三元复合驱强化采油技术 X
三元复合驱技术应用分析
三元复合驱技术应用分析作者：吴继坤来源：《中国科技博览》2016年第26期摘要：三元复合驱技术是油田勘探开发的重要技术措施，对提升油藏勘探开发成效具有重要作用，本文结合三元复合驱采油技术驱油机理和技术实施中存在的缺陷，以具体区块三元复合驱采油技术的实施为基础，对工艺优化进行了探究。
关键词：三元复合驱；采油技术；驱油机理【分类号】TE357.6当前，我国油田勘探开发技术不断进步，三元复合驱采油技术作为一项应用较多的采油技术，对提升油藏油气采收率具有重要作用，但在技术实施过程中，特别是后续水驱阶段的采油作业中，该技术的实施存在一定缺陷和不足。
因此，有必要结合三元复合驱技术缺陷和不足，强化提升技术实施效果的研究，特别是要对工艺优化工作进行探究。
一、三元复合驱采油技术的实施情况1、三元复合驱采油技术的驱油机理当前，化学驱油技术的应用范围不断扩大，常见的化学驱油剂有聚合物、表面活性剂和碱等物质，三元复合驱采油技术就是利用这三类主要驱油剂，提升驱油效果。
在驱油机理上，主要是通过利用不同化学驱油剂的相互作用，形成具备较高粘度和较低界面张力的化学驱油体系实现扩大驱油剂波及范围、有效洗油、改善传统水驱作业注水突进、指进问题，提高采油产量。
具体驱油作业中，一是发挥聚合物的增稠和流度控制作用。
聚合物实际应用比较广泛的是聚丙烯酰胺，该试剂可以明显提升注入油井液体的粘度，并提升试剂在油气储层中的波及效率，在聚合物的选用中，要注意试剂配比与油气储层的孔喉尺寸、储层渗透率和注液速度等开发条件和参数匹配，一般情况下，聚合物的表面分子量越大，则增粘效果越强，驱油效果越好。
二是发挥表面活性剂提升洗油效率和降低油水界面张力的作用。
表面活性剂因为试剂的矿化度、温度、组分不同，也具有不同的性质，当前应用较为普遍的是石油羧酸盐和磺酸盐两类物质，但是石油磺酸盐具有更强的耐温、耐盐性。
三是发挥碱的作用。
碱主要是与原油中的酸性成分发生反应，形成新的表面活性剂，与外在的表面活性剂作用，更大幅度的降低油水界面的张力，并有效降低油井地下岩层的电性，从而降低地层对表面活性剂的吸附和消耗，主要的碱性物质为氢氧化钠或碳酸钠，或者是利用二者进行混合使用。
几种不同的采油技术
浅析几种不同的采油技术关键词：采油三元复合驱微生物三次采油一、三元复合驱采油技术三元复合驱采油技术的应用，极大地延缓了各大油田产量递减的速度，已成为油田产量接替的主要措施。
三元复合驱作为一种既经济又有效率的强化采油技术被各大油田广泛采用。
三元复合驱技术产生于20世纪80年代初，是指碱（alkali）、表面活性剂（surfactant）和聚合物（polymer）等多元组分复合驱油的技术，缩写为asp。
在三种驱替剂中，目前国内外应用量最大的碱通常为无机碱，如naoh、na2co3、nasio3；表面活性剂一般为烷基苯磺酸钠盐和石油磺酸盐；聚合物主要为部分水解的聚丙烯酰胺。
这主要是由于这些物质原料来源广，数量大，合成工艺较为成熟，易工业化生产。
三元复合驱常用的化学剂有多种，根据不同的油藏条件，可有不同的选择。
一般地说，碱剂的选择除考虑原油中有机酸转变为石油酸皂和地层水的组成外，还取决于油藏岩心的矿物组成、油层温度以及一定地质条件下的有效性和经济性。
目前，大庆油田三元复合驱所使用的化学剂中，碱一般为naoh，质量浓度为1.2%；表面活性剂为烷基苯磺酸盐，质量浓度为0.2%；聚合物为聚丙烯酰胺，质量浓度为0.1%。
其中，碱为工业级商品naoh；表面活性剂为大庆自主研发的重烷基苯磺酸盐，组成为40%～60%的活性物，主要为直链烷基苯磺酸盐（linearalkylbenzenesulfonates，las），链长在c14～c24之间；聚合物是由大庆炼化公司生产的高分子量的聚丙烯酰胺，产品组成主要为聚合物形式的聚丙烯酰胺（pam）、残余单体丙烯酰胺（am）、少量无机盐类。
asp是在碱水驱、表面活性剂-聚合物驱和聚合物驱等一元、二元驱基础上发展起来的，将这三种物质以适当比例混合作为驱油剂综合发挥了化学剂作用，充分提高了化学剂效率。
既综合了碱驱具有高的驱油效率、低成本和聚合物驱具有的高波及效率的优点，又克服了碱水驱驱油体系粘度低、在驱油过程中易发生碱耗高、聚合物驱油体系中的聚合物在岩石表面吸附损失大的缺点。
三元复合驱井通粘稠聚合物原理
三元复合驱井通粘稠聚合物原理随着石油勘探技术的不断发展，油田开发难度逐渐加大，如何提高油气采收率成为了一个重要的问题。
目前，油田开发中采用的驱油方法主要有水驱、气驱、聚合物驱、油泵驱等。
其中，聚合物驱是一种较为常用的方法，而三元复合驱井通粘稠聚合物是其中的一种新型驱油技术，其原理和应用将在本文中进行详细介绍。
一、三元复合驱井通粘稠聚合物的定义三元复合驱井通粘稠聚合物，简称三元复合聚合物，是由三种不同组分的高分子聚合物组成的一种复合聚合物。
其中，第一组分为高分子聚合物，主要是通过聚合反应合成的，具有一定的粘稠度和吸附能力；第二组分为表面活性剂，具有良好的乳化、分散和稳定性能，能够增强聚合物的流动性和渗透能力；第三组分为驱油剂，主要是通过化学反应合成的，具有较强的驱油能力和降粘能力。
三元复合聚合物在注入油藏时，能够有效地改善油藏物理性质，增加油水接触面积，降低粘度，提高油气采收率，是一种较为理想的驱油剂。
二、三元复合驱井通粘稠聚合物的原理三元复合聚合物的驱油原理主要包括三个方面：一是改善油藏物理性质，二是增加油水接触面积，三是降低粘度。
1、改善油藏物理性质油藏中存在许多岩石孔隙，这些孔隙大小不一，分布不均，会对油气运移和采集产生一定的影响。
而三元复合聚合物具有一定的吸附能力，能够在油藏中形成一层聚合物膜，降低孔隙壁面的表面能，减少油水相互作用力，从而改善油藏物理性质，提高油气采收率。
2、增加油水接触面积油水界面是油气运移和采集的重要界面，油水接触面积的大小直接影响采收率。
而三元复合聚合物具有良好的乳化、分散和稳定性能，能够将油水界面分散成许多小界面，并通过表面活性剂的作用，将油滴包覆在聚合物膜中，从而增加油水接触面积，提高油气采收率。
3、降低粘度油藏中的油具有一定的粘度，这种粘度是油气运移和采集的主要阻力之一。
而三元复合聚合物中的驱油剂具有较强的降粘能力，能够降低油的粘度，减小运移和采集阻力，提高油气采收率。
浅析几种不同的采油技术
田开发 人 员又 利用物 理或 者化 学 ，以及生 物的 方法 进行 采油 ，从 而提
出了三次采 油新方法 。
２ ０ ３ ０ 年 ，三 次采油产 量 占石 油总产量 的比例将 由 目前的不足 ３％
提 高到 ｌ ５ ～ ２ ０ ％。在未 来的 几十年 内 ，丰富 的稠 油资 源确 定 了以蒸 汽 驱 为主 的热采 将成 为三 次采 油的主 要方 法 。注 聚 合物驱 的使 用会 逐渐
中 国 化 工 贸 易
石＿ 油
Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｃｈｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｔｒ ａ ｄ ｅ
一
卷 月
浅 析 几种 不 同的 采油技 术
高永胜
（ 长 江大学 石油 工程学 院）
摘
要 ：石油是 一种 重要的能源和化 工原料 ，同时也是 国家的重要 战略物 资，对 国民经济的发展具有举足轻重的影响，素有 ｔ ｔ 工业血液 ” 之称 。
减少 ，随着 油价 的不断 攀升 ，绿色 环保 的注 二氧化 碳驱 的发 展将 迎来
新 的高 峰 。对 于我 国来 说 ，在 三 次采 油方面 未来 的发 展方 向应该 有 以
下几点 。
元驱基 础上发 展起 来 的 ，将这 三种物 质 以适 当比例 混合作 为驱 油 剂综
合发挥 了化 学剂 作用 ，充 分提 高了化 学 剂效率 。既综 合 了碱驱 具有 高 的驱 油效率 、低成本 和聚 合物 驱具 有的 高波及 效率 的优 点 ，又克服 了
石 油作为一种非再生的化石能源 ，是 目前所使 用的最主要的一种能源，并且消耗 量在 总能 源中所 占的比例逐年增加。石 油采收率不仅是 石油工业界 ，而 且 是 整 个 社 会普 遍 关心 的 问题 。
关
三元复合驱技术研究
三元复合驱技术研究摘要:三元复合驱是20世纪80年代中期提出的三次采油新方法。
它是由碱/表面活性剂/聚合物复配而成的三元复合驱油体系，既有较高的粘度，又能与原油形成超低界面张力，从而提高原油采收率。
关键词：三元复合驱；成垢；技术三元复合驱是20世纪80年代中期提出的三次采油新方法。
它是由碱/表面活性剂/聚合物复配而成的三元复合驱油体系，既有较高的粘度，又能与原油形成超低界面张力，从而提高原油采收率。
但是，在驱油体系注入地层的过程中，当碱性的化学剂注入地层后，受地层温度、压力、离子组成和注入体系的pH值等因素的影响，与地层岩石和地层水发生包括溶解、混合和离子交换在内的多种反应。
一方面，碱性三元液中的钠离子与粘土中的钙、镁离子发生置换，形成钙、镁的氢氧化物沉淀；另一方面，在地层岩石组分中有长石、伊利石、高岭石、蒙脱土等，碱也能与这些组分作用生成Si、Al等离子，进入地层水中，打破地下液体原有的离子平衡，随着地层条件的改变又形成新的矿物质沉淀，产生大量的硅铝酸盐垢。
这些由于碱的存在而引起的垢沉积，不仅造成卡泵现象，影响抽油机的正常生产及试验的顺利进行，而且还会堵塞油层孔隙，降低驱油剂的波及系数，并使油层受到伤害，影响最终采收率。
我国大庆油田已完成的5个三元复合驱先导性矿场试验,使用NaOH的为4个试验区,在这4个试验区中,除杏五区外,均不同程度地出现结垢现象,结垢发生在采出环节,包括油井近井地带、井筒举升设备和地面集输设备,以中心采出井最为严重,也最为典型。
因此，确定三元复合驱的成垢条件及界限，研究三元复合驱过程中垢的形成机理，找出对策，保证三元复合驱技术的成功有重要意义。
一、结垢状况分析为了确定三元复合驱垢样的晶型及组成，了解试验区的结垢情况，对试验区垢样进行分析。
（一）垢样分析取三元复合驱矿场试验区垢样，如采用大庆油田采油四厂杏二西三元复合驱扩大性矿场试验区垢样为例。
具体过程为：采用-射线衍射进行物相分析，确定矿物的晶型，用-光电子能谱确定元素组成，用化学分析法确定典型氧化物的含量。
浅析三元复合驱油技术研究进展
浅析三元复合驱油技术研究进展[摘要]：随着石油勘探开发工作的不断推进，我国在采用传统的聚合物驱及表面活性剂驱等技术进行采油工作的过程中暴露出来越来越多的不足之处。
三元复合驱油技术的出现弥补了这些技术的不足，本文对三元复合驱油技术的特点进行了概述，重点阐述了三元复合驱方案设计的重点，最后对三元复合驱油技术的发展趋势进行了展望，为我国的油气开采事业奠定了一定的理论基础。
[关键词]：三元复合驱油特点展望一引言近些年，石油钻采技术取得了突飞猛进的进步，在新时代下聚合物驱油技术对于原油采收率的提升发挥了重大的作用。
我国的采油工作者们通过长期的聚合物驱的工作经验指出，在调整注入液的粘度的过程中，可以对流度进行改善以转变聚合物驱的性质。
当注入液的粘度提升的情况下，容易形成碱性的聚合物驱，这种聚合物驱在使用时会受到原油自身所带酸性值的影响导致采收率的提升有限。
另一方面，虽然表面活性剂聚合物驱能够较好的提升原油采收率，但是针对原油表面活性剂的采出液处理起来具有一定的难度，这也制约了原油采收率的提高。
三元复合驱油技术的出现有效的弥补了上述技术中存在的不足，必然成为未来提高原油采收率的新生力量。
本文主要对三元复合驱油技术的原理及特点进行了概述，重点阐述了三元复合驱油技术设计过程中需要注意的事项，最后对三元复合驱油技术的发展趋势进行了展望，旨在能够进一步的提升我国采油技术的提升。
二三元复合驱油技术概述三元复合驱油技术（简称ASP）是一种集碱驱、表面活性剂驱及聚合物驱于一体的综合性驱油技术。
目前，我国使用三元复合驱中主要采用的碱为无机碱，比如NaOH、Na2CO3、NaSiO3等；所采用的表面活性剂主要是烷基苯磺酸钠盐和石油磺酸盐；所采用的聚合物主要是部分水解的聚丙烯酰胺。
因为这些原料的合成工艺比较成熟，来源广数量大。
通过实践表明，三元复合驱采油技术主要有如下几个方面的特点：（1）由于三元复合驱体系中的有机复合能够拓宽盐浓度及低界面张力的表面活性剂的范围，所以该技术的适用范围较广；（2）三元复合驱采油技术的应用能够减少化学剂的使用，特别针对一些油田中所采用的比较昂贵的表面活性剂能够很好的降低成本；（3）利用三元复合驱油技术进行原油的采集工作时，所采用的碱性物质不受限制，可以使用强碱也可以使用弱碱;（4）使用表面活性剂和碱性物质对于提高驱油效率降低油水界面张力具有积极的作用。
三元复合驱技术的驱油机理及改进方向
摘要：介绍了三元复合驱技术的驱油机理，综述了三元复合驱油体系存在的不足，以及在改进方面的研究现状。
关键词：三元复合驱油；采收率；表面活性剂；表面张力常见的化学驱油剂主要有聚合物、表面活性剂和碱。
asp三元( 碱、表面活性剂和聚合物)复合驱是在综合了单一化学驱优点的基础上建立起来的一种新型的化学驱油体系[1]，具有驱油效率高的显著特点，近年来得到了迅速发展。
大庆油田矿场试验[2]表明，聚合物驱比水驱提高原油采收率10％以上，而三元复合驱可比水驱提高原油采收率20％以上。
可见对三元复合驱油体系的深入研究具有重要意义。
1、三元复合驱的驱油机理[3]asp三元复合驱油体系既具有较高的粘度又能与原油形成超低界面张力, 在扩大波及范围、提高驱替效率的同时, 也提高洗油效率, 能改善水驱的“指进”、“突进”和油的“圈捕”,从而增加原油产量和提高采收率。
该体系驱油效果之所以明显优于单一化学剂驱。
是因为多种化学剂具有各自的作用与优势，且相互之间能发挥协同效应。
(1)聚合物的作用是增稠和流度控制。
目前最廉价，应用最成熟的产品是聚丙烯酰胺（hpam）。
hpam已被普遍用来提高注人水粘度和油层波及系数。
hpam的选择着重要与油藏渗透率、孔喉尺寸、注液速度等相匹配, 分子量越大增粘能力越强，浓度越大水解液粘度越大, 驱油能力越大。
(2)表面活性剂的作用是降低油水界面张力和提高洗油效率, 因温度、矿化度、原油组分等油藏条件的不同, 所使用的表面活性剂结构与性能也不相同。
石油羧酸盐、石油磺酸盐是现在普遍采用的驱油表面活性剂, 但石油磺酸盐耐温、耐盐性能比石油羧酸盐好。
(3)碱的作用是与原油中的酸性组分反应就地生成表面活性剂, 与外加表面括性剂协同效应更大幅度地降低油水界面张力并作为牺牲剂改变岩石表面的电性, 以降低地层对表面活性剂的吸附量。
应用的主产品为naoh和na2co3或二者混用。
2、三元复合驱目前存在的不足室内和矿场研究表明[2], 三元复合驱采收率可在水驱基础上再提高20％以上，具有较好的增油降水效果。
采油技术
1. 注水开采法在注水开发油藏中,因注入水沿高孔隙度、高渗透带、大孔喉或裂缝窜流而使基质、低孔隙度、低渗透带中的油气采出程度低,甚至采不出而成为剩余油,因此要加大采出剩余油的力度。
注水吞吐采油是将水注入产层,注入水优先充满高孔隙度、高渗透带、大孔喉或裂缝等有利部位,关井后,在毛细管力作用下,使注入水与中、小孔喉或基质中的油气产生置换,导致产层中的油水重新分布,然后开井降压,使被置换至高孔隙度、高渗透带、大孔喉或裂缝中的油气随部分注入水一起采出。
因此,注水吞吐采出的油量与岩石物性、润湿性、界面张力、油水黏度和关井时间紧密相关。
注水吞吐采油对不同润湿性油藏都有效,亲水性越强,则越有利于注水吞吐采油。
可以预见,储层条件相同,并具有相同的剩余可采储量,只要改变注入水性质,延长关井时间,亲油储层不但可以实施注水吞吐,而且仍可采出较多石油。
如果加入表面活性剂和防粘土膨胀剂可降低油水界面张力,使岩石向亲水方向转化,并保护了储层,可进一步提高采收率[3 ] 。
多年实践证明,水质的好坏直接关系到油田的开发效果及整体效益。
因此,含油污水的处理至关重要。
尽管各油田采出水水质各异,但一般都具有“四高”特点,即含油量高、悬浮物含量高、矿化度高和腐蚀性高。
含油污水的“四高”特点和油田注水对水质的特殊要求,决定了含油污水处理的高难度和高投入。
另外在污水处理方面存在一定的难度,这是注水采油一个难以解决的问题。
2 、注气采油法注气法主要有注二氧化碳、氮气驱、烟道气及混合气等。
从技术可行性考虑,一般适用于注气开发的油藏具有以下特点: (1) 储层泥质含量过高,注水开发易引起水敏的油藏; (2) 油层束缚水饱和度高,注水效果不好的油藏; (3) 一般稠油油藏; (4) 裂缝不发育,不易引起气窜的均质油藏; (5) 薄油层。
2. 1 二氧化碳驱机理由于二氧化碳在油中的溶解度大,在一定的温度及压力下,当原油与CO2 接触时,原油体积增加,黏度降低。
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三元复合驱强化采油技术Ξ陈忠 罗蛰潭 沈明道 蒲华英(成都理工学院,成都610059) (西南石油学院) 摘要 三元复合驱强化采油是化学驱技术的最新发展,文中论述了三元复合驱替剂体系中各组分的作用机理及优缺点,并结合油田生产实际,指出了在复合驱室内研究与矿场试验中急需解决的问题。
主题词 提高采收率;化学驱;注碱水;注表面活性剂;注聚合物中图分类号 TE 357.43引 言通过一、二次采油还有40%～60%IOOP 的原油滞留于地下储层中,提高原油采收率(EOR )是石油工业发展的当务之急[1]。
滞留于地下孔喉中的原油从微观上讲以原油边界层的形式束缚在储层矿物岩石的表面和孔喉壁上,以及滞留于微孔微喉和大孔小喉中[2];从宏观上讲主要以残余油带和剩余油带的形式存在。
要提高原油采收率一方面必须破坏原油边界层,把被束缚的原油解脱出来成为游离态;另一方面驱替流体必须波及到残余油带或剩余油带。
驱替剂的微观驱油效率、宏观驱扫效率及孔隙动用率是决定原油采收率的三大因素,要同时满足这三大因素,只有使用最新的化学驱油技术———三元复合驱强化采油。
图1 化学驱强化采油技术的演化过程1 三元复合驱强化采油技术的产生三元复合驱强化采油技术产生于本世纪80年代,来源于单一、二元化学驱,以多种驱第19卷 第4期 西南石油学院学报 Vol.19 No.41997年 11月 Journal of S outhwest Petroleum Institute Nov 1997Ξ1997—05—28收稿94-98国家攀登(B )计划“复合驱中重大基础性研究”部分内容陈忠,男,1970年生,博士研究生,主要从事油气田开发地质研究替剂的协同效应为基础。
目前在室内实验和矿场试验研究中常用的驱替剂有:碱剂(A ),表面活性剂(S ),聚合物(P );三者协同使用就是碱剂-表面活性剂-聚合物驱(ASP )(图1)[1]。
2 三元复合驱强化采油技术的驱油机理三元复合驱替剂体系中各种驱替剂在储层中的行为和作用决定了其驱油机理:2.1 碱剂在三元复合驱中的作用(1)降低相间界面张力决定单位油层体积中潜在产量的能力可用毛管数(N ca )来描述,毛管数越大则采收率越高,一般毛管数需在10-3至10-2左右,而毛管数N ca 有如下的定义[3]: N ca =△p/(L ×σ)(1)式中: △p/L ———已知长度(L )上的压力降(105Pa/m ); σ———油水界面张力(mN/m )对于正常水而言,毛管数仅为10-6至10-5,可见要把毛管数增大到10-3至10-2单靠增加压力降是不行的,而必须降低界面张力σ。
碱和表面活性剂都可显著降低油/水界面张力,因此利于采油。
界面张力降低后主要以两种方式来提高原油采收率:一种是乳化和挟带,油和水间的界面被破坏,形成水包油,随流动的水带出地层;第二种是捕集,油滴聚并成大油滴,进而形成可流动的连续油带,提高油的流度,降低水的流度,从而提高驱替剂驱油能力与波及效率,达到提高原油采收率的目的。
进一步研究表明对每种原油,只在一个很窄的、特定碱浓度范围内才能显著降低油/水界面张力;二价金属离子、温度、碱液中的NaCl 含量、稳定时间等因素对特定原油的油/水界面张力有影响。
二价金属离子将提高最低油/水界面张力值,而NaCl 的含量可降低此值。
温度升高可使碱液与原油相互作用的速度激剧增大,反应生成的天然表面活性剂在体相中的溶解度增加,在表面相中的分布减少,使油/水界面张力值增大,但使油/水界面张力达到动态平衡所需的时间大大缩短。
Π.Α.列宾捷尔院士指出,界面张力的变化是随时间变化的物理-化学动力学过程,这就要求在考察油/水界面张力时必须考虑到它是一个动态变化过程。
(2)溶解坚硬的界面薄膜及原油的乳化大量的研究数据表明水和一些油滴界面处存在坚硬的薄膜结构。
沥青质、胶质、卟啉、和石蜡都是产生坚硬界面薄膜的原油成分。
该界面膜使油滴相互孤离,缩小孔喉,限制原油在孔喉中的连续流动[2]。
而碱水溶液可溶解这些薄膜,促使原油乳化聚并,提高油的流动性和产出量。
这个机理可以说与油/水界面张力的降低并不完全独立。
乳化现象在含碱剂驱油过程中广泛存在,油/水界面张力越低(小于0.01mN/m )则薄膜越容易破裂,乳化越容易形成。
当乳化液形成后,则可发生油滴的捕集、挟带、聚并,提高水相的粘度,滞留于大孔隙的喉部,降低驱替液的流动能力来提高波及范围和波及效率。
(3)“原油-岩石-地层水”系统中岩石润湿性的变化储集岩的润湿性决定了其内部残余油的分布特点。
在亲水的储集层中,水以束缚水薄54第4期 陈忠等: 三元复合驱强化采油技术膜的形式分布于矿物、岩石颗粒表面,而油以连续的形式滞留于大孔隙的中央;在亲油的储集层中,原油沿岩石、矿物颗粒表面呈薄膜状分布,形成前面提及的边界层,此部分原油基本上处于束缚不可动状态,使可动油饱和度大大降低。
当碱水进入后,不但可与边界层中的表面活性组分发生反应,破坏边界层,而且可改变矿物、岩石的表面特性,使之由亲油向亲水转化,一个非常特征的现象是碱水对石英表面的润湿比普通水要好得多(瓦格耐尔,季奇等)。
对此,И.П.奥列尼克曾作过原油-水相-玻璃表面界面上润湿角的测量(表1),证实了碱液可使水相润湿接触角变小,对水的润湿性增强。
表1 溶液中碱液的浓度及溶液的矿化度 对润湿接触角(°)变化的影响 (И.П.奥列尼克等.1985)成分接触角浓度溶液中NaOH的浓度,%00.060.100.50NaOH46.4 6.410.014.2 NaOH1%NaCl-14.211.418.8 NaOH1%MgCl2 1%CaCl2113.077.253.0 (4)提高驱替剂的波及效率凡是有乳化挟带、捕集、聚并产生则可以提高驱替液的波及效率。
此外,作者认为碱剂注入储层中会和地层水中的二价离子(Ca2+,Mg2+)发生反应生成沉淀,会和广泛存在的硅质矿物,岩石;铝硅酸盐矿物等长期作用形成含硅、铝元素的胶体或絮凝状物质,随着驱替液流动,并在小孔喉处停下,堵塞喉道。
这种现象的发生一方面虽然降低了储层渗透率,伤害了储层,但另一方面它又改变了驱替剂的流经孔喉网络,提高了驱替液的波及效率,起到了积极的效应。
2.2 表面活性剂在三元复合驱中的作用表面活性剂的双亲基团结构(亲水基、亲油基)决定了它的性质与作用。
表面活性剂溶液注入地下,它的双亲基团会在液/固接触面,液/液界面及体相的溶液中发生定向分布。
极性的亲水基团在体相中和水分子结合,在固/液界面上和极性的矿物岩石表面结合;非极性的亲油基团逃离极性的水分子和矿物、岩石颗粒表面,而与非极性的原油分子基团相结合。
当极性基团与矿物、岩石的表面结合时就会破坏原油边界层,把边界层中束缚的原油解脱出来,成为可流动的原油,极性的水分子或亲水基团就会占据颗粒表面,从而使矿物、岩石表面由油湿变为水湿,当然也会出现前面碱剂造成的界面张力降低,乳化,聚并等现象,使原油采收率得以提高。
在室内研究和油田矿场试验中常用的有阴离子表面活性剂(石油磺酸盐等)和非离子表面活性剂(OP-10等)。
2.3 聚合物在三元复合驱中的作用聚合物是大量的简单分子(单体)缩聚而成的分子量很大(百万)的天然或人工合成的高分子化合物。
配成水溶液时,聚合物分子在水中伸展开,把水分子捕获到自己的链间结合,从而把水溶液的粘度增大2～5个数量级,剧烈降低驱替液的流度,减小驱替液和被驱替的油间流度差异,显著提高驱替液的波及效率。
聚合物的驱油机理较简单,效果良好,但它在洗油能力方面较差,并且会在多孔介质中发生吸附、滞留及捕集,当压差太大时会发生机械降解,还会发生化学降解和生物降解等, 64西南石油学院学报 1997年使聚合物失去增粘的作用。
目前使用的聚合物一般为聚丙烯酰胺(PAM )和部分水解聚丙烯酰胺(HPAM )。
由碱剂,表面活性剂和聚合物的作用来看,它们都各有优缺点。
除聚合物外,其余两类化学驱替剂很少单独使用,一般都是相互配合,取长补短,以充分利用它们间的协同效应,即:碱剂价格低廉,会和原油酸组分反应生成天然表面活性剂,减少人工表面活剂的损失,协助表面活性剂使油/水界面张力达到超低值,但它要和储层流体、固体发生作用,自身受到消耗与伤害储层;表面活性剂虽然会降低油/水界面张力,改变岩石润湿性,破坏原油边界层,提高驱油能力,但它价格昂贵,而且容易发生吸附、滞留等现象而受到消耗,并且它与碱剂一样缺乏适当的流度控制,波及效率较差。
聚合物可显著降低驱替液的流度,提高驱扫效率,但它又缺乏破坏边界层的能力,并且要发生滞留,捕集与降解等。
扬长避短,相互配合使用,可达到最佳驱油效果。
因此,各种驱替剂的优缺点就注定三元复合驱强化采油技术的产生(图1)。
3 三元复合驱强化采油技术中存在的问题目前,三元复合驱强化采油技术还处于室内实验研究和小型的矿场试验阶段,离工业生产还有较远的距离。
近二十年来,对驱替剂自身的特性、驱替剂-储层流体的作用机理研究较多,理论比较成熟,而对于驱替剂与储层固相的矿物岩石间的作用及其后果研究很少,特别是对碱剂在地下对储层岩性、物性引起的长期改变研究更少,要成功地进行化学驱,实现三元复合驱强化采油技术的工业化生产必须考虑在驱替过程中储层特征的动态变化,以储层特征的动态变化为依据进行化学驱工程方案优化设计;此外,还必须解决如下的三大问题:①剩余油带或残余油带的预测:储层中剩余油或残余油的分布由储层中原油的最初分布形态和后来的钻井、开发施工措施共同决定。
②采收率的提高:优化改善驱替剂的配方,使三种驱替剂在驱油效率、驱扫效率、孔隙动用率方面,和在经济技术效益方面达到最佳的协同效应。
③对采出来的原油进行破乳、脱水和脱去其中混合的化学驱替剂。
4 结束语三元复合驱强化采油是颇具发展远景的强化采油技术之一,但是其驱油机理较为复杂,特别是化学驱替剂与储层固相的作用研究很少,机理还不清楚,弄清复合驱过程中储层特征的动态变化是化学驱成功的关键。
在矿场试验中急需解决剩余油带或残余油带的预测,原油采收率的提高,以及对采出流体的分离工艺研究等三方面的问题。
参考文献1 BAV IERE M .Basic Conce pts in Enhanced Oil Recovery Processes .Published byEL SEV IERE APPL IED SCIENCE ,19912 ИЛ马尔哈辛等著,李殿文译.油层物理化学机理.北京:石油工业出版社,19873 АТ格尔布洛夫,ЛН布钦柯夫.碱水驱.北京:石油工业出版社,1995(编辑 张鸾清)74第4期 陈忠等: 三元复合驱强化采油技术continuous and weak energy is the optimal mode which expands our knowledge for Da An Zhai Reservoir in Central Sichuan.K ey w ords : Reservoir ;Seismic geology ;Seismic wave ;Analysis of seismic map ;Phase ;Oil/gas reservoir.Microscopic Component Analysis of Source Rocks and the Hydrocarbon G eneration Model in J urassic ,Santanghu Basin ,Xinjiang ,JSWPI,1997,19(4):31～35Li Xianqing (Analytical and Testing Center ,Jianghan Petroleum Institute ,Jingsha ,Hubei 434102),Ma Anlai ,Xiong Bo ,B ao Jianpin ,Zhong LinlinMicroscopic components and hydrocarbon generation model of J urassic source rocks in Santanghu Basin ,Xinjiang are studied by using the whole rock analytical method of organic petrology.The results show the source rocks in Santanghu Basin contain rich vitrinite and poor sapropelinite.However ,exinite and sapropelinite are relatively concentrated in source rocks of the lower part of Xishanyao formation.The content and com position of exinite and sapropelinite determine the hydrocarbon -generating feature and potential of source rocks.The model of oil generation from coal in J urassic in Santanghu Basin is obviously different from that in Tuha Basin.It is suggested that the reflectance of vitrinite (Ro )in the beginning of oil formation is about 0.5%and oil generated from coal is mainly contributed by sporinite and cutinite.K ey w ords : Oil generated from coal ;Maceral ;Hydrocarbon generation model ;S ource rocks ;J urassic period Mesozoic 2Cenozoic Subsidence history of Santanghu Basin ,Xinjiang ,JSWPI,1997,19(4):36～43Liu X uefeng (Department of G eology ,Jianghan Petroleum Institute ,Jingsha ,Hubei 434102),Zhang H uod an A quantitative study on Mesozoi -cenozoic subsidence history of Santanghu Basin has been made by using backstripping analysis method.The main conclusions obtained from the stud y are as follows :since Mesozoic ,the evolution of Santanghu Basin has undergone two subsidence stages (J urassic -Early Cretaceous ,Tertiary -Quaternary )and one uplift stage (late Cretaceous ).Correspondingly ,two types of basins have been formed (a simple depression basin during J urassic -Early Cretaceous and foreland basin during Cenozoic ).The subsidence center also migrated from north to south part of the studied area during Early J urassic ,the subsidence center was located in north section of the basin and the orientation of de pression and uplift was about EW direction ,while since late J urassic ,the subsidence center migrated to south section of the basin ,and the orientation of de pression and uplift was in NW direction.All of these alteration was controlled b y regional tectonics.K ey w ords : Santanghu Basin ;Backstripping ;Subsidence ;Depression ;ForelandDevelopment ofTri 2component Chemical Flooding Enhanced Oil Recovery ,JSWPI,1997,19(4):44～47Chen Zhong (Chengdu Institute of Technology ,Chengdu 610059)Luo Zhetan ,Shen Mingd ao ,Pu H u aying Tri 2component chemical flooding enhanced oil recovery is the latest development of chemical flooding technology.This paper discussed the mechanism and com position of Tri 2component and its merits and dismerits of chemicals during oil flooding.In connection with field production needs ,some urgent problems in experimental study and field tests were given.K ey w ords : Enhanced oil recovery ;Chemical flooding ;Alkaling water injectoion ;Surfactant waterflooding ;Polymer waterflooding3Journal of S outhwest Petroleum Institute。