三元复合驱采油工艺技术

浅议三元复合驱技术作者：张国红张春超李春雨来源：《科学导报·科学工程与电力》2019年第02期【摘要】目前，国内老油田，如大庆油田、胜利油田等处于高含水期，每年新增可采储量不足，主体油田已经进入年产量下降的阶段，如何通过驱油技术提高老油田的采收率是目前国内采油研究热点问题。

本文介绍了三元复合驱技术的驱油机理，综述了三元复合驱油体系的优缺点，以及存在问题和探索研究研究方向。

【关键词】三元复合驱；原理；优缺点；存在问题；探索方向1976年，美国学者提出三元复合驱方法，但由于理论和工程技术问题异常复杂，至今无重大突破，国外仍处于实验室和井组试验阶段。

大庆油田从1991年开始组织专业团队对三元复合驱油方法进行系统攻关，1994年开始进行先导性矿场试验，2000年开展了扩大工业性试验，2014年实现了工业化规模应用。

经过30年攻关，大庆油田创新了三元复合驱油理论，自主研发出表活剂工业产品，创建了完整的工程技术体系，可在油田含水率达到98%的极限开采条件下，再提高采收率20个百分点以上。

有权威资料显示，世界探明石油储量的54%（2876亿吨）储存在砂岩油藏中，依靠天然能量和水驱开发的最终采收率一般为33%，尚有约2/3不能采出，采收率每提高1个百分点相当于又找到一个大庆油田。

如果全球采收率提高1个百分点，可采储量增加50多亿吨，相当于全球两年的石油消费量。

一、三元复合驱技术的驱油原理三元复合驱使中国石油开发重大试验之一，是大庆油田最有代表性的前瞻性提高采收率解题技术。

三元复合驱，即三元复合驱油技术，是指将碱、表面活性剂和聚合物按照一定比例混合后注入地层，达到提高采收率目的的一种化学驱技术，是在碱水驱和聚合物驱基础上发展起来的三次采油新技术或后三次采油技术。

1.1碱的作用：提高聚合物的稠化能力；碱与石油中的酸反应产生了表面活性剂可将油乳化，提高具有介质的粘度，使聚合物能有效的控制流体流动；碱与石油中的酸反应产生的表面活性剂可以三元复合驱中的表面活性剂产生协同效应；碱可与地层中的钙镁离子反应，或与岩石进行离子交换，起牺牲剂的作用，保护聚合物和表面活性剂；碱可以提高岩石表面的负电性，减少砂岩表面对聚合物和表面活性剂的吸附量；碱可以提高生物聚合物的生物稳定性。

浅议三次采油技术的新工艺采油技术是采油生产中的重要支撑，为技术人员进行油井生产提供了有力的技术基础。

经过多年开发，很多油井挖潜难度增加，低效关停油井不断增多，以三次采油技术为首的很多先进采油技术的应用不仅能够提高员工的操作水平和采油效率，还可以科学分析地下油水分布情况，探索提高区块开发水平的新途径，极大地提高了效益和产量。

本文简析了三次采油技术，并结合具体实例，指出了其新工艺的应用。

标签：三次采油技术；新工艺；油井；产量近年来，我国各大采油厂坚持“科技创新，大众创效”，科技成果不断涌现，特别是针对三次采油技术研发出很多新工艺，不仅极大地降低了每季度的生产成本，还节约了稀油。

石油公司经过改革，管理层级少，工作头绪多，采油新技术的应用促进了员工工作效率和质量的提高。

三次采油技术在实践中具有较高的成功率并能大幅降低生产成本，符合节约挖潜、降本增效的开采原则，对于具有较大生产潜力的油井，应有序应用此项技术。

1 三次采油技术三次采油技术是一次采油、二次采油和三次采油的总称，主要指利用油层自身的能量采油，依靠注水补充低层能量采油和依靠化学、物理方法补充地层能量采油，可以极大地提高石油采收率。

在油田化学技术增产方面，各石油公司在世界各地展开广泛的石油开发技术服务，三次采油技术是其中具有代表性和明显优势的油田增产的高科技技术。

三次采油技术可以实现针对油水井油层改造各种工艺，提高采收率，以及三次采油的油藏污染处理，并将应用方向聚焦于低滲透油田、稠油油田、海洋油田等制约产量的矛盾解决综合处理方案。

以三次采油技术为依据，技术人员可以根据现场的具体问题，进行有针对性的研发和现场操作。

在实践中，三次采油技术还涉及很多其他工艺，如油井解堵、水井降压增注、调剖、防砂、破胶、压裂等，除了这些工艺外，自身也不断延伸出一些新工艺，实现了高科技油田增产目标，建立了科学的流程体系，可以按照油田的质量要求，及时完整系统地进行油田油水井改造。

浅析几种不同的采油技术关键词：采油三元复合驱微生物三次采油一、三元复合驱采油技术三元复合驱采油技术的应用，极大地延缓了各大油田产量递减的速度，已成为油田产量接替的主要措施。

三元复合驱作为一种既经济又有效率的强化采油技术被各大油田广泛采用。

三元复合驱技术产生于20世纪80年代初，是指碱（alkali）、表面活性剂（surfactant）和聚合物（polymer）等多元组分复合驱油的技术，缩写为asp。

在三种驱替剂中，目前国内外应用量最大的碱通常为无机碱，如naoh、na2co3、nasio3；表面活性剂一般为烷基苯磺酸钠盐和石油磺酸盐；聚合物主要为部分水解的聚丙烯酰胺。

这主要是由于这些物质原料来源广，数量大，合成工艺较为成熟，易工业化生产。

三元复合驱常用的化学剂有多种，根据不同的油藏条件，可有不同的选择。

一般地说，碱剂的选择除考虑原油中有机酸转变为石油酸皂和地层水的组成外，还取决于油藏岩心的矿物组成、油层温度以及一定地质条件下的有效性和经济性。

目前，大庆油田三元复合驱所使用的化学剂中，碱一般为naoh，质量浓度为1.2%；表面活性剂为烷基苯磺酸盐，质量浓度为0.2%；聚合物为聚丙烯酰胺，质量浓度为0.1%。

其中，碱为工业级商品naoh；表面活性剂为大庆自主研发的重烷基苯磺酸盐，组成为40%～60%的活性物，主要为直链烷基苯磺酸盐（linearalkylbenzenesulfonates，las），链长在c14～c24之间；聚合物是由大庆炼化公司生产的高分子量的聚丙烯酰胺，产品组成主要为聚合物形式的聚丙烯酰胺（pam）、残余单体丙烯酰胺（am）、少量无机盐类。

asp是在碱水驱、表面活性剂-聚合物驱和聚合物驱等一元、二元驱基础上发展起来的，将这三种物质以适当比例混合作为驱油剂综合发挥了化学剂作用，充分提高了化学剂效率。

既综合了碱驱具有高的驱油效率、低成本和聚合物驱具有的高波及效率的优点，又克服了碱水驱驱油体系粘度低、在驱油过程中易发生碱耗高、聚合物驱油体系中的聚合物在岩石表面吸附损失大的缺点。

三元复合驱井通粘稠聚合物原理随着石油勘探技术的不断发展，油田开发难度逐渐加大，如何提高油气采收率成为了一个重要的问题。

目前，油田开发中采用的驱油方法主要有水驱、气驱、聚合物驱、油泵驱等。

其中，聚合物驱是一种较为常用的方法，而三元复合驱井通粘稠聚合物是其中的一种新型驱油技术，其原理和应用将在本文中进行详细介绍。

一、三元复合驱井通粘稠聚合物的定义三元复合驱井通粘稠聚合物，简称三元复合聚合物，是由三种不同组分的高分子聚合物组成的一种复合聚合物。

其中，第一组分为高分子聚合物，主要是通过聚合反应合成的，具有一定的粘稠度和吸附能力；第二组分为表面活性剂，具有良好的乳化、分散和稳定性能，能够增强聚合物的流动性和渗透能力；第三组分为驱油剂，主要是通过化学反应合成的，具有较强的驱油能力和降粘能力。

三元复合聚合物在注入油藏时，能够有效地改善油藏物理性质，增加油水接触面积，降低粘度，提高油气采收率，是一种较为理想的驱油剂。

二、三元复合驱井通粘稠聚合物的原理三元复合聚合物的驱油原理主要包括三个方面：一是改善油藏物理性质，二是增加油水接触面积，三是降低粘度。

1、改善油藏物理性质油藏中存在许多岩石孔隙，这些孔隙大小不一，分布不均，会对油气运移和采集产生一定的影响。

而三元复合聚合物具有一定的吸附能力，能够在油藏中形成一层聚合物膜，降低孔隙壁面的表面能，减少油水相互作用力，从而改善油藏物理性质，提高油气采收率。

2、增加油水接触面积油水界面是油气运移和采集的重要界面，油水接触面积的大小直接影响采收率。

而三元复合聚合物具有良好的乳化、分散和稳定性能，能够将油水界面分散成许多小界面，并通过表面活性剂的作用，将油滴包覆在聚合物膜中，从而增加油水接触面积，提高油气采收率。

3、降低粘度油藏中的油具有一定的粘度，这种粘度是油气运移和采集的主要阻力之一。

而三元复合聚合物中的驱油剂具有较强的降粘能力，能够降低油的粘度，减小运移和采集阻力，提高油气采收率。

三元复合驱技术研究摘要:三元复合驱是20世纪80年代中期提出的三次采油新方法。

它是由碱/表面活性剂/聚合物复配而成的三元复合驱油体系，既有较高的粘度，又能与原油形成超低界面张力，从而提高原油采收率。

关键词：三元复合驱；成垢；技术三元复合驱是20世纪80年代中期提出的三次采油新方法。

它是由碱/表面活性剂/聚合物复配而成的三元复合驱油体系，既有较高的粘度，又能与原油形成超低界面张力，从而提高原油采收率。

但是，在驱油体系注入地层的过程中，当碱性的化学剂注入地层后，受地层温度、压力、离子组成和注入体系的pH值等因素的影响，与地层岩石和地层水发生包括溶解、混合和离子交换在内的多种反应。

一方面，碱性三元液中的钠离子与粘土中的钙、镁离子发生置换，形成钙、镁的氢氧化物沉淀；另一方面，在地层岩石组分中有长石、伊利石、高岭石、蒙脱土等，碱也能与这些组分作用生成Si、Al等离子，进入地层水中，打破地下液体原有的离子平衡，随着地层条件的改变又形成新的矿物质沉淀，产生大量的硅铝酸盐垢。

这些由于碱的存在而引起的垢沉积，不仅造成卡泵现象，影响抽油机的正常生产及试验的顺利进行，而且还会堵塞油层孔隙，降低驱油剂的波及系数，并使油层受到伤害，影响最终采收率。

我国大庆油田已完成的5个三元复合驱先导性矿场试验,使用NaOH的为4个试验区,在这4个试验区中,除杏五区外,均不同程度地出现结垢现象,结垢发生在采出环节,包括油井近井地带、井筒举升设备和地面集输设备,以中心采出井最为严重,也最为典型。

因此，确定三元复合驱的成垢条件及界限，研究三元复合驱过程中垢的形成机理，找出对策，保证三元复合驱技术的成功有重要意义。

一、结垢状况分析为了确定三元复合驱垢样的晶型及组成，了解试验区的结垢情况，对试验区垢样进行分析。

（一）垢样分析取三元复合驱矿场试验区垢样，如采用大庆油田采油四厂杏二西三元复合驱扩大性矿场试验区垢样为例。

具体过程为：采用-射线衍射进行物相分析，确定矿物的晶型，用-光电子能谱确定元素组成，用化学分析法确定典型氧化物的含量。

浅析三元复合驱油技术研究进展[摘要]：随着石油勘探开发工作的不断推进，我国在采用传统的聚合物驱及表面活性剂驱等技术进行采油工作的过程中暴露出来越来越多的不足之处。

三元复合驱油技术的出现弥补了这些技术的不足，本文对三元复合驱油技术的特点进行了概述，重点阐述了三元复合驱方案设计的重点，最后对三元复合驱油技术的发展趋势进行了展望，为我国的油气开采事业奠定了一定的理论基础。

[关键词]：三元复合驱油特点展望一引言近些年，石油钻采技术取得了突飞猛进的进步，在新时代下聚合物驱油技术对于原油采收率的提升发挥了重大的作用。

我国的采油工作者们通过长期的聚合物驱的工作经验指出，在调整注入液的粘度的过程中，可以对流度进行改善以转变聚合物驱的性质。

当注入液的粘度提升的情况下，容易形成碱性的聚合物驱，这种聚合物驱在使用时会受到原油自身所带酸性值的影响导致采收率的提升有限。

另一方面，虽然表面活性剂聚合物驱能够较好的提升原油采收率，但是针对原油表面活性剂的采出液处理起来具有一定的难度，这也制约了原油采收率的提高。

三元复合驱油技术的出现有效的弥补了上述技术中存在的不足，必然成为未来提高原油采收率的新生力量。

本文主要对三元复合驱油技术的原理及特点进行了概述，重点阐述了三元复合驱油技术设计过程中需要注意的事项，最后对三元复合驱油技术的发展趋势进行了展望，旨在能够进一步的提升我国采油技术的提升。

二三元复合驱油技术概述三元复合驱油技术（简称ASP）是一种集碱驱、表面活性剂驱及聚合物驱于一体的综合性驱油技术。

目前，我国使用三元复合驱中主要采用的碱为无机碱，比如NaOH、Na2CO3、NaSiO3等；所采用的表面活性剂主要是烷基苯磺酸钠盐和石油磺酸盐；所采用的聚合物主要是部分水解的聚丙烯酰胺。

因为这些原料的合成工艺比较成熟，来源广数量大。

通过实践表明，三元复合驱采油技术主要有如下几个方面的特点：（1）由于三元复合驱体系中的有机复合能够拓宽盐浓度及低界面张力的表面活性剂的范围，所以该技术的适用范围较广；（2）三元复合驱采油技术的应用能够减少化学剂的使用，特别针对一些油田中所采用的比较昂贵的表面活性剂能够很好的降低成本；（3）利用三元复合驱油技术进行原油的采集工作时，所采用的碱性物质不受限制，可以使用强碱也可以使用弱碱;（4）使用表面活性剂和碱性物质对于提高驱油效率降低油水界面张力具有积极的作用。

杏北油田三元复合驱油技术挖潜效果及认识房宝财刘新仓徐典平牛井岗李世勇张庆权（大庆油田有限责任公司第四采油厂）摘要：杏树岗油田北部开发区（简称杏北）位于大庆油田长垣中部，与大庆油田北部相比，储层沉积类型由辫状河道砂过渡到分流平原河道砂，油层分布相对稳定，渗透率级差小，原油粘度低，储层呈较弱的偏亲油性，由于这些差异，油层水驱开发效果好于北1部。

为了探索水驱后进一步提高采收率的方法，先后在该区开展了三元复合驱先导性、扩大性及工业性矿场试验，为三元复合驱油技术在杏北开发区的推广应用提供了实践依据。

开展的三项三元复合驱油矿场试验，针对杏北主力油层，均采用五点法面积井网，但在试验层位、井距及注入体系配方等方面有所不同：试验层位由单层到多层；注采井距由141m到250m；在注入体系配方及段塞组合方面，后两个试验应用优化的注入段塞，且工业性试验注入体系中的表面活性剂由具有自主知识产权的国产表活剂替代了进口的同类产品。

由于这些差异，三个试验的注采动态变化不同，但均取得了较好的驱油效果，取得了以下认识：一是ASP体系扩大了波及体积，提高了驱油效率，先导性试验与扩大性试验与水驱相比，提高原油采收率20%OOIP左右；二是油井见效状况与井网对油层的控制程度密切相关，主力油层控制程度在50%以上效果相对较好；三是应用三元复合驱油技术，在200m及以上注采井距条件下注采系统结垢明显，且工业性试验独立的采出液处理系统在见到三元体系后处理困难，采取措施后取得了初步效果。

Understanding and Potentiality of ASP Technology in Xingbei Oil FieldFang Baocai,Liu Xincang，Xu Dianping,Niu Jinggang,Li Shiyong,Zhang Qinquan(No.4 Oil Production Company of Daqing Oilfield Company Ltd)Abstract: The northern development area of Xingshugang Oil Field (short as: Xingbei) is located in the middle of Daqing Placanticline. Comparing with the northern part of Daqing, it has the following characteristics: Deposit pattern of the oil reservoir changed from braided channel to distributary channel; Oil layers are relatively stable; permeability differential is about 5 and crude oil viscosity is between 5 and 10 mp a·s which are all lower than those of the northern part. The oil reservoir is weak oil-wet. Because of these characteristics, water flooding result is better than that of the northern part. In order to further search enhanced oil recovery methods, an Alkaline/Surfactant/Polymer (ASP) pilot test , an enlarged commercial field test and a commercial field test have been carried out successively which provide basis for popularization of ASP flooding in Xingbei Development area.Three ASP flooding field tests here all adopted five-spot pattern, but they differ in horizon, well spacing and injected system formula: Test layers changed from single layers to multi-layers; injected well spacing from 141m to 250m ; as for injected formula and slugs combinations, the latter two tests adopted optimum injected slugs, and surfactant is domestic, the same kind as the imported. Because of these differences, injected and produced dynamic changes of the three tests are different, but all have achieved good results. Understanding of the three tests: First, ASP system has enlarged swept volume, and enhanced oil displacement efficiency. Comparing with the enlarged test, the pilot test enhanced oil recovery by 20%OOIP; Second, response of oil wells is closely connected with controlable zones of Well patter n s; It should be above 50%;T hird, Scaling is obvious when well spacing is as作者简介：房宝财（1961- ），男，博士，主要从事油气田开发等方面技术研究。

摘要：介绍了三元复合驱技术的驱油机理，综述了三元复合驱油体系存在的不足，以及在改进方面的研究现状。

关键词：三元复合驱油；采收率；表面活性剂；表面张力常见的化学驱油剂主要有聚合物、表面活性剂和碱。

asp三元( 碱、表面活性剂和聚合物)复合驱是在综合了单一化学驱优点的基础上建立起来的一种新型的化学驱油体系[1]，具有驱油效率高的显著特点，近年来得到了迅速发展。

大庆油田矿场试验[2]表明，聚合物驱比水驱提高原油采收率10％以上，而三元复合驱可比水驱提高原油采收率20％以上。

可见对三元复合驱油体系的深入研究具有重要意义。

1、三元复合驱的驱油机理[3]asp三元复合驱油体系既具有较高的粘度又能与原油形成超低界面张力, 在扩大波及范围、提高驱替效率的同时, 也提高洗油效率, 能改善水驱的“指进”、“突进”和油的“圈捕”,从而增加原油产量和提高采收率。

该体系驱油效果之所以明显优于单一化学剂驱。

是因为多种化学剂具有各自的作用与优势，且相互之间能发挥协同效应。

(1)聚合物的作用是增稠和流度控制。

目前最廉价，应用最成熟的产品是聚丙烯酰胺（hpam）。

hpam已被普遍用来提高注人水粘度和油层波及系数。

hpam的选择着重要与油藏渗透率、孔喉尺寸、注液速度等相匹配, 分子量越大增粘能力越强，浓度越大水解液粘度越大, 驱油能力越大。

(2)表面活性剂的作用是降低油水界面张力和提高洗油效率, 因温度、矿化度、原油组分等油藏条件的不同, 所使用的表面活性剂结构与性能也不相同。

石油羧酸盐、石油磺酸盐是现在普遍采用的驱油表面活性剂, 但石油磺酸盐耐温、耐盐性能比石油羧酸盐好。

(3)碱的作用是与原油中的酸性组分反应就地生成表面活性剂, 与外加表面括性剂协同效应更大幅度地降低油水界面张力并作为牺牲剂改变岩石表面的电性, 以降低地层对表面活性剂的吸附量。

应用的主产品为naoh和na2co3或二者混用。

2、三元复合驱目前存在的不足室内和矿场研究表明[2], 三元复合驱采收率可在水驱基础上再提高20％以上，具有较好的增油降水效果。