三元复合驱强化采油技术

三元复合驱采出水物理掺混生物强化处理技术及工
艺研究中期报告
本报告介绍了三元复合驱采出水物理混合和生物强化处理技术及工
艺的中期研究成果。

首先，针对采出水中高浓度油污染的问题，我们设计了一种三元复
合驱采出水物理混合工艺，将自然沉淀、溶菌酶和气浮池技术相结合，
使采出水中的油污染物得以有效地去除。

在实验中，我们发现这种物理
混合工艺能够使采出水中的悬浮物、溶解物和油污染物分别降低了
91.5%、92.6%和99.2%，达到了良好的处理效果。

其次，针对采出水中微生物数量过少的问题，我们研究了生物强化
处理技术。

在实验中，我们采用了活性污泥处理装置和生物强化培养液，加强了采出水中的微生物生长，将去污效果提高到了更高的水平。

结果
显示，采出水处理后的COD、BOD5和氨氮浓度分别为20.12mg/L、
5.32mg/L和7.46mg/L，分别降低了84.3%、90.3%和91.1%。

最后，我们将物理混合和生物强化处理技术结合起来，研究了三元
复合驱采出水物理混合和生物强化处理技术。

结果发现，该工艺的处理
效果很大程度上被生物强化技术所促进，COD、BOD5和氨氮浓度分别为18.73mg/L、4.25mg/L和5.91mg/L，分别降低了85.2%、92.5%和
92.4%。

此外，该工艺还具有成本低、操作简便、易推广等特点，具有很好的应用前景。

总的来说，本研究成功地开发了三元复合驱采出水物理混合和生物
强化处理技术，对解决采出水处理难题和保护水环境起到了积极的作用。

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。

三元复合驱采出水处理工艺条件的优化随着我国油田开采量的不断增加，三元复合驱采出水的处理工艺越来越受到人们的关注。

三元复合驱采出水处理工艺的优化，可以有效减少环境污染，提高采出水的再利用率，同时也可以减少能源消耗，提高采油效率。

三元复合驱采出水处理工艺包括预处理、一次处理、二次处理和三次处理四个环节，下面分别从这几个环节入手，探讨优化三元复合驱采出水处理工艺的条件。

1.预处理环节预处理是三元复合驱采出水处理的重要环节。

预处理可以对采出水中的悬浮物、沉淀物等杂质进行初步去除，提高处理效果。

预处理的方法一般有筛选、沉淀法和过滤法等。

在选择预处理方法时，应针对不同水质的采出水进行选择，以达到最佳的预处理效果。

优化预处理的条件，可以采用以下措施：（1）增加预处理的细节处理，如对采出水中的有机物、持久性有机污染物等进行处理，达到对采出水总体和个别指标的去除要求。

（2）选择先进的预处理设备，如膜过滤器、生物反应器等，可以有效提高预处理的效果。

（3）增加短路反应体积的低流速区，可以改善物理混凝反应的效果。

2.一次处理环节一次处理环节是对采出水的化学成分进行调整，包括调整pH 值、增加氧化剂等。

一次处理环节的优化关键是选择适当的处理剂和方法。

优化一次处理的条件，可以采用以下措施：（1）选用适当的处理剂：废水中的离子成分多样，可以选择多种处理剂进行调整，如氢氧化钠、硫酸等。

（2）采用控制反应时间的方法：对于有些离子需要一定时间才能与处理剂发生反应，所以要控制反应时间，以充分发挥处理剂的作用。

（3）选用高效的混合设备：一次处理需要混合处理剂和废水，因此要选用高效的混合设备。

其中轴流式混合器和静态混合器应用比较广泛。

3.二次处理环节二次处理环节是对采出水进行深度处理的环节，主要是通过沉淀、过滤、吸附等方式去除废水中的有害物质。

优化二次处理的条件，可以采用以下措施：（1）选择适当的处理方法：二次处理方法多种多样，应根据采出水中的污染物种类和含量，选择最适合的处理方法。

第50卷第2期当代化工Vol.50, No.2 2021 车 2 月______________Contemporary Chemical Industry ______February, 2021三元复合驱技术的研究进展李颖雪，兰天庆(东北石油大学石油丨:程学院，大庆163318)摘 要：随着开采的不断进行，在地下仍有近50%的原油储量未被开采，剩余原油含水率越来越大，开采越来越复杂为了应对复杂的地形环境.提高经济效益，提高开采效率，三元复合驱技术（碱.聚合物'表丨爾舌性剂）应运而生，又因注人碱的不同分为强碱元复合驱和弱碱三元复合驱，两种驱油方式各自具有不同 的优缺点，其弊害也有行之有效的处理办法在三元复合驱的实际应用中，将优势井型和优势驱油技术相结合 的手段极大地发挥了其优势，大大提高了开采效率近20%以h_关键词：强碱二元复合驱；弱碱三元复合驱；5元复合驱技术应用中图分类号：TE357.46 文献标识码：A 文章编号：167卜0460 ( 2021 >02-0487-05Research Progress of ASP Flooding TechnologyLI Ying-xue,LAN Tian-qing(Institute of Petroleum Engineering, Northeast Petroleum University, Daqing 163318, China) Abstract: As oilfield development continues, nearly 50% of the crude oil reserves remain unexploited undergroundreservoir, the remaining crude oil has high water content, and the production is becoming more and more complex. Inorder to cope with the complex teirain environment, improve economic benefits and improve development efficiency,the ASP flooding technology (alkali, polymer, surfactant) came into being, and it is divided into strong alkali ASPflooding and weak alkali ASP flooding. In the ASP flooding, the two oil displacement methods have their ownadvantages and disadvantages. In the practical application of ternary compound flooding, the combination of superiorwell type and superior flooding technology has greatly exerted its advantages, which can greatly improve the recoveryefficiency by more than 20%.Key words: Strong alkali ASP flooding ; Weak alkali ASP flooding; Application of ASP technology我丨謂国土面积位列世界第三，油气资源十分丰 富，仍由于地层压力不够，使得油田开采难度大，出油率不高：20世纪50年代起我H开展了提高采 收率的实验研究，通过注水采油大大提高了开采效 率，甚至运用精巧的井网布置在特定油田」:可以让 采收率提高至65%以上，由此进入了世界的领先行 列，取得了阶段性的胜利1:随着时间的推移，注 水开采效率逐年降低，以如今的技术评定水驱的采 收率为31.2%,经评定后在地下还有50%以t的储 量未被开采。

三元复合驱油井结垢机理及防治措施孙万成三元复合驱（简称“ASP”）技术是80年代中后期在国际上兴起的新型高效驱油技术。

二类油层开发三元复合驱技术是油田高含水后期进一步提高采收率的重要手段。

但随着三元复合驱矿场试验不断地深入，暴露出的油井结垢问题已成为该技术工业化应用的最大障碍，因此，研究三元复合驱油井结垢机理及防治措施是当前非常迫切的任务之一。

三元复合驱驱油机理三元复合驱是利用碱、表面活性剂和聚合物的溶液作为驱替液来提高油田采收率的—种新型采油技术，它可以提高驱替液的黏度，增大波及效率，降低油水界面张力，在一定程度上提高驱油效率，使石油的采收率增大。

三元复合驱中的碱与原油中的有机酸反应生成的烷烃链羧酸皂和环烷酸皂吸附在油水界面上，使油水界面张力降低，引起毛细管力阻滞作用降低，从而使被圈捕的原油参与流动。

碱与加入的表面活性剂产生协同作用，增大界面活性。

碱作为一种“盐”迫使更多的表面活性剂分子进入油一水界面，从而增加界面层中表面活性剂浓度，拓宽表面活性剂的活性范围。

碱与油水界面处存在的胶质、沥青质、石蜡、卟啉中的有机极性物反应，使得油水界面上的刚性膜破裂和有机物溶解，提高原油产量。

碱与岩石表面的矿物产生离子交换，使岩石表面矿物组成发生变化，改善岩石颗粒表面电性，减少表面活性剂和聚合物在岩石表面上的吸附、滞留损失。

碱的加入，促进聚合物的水解，使ASP体系的浓度增大。

三元复合驱体系中表面活性剂的作用是作为驱油主剂降低油一水界面张力，使残余油变为可流动油。

它改变了岩石表面的润湿性，使滞留在岩石孔道内的油滴和水之间的作用力增加。

岩石表面对原油吸附作用相对减小，增大水的洗油能力，同时对原油有增溶作用，还可使原油乳化，增加其流动性，达到混相驱油的效果。

表面活性剂存在时，更有利于皂化反应进行，两者的协同效应促使界面张力进一步降低，在离子强度和二价阳离子浓度高时起补偿作用。

拓宽体系的界面活性范围和油水发生自发乳化的盐含量（或pH值）范围。

三元复合驱油井节能设计与试验摘要：随着油井渗透压力的不断增加以及油井开采程度的提高，传统的石油开采方式已经无法满足需求，需要采用更加高效的方法来开采油气资源。

三元复合驱油井是一种新的开采方式，可以提高油气资源的产量。

本文通过设计三元复合驱油井的节能方案，以及进行相应的试验，验证其节能效果。

关键词：三元复合驱油井，节能设计，试验，产量提高一、引言石油是重要的能源资源，然而由于资源的有限性以及环境的污染等问题，人们需要寻找更加高效、节能的石油开采方式。

传统的石油开采方式通常采用单一的驱油方法，效率较低，且对地下水资源有较大的破坏。

三元复合驱油井是一种新的开采方式，可以提高油气资源的产量，同时实现节能效果。

二、三元复合驱油井的原理三元复合驱油井是指在传统的水驱、气驱和化学驱的基础上，结合利用形状记忆合金材料和超疏水材料等新技术来提高油气资源的开采效果。

三元复合驱油井通过改变地下水环境和注入驱油介质的方式，可以改善油气的流动性，从而提高油气的产量。

三、三元复合驱油井的节能设计1.地下水环境调控：通过控制地下水的注入和排放，可以改善油井的渗透压力，使得油气更容易从地层中流出，提高油气的产量。

同时，在地下水的注入过程中，可以采用超疏水材料来减少水的流失，从而节约能源。

2.驱油介质选择：传统的驱油介质主要是水，其具有成本低、易获取等优点，但是也存在能耗高的问题。

三元复合驱油井可以选择更加节能的驱油介质，如低温惰性气体等，来实现节能效果。

3.驱油介质循环利用：传统的驱油方式通常会将驱油介质排放到环境中，造成能源的浪费。

三元复合驱油井可以通过建立驱油介质的循环利用系统，将驱油介质回收再利用，从而减少能源的消耗。

四、三元复合驱油井的试验结果分析本文设计了一套三元复合驱油井的试验装置，并进行了相应的试验。

结果表明，三元复合驱油井相比传统的石油开采方式在节能方面取得了明显的效果。

通过调控地下水环境和选择节能的驱油介质，三元复合驱油井的能量消耗明显降低，同时油气的产量也得到了显著的提高。