論高粘度稠油的開采方法

逯海洋

(河南油田分公司第一采油廠,河南南陽 474780)

論高粘度稠油的開采方法

逯海洋

(河南油田分公司第一采油廠,河南南陽 474780)

高粘度稠油是不可再生資源,同樣也是發(fā)展經(jīng)濟(jì)的重要資源,但其儲(chǔ)量有限,隨著開采的時(shí)間和開采的力不斷加大,儲(chǔ)量越來越少,也正因?yàn)榇?高粘度稠油開采研究也是各個(gè)國家非常重視的研究對(duì)象,從而盡量減少其浪費(fèi),并使得能夠得到最大可能的利用。科技力量的飛速發(fā)展對(duì)于稠油的開采貢獻(xiàn)很大,現(xiàn)就對(duì)一些開采意義重大的方法進(jìn)行分析介紹。

高粘度稠油 重油 開采方法

稠油的不可再生性和高經(jīng)濟(jì)回報(bào)性使的它備受各國重視，但全球儲(chǔ)量有限，雖然我國稠油資源相對(duì)豐富，主要分布在東北、華北、西北、華中等地，稠油的開采和加工技術(shù)越來越成熟，力求在實(shí)現(xiàn)利用值最大化。稠油的主要特點(diǎn)是含膠質(zhì)和瀝青比較多，粘度和密度太大，開采過程中受流動(dòng)阻力比較大，對(duì)開采造成了一定影響，目前比較成熟的開采方法很多，先就對(duì)其中一些方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較。

1 使用表面活性劑

1.1 化學(xué)表面活性劑

表面活性劑驅(qū)油的發(fā)展是以注水驅(qū)為基礎(chǔ)而衍生的。以往都是通過注水驅(qū)的方法將油層驅(qū)替至采油井方法，以前技術(shù)條件限制，只能使用淡水和海水，后來經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)了一種表面活性劑，直接注入這種活性劑驅(qū)油效果很理想。其研究原理主要是根據(jù)油層中含有的不同物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)地質(zhì)環(huán)境，衍生出更多的驅(qū)油方法，例如酸水驅(qū)和堿水驅(qū)等。以后為能使驅(qū)油效果更好，我們的研究重點(diǎn)是瀝青等重質(zhì)成分給開采帶來的難度，發(fā)現(xiàn)更加有效的驅(qū)替劑。

微乳液是由水、油、表面活性劑等合成的一種具有熱力穩(wěn)定且顏色透明有分散能力的物質(zhì)，由于成分含有表面活性劑再加上助表面活性劑的作用，會(huì)在液滴表面形成一種混合膜，該種驅(qū)油的微乳液中，表面活性劑應(yīng)采用石油磺酸鹽，水使用NACL溶液，油使用輕質(zhì)原油即可，助表面活性劑使用C3的醇即可。優(yōu)點(diǎn):微乳液主要工作原理是通過改變巖石的潤滑性，改變油和水界面的粘度，二次采油之后在底層的細(xì)小分支中也會(huì)殘留，而微乳液的使用使得油水界面的張力大大降低，從而降低采油過程中的浪費(fèi)。由于聚合物會(huì)導(dǎo)致開采費(fèi)用投入加大，化學(xué)活性降低，對(duì)機(jī)械的消耗增大，微乳液的流動(dòng)性降低等等的原因，即便他能夠加大水相粘度，我們一般在石油工業(yè)中很少使用。最新研究發(fā)現(xiàn)，利用生物和細(xì)菌的表面活性劑，可以降低微乳液開采方法成本。目前科學(xué)家對(duì)于微乳液的研究主要集中在改善其配方，減少活性損失從而減少采油的資金投入。缺點(diǎn):對(duì)于表面活性劑的使用量很大。

1.2 生物表面活性劑

生物表面活性劑是利用微生物的代謝產(chǎn)物，這些代謝產(chǎn)物是在特定狀態(tài)下分泌并排出體外且具有表面活性的物質(zhì)。它的特點(diǎn)是:具有很好的抗鹽效果、具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性溫度一般不會(huì)影響其活性、無毒可以被降解，資金投入少、而且據(jù)有化學(xué)活性劑的特點(diǎn)，由于這些特點(diǎn)這種方法目前被廣泛用于原油開采，并且采收率非常高。缺點(diǎn):生物表面活性劑的收集對(duì)于地層等多方面的條件要求很高。

2 改進(jìn)蒸汽法開采稠油

2.1 蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)添加輔助化學(xué)劑

對(duì)于一些比如像瀝青或者油頁巖的開采大多使用的是熱力開采方法。主要途徑就是在油層里進(jìn)行燃燒，蒸汽，或者注入熱水的方法，目的是將藏油的溫度升高，使得重油的溶解能力和流動(dòng)性增強(qiáng)，于是重油的開采難度降低，效果顯著。但是燃燒法的缺點(diǎn)也很明顯，比如再有層中注入的蒸汽等熱損失較大，同時(shí)也會(huì)損壞石油中的一些物質(zhì)，甚至?xí)故蜔山固浚貌粌斒А?/p>

蒸汽法的使用則不會(huì)存在這種情況，它是通過向重油層里注入蒸汽，讓油層溫度升高，巖石可以將高溫保存起來，這樣重油受熱之后粘度驟降，流動(dòng)性加快，從而使得流出油層變得簡單，所以在出井筒之后壓力和溫度也會(huì)很高，在地面會(huì)形成井噴。近井油層里注入了蒸汽，增加了藏由的熱量熱量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，流動(dòng)速度加快使得開采變得容易，產(chǎn)出也變得理想。雖然這個(gè)方法實(shí)用性很高但也有很多不足之處，科學(xué)家也在努力研究解決辦法，力求能更好的提高效果。

2.2 水平井蒸汽輔助重力技術(shù)

我國目前對(duì)于重油和超重油的開采研究還處于初級(jí)階段，而國外的成熟技術(shù)相對(duì)而言則更加高效，蒸汽輔助重力泄油技術(shù)在國外應(yīng)用廣泛，在水平井的開采中利用蒸汽來輔助重力泄油，即將蒸汽從儲(chǔ)層的水平井注入，油藏受熱流速加快然后流入下層的水平井內(nèi)，水平井的目的是增加油層和井筒的滲流、接觸面積，使得加熱油層的體積盡量擴(kuò)大，從而提高了驅(qū)油效率，油層一直向下排泄，加熱范圍也隨之增大，讓油在排泄過程中一直受到熱量，進(jìn)一步提高采收效果。而我國對(duì)這種技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，生產(chǎn)完成時(shí)水平井內(nèi)的油層溫度高達(dá)幾百攝氏度，采收效果令人稱羨。

3 利用微生物強(qiáng)化稠油開采

研究發(fā)現(xiàn)，微生物的降解技術(shù)可以通過降解重質(zhì)油的組成部分，從而降低其粘稠度，目前這一開采方法也被作為了重要的研究課題。其理論依據(jù)是通過使用含有氮鹽、氨鹽和磷鹽化學(xué)成分的充氣水讓地層中的微生物活化。主要發(fā)生機(jī)理，化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氣體比如二氧化碳，使原油的溶解能力增強(qiáng)；或者通過講解方式將大分子烴降解為小分子；化學(xué)反應(yīng)生成有機(jī)酸是原油的性質(zhì)發(fā)生變化；改進(jìn)重質(zhì)原油組成部分的活性酶等等。

微生物強(qiáng)化采油技術(shù)在一些科技發(fā)達(dá)的國家進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并獲的突破性的進(jìn)展。它的特點(diǎn)非常明顯；應(yīng)用廣泛，資金投資小，見效快，環(huán)保，工藝流程簡單，當(dāng)然這是要高科技聯(lián)系在一起的，所以在我國應(yīng)該加大對(duì)這方面研究的投資，從而更好的為石油的開采做出貢獻(xiàn)。當(dāng)然任何方法都有其缺點(diǎn)和局限性，由于微生物培養(yǎng)條件嚴(yán)格，且有不可控性，微生物對(duì)環(huán)境溫度，土質(zhì)，含鹽量，重金屬的有非常嚴(yán)苛的要求，如果這些東西將微生物破壞，那么其表面活性和聚合物會(huì)導(dǎo)致原油生成沉淀，從而加大開采難度。所以科學(xué)家的研究方向還是集中在培養(yǎng)能夠適應(yīng)任何條件的微生物菌種。

目前來說應(yīng)用最廣放的還是蒸汽法，但是為了使的開采采收率達(dá)到最大化，人們是不會(huì)滿足于這些方法的，微生物強(qiáng)化石油開采方法的研究是一種趨勢(shì)，而我國也在大力研究各種行之有效的方法，力求能在高粘度原油開采上去的較大的進(jìn)展。

[1]賈學(xué)軍.高粘度稠油開采方法的現(xiàn)狀與研究進(jìn)展[J].石油天然氣學(xué)報(bào),2012(2).

[2]戴樹高,崔波,祁亞玲.高粘度稠油開采技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀[J].化工技術(shù)經(jīng)濟(jì),2011(11).

[3]范洪富,張翼,劉永建.蒸氣開采過程中金屬鹽對(duì)稠油粘度及平均分子量的影響[J].燃料化學(xué)學(xué)報(bào),2013(5).