下载文档原格式
⽯油的⼀次采油、⼆次采油、三次采油据阿果⽯油英才⽹了解的信息，在⽯油界，通常把仅仅依靠岩⽯膨胀、边⽔驱动、重⼒、天然⽓膨胀等各种天然能量来⾤油的⽅法称为⼀次采油；把通过注⽓或注⽔提⾼油层压⼒的⾤油⽅法称为⼆次⾤油；把通过注⼊流体或热量来改变原油黏度或改变原油与地层中的其他介质的界⾯张⼒，⽤这种物理、化学⽅法来驱替油层中不连续的和难开采原油的⽅法称为三次⾤油。
在⼀次⾤油阶段，在地层⾥沉睡了亿万年的⽯油可以依靠天然能量摆脱覆盖在它们之上的重重障碍通过油井流到地⾯。
这种能量正是来源于覆盖在它们之上的岩⽯对其所处的地层和地层当中的流体所施加的重压。
在上覆地层的重压下，岩⽯和流体中集聚了⼤量的弹性能量。
当油层通过油井与地⾯连通后，井⼝是低压⽽井底是⾼压，在这个压差的作⽤下，上覆地层就像挤海绵⼀样将⽯油从油层挤到油井中并举升到地⾯。
随着原油及天然⽓的不断产出，油层岩⽯及地层中流体的体积逐渐扩展，弹性能量也逐渐释放，总有⼀天，当弹性能量不⾜以把流体举升上来时，地层中新的压⼒平衡慢慢建⽴起来，流体也不再流动，⼤量的⽯油会被滞留在地下。
就像弹簧被压缩⼀样，开始弹⼒很强，随着弹簧体积扩展，弹⼒越来越弱，最终失去弹⼒。
在⼆次⾤油阶段，⼈们通过向油层中注⽓或注⽔来提⾼油层压⼒，为地层中的岩⽯和流体补充弹性能量，使地层中岩⽯和流体新的压⼒平衡⽆法建⽴，地层流体可以始终流向油井，从⽽能够采出仅靠天然能量不能⾤出的⽯油。
但是，由于地层的⾮均质性，注⼈流体总是沿着阻⼒最⼩的途径流向油井，处于阻⼒相对较⼤的区域中的⽯油将不能被驱替出来。
即便是被注⼊流体驱替过的区域，也还有⼀定数量的⽯油由于岩⽯对⽯油的吸附作⽤⽽⽆法采出，这就像⽤清⽔冲洗不能去除⾐物上沾染的油污⼀样。
另外，有的原油在地下就像沥青⼀样，根本⽆法在地层这种多孔介质中流动，因此，⼆次采油⽅法提⾼原油采收率的能⼒是有限的。
在三次采油阶段，⼈们通过采⽤各种物理、化学⽅法改变原油的黏度和对岩⽯的吸附性，可以增加原油的流动能⼒，进⼀步提⾼原油采收率。
三次采油方法进展一、三次采油简介通常把利用油层能量开采石油称为一次采油；向油层注入水、气，给油层补充能量开采石油称为二次采油；而用化学的物质来改善油、气、水及岩石相互之间的性能，开采出更多的石油，称为三次采油。
又称提高采收率(EOR)方法。
提高石油采收率的方法很多，主要有以下一些：注表面活性剂；注聚合物稠化水；注碱水驱；注CO2驱；注碱加聚合物驱；注惰性气体驱；注烃类混相驱；火烧油层；注蒸汽驱等。
用微生物方法提高采收率也可归属三次采油，也有人称之为四次采油。
二、三次采油的内容目前，世界上已形成三次采油的四大技术系列，即化学驱、气驱、热力驱和微生物驱。
其中化学驱包括聚合物驱、表面活性剂驱、碱驱及其复配的二元、三元复合驱、泡沫驱等；气驱包括CO2 混相/非混相驱、氮气驱、烃类气驱和烟道气驱等；热力驱包括蒸汽吞吐、热水驱、蒸汽驱和火烧油层等；微生物驱包括微生物调剖或微生物驱油等。
四大三次采油技术中，有的已形成工业化应用，有的正在开展先导性矿场试验，还有的还处于理论研究之中。
1 化学驱自20 世纪80 年代美国化学驱达到高峰以后的近20 多年内，化学驱在美国运用越来越少，但在中国却得到了成功应用。
中国的化学驱技术已代表世界先进水平。
中国聚合物驱技术于1996 年形成工业化应用。
“十五”期间大庆油田形成了以烷基苯磺酸盐为主剂的“碱+聚合物+表面活性剂”二元复合驱技术，胜利油田形成“聚合物+表面活性剂”的无碱二元复合驱技术。
目前，已开展“碱+聚合物+表面活性剂+天然气”泡沫复合驱室内研究和矿场试验。
化学驱油目前存在着 3 个不同的研究方向。
首先，从改善油水的流度比出发，除使原油降黏外，相应的办法是提高驱油剂的黏度，降低其流度，应用此原理开发了聚合物溶液、泡沫液等驱油法。
其次，从改善驱油剂的洗涤能力以及岩石的不利润湿性出发，开发了活性水驱油法。
再其次，就是介于前两种之间的化学驱油法，称为碱性水驱，利用碱性水与原油组分就地形成活性水剂而改善润湿性或就地使原油乳化。
大庆油田三次采油技术的实践与认识大庆油田是中国最早的油田之一，也是中国三大油田之一。
随着油田的开发和采油技术的不断发展，大庆油田三次采油技术已经成为了全球油田开发中的经典范例。
本文将从实践和认识两个方面来探讨大庆油田三次采油技术的研究与应用。
一、实践1.三次采油技术的基本原理三次采油技术是一种综合利用原油地下残余能量的方法，主要包括原油开采、注水和蒸汽驱三个阶段。
具体来说，首先通过常规采油技术开采尽可能多的原油，然后在油井中注入水或蒸汽，通过压力驱动残余原油流到井口，最后用常规采油技术将残余原油采出。
2.三次采油技术的优势三次采油技术可以大幅度提高原油采收率，从而延长油田的生命周期。
大庆油田的实践证明，三次采油技术可以将采收率从常规采油技术的30%提高到70%以上，同时减少对环境的影响，提高油田的经济效益。
3.三次采油技术的难点三次采油技术需要高度的技术水平和完善的设备支持。
其中，注水和蒸汽驱过程需要对地下油层的物理和化学特性有深入的了解，同时需要掌握注入液体和蒸汽的压力、温度和流量等参数的调节技术。
二、认识1.三次采油技术的科学性三次采油技术是基于对原油地下残余能量的深入理解和利用而发展起来的，是一种科学和系统的解决方案。
该技术在实践中得到了广泛应用，证明了其科学性和实用性。
2.三次采油技术的创新三次采油技术是在常规采油技术基础上不断创新和发展而来的。
大庆油田在三次采油技术的研究中，不断探索新的方法和技术，取得了一系列创新成果，如注水压裂和蒸汽驱油等。
3.三次采油技术的现实意义三次采油技术的研究和应用对于全球油田开发和能源安全具有重要的现实意义。
随着全球能源需求的不断增长和能源结构的不断调整，三次采油技术将成为未来油田开发的重要方向。
大庆油田三次采油技术的研究和应用是具有重要意义的。
通过对这一技术的深入了解和探索，我们可以更好地开发和利用地下油气资源，实现能源可持续发展，为人类社会的发展做出更大的贡献。
三次采油(EOR)成为一种在一､二次采油之后有效提高采油率的重要技术,而表面活性剂在三次采油中的重要性越来越明显,其中表面活性剂驱和三元复合驱(ASP,即碱- 表面活性剂-聚合物复合驱)则是具有发展潜力的三次采油技术。
本文主要介绍和概述了三次采油用表面活性剂的制备､性能､应用特点及其发展前景。
内容：0 前言石油能源的合理开发利用已引起人们的极大重视。
由于常规的一､二次采油(POR和SOR)总采油率不是很高,一般仅能达到20%～40%,最高达到50%,还有 50%～80%的原油未能采出。
因此在能源日趋紧张的情况下,提高采油率已成为石油开采研究的重大课题,三次采油则是一种特别有效的提高采油率的方法。
目前,三次采油研究以表面活性剂和微生物采油得到人们的普遍重视,而表面活性驱则显示出明显的优越性,其中所用驱油液的主要添加剂是表面活性剂,本文讨论表面活性驱所用表面活性剂的制备､应用特点和进展。
1 表面活性剂的制备由于三次采油用表面活性剂和助剂绝大部分是阴离子磺酸盐及羧酸盐,其提高采油率效果最为显著,因此这里主要讨论在三次采油中重要的阴离子磺酸盐及羧酸盐的合成与制备。
对于磺酸盐制备的磺化反应所用的磺化剂,常用的有浓硫酸､发烟硫酸､三氧化硫和氯磺酸。
对于大规模工业生产,综合比较来看,以三氧化硫磺化工艺最优,其通用性､安全性､适用性都比较好,成本也较低。
因此在磺酸盐合成工业中获得了广泛的应用和发展。
1.1石油磺酸盐的制备石油磺酸盐是以富芳烃原油或馏分磺化得到的产物,其主要成分是芳烃化合物的单磺酸盐,其中有一个芳环与一个或几个五元环稠合在一起,也有二个芳环与一个或几个五元环稠合在一起,其余的则为脂肪烃和脂环烃的磺化物或氧化物。
目前主要采用磺化法,分别有三种制备方法:白油生产副产物法､原油磺化法和两步磺化法。
(1)白油生产副产物法。
在提炼白油的生产中利用磺化工艺,除掉原料油中的芳烃及其它活性组分,得到的主要产物是白油和磺酸油,在水相中则主要是石油磺酸盐。
石油开采三次采油技术应用现状及发展探析随着油藏资源的不断开采，石油开采技术也在不断地升级发展。
三次采油技术作为目前采油领域的重要技术之一，具有开采效率高、经济效益好等优势。
本文将从三次采油技术的概念和分类、应用现状和存在的问题、发展前景及展望等方面进行探析。
一、三次采油技术的概念与分类常规的石油开采方式只能开采出油井周围的原油，而难以开采到岩石缝隙中的原油，这就需要三次采油技术的应用，使原本难以开采的岩石缝隙中原油被采集。
三次采油技术三个阶段，即水驱、气驱和聚合物驱的联合协同作用，采用化学物质或者物理手段促进岩石中残余原油的流动，从而实现石油的再生产。
三次采油技术根据驱油介质的不同分为水驱三次采油、气驱三次采油和聚合物驱三次采油。
其中，水驱三次采油是指锁藏在岩石中间的原油被水冲刷而被驱出来，通过井口采集。
气驱三次采油是指通过注入天然气或二氧化碳等气体来驱动岩石中的残余原油，使其流入油井，达到采油目的。
聚合物驱三次采油是利用聚合物在岩石中墙面结合的特性，使残余原油形成微粒，流动性增强，更易于提取，从而实现采油。
二、三次采油技术的应用现状三次采油技术自上世纪70年代起就开始应用于我国石油产业，至今已在大量油田得到广泛应用和推广。
据统计，目前我国开采原油的三次采油技术以上的采油比例已经达到90%以上，水驱占48%，气驱占25%，聚合物驱占17%。
水驱三次采油技术是三次采油技术的主要方式之一，自1979年在长庆油田成功应用后，连续取得一系列的成功应用。
例如，水驱三次采油技术已经成功应用于福山油田、大同油田、庆东油田等油田中。
在应用过程中，水驱三次采油技术主要包括水泵驱动、注水管具、自动控制装置等工具的协同使用，从而实现原油的提取。
气驱三次采油技术也在我国得到广泛的应用，应用场合多样。
例如，氦气、亚气等非常效气体采用于致密油、油页岩等难以采集的地层中，提高了采油效率。
二氧化碳气体采用于黄骅油田、海拉尔油田等油田，也取得了显著的效果。
三次采油方法、应用条件及文件综述石油资源是一种重要的战略资源，对国家的经济发展和人民生活水平的提高具有重要作用。
然而它并不是取之不尽，用之不竭的，随着勘探开发程度的加深，开采难度会逐步加大，因此提高石油采收率不仅是石油工业界，而且是整个工业界普遍关心的问题。
三次采油技术是中国近十年来发展起来的一项高新技术，它的推广应用对提高原油采收率、稳定老油田原油产量起到了重要的作用1 .三次采油的简介在20世纪40年代以前，油田开发主要是依靠油层原始能量进行自喷开采，一般采收率仅为5％一10％，我们称之为一次采油(POR)。
这是油田开发早期较低的技术水平，一次采油使90％左右的探明石油储量被留在地下。
随着渗流理论的发展，达西定律被应用于流体在多孔介质中的渗流，表明油井产量与压力梯度成正比关系。
这使人们认识到一次采油造成原油采收率低的主要原因是油层能量衰竭，从而提出了以人工注水(气)的方法，来增补油层能量，保持油层压力开发油田的二次采油方法(SOR)。
这是当今世界油田的主要开发方式，使油田采收率提高到30％～40％，是一次油田开发技术上的飞跃，但二次采油后仍有60％一70％剩余残留在地下采不出来¨I2 J。
国内外石油工作者进行了大量研究工作，逐步认识到制约二次原油采收率提高的因素，进而提出了新的三次采油方法(EOR)。
三次采油指油藏经过一次采油(依靠油层原始能量)、二次采油(通过注水补充能量)后，采取物理一化学方法，改变流体的性质、相态和改变气一液、液一液、液一固相问界面作用，扩大注入水的波及范围以提高驱油效率，从而再一次大幅度提高采收率。
2.三次采油的分类三次采油提高原油采收率的方法主要分为化学法、混相法、热力法和微生物法等。
根据作用原理的不同，化学法又可以进一步分为碱(Alkaline)驱、聚合物(Polymer)驱、表面活性剂(Surfactant)驱以及在此基础上发展出来的碱一聚合物复合驱(AP驱)、碱一表面活性剂一聚合物复合驱(ASP驱)或表面活性剂一碱一聚合物复合驱(SAP驱)。
一、三次采油概况和基本原理石油是一种非再生的能源，石油采收率不仅是石油工业界，而且是整个社会关心的问题。
由于石油是一种流体矿藏而带来独特开采方式。
石油开采分为三个阶段。
一次采油是依靠地层能量进行自喷开采，约占蕴藏量15~20%。
在天然能量枯竭以后用人工注水或注气，增补油藏能量使原油得到连续开采，称之二次采油，其采收率为15-20%。
当二次采油开展几十年后，剩余油以不连续的油块被圈捕在油藏砂岩孔隙中，此时采出液中含水80~90%，有的甚至高达98%，这时开采已没有经济效益。
为此约有储量60~70%的原油，只能依靠其他物理和化学方法进行开采。
这样的开采称之三次采油，国外亦称EOR （Enhanced Oil Recovery）技术。
据我国对十三个主要油田的82个注水开发区，进行系统的筛选和科学潜力分析，结果表明，通过三次采油方法能提高采收率12.4%，增加的可采储量相当全国目前剩余储量的56%[1]。
当然是说，若把这种潜力都挖掘出来，我国的可采储量可以增加一半以上，为此发展三次采油是必经之路。
通常提高采收率有三类。
第一类为热力法，如火烧地层，注入过热蒸气；第二类为混相驱，即注入CO2气到原油中进行开采；第三类为化学驱，如碱水驱、微乳液驱和三元复合驱等。
这次重点是介绍化学驱。
1.注水开采后，原油为何大量留在地层。
（1）油藏岩石的非均质性。
例如在庆油田葡萄花油层属于正韵律沉积，下粗上细。
下部的渗透率高于上部，在注水驱时往往沿着油层下部推进，而上部油层则继续留下大量未被驱扫的原油。
这说明水不能被波及到低渗透油层。
由于油藏岩石非均质性，阻止水的波及系数的提高。
（2）油层岩石的润湿性岩石为水润性，注水能把岩石表面的原油冲刷下来。
反之，岩石为油润性，注水只能冲刷一部分原油。
这种驱出原油的量，称之洗油效率。
洗液效率=（注水波及到油区所采出的油容积）/（整个波及油区储量油的容积）（3）毛细管的液阻效应当驱动原油在毛细孔中运移到达喉道时，原油块要发生变形，产生附加压力，用Laplace方程计算。
三次采油方法、应用条件及文献综述三次采油技术是一项能够利用物理、化学和生物等新技术提高原油采收率的重要油田开发技术。
在过去数十年内, 美国、加拿大和委内瑞拉等石油大国都把如何提高原油采油率作为研究工作的重点。
随着社会经济持续快速增长, 我国对油气需求量也不断增加。
因此, 运用三次采油技术来提高原油采收率, 是减缓我国多数油田产量递减速度、维持原油稳产的战略需要。
三次采油是油田开发技术上的一次飞跃, 与二次采油相比, 它借助物理和化学的双重作用,提高驱油的波及体积和效率。
经过近20 年的研究和实践, 中国的化学驱在技术、规模、效果等方面均已走在世界前列。
近30 个矿场的表明, 聚合物驱可提高采收率10% , 复合驱可提高采收率15% ～20%。
1997 年, 中国聚合物驱增油量达303×104t , “九五"期间增油1500×104 t。
中国的油田多为陆相沉积和陆相生油, 预测二次采油的平均采收率为34. 2%, 近百亿吨储量留在地下。
这一条件为中国的三次采油提供了巨大潜力。
今后, 中国的三次采油要在驱油机理、深化对油藏的认识、降低驱油剂成本和用量、先期深度调剖、提高工程的整体经济效益等诸方面加强研究, 最大限度地提高采收率和经济效益。
20 世纪40 年代以前, 油田开发主要是依靠天然能量消耗开采, 一般采收率仅5% ～10%,我们称为一次采油。
它反映了早期的油田开发技术水平较低, 使90% 左右的探明石油储量留在地下被废弃。
随着渗流理论的发展, 达西定律应用于油田开发。
人们认识到油井产量与压力梯度呈正比关系, 一次采油采收率低的主要因素是油层能量的衰竭, 从而提出了人工注水( 气) , 保持油层压力的二次采油方法, 使油采收率提高到30%～40% 。
这是至今世界上各油田的主要开发方式, 是油田开发技术上的一次大飞跃。
但二次采油仍有60%～70% 的油剩留地下。
为此, 国内外石油工作者进行了大量研究工作, 逐步认识到制约二次采油采收率提高的原因, 从而提出了三次采油新方法。
三次采油是指在初次采油和二次采油之后进行的第三次油田开采。
这是一种对油田资源进行开发的关键环节，其开采效率直接影响着石油企业的经济利益和资源利用效率。
为了促进三次采油的开发，国家相关部门决定对三次采油的原油减征资源税，以降低企业的税负，刺激其积极开展三次采油工作。
一、三次采油的重要性三次采油是指在初次采油和二次采油之后进行的第三次油田开采。
传统的初次采油和二次采油只能开采出部分可采储油，而剩余的石油资源仍然储存在油田中。
而三次采油则是为了更好地提高原油的采收率，将原油从储层中注入提高压力，从而推动石油向井口移动，提高采收率。
三次采油能够全面开采原油储量，提高油田采收率，延长油田的生产周期，对于我国石油资源的有效开发和利用具有重要意义。
二、三次采油的困难和挑战三次采油虽然有着重要的作用，但其开发也面临着一定的困难和挑战。
三次采油需要注入一定的水、气等强化采油剂，这增加了开采的技术难度和成本。
三次采油对于油田的地质条件有一定的要求，需要有一定的渗流条件和良好的地质构造，同时在三次采油中也有较大的注水量和产水量，这对地质环境提出了更高的要求。
由于三次采油的技术难度和地质条件限制，一些油田在进行三次采油时可能面临着较大的困难。
三、减征资源税政策的意义为了解决三次采油过程中的困难和挑战，国家相关部门决定对三次采油的原油减征资源税。
这项政策的出台对于石油企业和油田的发展具有重要意义。
减征资源税能够减轻企业在三次采油过程中的税负，降低其生产成本，刺激企业积极开展三次采油工作，从而有效提高原油的采收率。
该政策还能够促进我国石油资源的有效开发和利用，保障石油资源的可持续利用。
四、减征资源税政策的具体措施为了贯彻落实减征资源税政策，国家相关部门制定了一系列的具体措施。
对于已经开展三次采油并取得一定效益的油田，给予其一定的奖励，以鼓励其继续开展三次采油工作。
对于新开展三次采油的油田，在一定的时期内减征一定比例的资源税，从而为其在开采初期提供更多的支持和鼓励。
三次采油—CO2驱油技术研究摘要油藏经过二次采油后，仍有大量的原油存留于地下，经过三次采油后，储层的含油饱和度提升的空间仍然很大。
EOR（提高采收率技术）在油田中应用的越来越广泛，主要有化学驱，微生物驱，气驱，热力驱。
随着人类大量排放的温室气体CO2使全球气候变暖，对人类的生存和社会经济的发展构成了严重的威胁。
CO2的地质处置最有效的方式就是注入油气田，不但封存了CO2，而且还可提高油气田的采收率。
CO2的地质处置最有效方式就是注入油气田，不但封存了二氧化碳，而且还可提高油气田的采收率。
本次作业主要介绍了注二氧化碳提高采收率的机理、室内研究进展以及国内外开展现场试验的情况。
在现场应用中二氧化碳吞吐、混相驱和非混相驱都可有效提高采收率，合适的注CO2工艺需根据油藏条件选择。
并指出了注CO2技术目前面临的腐蚀、气源、气窜及高投资等问题。
关键词:最小混相压力;二氧化碳气驱;提高采收率；（非）混相；腐蚀；1概述随着世界对石油需求量的不断增加，石油作为有限的不可再生资源，再发现大油田的几率越来越小，已开发的油田正在不断老化，未开采的多为稠油、超稠油油田，非常难于开发。
这就迫使人们把注意力转向提高老油田原油采收率的技术上。
三次采油(EOR)技术是一项能够利用物理、化学和生物等新技术提高原油采收率的重要油田开发技术。
近年来我国石油供需缺口逐年增大,以及石油价格的急剧攀升,提高采收率技术在我国受到了空前的重视。
目前，三次采油技术在提高采收率，稳定老油田的原油产量方面尤为重要，尤其是在油田开发后期，必须进行三次采油。
近几年,注气提高采收率技术发展迅速,其中又以注CO2技术的发展速度最快。
如今，人类大量排放的CO2温室气体量越来越巨大，导致全球气候变暖,其幅度已经超出了地球本身自然变动的范围,对人类的生存和社会经济的发展构成了严重的威胁。
而CO2的地质处置最有效的方式就是注入油气田,不但封存了二氧化碳,而且还可提高油气田采收率。
国外很多油田已成功地进行大规模CO2驱油并取得较好的效果，证明CO2驱油具有成功率高、风险性低的特点。
CO2驱油在我国石油开采中有着巨大的应用潜力，以技术指标和经济指标双重标准来衡量，CO2驱油是三次采油中最具潜力的提高采收率方法之一。
据“中国陆上已开发油田提高采收率第二次潜力评价及发展战略研究”结果 ,仅在参与本次评价的101.36×108t常规稀油油田的储量中,适合CO2气驱的原油储量约为12. 3×108 t,预计利用CO2驱油方法可增加可采储量约1.6×108 t。
另外,对于我国现已探明的63.2×108 t的低渗透油藏原油储量,尤其是其中50 %左右尚未动用的储量,CO2驱油方法有更明显的技术优势。
2 国内外CO2驱油研究现状近年来，国内外应用二氧化碳驱替或采油技术已在二、三次采油过程中得到广泛应用，并形成了配套技术。
从50年代起国外在实验室和现场对二氧化碳增加原油的采收率进行了大量的研究，此法目前已成为除了热采以外发展较快的提高采收率的最佳方法。
二氧化碳驱替在提高稠油油藏采收率具有良好的应用前景。
具体到我国，当前和今后一段时期，二氧化碳减排必须走高效之路，二氧化碳驱油提高采收率和埋存技术必定拥有广泛的应用前景。
2.1 国外情况从20世纪50年代开始,CO2驱油成为提高采收率的重要方法[9]。
国外采用CO2驱油的主要国家有：美国、前苏联、匈牙利、加拿大、法国、西德等。
据《油气杂志》2006年统计，全球实施CO2-EOR项目共有94个，其中，美国82个（80个混相驱，2个非混相驱），加拿大6个。
特立尼达5个，土耳其1个。
可以看出，CO2-EOR技术的应用主要集中在美国，其年产油量为1186×104t/a，占世界CO2-EOR总产量的94.2%。
美国有十个产油区的292个油田适用CO2驱，一般采收率为7%-18%,在西德克萨斯州，CO2是最主要的EOR方法，一般可提高采收率30%左右。
CO2混相驱在美国、加拿大等国已成为一项重要且成熟的提高原油采收率方法[15]。
图2.1 美国CO2-EOR项目分布及增产效果2004年，日本国家石油公司(JNOC)和日本EOR研究协会(J EORA)在Ikiztepe油油田成功完成了非混相CO2现场试验,在一个200 m×200 m的反五点井网应用CO2非混相驱。
试验动态说明,CO2非混相驱是提高这类油藏采收率的可行办法。
在Amurlu 重油油藏的几口蒸汽吞吐井注入CO2富气 ,使产油量增加了2～3倍。
Shoemaker 油田为了提高油井生产能力,曾广泛应用压裂措施,影响水驱效果。
作为一种替代措施,自1985年以来进行了注CO2开采试验,在技术和经济上获得了成功。
2.2 国内情况我国东部主要产油区CO2气源较少,但注CO2提高采收率技术的研究和现场先导试验却一直没有停止。
注CO2技术在油田的应用越来越多,已在江苏、中原、大庆、胜利等油田进行了现场试验[16]。
1963年首先在大庆油田作为主要提高采收率方法进行研究,1966 、1969 、1985 、1991 、1994年先后开展了注CO2先导试验。
吉林油田利用万金塔CO2气田的液态CO2 ,开展CO2吞吐和CO2泡沫压裂已达100井次以上。
1996年江苏富民油田48井进行了CO2吞吐试验,并已开展了CO2驱油试验，取得了相当不错的结果[3]。
3CO2驱油的机理3.1 相关概念混相：当两种或更多的流体按任何比例混合都没有流体间的相界面形成，所有的混合物都保持单一均质相时，则称这些流体是混相的。
反之，若有流体相存在，则认为这些流体是非混相的。
最小混相压力：在油层温度下，注入气体与原油达到多级接触混相的最小限度压力。
确定最小混相压力的方法分为实验室测定和理论计算两大类，通过国内外学者对最小压力确定方法进行了长期的研究，公认为细管实验法最为可靠。
CO2驱：就是一种在一定的压力及原油组成条件下，把二氧化碳注入油层中，在一定条件下CO2会从原油中抽提出较重组分的碳烃化合物，不断使CO2的驱油前缘与原油组成接近，从而形成混相，有效地将原油驱替入生产井，达到提高采收率的目的。
3.2驱油机理CO2驱油按作用机理，可分为CO2混相驱油和CO2非混相驱油（表3-1），也就是当最小混相压力小于原始地层压力时，能够达到混相驱油，高于原始地层压力时为非混相驱。
表3-1混相驱油与非混相驱油对比表CO2驱提高采收率的作用主要有促使原油膨胀、降低油水界面张力、降低黏度、萃取和汽化原油中的轻质挺、溶解气驱等[1,2]。
两种机理的驱油示意图如下：图3.1 CO2非混相驱油示意图图3.2 CO2混相驱油示意图非混相驱主要通过溶解、膨胀、降粘，降低界面张力进行驱油；而混相驱除了溶解、膨胀、降粘等，就是CO2与原油能够达到混相，也就是一种相态，没有界面张力，理论上驱油效率达到100%。
一般稀油油藏主要采用CO2混相驱，而稠油油藏采用CO2非混相驱（表3-2）。
在稀油油藏条件下，CO2易于原油发生混相，在混相压力下，处于超临界状态下的CO2可以降低所波及的油水界面张力。
CO2注入的浓度越大，油水相界面的张力越小，原油越容易被驱替。
通过调整注入气体的段塞使CO2形成混相，可以提高原油采收率增加幅度[4]。
表3-2 CO2驱筛选原则[3]非混相CO2驱开采稠油的机理[5—8]主要是：降低原油粘度，改善油水流度比，使原油膨胀，乳化作用及降压开采。
CO2在油中的溶解度随着压力的增加而增加。
当压力降低时，CO2从饱和CO2原油中溢出并驱动原油，形成溶解气驱。
气态CO2渗入地层与地层水反应产生的碳酸，能有效改善井筒周围地层的渗透率，提高驱油机理。
与CO2驱相关的另一个开采机理是由CO2形成的自由气可以部分代替油藏中的残余油。
CO2驱油机理主要有以下方面：（1）降低原油粘度[10]：CO2溶于原油后，原油粘度越高，粘度降低程度越大（表3-3）。
原油粘度降低时，原有流动能力增加，从而提高了原油产量。
并且原油初始粘度越高，CO2降粘效果越明显。
表3-3 CO2完全饱和时原油粘度变化对比表温度较高（120度以上）时，因二氧化碳溶解度降低，降粘作用反而变差（图3.3）。
在同一温度条件下，压力升高时，CO2溶解度升高，降粘作用随之升高，但当压力超过饱和压力时，粘度反而上升（图3.4）。
图3.3 CO2溶解量随温度变化曲线图3.4 CO2溶解量随压力变化曲线（2）改善原油与水的流度比[10]：大量CO2溶于原油与水，将使原油和水碳酸化。
原油碳酸化后，其粘度随之降低。
大庆勘探开发研究院在45度和12.MPa的条件下进行了有关实验，实验表明, CO2在油田注入水中的溶解度为5%，而在原油中的溶解度为15%；由于大量的CO2溶于原油中，使粘度由9.8mPa.s降到2.9mPa.s，使原油体积增加了17.2%。
同时也增加了原有的流度。
水碳酸化后水的粘度提高20%以上（图3.5），同时也降低了水的流度，改善了油水流度比，扩大了波及体积。
图3.5 地层水粘度与CO2溶解浓度的关系（3）使原油体积膨胀[10]：大量室内和现场试验表明，原油中充分溶解CO2后，可使原油体积膨胀10%~40%，其结果不仅增加了原油的内动能，而且也大大减少了原油流动过程中的毛管阻力和流动阻力，从而提高了原油的流动能力。
（4）高溶混能力驱油[10]：CO2与原有接触时，一部分溶解在原油中，同时，CO2也将一部分烃从原油中抽提出来，这就使CO2被烃富化，最终导致CO2融溶混能力大大提高。
（5）降低界面张力[11]：残余油饱和度随着油水界面张力的减小而降低，多数油藏的油水界面张力为10-20mN/m,要想使残余油饱和度趋于零，必须使油水界面张力降低到0.001mN/m或更低。
界面张力降低到0.04mN/m以下，采收率便会明显提高。
CO2驱油的主要作用是使原油中的轻质烃萃取和汽化，大量的烃与CO2混合，大大降低了油水界面的张力，也大大降低了残余油饱和度，从而提高了原油采收率。
（6）分子扩散作用[12]：非混相CO2驱油机理主要建立在CO2溶于油引起油特性改变的基础上。
为了最大限度的降低油的粘度和增加油的体积，以便获得最佳驱油效率，必须在油藏温度和压力条件下，要有足够的时间使CO2饱和原油。
但是，地层基岩是复杂的，注入的CO2也很难与油藏中的原油完全混合好。
而多数情况下，CO2是通过分子的缓慢扩散作用溶于原油的。
（7）溶解气驱作用[13]：由于CO2在原油中的溶解度较大，大量的原油溶于石油中，具有溶解气驱的作用。
降压采油机理与溶解气驱相似，在注入过程中，一部分CO2溶于油，随着注入压力上升，溶解的CO2量越来越多，当油藏停止注CO2时，随着生产的进行，油藏压力降低。
