高得利 (大慶油田有限責任公司第二采油廠第四作業區機關,黑龍江 大慶 163000)
“三次采油”是一個相對性的概念,也就意味著必然存在一次采油、二次采油,并可能存在“四次采油”;事實上,在石油產業中,油藏能量的回收統稱為采油生產,而“三次采油”指的是采油生產中的一個階段。
按照現階段我國石油產業的劃分標準,利用自然界油層能量進行石油開采的階段稱之為“一次采油”;隨后在向油層中補充能量(注水填氣)而進行的石油開采稱之為“二次采油”;當油井開采進入低產階段以后,利用化學物質改善油氣藏與地層巖石之間的性能,以實現驅油效果的技術稱之為“三次采油”;以此類推,在此基礎上采用其他方式提高石油開采率的做法,可以稱之為“四次采油”。
根據我國當前石油產業的發展不難判斷,隨著老油田的持續開采,逐漸進入了三次采油技術應用階段,其中大慶油田是最為典型的例子。
大慶油田從上世紀60年代以來就開始針對三次采油技術進行研究,截至目前,已經成為全球三次采油研發技術和產量最大的油田;三次采油技術與國際技術接軌,累計增加原油產量超過1億噸。
大慶油田是現階段我國三次采油技術研發及應用水平最高的油田,相比國內其他油田而言,在油層收集率上高出國內平均水平15到20個百分點,由此形成了全球最大的三次采油生產基地。
至今為止,大慶油田三次采油技術經歷了四個階段。
第一,由實驗室進入先導性試驗。在上世紀80年代初,大慶油田開始首次聚合物驅油探索實驗,取得了較好的效果,試驗階段產生增油量150多噸,初步實現了實驗目的;同時,也發現了很多聚合物驅探中存在的問題。這一階段主要工作實在實驗室完成的,先導性試驗可以看作是實驗室成果的檢驗。
第二,先導性試驗進入工業性試驗。上世紀90年代初,大慶油田的三次采油技術進入了工業性階段,并開辟了專門的聚合物驅工業性試驗,采收率提高了10%。
第三,工業性試驗進入工業化應用。1996年大慶油田實現了聚合物驅油工業化生產的項目建設,三次采油技術開始進入工業化應用階段,在隨后的發展過程中,大量老油田開始進入三次采油技術范疇。
第四,復合技術階段。在三次采油技術的基礎上,大慶油田開始了三元復合驅油工業化試驗階段,針對復合型技術的應用進行實驗,如微生物技術、超導熱技術等,目前也在不同程度得到了實踐。
“三次采油”技術的發展具有一定的社會背景。
從建國初期,我國面臨著石油匱乏的局面,但主要是由于開采技術造成的,由于新中國工業基礎薄弱,石油開采水平較低,因此一度被扣上“貧油國”的帽子;現階段,隨著我國工業化發展水平越來越高,“貧油國”的含義產生了變化。我國的石油儲量整體豐富,但人均擁有量卻遠遠低于世界平均水平,尤其在汽車工業大幅度發展的基礎上,對石油的需求量日益提升,石油進口依賴性越來越大;相對而言,提升我國一些老油井的產能,成為解決問題的關鍵所在。
三次采油技術主要是針對一些回收率較低的油井展開的,結合大慶油田的技術應用現狀,主要是采用聚合物為驅油劑。早期所采用的聚合物主要是聚丙烯酰胺,由于國內的類似產品質量無法達到要求,需要大量進口。
但聚丙烯酰胺的穩定性很差,在鹽度較高的水體中不穩定,嚴重影響了三次采油的效率和產量。聚合物問題的研究,已經成為了三次采油技術的關鍵。
驅油用聚丙烯酰胺成分是一種帶有極性基團的水溶性高分子,在進行三次采油技術應用中,油層條件惡劣的基礎上無法實現預期效果;要滿足聚合物驅油要求,就必須針對其改進。改進的方法有以下兩個方向:
第一,從低分子量向高分子量改進。很明顯,高分子聚合物比低分子聚合物的粘性更高,阻力系數更大,因此驅油效果也就越明顯。提高分子量的途徑有很多,如采用高效低溫引發體系、控制鏈轉移反應、減少雜質引入等。
第二,從一般聚合物向抗性聚合物改進。聚丙烯酰胺是一種聚電解質,在高溫和高鹽度溶液中很容易發生反應,產生新的沉淀物,聚合物的粘度降低。改進的方法主要是進行聚合物“共混”作用,提高聚合物溶液的整體穩定性。
隨著我國經濟的快速發展,社會對石油能源的需求越來越旺盛,尤其隨著近年來我國汽車工業的發展,石油化工機相關產業不僅對產能提出了要求,對原油質量同樣有更高的需求。加快針對三次采油技術的創新研究,有利于我國對老油田開采工作的開展。大慶油田是我國目前三次采油技術研發、實踐、應用較好的典范,三次采油技術應該進一步在全國范圍內推廣。
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