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摘 要:现代社会的发展,各个行业的兴起及产业的扩张,使得能源的消耗十分巨大。在该社会形势下,石油作为能源行业的主要构成部分,对于其的开采已经成为了关系国民经济发展及社会稳定的重要工作。石油产业也经历了长时间的发展,各项技术工艺的发展日趋成熟稳定,其中三次采油作为采油的后期阶段,对于石油资源的利用、企业的经济效益等均有着直接的影响。由于三次采油时油田的情况较为特殊,其采用的方法也与一次采油及二次采油有着巨大的区别,也存在着一定的难度。本文简单阐述了现代较为常用的三次采油技术,如化学法、混相法、热力采油法、微生物法等,说明了该类采油技术的不足之处,并分析了三次采油技术的发展趋势,包括ASP三元复合驱油技术、MD膜驱油技术、CO2驱油技术等,为现代三次采油技术的研究人员提供了一定的参考与借鉴。
关键词:油田 三次采油 技术 现状 发展趋势 研究
现代石油产业的發展,各项技术得到较大的提升,各项采油工艺也逐步的完善、优化,大大提高了采油的效率。石油开采一般可以分为三个步骤,第一步即是一次采油,基本上是依靠地层的内部能量,实施自喷开采;第二个步骤即是二次采油,是指当地层能量释放到一定程度后,灵活选择人工注水或注气的方式,补充油藏能量,保持地层压力,达到连续开发原油的目标;第三个步骤即为三次开采,是指在二次采油进行较长时间后,一般为几十年,该时期在油藏砂岩孔隙中会形成独立的油块,采出液中含水量极大,只能选择物理方法或者化学方法进行后期的开采。利用三次开采技术可以有效的提高原油的采收率,但是由于各项因素的影响,三次采油技术也存在较多的限制性,影响到了采油的效果,因此对其进行深入的研究是十分有必要的。
一、三次采油技术现状
科学技术的发展,石油技术也在不断提升,其中三次采油的方法较为丰富,按照油层不同的开发特征,现在使用较为广泛的技术有热力采油法、化学法、混相法、微生物采油法等,具体情况如下:
1.热力采油法
由于油藏的特殊性质,其在温度升高后原油的粘度即会降低,油藏的流动阻力也会相应的变小。热力采油法即是充分利用了油藏的该类性质,通过各种方式提供热量来升高油藏的温度,不断降低开采的难度,提高原油的采收率。根据热量产生位置的不同,可以将现代热采工艺分为两个不同的类型,即利用井筒将热流体从地面灌注至油层,或者火烧油层法等,在油层内产生热量,具体是先选择部分油井,将热流体灌注至油层,再从其他油井进行开采。热力法的优势在于不仅能够减小原油的流动阻力,也为驱油提供了动力保障[1]。
2.化学法
化学法是指利用化学物质,改变原油的某些性质,使之更加易于开采。该方式一般可以分为以下几种:①聚合物驱 聚合物驱油技术优势在于成本较低,经济性良好,且原油采收的效果显著。其使用的驱油剂是聚合物,基本原理是聚合物能够提高水的波及系数,从而达到提升采油采收率的目的。但是该方法也存在一定的缺陷:由于聚合物溶液一般是假塑性流体,剪切速率的变化对其的粘度变化影响极大,极易出现地层孔道被堵的问题,因此限制了其适用范围;②碱驱 该方式的基本原理是碱与原油中的石油酸会产生一系列的化学反应,形成表面活性剂,油水界面的张力即会随之改变,从而实现驱油。该方式应用较早,经历了较长的时间,在后期的开采中,由于含油量很低,油相连续性较差,出现油珠滞留而形成残余油,开采难度较大,且其会严重破坏地层。基于上述缺点,该方法的应用也受到了较大的限制,而没有大规模的推广[2];③复合驱油法 该方式是指利用各种驱油方法进行组合,达到提高采油率的目标。该方式是在采油人员充分认识到各个采油方式的不足之处,了解到了单一的采油方式无法适应不同条件的油层开采要求,而深入研究出的组合驱油方法,如二元复合驱、三元复合驱等。其中三元复合驱技术具有良好的经济型,且驱油效果明显,其利用价格较为实惠的取代了传统技术中价格较高的表面活性剂,不仅有效的降低了活性剂的消耗量,也减少了在使用表面活性剂或者聚合物后出现的吸附滞留损耗,减小了油水界面张力,从而达到了提高波及系数,优化驱油效率的目标[3]。
3.混相驱油法
混相驱油法是指先利用流体灌注至油层,保障其温度及压力处于一定的水平,其相变关系较为复杂,且会与油藏中的原油相互作用,构建出混相区段。由于该方法能够将排驱剂所涉及到区域内的原油全部开采出来,因此该技术的采油率极高,具有强大的发展潜力。如果能将排驱剂的波及范围拓宽,与该技术相结合,原油的采收率甚至可以超过90%。
二、技术发展趋势
三次采油的各种技术均存在缺陷与不足,从我国现代的石油需求量分析,三次采油技术需要进一步研究,其存在巨大的发展潜力。
1.二氧化碳驱油技术
相较其他烃类气体,二氧化碳在水中具有较高的溶解度,而其在原油中的溶解度则比在水中更高。二氧化碳的物理性质及化学特性较为特殊,将其应用于三次采油中,能够有效降低原油界面张力及驱替阻力,使得原油的粘度变小,原油体积增大,将汽化原油中的轻质烃提取出来,压力下降后溶解实现气驱,并最终酸化,达到解堵的目的,优化注入能力[4]。
2.MD膜驱油技术
MD膜驱油技术的基本原理是将水溶液作为传递媒介,利用MD膜驱剂分子的特点,对岩石表面进行综合作用,而构建出纳米级单分子层MD超薄膜,作用在于能够有效的提升原油采收率,驱油效果十分明显。该项技术的优势之处在于其装置的结构较为紧凑,操作简单、灵活,注入泵的型号较为合适,能够将MD膜溶液的配制、注入一体化完成,且MD膜溶液注入浓度可以根据要求灵活调整。
3.微生物驱油技术
微生物驱油技术利用微生物在代谢过程中产生的糖脂、脂肽、脂蛋白、磷脂、中性类脂衍生物等,该类物质属于生物表面活性剂,其具有显著的表面活性,能够有效降低油水界面张力,而构成胶束溶液,并能改变油层润湿性,强化洗油性能,减少吸附滞留量,且稳定性良好,耐盐性高,属于三次采油的新型技术。
三、总结
全面分析了现代三次采油技术及其不足之处,油田的工作人员需要在将来的三次采油工作的重点集中于聚合物的研究,即能够进行大规模的推广应用,且性能稳定,生产效果良好显著。上述中的各个技术仅有其适用范围及优点,缺点也不尽相同,无法完全达到不同条件油层驱油时的要求,其中ASP三元复合驱油的优点在于开采效率高,投资成本较低,发展潜力较大,可以强化该技术的研究,根据其驱油机理深入研发经济实惠的高效表面活性剂;而作为新型气驱技术的二氧化碳驱油技术,二氧化碳相较一般气体,在水中的溶解率更高,在原油中的溶解度也十分良好,可以加强研究力度。其他技术,如热力采油技术、微生物采油技术等,均是较为新型的采油技术,良好的发展潜力,也值得进一步研究,提高三次采油技术水平,充分开发石油资源,保障石油企业的经济效益及社会效益。
参考文献
[1]眭纯华,厉华,毕新忠.世界三次采油现状及发展趋势[J].国外油田工程.2010(12):13-16.
[2]孙晓康.三次采油技术现状与其发展方向研究[J].中国石油和化工标准与质量.2012(12):82.
[3]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(08):142-145.
[4]张毅.三次采油技术的研究现状与未来发展[J].化学工程与装备.2011(04):119-120.
作业简介:卢冬平(1980-)男,汉族,湖北京山人,工程师,主要从事石油开发。
关键词:油田 三次采油 技术 现状 发展趋势 研究
现代石油产业的發展,各项技术得到较大的提升,各项采油工艺也逐步的完善、优化,大大提高了采油的效率。石油开采一般可以分为三个步骤,第一步即是一次采油,基本上是依靠地层的内部能量,实施自喷开采;第二个步骤即是二次采油,是指当地层能量释放到一定程度后,灵活选择人工注水或注气的方式,补充油藏能量,保持地层压力,达到连续开发原油的目标;第三个步骤即为三次开采,是指在二次采油进行较长时间后,一般为几十年,该时期在油藏砂岩孔隙中会形成独立的油块,采出液中含水量极大,只能选择物理方法或者化学方法进行后期的开采。利用三次开采技术可以有效的提高原油的采收率,但是由于各项因素的影响,三次采油技术也存在较多的限制性,影响到了采油的效果,因此对其进行深入的研究是十分有必要的。
一、三次采油技术现状
科学技术的发展,石油技术也在不断提升,其中三次采油的方法较为丰富,按照油层不同的开发特征,现在使用较为广泛的技术有热力采油法、化学法、混相法、微生物采油法等,具体情况如下:
1.热力采油法
由于油藏的特殊性质,其在温度升高后原油的粘度即会降低,油藏的流动阻力也会相应的变小。热力采油法即是充分利用了油藏的该类性质,通过各种方式提供热量来升高油藏的温度,不断降低开采的难度,提高原油的采收率。根据热量产生位置的不同,可以将现代热采工艺分为两个不同的类型,即利用井筒将热流体从地面灌注至油层,或者火烧油层法等,在油层内产生热量,具体是先选择部分油井,将热流体灌注至油层,再从其他油井进行开采。热力法的优势在于不仅能够减小原油的流动阻力,也为驱油提供了动力保障[1]。
2.化学法
化学法是指利用化学物质,改变原油的某些性质,使之更加易于开采。该方式一般可以分为以下几种:①聚合物驱 聚合物驱油技术优势在于成本较低,经济性良好,且原油采收的效果显著。其使用的驱油剂是聚合物,基本原理是聚合物能够提高水的波及系数,从而达到提升采油采收率的目的。但是该方法也存在一定的缺陷:由于聚合物溶液一般是假塑性流体,剪切速率的变化对其的粘度变化影响极大,极易出现地层孔道被堵的问题,因此限制了其适用范围;②碱驱 该方式的基本原理是碱与原油中的石油酸会产生一系列的化学反应,形成表面活性剂,油水界面的张力即会随之改变,从而实现驱油。该方式应用较早,经历了较长的时间,在后期的开采中,由于含油量很低,油相连续性较差,出现油珠滞留而形成残余油,开采难度较大,且其会严重破坏地层。基于上述缺点,该方法的应用也受到了较大的限制,而没有大规模的推广[2];③复合驱油法 该方式是指利用各种驱油方法进行组合,达到提高采油率的目标。该方式是在采油人员充分认识到各个采油方式的不足之处,了解到了单一的采油方式无法适应不同条件的油层开采要求,而深入研究出的组合驱油方法,如二元复合驱、三元复合驱等。其中三元复合驱技术具有良好的经济型,且驱油效果明显,其利用价格较为实惠的取代了传统技术中价格较高的表面活性剂,不仅有效的降低了活性剂的消耗量,也减少了在使用表面活性剂或者聚合物后出现的吸附滞留损耗,减小了油水界面张力,从而达到了提高波及系数,优化驱油效率的目标[3]。
3.混相驱油法
混相驱油法是指先利用流体灌注至油层,保障其温度及压力处于一定的水平,其相变关系较为复杂,且会与油藏中的原油相互作用,构建出混相区段。由于该方法能够将排驱剂所涉及到区域内的原油全部开采出来,因此该技术的采油率极高,具有强大的发展潜力。如果能将排驱剂的波及范围拓宽,与该技术相结合,原油的采收率甚至可以超过90%。
二、技术发展趋势
三次采油的各种技术均存在缺陷与不足,从我国现代的石油需求量分析,三次采油技术需要进一步研究,其存在巨大的发展潜力。
1.二氧化碳驱油技术
相较其他烃类气体,二氧化碳在水中具有较高的溶解度,而其在原油中的溶解度则比在水中更高。二氧化碳的物理性质及化学特性较为特殊,将其应用于三次采油中,能够有效降低原油界面张力及驱替阻力,使得原油的粘度变小,原油体积增大,将汽化原油中的轻质烃提取出来,压力下降后溶解实现气驱,并最终酸化,达到解堵的目的,优化注入能力[4]。
2.MD膜驱油技术
MD膜驱油技术的基本原理是将水溶液作为传递媒介,利用MD膜驱剂分子的特点,对岩石表面进行综合作用,而构建出纳米级单分子层MD超薄膜,作用在于能够有效的提升原油采收率,驱油效果十分明显。该项技术的优势之处在于其装置的结构较为紧凑,操作简单、灵活,注入泵的型号较为合适,能够将MD膜溶液的配制、注入一体化完成,且MD膜溶液注入浓度可以根据要求灵活调整。
3.微生物驱油技术
微生物驱油技术利用微生物在代谢过程中产生的糖脂、脂肽、脂蛋白、磷脂、中性类脂衍生物等,该类物质属于生物表面活性剂,其具有显著的表面活性,能够有效降低油水界面张力,而构成胶束溶液,并能改变油层润湿性,强化洗油性能,减少吸附滞留量,且稳定性良好,耐盐性高,属于三次采油的新型技术。
三、总结
全面分析了现代三次采油技术及其不足之处,油田的工作人员需要在将来的三次采油工作的重点集中于聚合物的研究,即能够进行大规模的推广应用,且性能稳定,生产效果良好显著。上述中的各个技术仅有其适用范围及优点,缺点也不尽相同,无法完全达到不同条件油层驱油时的要求,其中ASP三元复合驱油的优点在于开采效率高,投资成本较低,发展潜力较大,可以强化该技术的研究,根据其驱油机理深入研发经济实惠的高效表面活性剂;而作为新型气驱技术的二氧化碳驱油技术,二氧化碳相较一般气体,在水中的溶解率更高,在原油中的溶解度也十分良好,可以加强研究力度。其他技术,如热力采油技术、微生物采油技术等,均是较为新型的采油技术,良好的发展潜力,也值得进一步研究,提高三次采油技术水平,充分开发石油资源,保障石油企业的经济效益及社会效益。
参考文献
[1]眭纯华,厉华,毕新忠.世界三次采油现状及发展趋势[J].国外油田工程.2010(12):13-16.
[2]孙晓康.三次采油技术现状与其发展方向研究[J].中国石油和化工标准与质量.2012(12):82.
[3]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(08):142-145.
[4]张毅.三次采油技术的研究现状与未来发展[J].化学工程与装备.2011(04):119-120.
作业简介:卢冬平(1980-)男,汉族,湖北京山人,工程师,主要从事石油开发。