三次采油方法及原理綜述

劉培軍陳金輝 申權(quán)李道慶于娜

（1.冀東油田工程技術(shù)處采油工程科 河北 唐山063200；2.冀東油田工程技術(shù)處集輸工程科 河北 唐山063200；3.冀東油田工程技術(shù)處集輸工程科 河北 唐山063200；4.冀東油田井下作業(yè)公司作業(yè)一隊 河北 唐山063200；冀東油田供應(yīng)處 河北 唐山063200）

1 化學(xué)驅(qū)

1.1 聚合物驅(qū)油

聚合物驅(qū)的驅(qū)油機理主要是向水中加入高分子聚合物提高水相黏度和降低水相滲透率，降低水相流動性而不明顯地影響油相的流動性，使水驅(qū)油流度比下降，減弱黏性指進，從而提高波及效率來提高采收率。

1.2 表面活性劑溶液驅(qū)油

注水采油后油層中大約還滯留三分之二的原油，這部分油陷留在較細的管孔道中，因為毛細管力的作用，想要驅(qū)替出來這部分油，不能單獨依靠增加壓差。因為表明驅(qū)動所需的壓差大約為9.81MPa·m，油水界面張力約為3.0×10-2，而注水時壓差才（196.13～392.27)k Pa·m，與驅(qū)動壓差相差較多。所以需要利用表面活性劑降低油水界面張力，使殘余油變?yōu)榭闪鲃佑汀?/p>

1.3 泡沫驅(qū)油

泡沫驅(qū)是一種用泡沫作為驅(qū)替介質(zhì)的驅(qū)油方法。是使用表面活性劑發(fā)泡性配成驅(qū)油進行采油的方法，往常的三元復(fù)合驅(qū)雖然已經(jīng)比水驅(qū)的采收率提高了20%，但是還是會有30～40%的原油滯留地下，所以在三元復(fù)合驅(qū)的基礎(chǔ)上又發(fā)展起來一種新的驅(qū)油方法，即泡沫驅(qū)。

其機理如下：（1）泡沫可以使水（氣）相的相對滲透率降低。油藏中的泡沫是一樣，所以可以強化水驅(qū)的原油采收率。同時泡沫能減少氣相相對滲透率。

（2）泡沫的調(diào)剖作用。油層的非均質(zhì)性，關(guān)系到其高導(dǎo)流通道，驅(qū)油劑是優(yōu)先流經(jīng)這些通道，繞過或封閉了相鄰較低滲透率層帶中的原油。現(xiàn)場實施中，一般采用的泡沫都是空氣加起泡劑與氣液接觸產(chǎn)生的；但是因為段塞式注入的方式抑制氣竄的效果更好一些，所以在中高滲油藏采用地面發(fā)泡，。

1.4 可動凝膠驅(qū)油

可動凝膠體系調(diào)驅(qū)技術(shù)是近十多年來從高濃度本體凝膠體系發(fā)展起來的一種深部調(diào)驅(qū)新技術(shù)。

1.4.1 有機鉻交聯(lián)劑與聚合物反應(yīng)的原理：

有機鉻能夠與高分子聚合物交聯(lián)成膠，其根本原因是鉻離子在水中能形成多核羥橋鉻離子。多核羥橋鉻離子再與高分子聚合物進行交聯(lián)而生成凝膠。

Cr3+通過絡(luò)合、水解、羥橋作用以及進一步的水解及羥橋作用形成Cr3+的多核羥橋絡(luò)離子。

1.4.2 酚醛交聯(lián)反應(yīng)

一般構(gòu)成有機酚醛交聯(lián)劑的是醛類（甲醛、乙二醛、戊二醛等）與苯酚、苯酚二酸、苯酚衍生物，酚醛樹脂是目前應(yīng)用較多的。其交聯(lián)機理是利用苯酚和甲醛進行縮合反應(yīng)生成的羥甲基苯酚或酚醛樹脂與聚丙烯酰胺進行縮合反應(yīng)。進而得到分子量增大、形成了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的弱凝膠體系。烏洛托品/間苯二酚屬于酚醛樹脂，在酸性介質(zhì)或高溫條件下，烏洛托品能夠釋放出甲醛，甲醛與間苯二酚反應(yīng)生成多羥甲基間苯二酚，甲醛和多羥甲基間苯二酚都和聚合物發(fā)生交聯(lián)作用，形成弱凝膠。

2 氣驅(qū)油

對低滲輕質(zhì)油油藏注入空氣提高采收率的方法，包括：①煙道氣含85%的N2和15%的CO2，可以使原油膨脹。在注入壓力下，可以相對容易的溶解于原油中；②空氣驅(qū)加大儲層壓力，提高油藏能量；③在地層溫度下，可實現(xiàn)間接的煙道氣驅(qū)；④燃燒產(chǎn)生的熱使原油產(chǎn)生熱膨脹引起抽提效應(yīng)；⑤CO2溶于水產(chǎn)生的弱酸對碳酸鹽巖層起酸化作用；⑥想要有效減少空氣和氧化前緣超過油帶而發(fā)生的指進可以通過改善注入氣、殘余油和水之間的密度和粘度比度的方式；⑦為了改善頂部油層低滲透部位的開發(fā)效果可以針對正韻律油藏經(jīng)由氣體重力分異作用；⑧在地層條件相應(yīng)的溫度下，通過原油低溫氧化把空氣中的氧氣消耗，至少可實現(xiàn)氮氣驅(qū)。

3 熱力驅(qū)

蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)目前已成為我國稠油開采的主要方法。近些年，一種新的熱采方法出現(xiàn)了，就是地?zé)岵捎汀５責(zé)岵捎鸵陨顚痈邷囟乳_發(fā)流體（油、氣、水及其混合物），通過這些流體將大量的熱量帶入淺油層，使原油粘度降低、原油流動能力提高。現(xiàn)今社會對石油資源的需求增加，以及國際油價持續(xù)走高等形勢，供需矛盾日益突出，這種形勢造就了這種方法的產(chǎn)生，而且地?zé)岵捎褪菍ωS富的地?zé)豳Y源的利用，響應(yīng)了節(jié)能減排的號召。

4 微生物驅(qū)油體系

通過內(nèi)、外源微生物結(jié)合調(diào)控油藏微生物生態(tài)系統(tǒng)即微生物驅(qū)油，微生物驅(qū)油主要通過微生物自身的繁殖代謝等功能實現(xiàn)微生物群落結(jié)構(gòu)的定向調(diào)控和油層的深部調(diào)剖，利用微生物所具有的驅(qū)油機理達到提高驅(qū)油效率的目的，最終提高該井組的原油采收率。

（1）微生物驅(qū)油就是在油層中讓微生物進行增殖，成為生物量，菌體一般都附著在巖石表面，使巖石表面的潤濕性改變后，替代下來附著在巖石上油膜。密集成團的微生物會選擇性或者非選擇性堵塞地層中的孔道，使流動方向改變，擴大掃油面積。

（2）微生物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物可產(chǎn)生出如CO2、CH4、H2等氣體，油層壓力加大，提高產(chǎn)能，而且在一定壓力條件下，CO2、CH4等部分氣體可以部分溶解在原油中，可以降低原油粘度，使原油體積膨脹，從而很大程度提高原油的采收率。代謝產(chǎn)生生物聚合物，可以選擇性或非選擇性封堵地層，使驅(qū)替液的粘度增加，降低流度比，提高波及系數(shù)。還可產(chǎn)生有機酸和表面活性劑，降低界面張力，洗油效率也大大提高。

（3）能降解烴類的微生物可將高分子的石油烴類降解為低分子的烴類，從而降低石油的粘度和凝固點，增加原油的流動。

5 分子膜驅(qū)

分子膜的傳遞介質(zhì)是以水溶液，利用陰陽離子（有機或無機）的靜電吸附反應(yīng)特征，通過沉積異性離子體系的單層交替分子，制備成層狀有序的納米級超薄膜。在固液界面形成的分子厚度的納米膜，把強濕潤的固液界面變?yōu)橹虚g潤濕或弱水濕的，這樣可以減少卡斷現(xiàn)象引起的阻力，注入水的時候更容易進入小孔小喉，提高波及系數(shù)；可以把固液界面的潤濕性，由油潤濕的變成中間潤濕或弱水濕，降低黏滯阻力，提高驅(qū)油效率，。

6、總結(jié)

本文概述了三次采油方面的方法和技術(shù)原理，從根本闡述了現(xiàn)今常用的驅(qū)油用方法和原理，針對不同特點油藏使用不同的調(diào)驅(qū)方法很重要，隨著科技的進步，將會有越來越多的三次采油方法和技術(shù)被人們所發(fā)現(xiàn)。