对三次采油技术的探讨与认识

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中国科技博览
2021年12月17日 07:33

...研人员全力攻坚三次采油新技术-持续自主创新 挺起大庆脊梁

同鸿文

[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,最大限度地提高采收率和经济效益。

[关键词]三次采油 采收率 经济效益 发展前景

中图分类号:TE357 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)27-0016-01

1 三次采油技术提出的时代背景与意义

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,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台驱。

2 三次采油技术与二次采油的优劣

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的基础上,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、束缚在毛细管巾的残余油重新聚集而被采出。因此,三次采油要求更精細地掌握分散原油在地下油层巾的分布、研究新的驱油剂与十分复杂的岩石矿物、流体的物理一化学作用、摸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石油开发部署,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一个更高技术水平的新阶段。

3 中国的三次采油具有很大潜力

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。对25个主力油田资料的研究表明,平均水驱渡及系数最大为0.693,驱油效率0.531,预测全国油田采收率仅34.2%,这意味着我国近百亿吨探明石油地质储量采不出来。反过来,它为开展三次采油提供了巨大资源条件。

4 围绕提高经济效益,发展我国三次采油技术

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。我国今天重视并发展三次采油技术,是对比了多种可大幅度增加可采储量的方法而确定的。在稳步推进和优化二次采油方法的基础上,努力推进三次采油新技术,将二次采油与三次采油的技术结合,简单来说在二次采油的基础上,充分发挥二次采油的作用,能进一步促进三次采油技术的实现。在油水井的原油开采工作中,为了提高原油开采的含量,经过与特定的驱油剂配比和驱油剂用量的调节能充分的达到这一目的,二次采油与三次采油的结合技术能有效的完成这一过程。二次采油是对油水井的注水过程,能为油水井的油气层注入水,帮助其开采更多的原油,而三次采用技术是利用一些化学物质来改变油水井的内部性能,能提高原油的开采量,这也是大多数油田保证石油产量的主要技术手段。二次采油与三次采油的结合技术是将这两种技术有机的结合在一起,充分调剖技术主要是对调剖进行充分的判断,建立堵剂系列,有限度三次采油技术是对驱油剂配比和使用量的优化分析。

5 总结

将二次采油和三次采油这两类采油技术相结合也被称之为“2+3”提高石油采收效率采油技术。从性质上来看,该项技术既属于在单纯进行了调剖堵水环节施工之后,接替后续工程的一项施工技术,也是一项以提升波及系统和洗油效率的机理为主的提升石油采收效率的新型采油技术。就目前来看,将二次采油和三次采油这两项技术完美的结合到一起,且发挥出其应有的工作效率虽然需要花费较长的时间,但因为该项技术自身的先进性,使得其拥有着极大的发展前景。二次和三次采油技术是在调剖堵水环节施工仍然具有极高的开发潜力,且其工作机理存在着有限度特征的情况下被提出的。在应用该项技术的过程中,施工人员可以利用注水井中含有的注水压力同曲井口压力的下降曲线相结合,计算出充满度,并根据计算的结果,判断出注水井的调剖充分程度。

参考文献

[1] 赵福麟,张贵才,周洪涛,李宜坤.二次采油与三次采油的结合技术及其进展[J].石油学报,2001(5).

[2] 王丽坤.浅析二次采油与三次采油的结合技术及其进展[J].中国石油,2011(5).

[3] 王小成.经济背景下二次采油与三次采油的结合技术及其进展[J].管理学家,2015(9).endprint

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