提高采收率的方法

【摘要】该文探讨了在采油的过程中提高采收率的方法，特别是对IOR 技术和FOR 技术进行了分析，指出了技术思路与技术实施的方法。

【关键词】IOR 技术FOR 技术蒸汽吞吐采油聚合物驱油
经济有效地提高油气采收率是油气资源开发的永恒目标，为此发展了许多提高采收率的方法及其配套技术。

然而如何有效的应用这些方法和技术都是有待不断研究的课题。

一些学者将提高采收率的方法可归结为两类不同范畴的技术，即：IOR 技术（改善采油Improvement Oil Recovery）和FOR 技术（强化采油Enhanced Oil Recovery），虽然它们共同的目标都是经济有效地开发剩余油以提高采收率。

但从技术上讲它们却属于不同的技术范畴。

因为其对象不同，技术思路不同，技术实施时机和方法也将会不同。

1.IOR 技术
IOR 技术的对象是相对富集的大尺度的未被驱替介质波及到的剩余油，主要用于改善二次采油，特别是提高多层非均质油藏的注水波及效率。

虽然IOR 技术并未改变二次采油的驱替机理，但它已是二次采油技术的高度集成和综合应用的发展。

其主要技术包括：调整井和加密井技术；改善水动力条件的技术（周期注水、间歇注水、水气交替注入等）；调剖技术；水平井以及复杂结构井技术以及老井侧钻技术。

IOR 技术相对于FOR 技术，其技术成熟度高，操作成本低。

对于多层非均质油藏尽管进入高含水期，但仍然存在着巨大的应用潜力。

自从上世纪40 年代油田注水得到工业化应用以来经历了大约60年，技术上有了很大的发展，但仍然存在很大的发展潜力。

因此，IOR技术仍然是大幅度提高采收率不可忽视的技术。

2.FOR 技术
FOR 技术的主要对象是被注入水波及地区以薄膜、油滴、油片、角滞油等形式仍然残留于地下的高度分散的小尺度的剩余油以及难以采用注水开发的油藏。

FOR 技术主要包括：热采技术、注气技术、化学驱技术和微生物技术等。

它们的驱油机理与水驱有所不同。

针对稠油油藏的热采技术在当前FOR 技术中占主导地位，其中又以注蒸汽为主，美国目前是热采产量最高的国家，我国仅次于美国和委内瑞拉，居世界第三位。

注气技术是目前应用程度仅次于热采的另一项FOR 技术，它不仅可用于新油藏的开发，也可作为三次采油的手段用于水驱后油藏提高采收率。

当用于水驱之后时，其开采对象主要是水淹带内被滞留在地下的残余油，采收率可提高10％以上，注气提高采收率方法中主要是二氧化碳混相驱，为寻廉价气源而注入氮气和空气（低温氧化）已开展了研究和矿场试验，并取得了进展。

化学驱（表面活性剂、聚合物、碱）由于在低油价下难以产生良好的经济效益，目前在国外应用甚少。

针对我国油藏条件，聚合物驱得到很大的应用和发展，无论应用规模、配套技术以及科学研究方而都处于国际前列。

2.1 蒸汽吞吐采油
蒸汽吞吐采油是将一定数量的高温、高压饱和蒸汽注入油层（吞进蒸汽），而后关井数天，让蒸汽的热力向油层扩散，加热原油，降低原油粘度，最后开井采油（吐出热油）。

通常的做法是：按照每米油层注入蒸汽70~120 吨，根据每口井的油层厚度计算出需要注入的蒸汽数量。

而后开始注入蒸汽，注入时间大约为10~20 天，然后关井2~7 天。

关井的目的是：使注入的蒸汽尽可能向油层扩展。

然后开井生产，在最初1~2 天，采出的几乎全部都是蒸汽的冷凝水，接着很快出现产油高峰，其产油量比吞吐前提高几十倍。

但随着开井生产时间的延长，原油产量逐渐下降，当产量降到经济极限时，这一周期的生产结束。

一个周期生产的时间，一般可以延续几个月，最长的可达到一年左右。

当这一周期结束后，可重新进行下一周期蒸汽吞吐。

通常每一口井可进行吞吐5~7 次，但吞吐增产效果逐渐变差。

蒸汽驱采油是稠油油藏经过蒸汽吞吐采油之后，为进一步提高采收率而采取的一项热采方法，因为蒸汽吞吐采油只能采出各个油井附近油层中的原油，在油井与油井之间还留有大量的死油区。

而蒸汽驱采油，就是由注入井连续不断地往油层中注入高干度的蒸汽，蒸汽不断地加热油层，从而大大降低了地层原油的粘度。

注入的蒸汽在地层中变为热的流体，将原油驱赶到生产井的周围，并被采到地面上来。

注蒸汽驱油，在辽河曙光、高升油田的一些区块以及克拉玛依油田的九区，都获得良好的驱油效果，一般情况下，蒸汽驱采油可使采收率增加20％~30％。

我国稠油开发，自1982 年辽河高升油田7口井蒸汽吞吐成功以来，热采技术不断完善，开发规模不断扩大，稠油产量大幅度增长。

到1995年蒸汽吞吐油井8100多口，吞吐产量1051万吨，蒸汽驱油井数820多口，蒸汽驱油产量48 万吨，热采产油量合计1099万吨。

与此同时，先后建成了辽河、新疆、胜利、河南等四个稠油生产基地和北京稠油热采研究中心，为进一步开发稠油油田，打下了良好基础。

1999 年稠油热采的产油量已达1100 万吨以上。

2.2 聚合物驱油
所谓聚合物驱油，就是在注入水中加入一定量的聚合物，例如聚丙烯酰胺，以提高注入水的粘度和降低油层的水相渗透率（指水的有效渗透率与绝对渗透率的比值），改善油水之间的流动状况，减少注入水的突进现象，因为聚合物溶液注入油层之后，一些聚合物分子吸附在岩石表面上。

岩石孔隙表面吸附聚合物分子后，对后续的注入水会形成一种阻力，促使注入水改变流动路线。

从而扩大了注入水的波及体积。

也就是说，在加入聚合物之前，注入水波及不到的地方，加入聚合物之后，带有聚合物溶液的水在油层中的波及体积扩大了。

这样，既可以降低油井含水，又扩大了水驱油的范围，提高了采收率。

概括起来，注聚合物驱油，油井含水量可下降20％左右。

油井产量提高一倍以上，采
收率可提高10％左右。

当前大庆油田主要在油田北部进行工业性注聚合物驱油工作，注聚合物的井数已达1000 多口，1998 年用于注水的聚合物干粉已达5万多吨，年增产原油400多万吨，每增产1吨原油成本为400多元，聚合物驱油获得了较好的效益。

2.3 表面活性剂驱油
我们日常生活中使用的肥皂、洗衣粉都是具有洗油能力的表面活性剂。

表面活性剂驱油是通过降低油水界面张力，促使油水增溶，改善岩石表面润湿性、改善流度比而提高驱油效率的一种提高采收率方法。

2.4 混相驱油
混相驱就是两种流体完全溶解在一起，它与非混相流体的区别在于两者之间的界面张力等于零。

比如水与油不能互溶，但水与酒精可以互溶，而油又能与酒精互溶。

因此，在油和水之间加入酒精就能双双溶为混相，用水就可以将溶于酒精中的油驱替出来。

除酒精这种醇类物质外，还有烃类物质(如纯烃、石油气等)、CO2气和惰性气体等具有这种作用。

为了能够达到混相，就要有较高的工作剂注入压力，但又不能压破地层。

因此，要求要有较高的地层压力，油藏埋深至少要大于1500米。

此外，为使混相驱取得高效，选择高倾角、厚度不太大、垂向渗透率低的储层是有利的。

2.5 微生物法
利用微生物及其代谢产物来增加石油的产量，这种技术被称为微生物提高石油采收率技术(MEOR)。

该技术是将经过选择的微生物注入油层，随之发生它们为生存而在油藏内增殖产物的激励和运移作用，这种作用降低油-水-岩石体系的界面张力、改善油层流体的流度比或导致选择性封堵孔隙空间、提高流体驱替效率，有助于进一步增加二次采油后枯竭的油井的产油量。

使用微生物提高采收率技术的优点在于：只要碳源（糖蜜或烷烃）和其它营养物质充足，便可在油藏就地产生代谢产物或使细胞生长，扩大其使用范围。

此外，经过精心地设计工艺过程，可以综合利用几个机理，而不同于常规的化学驱油的单一机理。

提高石油采收率技术与注水相比，不仅机理复杂，而且技术难度大、成本高、周期长，同时也面临着环境保护问题。

今后，应在发展现有提高采收率方法的同时，不断探索技术上可行、有经济效益的新领域。