低滲透油藏注氣驅現狀及發展趨勢

徐 勇

（東北石油大學石油工程學院，黑龍江大慶 163318）

低滲透油藏注氣驅現狀及發展趨勢

徐 勇

（東北石油大學石油工程學院，黑龍江大慶 163318）

低滲透油藏所占比例越來越大，為了提高低滲透油藏原油采收率，綜述了目前廣泛研究的注氣驅，分別介紹了CO2驅，N2驅，煙道氣驅和天然氣驅的驅油機理，分析了目前的研究現狀，并指出了研究中所遇到的問題。

低滲透；注氣；機理

油藏的開采一般分為三個階段∶依靠地層自身能量驅動石油在地下的流動，叫一次采油；隨著地層能量的消耗，需要通過注水（氣）驅動石油，是二次采油。通過向地下注入化學物質開采原油，成為三次采油。據統計，美國三種采油方法采出原油的比例分別是37%、51%、12%，而低滲透油藏在油藏中的比例越來越大，由于低滲透油藏滲透率低、原油黏度低、密度小、儲層物性差、分選差、層間非均質性強、水動力聯系差、自燃能量供應不足等特點，通過水驅，聚合物驅和蒸汽驅已經不能夠很有效的采出原油，注氣驅成為了提高低滲透油藏采收率的新方法。注氣的類型有很多，常見的有二氧化碳、氮氣、煙道氣和天然氣。以最小混相壓力為界限，注氣驅分為混相驅和非混相驅。

1 CO2驅

將CO2注入低滲透油藏，CO2在油中的溶解度遠大于在水中的溶解度，因此降低油水界面張力，加速殘余油在孔隙中的流動，提高采收率；CO2和原油混相，降低原油黏度，減少內部摩擦阻力，耿宏章等學者通過CO2氣原油的粘溫特性實驗證明，溫度一定時，混合CO2的原油的黏度會隨著壓力的升高呈現先減小后增大的趨勢[1]；CO2會使原油體積膨脹，增加地層能量，殘留在地層中的剩余油體積膨脹，更容易脫離地層水和巖石表面的束縛∶隨著油井生產的進行，油藏壓力不斷降低，溶解在原油中的CO2會膨脹脫出，驅替原油入井筒，增加單井產量。CO2溶解于原油中可以降低原油黏度增加流度，CO2可以使水碳酸化增加水的黏度降低流度；兩者機理共同作用下，水驅能力提高，波及面積增大，掃油效率提高[2]。地層水溶解CO2后，其pH值降低。在頁巖當中，可以抑制黏土膨脹；在碳酸鹽和砂巖當中，酸化后的地層水可以與巖石中的碳酸鹽巖膠結物反應，改善地層滲透率，有利于驅油。輕質烴與CO2間的互溶能力較強，尤其對于輕質原油，當超過一定壓力時，CO2能萃取和汽化原油中的輕質烴，從而降低剩余油飽和度，單井產量提高。

2 N2驅

采用氮氣作為驅替介質，一是氮氣來源廣泛，相對于二氧化碳等其他氣體成本較低；二是氮氣的壓縮系數大，不溶于水，具有良好的膨脹性能。在注入期間，氮氣能夠較好地保持地層壓力。考慮成本和我國二氧化碳資源相對較少，當CO2提高采收率在經濟上不可行時，注化驅開始受到關注，因為它相較于其他氣體成本低，經濟可行性高。注N2驅提高采收率技術是在1970年到1990年期間發展起來的。我國在1996年開始就進行氮氣驅實驗，雁翊油田、江漢油田、葡北油田、中原油田、勝利油田大蘆湖油田樊29塊進行了現場先導性實驗，許多科研工作者運用數模軟件進行了數值模擬，通過國內外的現場實驗，數值模擬，證明了注氮氣驅提高低滲透油藏采收率是一種可行的方法。

3 煙道氣驅

煙道氣是指含碳燃料燃燒時從煙道中排出的廢氣，一般含有水蒸氣、CO2、N2、O2、H2O，是工業燃燒時產生的廢氣的統稱。一般認為煙道氣是天然氣或原油等有機物在完全燃燒后生成的產物，通常含有80%～85%和15%～20%的氮氣及少量的雜質。其驅油機理如下∶可抽提原油中的輕烴和中間烴組分，使其性質接近原油；具有一定的降黏作用，可改善原油的流動性；煙道氣與原油發生低溫氧化反應，封堵油層內部的大孔道，提高波及系數，使油層潤濕性得到改變，為原油流動提供了有利條件。煙道氣的驅油機理是在二氧化碳和煙道氣的協同作用下進行的，開展煙道氣驅既可以減少溫室氣體排放、降低污染，又可以提高原油采收率，無論是從環境角度還是從經濟角度考慮均具有重要的現實意義[3]。

4 天然氣驅

采用天然氣作為驅替介質，一是油田本身很容易得到，二是注入后不會污染儲層，而且可以回收利用在注入期間，它不但能夠補充地層能量，還能有效消除界面張力和毛管壓力，從而將原油驅替到生產井中，最大限度地降低剩余油飽和度[4]。注天然氣提高釆收率有著良好的應用前景，加之大量天然氣藏的發現，人們進行了大量注天然氣混相驅和非混相驅的現場先導性實驗及可行性研究，不斷完善注氣驅油技術，從而提高油田采收率，保證油田整體經濟效益。近年來，國內外眾多學者分別從理論和實踐上，對注氣機理進行了大量的理論和實驗研究，很多方案在油田上取得了良好效果。

5 注氣驅發展趨勢

隨著油藏的開發完善，低滲透油藏原油采收率的提高是一個亟需解決的問題。國內油田大部分進入開發的中后期，但實際的開采儲量只占原始儲量的一半左右，針對低滲透油藏，發展注氣驅刻不容緩。各油田研究院和廣大石油高校均需加大力度研究注氣驅，目前研究和應用最多的是二氧化碳驅，已經取得了一些成果。但是注氣驅還是存在許多問題需要更加系統地研究，如氣體的前期處理，氣體的捕集和封存，輸送氣體管網設計，油藏注氣驅的適應性研究，這些都是未來的重點研究方向。

[1] 耿宏章，陳建文，孫仁遠，等.二氧化碳溶解氣對原油黏度的影響[J].石油大學學報（自燃科學版），2004，28（4）∶78-80.

[2] 高慧梅，何應付，周錫生.注二氧化碳提高原油采收率技術研究進展[J].特種油氣藏，2009，16（1）∶6-11.

[3] 馬濤，王海波，邵紅云.煙道氣驅提高采收率技術發展現狀[J].石油鉆采工藝，2007，29（5）∶79-81.

[4] 李士倫，張正卿，冉新權，等.注氣提高石油采收率技術[M].成都∶四川科學技術出版社，2016∶2-6.

Present Situation and Development Trend of Gas Injection in Low Permeability Reservoir

Xu Yong

Low permeability reservoir the proportion is increasing，in order to improve the crude oil recovery in low permeability reservoir，this paper discusses the widely studied gas injection flooding，introduces CO2flooding，N2flooding，flooding mechanism of flue gas flooding and gas drive，analyzes the current situation of the research，and points out the problem in the study.

low permeability；gas injection；mechanism

TE357

B

1003-6490（2017）02-0024-02

2017-02-10

徐勇（1992—），男，湖北黃岡人，碩士在讀，主要研究方向為低滲透油藏注氣驅。