技术分析

技术分析

以聚合物为载体的三次采油技术研究

【摘要】油田的开发方式直接决定着油气采收率的高低。文章主要介绍的是新型聚合物在三次采油用技术中应用,通过新型聚合物的应用从而大幅度提高三次采油的抗盐性能,进而使在三次采油和四次采油技术中能大幅度提高采收率。我国的主力油田现在含水率居高不下,另外我们原油对外依存度随着开放也越来越高,石油在国家安全战略中的地位要求我们必须保持石油稳产和增产。如何降低老油田的含水率,不断提高原油采收率的主要措施之一就是利用聚合物的三次采油技术。其中聚合物普通聚丙烯酰胺,由于抗盐性能差,不稳定,污染环境,成为推广中必须解决的重大技术问题。因此,创新研发新型聚合物是推动中国石油开采进步的技术关键。

1.新型聚合物三次采油技术

在石油开采行业中把利用油层能量称为一次采油;把向油层注入水和气,给油层补充流动能量称为二次采油;把用化学物质来改善油、气、水及岩石相互之间的性能称为三次采油。在所有的这三种采油方式中,其中的第三次采油是目前应用最为广泛的,也是采收率最高,茌我国它已成为降低老油田含水率,提高原油采收率的主要措施。推广三次采油的新技术,对现在我国石油行业的重要越来越明显。以梳形聚合物分子结构来提高聚合物抗盐性能的分子性能的开发思路,研究开发的新型抗盐聚合物,在大庆、胜利、大港、克拉玛依、华北及渤海油田的推广应用中得到了证明,应用效果很好。新型抗盐聚合物与普通超高分子量聚合物聚丙烯酰胺相比,能够在降低10%成本并保护环境的同时,让油田的采收率增加两个百分点以上,从而极大的提高了原油的可采储量值。

2.三次采油技术的发展及规模

2.1三次采油技术的发展

三次采油技术经历了三次大的发展,第一次在20世纪50至60年代,以蒸汽驱油的重油开采得到了广泛的应用,为世界范围内打开了重油这个资源宝库。第二次发展是在20世纪80年代,以化学驱的三次采技术得到大力发展,但目前主力驱依然是蒸汽驱为主。化学驱的发展受制于注剂成本高,且还有许多不确定因素。第三次发展20世纪90年代,以混相注气驱技术得到了广泛应用。主要得益于混相驱技术适用范围大、成本较低的优势,消少温室效应,提高环保要求。

目前在我国的一些油田已经广泛开展了三次采油先导试验区,通过试验表明,可以较大幅度提高膘油采收率,目前国内的聚合物驱产业已形成了配套工艺技术和产业规模。经过小井距试验表明,微生物驱油技术在聚合物驱采油中还能进一步提高原油采收率。

2.2 聚合物驱油在国内主要油田的应用

三次采油技术在美国、加拿大、委内瑞拉、印尼等国家得到广泛的应用,其中在美国,三次采油技术更是得到政府的高度重视,政府采取各种政策和激励手段,帮助企业扫清投资渠道风险、积极鼓励三次采油应用、减少碳排放,提倡减少与重油生产相关的技术转让风险等。

在国内的大庆油田、胜利油田、大港油田广泛开展三次采油技术试验,其中在大庆油田的北二区、北一中块、喇北东块等六个大区块开展了聚合物的注聚面积达到50平方公里,形成地质储量1.2xlOs吨以上。经过多年努力的三次采油年产量已接近500x104吨,占整个大庆油田总产量的8%,其中平均吨聚合物增油120吨,其中应用效果十分理想。在胜利油田开展的并投入八个聚合物试验项目中,三次采油技术聚合物驱应用方案,累计注聚面积达到30.70平方公里,地质储量8149x104吨,可控预测提高采收率8%以上,增加可采储量712.5x104吨。在大港油田开展的主要区块注聚工作,截止目前聚合物注聚面积达11.8乎方公里,地质储量3362x104吨,形成可控预计提高采收率8%左右,增加可采储量269x104吨。

3. 三次采油技术上的做法

3.1开展超前研究

国际上聚合物驱油,一直得到很块的发展,美国在三次采油中的数量和产量都排列到世界第一位,在国内大庆油田通过领先的石油科技和管理,依靠开展的水驱,聚合物驱或复合驱,泡沫复合驱等复合驱先导试验的三次采油技术的支持,已经连续20多年达到稳产,今后还要通过开展超前研究,特别是开展以碱水驱,碱一聚合物驱,复合驱的技术研究、以开展微生物、C0:驱采油的技术研究,来瞄准国际上前沿技术课题,按照室内研究,先导试验,工业性试验,推广应用这个模式,进行技术储备,为今后石油工业的发展奠定坚实的基础。

3.2主要研究方向

3.2.1三元复合体系驱油研究

目前各油田在开展三元复合体系驱油研究中,主要研究重点是价格低廉的,选择驱油效果好的表面活性剂,并在表面活性剂的复配上,开展了选配研究工作,以有效降低三元复合驱体系中的活性剂成本。在三元复合体系中色谱分离效应的研究目前已引起了中石油和石化主力油田的重视,相关油田已经提出了减少色谱分离的有效方法,该项研究可为大井距配方的选择提烘依据。

3.2.2泡沫复合驱油研究

泡沫复合驱油是进一步提高原油采收率的一项重要接替技术,是利用泡沫复合体可以深入到三元复合体系不能进入的狭窄的小孔道中驱出柱状残余油,该技术具有泡沫驱油和热力采油的优点,又具有一定二氧化碳和氮气驱油的作用,能明显提高了驱油效果。通过大量的实验表明,泡沫聚合物复合驱油注入方式提高采收率的效果好,原油采收率的提高幅度增加,聚合物驱后,复合热泡沫体系驱提高采收率的幅度随温度的提高而增加,高温条件下,复合热泡沫驱油提高采收率达到16%。

3.2.3微生物驱油试验研究

微生物驱油的三次采油技术近十几年来得到快速发展,我国的主力油田都开展了微生物采油和微生物驱技术的相关室内研究工作,其中以微生物防蜡和单井吞吐技术已为生产维护和增产措施在多个油田有规模化应用。目前微生物驱油技术在国内已开展了20多个区块的现场试验。但还有些技术需要解决,主要有①在自然环境下筛选微生物的菌种研究;②在油藏温度下,促使微生物生长繁殖研究;③用微生物疏油,降低油水井的压力研究等。

3.2.4凝胶体系地层深部流体转向技术研究

弱凝胶地层流体转向技术是20世纪90年代末发展起来的一项以改善水驱效果、捉高原油采收率为目的的新技术,凝胶体系注人地层后,成胶后封堵水流大孔道,迫使注入水转向进人低渗透层,增大了注人水的扫油面积,提高了注人水的波及效率,改善了水驱效果,提高采收率的方法。目前弱凝胶地层流体转向技术在胜利油田主要区块开展了交联聚合物驱油试验,见到了十分明显的采收效果。

4. 结束语

三次采油技术是一项利用物理、化学和生物技术的高新技术来提高原油采油率的开采技术,目前三次采油技术占石油开采总量的份额不断增加,已经形成了一系列的三次采油技术,其中化学驱的聚合物驱已形了规模化、工业化的应用,并在主力油田区块开展了先导性矿场试验,为我国石油稳产提供了可靠的技术支持手段。下一步重点需要开展三元复合驱中的C0:混相驱和泡沫驱及微生物采油工业试验步伐,为开采的稠油、超稠油等难采储量提供支持支撑。 

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