三次采油方法进展
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国内油田三次采油聚合物驱采出液处理技术研究进展随着油田开发进程的不断发展,越来越多的油田开始进入了三次采油时期。
三次采油使用聚合物驱替液可以有效增加原油采收率,提高油田的开采效率。
但在聚合物驱替液使用后,需要对产生的采出液进行处理,以满足环保要求,同时对高价值有机物进行回收。
因此,对聚合物驱替液采出液处理技术的研究成为了目前油田开采领域的热点和难点。
一、三次采油聚合物驱替液的介绍与采出液的特性三次采油聚合物驱替液是一种具有很好的高渗透驱油性能的排水聚集物。
研究表明,通过三次采油聚合物驱替液的应用可以大大提高油气的采收效率。
但是,在使用聚合物驱替液后,会产生大量的采出液,这些采出液通常包含大量的有机物和多种盐类等污染物质。
这些污染物质对环境和人类健康都可能造成严重的危害。
因此,对聚合物驱替液采出液进行处理已成为了必要的环保措施。
1. 氧化处理技术氧化处理技术是一种将采出液中的污染物氧化为二氧化碳和水的处理方法。
常见的氧化剂有臭氧、过氧化氢、高锰酸钾等。
该技术的处理效率高,处理后的采出液中的有机物含量明显降低。
但同时,氧化反应所需的条件较为苛刻,处理成本昂贵,并且氧化剂的选择也需要考虑其副反应和对环境的影响。
2. 膜过滤技术膜过滤技术是将采出液通过膜分离实现分离和回收的方法。
根据膜的选择可以实现对特定物质的分离和回收,例如深层逆渗透膜可以回收油田中的水,而多孔陶瓷膜则可以回收采出液中的多种有机物和盐类等污染物质。
膜过滤处理技术可以实现高效的净化和回收效果,但其操作、维护和设备成本等方面存在一定的技术和经济难度。
3. 壳聚糖吸附技术壳聚糖具有良好的吸附性能,可用于采出液中有机物和盐类等污染物质的吸附和分离。
通过使用壳聚糖对采出液中污染物质进行吸附,可实现对污染物的分离和回收。
该技术成本较低,且无需进行耗能的操作,同时具有可逆性和再生性等优点。
但同时其处理效率较低且吸附量存在一定的局限性。
三、结语针对三次采油聚合物驱替液采出液的处理问题,通过氧化处理、膜过滤技术和壳聚糖吸附技术等多种处理技术的研究,可以实现对采出液中污染物的分离和回收,保护环境和实现高效的资源利用。
三次采油技术及其在各油田应用情况1 三次采油使油田开发进入新阶段[7]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。
大量实践和理论研究证明,油层十分复杂,具有非均质性,油、水、气多相流体在油层多孔介质中的渗流过程十分复杂。
不仅注入水(气)不可能活塞式驱油,不可能波及到全油层,而且在多相渗流过程中,受粘度差、毛细管力、粘滞力、界面张力等的影响,各相流量将随驱油过程中各相饱和度的变化而变化。
只有进一步扩大注入水(气)波及体积,提高驱油效率,才能大幅度提高采收率。
由此,人们在非均质性的油层提出了多种三次采油方法,一种是旨在提高注入水粘度、降低油水粘度差、提高注入水波及体积的聚合物驱;第二种是旨在降低界面张力、提高注入水驱油效率的表面活性剂驱、碱驱、混相驱;第三种是80年代后期发展起来的既可扩大波及体积又可提高驱油效率的复合驱。
三次采油远不同于二次采油。
二次采油是依靠人工补充油层能量的物理作用提高采收率, 而三次采油方法是在注水保持油层压力基础上,又依靠注入大量新的驱油剂,改变流体粘度、组分和相态,具有物理化学的双重作用,不仅进一步扩大了注入水波及范围,而且使分散的、束缚在毛细管中的残余油重新聚集而被采出。
因此,三次采油要求更精细地掌握分散原油在地下油层中的分布;研究新的驱油剂与十分复杂的岩石矿物、流体的物理-化学作用;探索并掌握非牛顿流体多相渗流的基本规律。
三次采油技术及化学助剂进展张达生 王宝(大庆东昊投资有限公司)1 三次采油技术进展(1)碱驱。
碱驱油技术是三次采油技术中研究应用最早的。
但由于碱耗和其可操作碱浓度范围过窄,一直没有形成规模应用。
碱驱油机理是碱水注入后,碱与原油中的极性物质(有机酸类物质)反应生成表面活性剂,而原油中存在的重质油如沥青质、胶质等所含的羧酸、羧基酚、卟啉等与之协同作用,使得油水界面张力和界面粘度降低,并产生润湿性反转形成水包油、油包水和多重乳状液从而改变了毛细管力、附着力和驱动力,使原来不流动的残余油通过夹带、聚并重新处于可流动状态,从而提高采收率。
碱不仅改变了油水界面张力,而且也改变了岩石与油、岩石与水之间的界面张力。
碱驱后期,含油量很低,油相不连续,油珠被滞留成为碱驱残余油。
(2)聚合物驱。
聚合物驱油技术对我国油藏的物化环境有较强的适应性,经过多年的研究,矿场试验也已取得全面成功,至今该技术已在油田进行工业化推广应用,并取得了较好的驱油效果,但提高采收率的幅度还不够高。
(3)表面活性剂驱。
表面活性剂驱油技术的出现大大提高了采收率,但矿场试验表明,表面活性剂驱成本太高,在经济上难以过关。
这就为复合驱技术的出现打下了伏笔。
表面活性剂驱油机理十分复杂,大致有两种情况:一种是稀表面活性剂体系,这是指表面活性剂浓度低于2%的低界面张力溶液体系。
为了提高稀表面活性剂溶液渗流过程中抗吸附、抗二价离子沉淀的能力,常加入其它助剂,典型配方如石油磺酸盐1%+尿素4%+六偏磷酸钠0 2%,用1 3%NaCl水溶液配置成无醇体系。
此稀表面活性剂体系驱油时,由于油水界面张力降低,使水驱残余油乳化变形拉伸成长条状或丝状,形成油珠渗流,增加了油的流动性,易于聚并形成油墙。
另一种是微乳液驱油体系,这是指由水、油、表面活性剂和助表面活性剂等4种组分形成的透明或半透明稳定体系。
微乳液与水驱残余油珠接触,改变了原来油水界面膜的性质,发生互溶作用,形成极易聚并的乳状液,推动水驱残余油流动,最后富集、聚并成高含油饱和带被采出。
三次采油工程技术措施采油工程技术是石油开采过程中非常重要的环节,它涉及到了油田开发的各个方面,包括钻井、提高采收率、减少成本、提高生产效率等。
在实际的石油开采过程中,为了有效地提高采油效率,降低生产成本,采用了许多创新的技术措施。
下面我们将介绍三种常用的采油工程技术措施。
一、液压压裂技术液压压裂技术是一种在油井中通过高压液体对地层进行破裂,以增加开采油田的采收率和提高生产效率的工程技术。
在使用液压压裂技术时,首先需要进行钻孔作业,然后将高压液体通过泵送系统注入到井中,使井筒中的裂隙扩张,产生裂缝,从而提高地层的渗透性和油气的产量。
液压压裂技术具有以下几个特点:1.提高油井产量。
液压压裂技术可以有效地增加油藏的有效压裂面积,提高地层的渗透性,从而提高油井的产量。
2.降低生产成本。
通过使用液压压裂技术,可以将地层的渗透性提高到一定程度,降低了地层的流动阻力,减少了开采油田的生产成本。
3.延长油井寿命。
液压压裂技术可以有效地提高生产效率,延长油井的寿命,并且可以在油井生产过程中多次进行压裂,进一步提高产量。
二、水平井技术水平井技术是一种在垂直井眼的水平段上进行侧钻,使井眼进入油层,并在其长度方向上通过控制技术开展出射井眼,在油层中形成一定范围的透明构造,在垂直井眼上形成一个或多个侧向井眼的技术,用以增加有效的地层接触面积,提高产量。
水平井技术具有以下几个优点:1.提高采收率。
通过水平井技术,可以将垂直井眼上形成一个或多个侧向井眼,扩大了地层的接触面积,提高了开采的采收率。
2.减少横井数目。
通过水平井技术可以减少横井的数量,降低了开采的成本,提高了生产效率。
3.降低井底流体压降。
水平井技术可以在相对较少的横截面上获取更多的地层能量,减少井底的流体压降,提高了油井的产量。
三、聚合物驱替技术聚合物驱替技术是一种通过注入聚合物溶液到油层中,改变油水相对渗透率比值,从而提高原油驱出率的技术。
通过聚合物驱替技术,可以有效地将地层中原油的驱出率提高到一定程度,提高油井的采收率和生产效率。
探讨三次采油发展现状及未来发展趋势随着我国现今科学技术水平的不断快速化发展,促使人们在日常生活中对于石油的需求量也在不断的增加,我国也逐渐的成为了现今世界上石油进口量比较大的国家,并且每年的发展趋势还在不断的增加。
为了能够更好的促进经济的健康发展实现可持续化发展的目标,就需要对现今使用的石油开采技术进行深入化的研究,从而有效的降低石油在开采过程中的难度与成本,促进石油开采效率的提升。
标签:采油技术;发展现状;未来趋势前言石油资源作为一种重要的战略资源,在我国的能源发展中占据着重要的地位,石油的发展不仅仅对国家经济起到了重要的积极作用,对于人们的日常生活也有着推动意义。
我国的石油资源主要分布在新疆、河南以及胜利等油田,但是石油资源的使用并不属于可再生能源,在对其进行开采时深度比较大且难度也比较大,所以相应的进行开采的成本也得到了提升。
一、三次采油技术的分类(一)三次采油技术分类及原理对于三次采油技术进行分类主要是针对于不同油层的开采的不同特点实现对其具体的分类,在现今的发展过程中国内外使用的都是三次采油技术,主要有化学法采油、热力法采油、微生物法采油以及气驱采油。
对三次采油技术使用的主要技术就是注蒸汽为主要方式的热采方法,现今对于注聚合物方法使用的几率在不断的减小,但是在近些年石油价格的不断升高,又促使其使用剂量得到了增加,并且使用注CO2的方法也在不断的扩大。
(二)化学驱采油聚合物驱采油、表面活性剂驱采油、碱驱采油、表面活性剂-碱-聚合物驱采油、微生物驱油(三)热力采油法在石油开采过程中使用热力采油法,为的就是提升油藏温度,将原油的粘度进行降低的原理,能够有效的降低流动的阻力,为驱油提供了非常大的动力。
(四)微生物驱油技术在石油开采过程中使用微生物驱油技术,所采用到的原理就是将微生物在自然地生物代谢过程中所产出的产物作为原料,然后对这些产物中丰富的磷脂、糖脂以及蛋白质等有机成分实现对水界面张力进行降低的作用,因为这些物质中的成分有着比较强的表面活性,使用中比较稳定、吸附滞留量比较小,并且无毒无害,对该技术的使用是其它表面活性剂所不具备的优势。
浅议三次采油技术及进展作者:潘未来源:《中小企业管理与科技·下旬刊》2014年第02期摘要:石油资源是一种典型的不可再生资源,在开采深度的增加之下,开采难度也越来越高,三次采油技术也称之为强化采油提高采收率技术,该种技术的核心技术就是生物技术、化学技术与物理技术,三次采油技术对于提升采油率有着十分积极的效用,本文主要分析三次采油技术的概念、类型与研究进展。
关键词:三次采油技术概念类型进展石油资源对于社会的发展有着极为重要的作用,石油资源是一种典型的不可再生资源,在开采深度的增加之下,开采难度也越来越高,因此,必须要采取科学合理的方式提高石油的收率,在原有需求量的增加之下,采取新型提高收率的技术已经成为保障能源开采效率的必然手段。
1 三次采油技术简介三次采油技术也称之为强化采油提高采收率技术,该种技术的核心技术就是生物技术、化学技术与物理技术。
在上世纪40年代之前,对于油田的开采主要使用天然能量进行,该种方法采收率很低,仅仅只有5%-10%,这称之为一次采油。
在开采工作的深入之下,人们已经意识到了人工保持地层的重要性,并以此为基础提出人工注水的二次采油方法,这样可以将采油率提升至30%-40%。
就现阶段来看,二次采油是世界主流开采形式,但是在二次采油后,依然会有大量原油留于地下,因此,油田开发人员又利用生物、物理、化学的方式提出三次采油技术。
2 三次采油技术的种类分析2.1 微生物调驱技术微生物调驱技术是近年来兴起的一种新型技术,该种技术即利用微生物来改善油藏残余油流动性的一种技术。
微生物的生长会对采油成效产生直接的影响,而地层的情况则关乎着微生物的生长情况,为了提升采油率,就要采取科学的方式促进微生物的生长。
目前,常用的方式就是加入前置液优化剂生物酶,前置液优化剂生物酶对于内源微生物的生长可以起到良好的激活效果,微生物酶的表面活性剂则可以有效降低稠油粘度,可以起到乳化稠油的效果。
2.2 火烧油层与空气氧化技术火烧油层技术多应用在稠油以及超稠油油藏之中,该种技术主要适用于稠油油藏吞吐效果降低的阶段,在应用之前,需要将高温空气注入地层中,再点火焖井,待内部原油粘度有效降低后即可进行开采。
综合信息区域治理一、三次采油的基本原理经过一、二次开采后的原油称为残余油,通常以簇状﹑孤岛状﹑膜状以及柱状等非连续相形式被束缚于多孔性的地下孔隙网络中。
残余油能否流动理论上取决于毛细管数(Ne)的大小: Ne=Uw×Vw/σ=△P/(L×σ)式中:Uw、Vw分别为注入水的粘度和流速;△P/L为压力梯度;σ为油/水界面张力。
该式表征了二相渗流过程中动力(粘滞力)和阻力(毛细管力)的相对影响,显然毛细管数的大小决定着毛细管中油滴的运动状态、滞留位置和滞留液滴的大小。
一般说来,残余油量(通常称为饱和度)随毛细管数增加而减小。
因此,要驱动残余油,方法有两种:(1)提高驱替相流速和粘度,(2)降低界面张力。
前者通常受到技术条件限制,而后者可以通过向高含酸原油中加入碱或直接加入表面活性剂来实现。
实验表明在最佳条件下,生成或加入的表面活性剂能使界面张力从几十mN.m-1降到10-3mN.m-1以下,即可以使毛细管数上升105倍,残余油饱和度接近于零。
这就是表面活性剂驱和三元复合驱的理论基础,而具体的机理则包括:(1)油/水界面张力的降低,(2)原油的乳化,(3)岩石润湿性的改变(从油润湿转变为水润湿)等。
二、三次采油技术的种类及最新进展1 微生物调驱技术微生物调驱技术是近年来兴起的一种新型技术,该种技术即利用微生物来改善油藏残余油流动性的一种技术。
微生物的生长会对采油成效产生直接的影响,而地层的情况则关乎着微生物的生长情况,为了提升采油率,就要采取科学的方式促进微生物的生长。
目前,常用的方式就是加入前置液优化剂生物酶,前置液优化剂生物酶对于内源微生物的生长可以起到良好的激活效果,微生物酶的表面活性剂则可以有效降低稠油粘度,可以起到乳化稠油的效果。
2 火烧油层与空气氧化技术火烧油层技术多应用在稠油以及超稠油油藏之中,该种技术主要适用于稠油油藏吞吐效果降低的阶段,在应用之前,需要将高温空气注入地层中,再点火焖井,待内部原油粘度有效降低后即可进行开采。
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。
油田三次采油驱油技术发展与应用随着我国石油资源的大量开采,高效的石油开采技术已经变得越来越重要了。
相比于传统的二次采油驱油技术,三次采油驱油技术的优势就不言而喻了。
在具体的应用过程中,应根据不同油田的具体情况采取合适的采油驱油方法,围绕低成本、高效率的采油目标,最大限度地提高采收率,通过不断的研发新技术,提高我国油田开采的效率。
标签:油田;三次采油;驱油技术在石油开采方案中的石油需求量逐渐升高的当前社会,开采人员必须要将开采效率切实地提升起来,对原来应用的石油开采工艺的缺陷进行了解,从二次采油技术的使用情况来看,二次采油会导致石油开采工作不彻底的问题出现,在油层之中残留于石油资源,导致石油资源浪费的情况,而三次采油技术能够解决这种由于开采不彻底而引起的石油开采问题。
1三次采油驱油技术的主要原理从上文的叙述可知,二次采油主要是将气、水注入到油层中,对油层中的能量进行补充来进行采油的,而在三次采油驱油技术的应用过程中,主要是基于二次采油驱油技术的同时,将特制研发的驱油活性剂注入到油层中,从而使油层之中的石油以及水的黏度和相态得到有效的改变,通过将这种化学方法和物理方法相互结合,能够将油层中的分散油集聚在一起,從而使注水驱油的效果得到有效的提升,能够极大的促进石油的开采工作得以顺利的进行。
通过以上所叙述的内容可知,三次采油驱油技术同二次采油驱油技术相互比较,能够更好更精确的掌握油田中石油资源的分布,为了使驱油活性剂能够在极为复杂的油层中形成化学作用和物理作用,需要对一整套新型的驱油活性剂进行研制和开发,使这一套驱油活性剂能够与三次采油驱油技术相互配合,从而能够对更为复杂油层中的石油资源的分布进行精准的把握,以提高开发的效率和开采的石油产量。
2我国油田开采中面临的困难我国的油田分布主要在大陆架沉积盆地,以河流三角洲沉积体系为主,因此,油田的储油层大都沉积有大量的泥沙,同时沙砾的覆盖度高,泥沙分布交错,导致开采的困难,相对于国外的油田来说,我国的油田油藏非均匀性较高,油质含蜡度高、粘度高。
国内油田三次采油聚合物驱采出液处理技术研究进展1. 引言1.1 研究背景国内油田三次采油聚合物驱采出液处理技术研究进展引言:三次采油技术是指在传统水驱采油和聚合物驱油的基础上,通过利用远朔法、导水法、压力能量法等手段,进一步提高原油采收率的采油技术。
随着我国油田开发程度的不断提高,传统采油技术已经难以满足油田生产需要,因此三次采油技术逐渐成为提高油田开采效率、延缓油田衰竭的重要手段。
目前,我国油田三次采油聚合物驱采出液处理技术研究仍处于起步阶段,存在着许多挑战和问题需要解决。
随着油田开发规模的扩大和复杂油藏的开发,液处理技术的研究和应用对提高采出液处理效率和降低成本至关重要。
加快研究该领域的技术进展,优化液处理工艺,提高采出液处理效率,已成为当前油田开发的紧迫需求。
1.2 研究意义三次采油是油田开发中的重要环节,而油田三次采油聚合物驱采出液处理技术则是提高采收率和延长油田寿命的关键。
随着油田开采难度的增加和原油资源的逐渐枯竭,传统的采油技术已经无法满足油田开发的需求,因此开展对油田三次采油聚合物驱采出液处理技术的研究具有重要意义。
研究油田三次采油聚合物驱采出液处理技术,不仅可以改善油田开采效率,降低开采成本,还可以减少环境污染,提高能源利用效率。
该技术的研究还可以推动我国油田工艺水平的升级,促进我国油田行业的发展,提高我国在国际油田开发领域的竞争力。
深入研究油田三次采油聚合物驱采出液处理技术的意义重大,对于我国油田行业的发展具有重要的战略意义。
本文旨在探讨该技术的研究进展和挑战,以期为油田三次采油工艺的改进和油田行业的可持续发展提供理论支持和技术指导。
2. 正文2.1 三次采油技术概述三次采油技术是指在原油开采过程中,通过注入聚合物驱使藏内的原油更充分地被采出,提高油田的采收率。
该技术通常分为聚合物驱前期注水、聚合物驱注入和聚合物驱后期注水三个阶段。
在三次采油技术中,聚合物驱是一种利用高分子聚合物来改善油水相对渗透率比,降低油层相对渗透率,提高原油排出率的一种技术。
石油开采三次采油技术应用现状及发展探析随着全球能源需求的不断增长,石油的开采成为各国关注的焦点。
为了提高石油开采效率和延长油田的产能,人们逐渐采用了三次采油技术。
本文将探讨石油开采三次采油技术的应用现状及发展。
三次采油技术是指在初次采油(即常规采油)和二次采油(即水驱、气驱等采油方式)之后,对油藏施加外部能量来提高原油产量并改善采油环境的一种采油方法。
三次采油技术主要包括热采、化学驱和微生物驱。
热采技术是目前应用最广泛的三次采油技术之一、这种方法通过注入高温物质,如热水或蒸汽,来提高原油的流动性。
热采技术可以分为蒸汽吞吐、蒸汽驱和热润滑减阻等形式。
蒸汽吞吐是通过注入蒸汽热解油砂中的油来提高原油产量。
蒸汽驱是将蒸汽注入油藏中,使油液蒸发并流动到井口。
热润滑减阻则通过注入蒸汽或热水来降低原油的粘度,以提高生产效率。
热采技术可以显著提高原油产量,但也存在能源消耗大、操作复杂等问题。
化学驱技术是通过注入化学剂改善原油流动性和驱替效果的一种采油方法。
化学驱主要包括聚合物驱、表面活性剂驱和聚合物-表面活性剂复合驱等形式。
聚合物驱主要是通过在注入水中加入聚合物,使水增稠,并提高化学剂的驱替效果。
表面活性剂驱则是通过注入表面活性剂改善油水分离性质,以提高原油产量。
聚合物-表面活性剂复合驱则是将聚合物和表面活性剂结合使用,以达到更好的驱替效果。
化学驱技术具有驱替效果好、能源消耗低等优点,但也存在化学剂回收困难、环境污染等问题。
微生物驱技术是利用微生物来改善原油流动性和降低粘度的一种采油方法。
微生物驱主要是通过注入含有活性微生物的水溶液,使微生物在油藏中生长繁殖,并降解原油中的高分子物质,从而提高原油产量。
微生物驱技术具有环境友好、成本低等优点,但也存在微生物生长难控制、抗药性微生物的产生等问题。
目前,石油开采三次采油技术在全球范围内得到了广泛应用。
根据统计数据,全球约有60%的油田采用了三次采油技术。
在国际上,热采技术和化学驱技术得到了广泛应用,尤其在加拿大的油砂开发中,热采技术占据了主导地位。
化 工 进 展 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2011年第30卷增刊檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿殨殨殨殨进展与述评三次采油技术及进展杨志钢(中国石油化工股份有限公司北京化工研究院,北京100013)摘 要:石油是一种非常重要的战略资源,对国家经济的发展有着举足轻重的作用。
三次采油技术的发展是油田开发的一次重大的技术突破,为油田保持高产稳产提供了有力保证。
本文综述了三次采油的发展历程,对热力驱、气驱、化学驱、微生物驱的技术进展情况进行了总结。
关键词:三次采油;注气驱;化学驱;热力驱;微生物驱;提高采收率Development of teconology of tertiary oil recoveryYANG Zhigang(Beijing Researeh Institute of Chemical Industry,SINOPEC,Beijing 100013,China)Abstract:Oil is a strategic resource and crucial to the economic development of the nation.It is agreat break through to the exploitation of the oil field,and it ensures the stable and high yield ofoil in the oil field.The history of the technology of tertiary oil recovery,the development ofthermal drive,gas drive,animalcule drive,chemistry drive were reviewed and summarized.Key words:tertiary oil recovery;thermal drive;gas drive;animalcule drive;chemistry drive;enhanced oil recovery 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。
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。
2 热力驱目前蒸汽吞吐和蒸汽驱已成为我国稠油开采的主要方法。
全国稠油产量主要来自辽河、新疆、胜利、河南4 个油田。
最近几年,又出现了一种新的热采方法,业界称之为地热采油。
地热采油是利用丰富的地热资源,以深层高温度开发流体(油、气、水及其混合物)将大量的热量带入浅油层,降低原油薪度、提高原油流动能力。
这种方法是基于节能减排力度加大、石油资源供需矛盾日益突出、国际油价持续走高的形势下发展起来的。
3 注气驱在国外,注二氧化碳技术主要用于后期的高含水油藏、非均质油藏以及不适合热采的重质油藏。
推广二氧化碳驱油的主要制约因素是天然的二氧化碳资源、二氧化碳的输送及二氧化碳向生产井的突进问题以及油井及设备腐蚀、安全和环境问题等。
为解决以上问题,提出了注二氧化碳提高原油采收率技术,这种技术是向地层中注入反应溶液,使其在油藏条件下充分反应而释放出二氧化碳气体,二氧化碳溶解于原油之中,降低原油黏度,从而达到提高原油采收率的目的。
4 微生物驱经过多年的发展,微生物清蜡和降低稠油黏度、微生物选择性封堵地层、微生物吞吐、微生物强化驱等已成为成熟的提高采收率的技术。
微生物驱油已成为继传统的热采、化学驱、注气驱之后第四大类提高采收率的方法。
微生物驱油技术的发展主要有三个方向,一是微生物增效水驱,二是激活油藏微生物驱,三是微生物调剖驱油。
三、三次采油机理及现状1 化学驱1.1 聚合物驱油机理聚合物驱油是通过在注入水中加入一定量的高相对分子质量的聚丙烯酰胺,增加注入水的粘度,改善油水流度比。
注入的聚合物溶液具有较高的粘度和通过油层后具有较高的残余阻力系数以及粘弹效应等。
粘度越高,残余阻力系数越大,驱替相的流度就越小,驱替相与被驱替相的流度比就越小,聚合物驱扩大油层宏观和微观波及效率的作用就越大,采收率提高值就越高。
1.2 活性剂驱油机理活性剂驱油是通过在注入水中加入一定量的表面活性剂,降低油水界面张力,从而驱替水驱残余油,进一步降低剩余油饱和度,提高驱油效率。
界面张力越低,降低剩余油饱和度的幅度越大.提高驱油效率和采收率的幅度就越大。
1.3 三元复合驱油机理三元复合驱油是通过在注入水中加入~定量的表面活性剂、碱和高相对分子质量的聚合物,大幅度降低油水界面张力,增加注入水的粘度,从而降低油水流度比,扩大油层宏观和微观波及体积,进一步驱替水驱残余油,大幅度降低剩余油饱和度,提高驱油效率和原油采收率。
界面张力越低,降低剩余油饱和度的幅度越大,提高驱油效率和采收率的幅度就越大。
1.4 泡沫复合驱油机理’泡沫复合驱油是在三元复合驱的基础上发展起来的一种提高采收率方法,它是通过在注入水中加入一定量的表面活性剂、碱、高相对分于质量的聚合物和天然气.它与三元复合驱相比不仅可以提高驱油效率.还能进一步扩大波及体积,从而提高采收率。
2 微生物驱微生物采油技术是技术含量较高的一种提高石油采收率的技术,不但包括微生物在油层中的生长繁殖和代谢等生物化学过程,而且包括微生物菌体、微生物营养液、微生物代谢产物在油层中的运移以及与岩石、油、气、水的相互作用引起的岩石、油、气、水物性的改变。
2.1 微生物可改变原油的组成,使其变成低黏度的原油微生物以石油中的正构烷烃作为碳源而生长繁殖,从而改变原油的碳链组成。
微生物不断老化,改变了石蜡基原油的物理性质,影响了原油液或固相的平衡,降低了石蜡基原油的临界温度和压力$微生物的增加能大大减少储层、井眼和设备表面的原油结蜡的温度和压力$微生物生长时释放出的生物酶,可降解原油,使原油碳链断裂(高碳链原油变为低碳链原油,使重组分减少,轻质组分增加,凝固点和黏度均可降低,不仅改善原油在油层中的流动性,而且会使原油品质得到改善。
2.2 微生物可改变驱油环境(1)生物表面活性剂。
微生物活性剂组分主要为十六烷酸、十七烷酸和十八烷酸,它会降低油水界面压力,减小水驱油毛管力,提高驱替毛细管数。
同时生物表面活性剂会改变油藏岩石润湿性,从亲油变成亲水,使吸附在岩石表面上的油膜脱落,油藏残余油饱和度降低,从而提高采收率。
(2)生物气。
绝大多数微生物在代谢过程中都会产生气体,如二氧化碳、氢气、甲烷等,这些气体都能够使油层部分增压并降低原油黏度,提高原油流动能力。
溶解岩石中的碳酸盐,增加渗透率,使石油膨胀4体积增大,有利于驱出原油,增加产量。
同时气泡的假敏效应还会增加水流阻力,提高注入水波及体积。
(3)酸和有机溶剂。
微生物产生的酸主要是相对低分子量的有机酸(甲酸、丙酸),也有部分无机酸(硫酸),它们能溶解碳酸盐,一方面增加孔隙度,提高渗透率;另一方面,释放二氧化碳,提高油层压力,降低原油黏度,提高原油流动能力。
产生的醇、有机酯等有机溶剂,可以改变岩石表面性质和原油物理性质,使吸附在孔隙岩石表面的原油被释放出来,并易于采出地面。
与此同时,微生物还产生2种未知醇类,这些都是微生物在发酵原油过程中的代谢产物,它们有利于改善原油黏度,类似轻度酸化,增加岩石孔隙度,从而提高原油产量。
(4)生物聚合物。
微生物在油藏高渗透区的生长、繁殖及产生聚合物,使其能够有选择地堵塞大孔道,增大扫油系数和降低水油比。
在水驱中增加水的黏度,降低水相的流动性,减少指进和过早的水淹,提高波及系数,增大扫油效率。
在地层中产生的生物聚合物,能在高渗透地带控制流度比,调整注水油层的吸水剖面,增大扫油面积,提高采收率。
微生物注入水驱油层后,生长繁殖的菌体和代谢产物与重金属形成沉淀物,具有高效堵水作用,封堵率可达到99%(纯菌体的封堵效果只能达到25%)。
这对于非均质油藏的堵水调济效果较好,可提高原油产量和采收率,由于封堵了高渗透条带,还有助于减少注水量。
2.3 微生物的直接作用通过在岩石颗粒表面上生长、繁殖占据孔隙空间,用物理的方法驱出石油,改变碳氢化合物的馏分。
微生物能黏附到岩石表面,在油膜下生长,最后把油膜推开,使油释放出来。
3 注气驱气驱采油技术主要是混相驱和部分混相驱。
混相驱替是提高石油采收率的重要方法之一,它的基本机理是驱替剂注入的混相气体和被驱替的地层原油在油藏条件下形成混相,消除界面,使多孔介质中的毛细管力降至零,从而降低因毛细管效应产生毛细管滞留所圈闭的石油,原则上可以使微观驱油效率达到百分之百。
实际上由于地层的非均质性、渗透率分层性、流度比不利、重力舌进、粘性指进等多种因素,原油采收率是达不到100%的,但在适宜条件下,其采收率一般比注水开发的采收率高。
到目前为止,可用来混相驱油的气体有烃类气体与非烃类气体。
烃类气体有干气,贫气、富气和液化石油气,非烃类气体有二氧化碳、氮气、烟道气等。
气体混相驱按其混相机理可以分为一次接触混相驱(直接接触混相)、多级接触混相驱(动态混相)、近混相驱(凝析/蒸发气驱),按照注入气体类型分类如下:LPG 段塞驱,二氧化碳驱,氮气驱(烟道气驱),干气驱,富气驱。
3.1 注CO2驱CO2混相驱中,CO2抽提原油中的轻质组分或使其汽化,从而降低界面张力而实现混相是CO2驱最重要的提高采收率机理。
CO2非混相驱的主要采油机理是降低原油粘度,使原油体积膨胀、抽提和汽化原油中轻烃,减小界面张力。
CO2吞吐开采机理主要是使原油体积膨胀、降低原油粘度,以及轻烃抽提和相对渗透率效应。
3.1.1 混相驱混相驱替是指在多孔介质中,一种流体驱替另一种流体时,由于两相之间发生扩散、传质作用,从而使两种流体能相互溶解而不存在分界面。
混相驱替的机理是驱剂和被驱剂在油藏条件下形成混相,消除界面,毛细管准数变为无限大,同时多孔介质中的毛细管力降至为零,从而减少了因毛细管效应产生毛细管滞留所圈闭的石油,理论上可以使微观驱油效率达到100%。
由于受地层破裂压力等条件的限制,混相驱替只适用于o API重度比较高的轻质油藏,同时在浅层、深层、致密层、高渗透层、碳酸盐层、砂岩中都有应用的经验,总结起来,CO2混相驱对①水驱效果差的低渗透油藏;②水驱完全枯竭的砂岩油藏;③接近开采经济极限的深层、轻质油藏;④利用CO2重力稳定混相驱开采多盐丘油藏的开采具有重要的意义。
Orr等人在进行CO2驱微观实验时,提出采收率曲线中的转折点并不一定表示由非混相驱替到动态混相驱替的转变,转折点可能应是“近似混相的”。
1995年,Shyeh—Yung JJ又将近混相驱的概念扩展,提出近混相气驱是指注入气体并非与油完全混相,只是接近近混相状态。
Burger、沈平平等人分别在室内研究时讨论到近混相现象。
3.1.3 非混相驱CO2非混相驱的主要采油机理是降低原油粘度,使原油体积膨胀,减小界面张力,对原油中轻烃汽化和抽提。
主要应用包括:①用来恢复枯竭油藏的压力;②重力稳定非混相驱替;③重油CO2驱,可以改善重油的流度,从而改善水驱效率;④应用CO2驱开采高粘度原油。