我国二氧化碳资源相对较少，当CO2提高采收率在经济上不可行时，注化驱开始受到关注，因为它相较于其他气体成本低，经济可行性高。注N2驱提高采收率技术是在1970年到1990年期间发展起来的。我国在1996年开始就进行氮气驱实验，雁翊油田、江汉油田、葡北油田、中原油田、胜利油田大芦湖油田樊29块进行了现场先导性实验，许多科研工作者运用数模软件进行了数值模拟，通过国内外的现场实验，数值模拟，证明了注氮气驱提高低渗透油藏采收率是一种可行的方法。

3 烟道气驱

烟道气是指含碳燃料燃烧时从烟道中排出的废气，一般含有水蒸气、CO2、N2、O2、H2O，是工业燃烧时产生的废气的统称。一般认为烟道气是天然气或原油等有机物在完全燃烧后生成的产物，通常含有80%～85%和15%～20%的氮气及少量的杂质。其驱油机理如下∶可抽提原油中的轻烃和中间烃组分，使其性质接近原油；具有一定的降黏作用，可改善原油的流动性；烟道气与原油发生低温氧化反应，封堵油层内部的大孔道，提高波及系数，使油层润湿性得到改变，为原油流动提供了有利条件。烟道气的驱油机理是在二氧化碳和烟道气的协同作用下进行的，开展烟道气驱既可以减少温室气体排放、降低污染，又可以提高原油采收率，无论是从环境角度还是从经济角度考虑均具有重要的现实意义[3]。

4 天然气驱

采用天然气作为驱替介质，一是油田本身很容易得到，二是注入后不会污染储层，而且可以回收利用在注入期间，它不但能够补充地层能量，还能有效消除界面张力和毛管压力，从而将原油驱替到生产井中，最大限度地降低剩余油饱和度[4]。注天然气提高釆收率有着良好的应用前景，加之大量天然气藏的发现，人们进行了大量注天然气混相驱和非混相驱的现场先导性实验及可行性研究，不断完善注气驱油技术，从而提高油田采收率，保证油田整体经济效益。近年来，国内外众多学者分别从理论和实践上，对注气机理进行了大量的理论和实验研究，很多方案在油田上取得了良好效果。

5 注气驱发展趋势

随着油藏的开发完善，低渗透油藏原油采收率的提高是一个亟需解决的问题。国内油田大部分进入开发的中后期，但实际的开采储量只占原始储量的一半左右，针对低渗透油藏，发展注气驱刻不容缓。各油田研究院和广大石油高校均需加大力度研究注气驱，目前研究和应用最多的是二氧化碳驱，已经取得了一些成果。但是注气驱还是存在许多问题需要更加系统地研究，如气体的前期处理，气体的捕集和封存，输送气体管网设计，油藏注气驱的适应性研究，这些都是未来的重点研究方向。

[1] 耿宏章，陈建文，孙仁远，等.二氧化碳溶解气对原油黏度的影响[J].石油大学学报（自燃科学版），2004，28（4）∶78-80.

[2] 高慧梅，何应付，周锡生.注二氧化碳提高原油采收率技术研究进展[J].特种油气藏，2009，16（1）∶6-11.

[3] 马涛，王海波，邵红云.烟道气驱提高采收率技术发展现状[J].石油钻采工艺，2007，29（5）∶79-81.

[4] 李士伦，张正卿，冉新权，等.注气提高石油采收率技术[M].成都∶四川科学技术出版社，2016∶2-6.

Present Situation and Development Trend of Gas Injection in Low Permeability Reservoir

Xu Yong

Low permeability reservoir the proportion is increasing，in order to improve the crude oil recovery in low permeability reservoir，this paper discusses the widely studied gas injection flooding，introduces CO2flooding，N2flooding，flooding mechanism of flue gas flooding and gas drive，analyzes the current situation of the research，and points out the problem in the study.

low permeability；gas injection；mechanism

TE357

B

1003-6490（2017）02-0024-02

2017-02-10

徐勇（1992—），男，湖北黄冈人，硕士在读，主要研究方向为低渗透油藏注气驱。