篇一：几种化学法三次采油技术应用及分析
几种化学法三次采油技术应用及分析
摘 要：本文介绍了碱驱、聚合物驱、表面活性剂驱等常规的化学法三次采油技术发展现场，并对各种技术手段的优缺点进行总结，最后对表面活性剂驱的发展前景进行展望。
关键词：三次采油 表面活性剂 耐温抗盐 双子表面活性剂
引言
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。
一、三次采油的简介
在世纪年代以前，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%～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，一次采油使左右的探明石油储量被留在地下。随着渗理论的发展，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的衰竭，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，是一次油田开发技术上的飞跃，但二次采油后仍有一剩余残留在地下采不出来。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、液一固相间界面作用，扩大注人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。
二、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（Surfactants）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）。根据混相剂的不同，混相法分为溶剂混相驱、烃混相驱、CO2、混相驱、N2混相驱以及其他惰性气体混相驱。在这些混相剂未达到混相压力之前为非混相气驱，近年来又开发出了气一水交替驱（WAG驱）。热力法包括蒸汽驱、火烧油层等。
三、碱（Alkaline）驱
篇二：三次采油化学驱油技术发展现状
三次采油化学驱油技术发展现状
摘要：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303×104 t，“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。
关键词：三次采油；化学驱；复合驱；经济效益
1 三次采油技术
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，使原油采收率提高到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[1-2]，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。从而正确合理地进行油田开发部署井网、井距、层系划分、注采关系、注采工艺、动态监测、相应的地面集输系统和净化处理等。总之，一整套技术都将随着三次采油技术的应用而发生变化。油田开发要建立在更广泛的多学科综合应用基础上，从宏观和微观上更深化对地下流体渗流的认识，深化对油田的认识。三次采油将把油田开发带入到一个更高技术水平的新阶段。
2 化学驱油技术的发展
2. 1 聚合物驱油技术
1979 年，原石油部将三次采油列为我国油田开发十大科学技术之一，进行了技术调研，
并组织与国外的技术合作，揭开了我国三次采油高速发展的序幕。1982 年，对国外五个主要石油生产国十余种三次采油方法筛选标准进行了综合分析，对我国23 个主力油田进行了三次采油方法粗筛选。1984 年开始在大港、大庆、玉门等油田进行聚合物驱油、表面活性剂驱油的国际技术合作，为我国在较短时间内吸收和掌握80 年代国际三次采油先进技术创造了条件。“七五”(1986～1990)、“八五" (1991～1995)期间，三次采油技术连续列为国家重点科技攻关项目[3-4]。遵循“立足国情，着眼三次采油转化为生产力，加快实现工业化应用步伐"的指导思想，根据我国探明气源不足，油田混相压力较高，不具备广泛混相驱条件的国情，确定化学驱油为我国三次采油的主攻技术。首先将机理清楚、技术较简单、成较低的聚合物驱作为重点。严格遵循科学试验程序不超越，实施步伐必须加快的原则，仅用了十年左右的时间，聚合物驱油技术已基本掌握，并完善配套了十大技术[5-6]。即注水后期油藏精细描述技术；聚合物筛选及评价技术；合理井网井距优化技术；数值模拟技术；注入井完井、分注和测试技术；聚合物驱防窜技术；聚合物配制、注入工艺和注入设备国产化；采出液处理及应用技术；高温聚合物驱油技术；聚合物驱方案设计和矿场实施应用技术。使聚合物驱先导性和工业性矿场试验均取得比水驱提高采收率10%以上的好效果[7]。至今大庆油田已经在25 个区块进行了工业化应用，从已完成聚合物驱全过程的工业化聚合物驱区块看，平均含水下降幅度达到了24. 8 个百分点，其中北二区西部东块含水下降幅度达到了35. 2 个百分点；受效高峰时的单井平均日产油量达到了40 t，与注聚前相比，日产油增加了30 t 以上。聚合物驱与水驱相比，大幅度地减少了注水量，提高了注水利用率。25 个工业化区块总计少注水1. 93×108m 3，按每方清水3.5元计算，可节约费用6. 76×108元。根据喇南一区和北一断西工业性试验区资料统计，聚驱吨油耗水比水驱减少21. 8 m 3，相当于吨油成本降低
30. 52 元，大庆油田工业化聚合物驱区块已累积产油4 992. 43×104t，相当于节约成本15. 24×108元，仅以上两项，聚合物工业化区块已节约成本22×108元，平均每年节约费用3. 14×108元。预计到25 个区块聚驱全部结束后，将节约费用51. 6×108元。大庆油田三次采油的年产量已经占到全油田总年产量的22. 6%。随着聚合物驱油技术的日趋成熟、各项配套技术措施的日益完善以及聚合物驱规模的逐年加大，聚合物驱技术已成为保持大庆油田持续高产及高含水后期提高油田开发水平的重要技术手段。
2. 2 复合驱油技术
在“七五”攻关掌握表面活性剂驱油技术的基础上，“八五”期间按系统工程组织了科技攻关，开展了复合驱油机理、多种化学剂间相容性和协同性、驱油剂和油田地质条件的适应性、复合驱数值模拟软件研制、合理注采关系和动态监测、注采工艺及采出液净化处理等技术的研究。期间，人们主要开发研制了阴离子表面活性剂、烷基本磺酸盐为主的表面活性剂、改性木质素磺酸盐、生物表面活性剂、烷基萘磺酸盐等多种驱油用表面活剂。大庆油田采用抚顺洗化厂的重烷基苯成功研制了驱油用重烷基苯磺酸盐，实现了工业化生产，并应用到杏二中三元复合驱工业性矿场试验 ，目前已见到较好的增油降水效果，显示出良好的应用前景。在此基础上，大庆油田正在开展原料组分相对单一的烷基苯磺酸盐精细化合成研究，初步评价结果已显示出良好的界面活性和驱油效果。此种新型的、组分相对单一的烷基苯磺酸盐如能成功工业化生产应用，势必很大程度地解决多组分、宽分布表活剂体系所带来的活性剂自身色谱分离问题，进一步提高该类表活剂的驱油效能。自行设计了不同油区、不同类型的五个复合驱油先导性矿场试验方案和实施方案。1993 年在胜利油区孤东油田小井距试验区试验成功[10]。在采出程度54% (超出水驱预测最终采收率——属油田枯竭)条件下，又提高采收率13. 4% ，使总采收率达到67%。目前，三元复合驱虽然已取得了技术上的成功，但是其较高的化学剂成本和地面设备投资是限制该技术工业化应用的一个重要因素，降低复合驱成本是工业化应用必须要面对和解决的主要问题之一。多年的三元复合驱实验表明使用强碱会带来管线结垢、地层伤害以及产出液破乳难等问题，因而表面活性剂的发展趋势应是
碱的适应范围应由强碱到弱碱，进而由弱碱到低碱，最终达到无碱；并且还应提高表面活性剂性能，增强其耐温抗盐能力，减少复合驱中化学剂用量，降低成本，提高经济效益。
2. 3 新型化学驱油剂的研制
化学驱油剂费用是影响化学驱油经济效益的关键，也是当今世界三次采油难以工业化推广重要原因。“八五"期间，“三次采油新技术”国家重点科技攻关项目的第三个重要内容，就是开展国产驱油剂的研究。从立足国产、降低化学剂用量和采用廉价原料三个方面入手，开展了多种表面活性剂的研制。
2. 3. 1 石油磺酸盐
石油磺酸盐作为复合驱用表面活性剂优势在于可就地取材利用本地原料合成，工艺流程简单，成熟，易操作，成本低，有良好的界面张力性能。但由于石油磺酸盐原料组成复杂导致生产工艺参数难以确定，磺化过程中副产物量大使得产品性能不稳定，净化工艺繁杂。1991 年由大庆油田研究院研制出的PSD-2 石油磺酸盐表面活性剂可与强碱或弱碱在一定范围内与原油形成超低界面张力。2005 年大庆炼化公司和中国石油勘探开发研究院先后应用反序脱蜡油和糠醛抽出油混合配成芳烃含量达40%的原料油做为磺化原料，合成石油磺酸盐小试产品能与大庆原油形成超低界面张力，目前已完成中试放大。
2. 3. 2 石油羧酸盐羧酸盐
包括石油羧酸盐和天然羧酸盐。90 年代初期，黄宏度等人参照美国宾州大学的做法，开展由烷烃汽相氧化法直接制备复合驱用表面活性剂石油羧酸盐。“九五"期间，他们又研究出液相氧化法并进行了中试生产。天然羧酸盐就是将油脂下脚料水解、改性和皂化制得的。干佐等研究出了复合驱用表面活性剂天然羧酸盐SDC- 1 和SDC- 2。据报道，该表面活性剂的表面活性高，有较强的抗二价阳离子能力、价格便宜而且来源丰富，有广泛的应用前景。
2. 3. 3 改性木质素成酸
木质素磺酸盐由于其表面活性差，因此主要用作牺牲剂或助表面活性剂。它和石油磺酸盐复配有很好的增效作用，复配体系可达到超低界面张力的要求，具有很好的应用前景。目前已有中试产品。
2. 3. 4 烷基苯磺酸盐
大庆油田所开展的五个以进口表面活性剂为主剂的三元复合驱矿场试验中，有四个是使用美国SC I公司的ORS 系列产品。这些国外进口的表面活性剂虽然性能优良，但价格昂贵，因而研制可以工业化生产的国产表面活性剂具有重要的实践意义。2000 年大庆油田研究院研制出了具有自主知识产权的强碱烷基苯磺酸盐表面活性剂。表面活性剂的各项性能决定于其组成结构，进一步深入开展活性剂结构与性能的关系研究，从本质上揭示活性剂结构与形成超低界面张力的关系，并据此进行分子设计以获得界面活性更为高效、对原油的适应性更为宽泛的表面活性剂，同时，准确地阐述活性剂结构与性能的关系也可避免研究工作的盲目性，从而为复合驱的工业化应用提供物质基础和技术保证。
3 中国的三次采油技术发展趋势
我国油田主要分布在陆相沉积盆地，以河流-三角洲沉积体系为主。受气候和河流频繁摆动的影响，储油层砂体纵横向分布和物性变化均比海相沉积复杂，泥质含量高，泥砂交错分布，油藏非均质性远高于主要为海相沉积的国外油田；陆相盆地生油母质为陆生生物，原油含蜡高、粘度高。这种陆相沉积环境和生油条件，加大了油田开发难度。理论和现场试验均说明，三次采油可以大幅度提高采收率。但从总体上说，世界三次采油仍处于试验研究阶段，至今未进入大规模工业化应用。其主要原因，一是三次采油机理复杂，涉及多学科、多专业；另一个很重要的原因是投入高和风险大。根据我国三次采油矿场试验粗略的经济评估，一般聚合物驱每吨原油成本比水驱增加200～300元，复合物驱将增加300～500元左右，每
个企业受经济效益制约，都有一个可承受的原油成本极限。因此，以提高三次采油经济效益为中心[11]，进一步发展三次采油技术，才能更好地推动我国三次采油工业化的应用。我国CO 2、天然气探明资源不足，大多数油藏混相压力高，不具备混相驱条件。因此，我国三次采油主要发展化学驱。大庆在好油层进行化学驱油(尤其是聚合物驱油) ，已取得大幅度增加可采储量的好效果，差油层投入化学驱油，技术和经济效果都将发生变化。进一步开发新技术，降低成本，提高经济效益仍将是三次采油工业化推广应用的重大课题。1996年大庆开始在萨北、喇南，在注聚合物前进行了深度调剖井组试验，后来的聚合物驱增产原油高于其他井组，聚合物产出浓度大幅度降低。这项新技术的应用，将会使大庆化学驱油的经济效益进一步提高，推广规模更大。胜利油田化学驱油地质条件远比大庆复杂，孤岛、孤东油田，地下原油粘度高达60 mPa·s以上，油层温度65～80℃，长期注水开发，使特高渗透疏松砂岩已形成错综复杂的大孔道，再加上地处淡水缺乏地区，这些不利因素，直接影响三次采油开发效果和经济效益，为此给三次采油的应用提出了一批需要攻克的新课题。如以搞清水窜大孔道分布为中心的油藏精细描述新方法；针对特大孔道的封堵和深度调剖新技术；油田污水配制聚合物溶液提高粘度新技术；以及抗温、抗盐、廉价的聚合物研制等。这些技术的突破，将会大大降低化学剂用量和提高驱油效率，从而为三次采油应用创造更广阔的工业化应用条件。我国还有些更为复杂的油田，有经济条件更为困难的老油田，应根据企业的条件，地处的环境，因地制宜地发展三次采油技术，如区块整体深度调剖技术，有气源地区注气技术以及其它新技术。
4 结束语
我国三次采油技术，二十年左右重点攻关，取得了很大发展，目前聚合物驱油开始走向工业化应用。三次采油技术是复杂的，目前仍是世界性高新技术。驱油机理有待认识，适应不同类型油藏地质条件的新方法有待开发，围绕降低成本的新技术有待发展，任重而道远。减少石油储量损失，最大限度地提高采收率，将是油田开发工作者的终身职责。让我们为我国石油工业的发展，为石油开发的经济效益作出更大贡献。
参考文献
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篇三：利用化学驱技术提高原油采收率
东北石油大学
东北石油大学成人教育学院
年月日
东北石油大学自学考试
毕业设计(论文)任务书
摘 要
化学驱技术作为提高原油采收率的方法，越来越得到人们的重视，对化学驱微观驱油机理的研究也不断的深入。有关化学驱注剂与原油界面张力的研究较多，而国内对影响化学驱驱油效率的另外一个重要因素界面粘度的研究却少有报道。本文对界面粘度的研究进展以及界面粘度测量方法进行了归纳总结。简要介绍了CIR-100界面流变仪的软件和硬件，对其工作原理和理论基础作了概述。使用此仪器测量了化学驱注剂与原油之间的界面流变性，实验研究了化学驱单剂、二元和三元的驱替液与油相之间的界面流变性。着重分析了聚合物分子量、浓度、矿化度和温度等对聚合物溶液与油相界面粘度和界面弹性模量的影响。
关键词：界面弹性模量；界面粘度；界面张力；化学驱；CIR100
Abstract
As a method of enhancing the crude oil recovery ratio, the chemical flooding has been highly cared about, the researches on microcosmic driving mechanism is also deeper and deeper. There are a lot of researches about chemical flooding and interfacial tension, but the interfacial viscosity as another importance factor that effect the oil displacement efficiency reported very few in our country .In this paper, the researches progression of interfacial viscosity and it’s measuring method have been summed up. The software and hardware of CIR-100 interface rheometer have been concision introduced, the principle of it’s work and the theory base have been summarized also in the paper. The interface rheological property between injected chemical solution and oil has been measured by this instrument. The interface rheological property between single solution、duality、ASP chemical solution and oil has been researched through experiment. In this paper mainly analyzed the effect about the interfacial viscosity and interfacial elasticity modulus of polymer solution that variety to the changes of polymer molecular weight、concentration、salinity and temperature.
Key words： interfacial elasticity modulus；interfacial viscosity；chemical flooding； CIR100
目 录
第1章 概 述 .................................................................................................................. 1
1.1 化学驱技术的研究现状 ......................................... 1
1.2 界面粘度研究的意义与历史进展 ................................. 2
1.3界面粘度的测量方法综述 ............................................................................... 4
第2章 CIR-100界面流变仪简介 ................................................................................. 6
2.1 CIR-100界面流变仪的硬、软件介绍与实验步骤 ........................................ 6
2.2 CIR-100测量原理 ............................................. 11
2.3 理论基础 ......................................................................................................... 12
2.4 实验步骤及内容 ............................................................................................. 15
第3章 聚合物溶液与原油界面流变性的实验研究 .................................................. 18
3.1 温度对聚合物溶液与油相界面流变性的影响 ............................................. 18
3.2 聚合物分子量对聚合物溶液与油相界面流变性的影响 ............................. 20
3.3 溶液矿化度对聚合物溶液与油相界面流变性的影响 ................................. 21
3.4 聚合物溶液浓度对聚合物溶液与油相界面流变性的影响 ......................... 23
第4章 其它化学驱注剂与油相界面流变性受浓度影响的实验研究 ...................... 25
4.1 碱单剂对油水流变性的影响研究 ................................................................. 25
4.2 表面活性剂单剂对油水界面流变性的影响研究 ......................................... 26
4.3 三元复合驱化学剂共存时对油水界面流变性的影响研究 ......................... 28
第5章 界面粘度与驱替速度和两相作用力之间的关系 .......................................... 30
结论 ................................................................................................................................ 32 参考文献 ........................................................................................ 错误！未定义书签。
致谢 ................................................................................................................................ 33