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2007年2月14日 ⁄ 暗潮 开发采油 ⁄ 评论数 0+ ⁄ 被围观 +

 近年来,由于国际上原油价格的持续下降,西方很多大的石油公司都暂时停止了对提高采收率技术的大规模研究,然而,三原复合驱的机理何寻找更便宜,更有效的三原复合驱体系的研究工作并未完全停止,特别是中国陆上油田,三原复合驱的实验研究,矿场先导试验何工业性试验发展十分迅速。
由于新的大高产油田的发现的机会的减少和老油田产量的急剧递减,发展提高采收率技术,特别是能够大幅度提高驱油效率的三原复合驱油技术,研究其机理,选择高效、廉价的配方体系,优化矿场设计,形成配套技术已经成为石油工业持续发展的一项长远战略行任务。特别是对于中国来说,快速发展三原复合驱技术尤其重要。
ASP三原复合驱是指碱/表面活性剂/聚合物组成的复合驱油体系,是上个世纪八十年代发展起来的一种新型的驱油技术,且被证明是一种提高采原油收率的有效方法。“八五”期间,大庆及胜利油田进行了三原复合驱矿场试验,取得了较好的效果。新疆油田也在“八五”、“九五”期间针对克拉玛依油田砾岩严重非均质油藏特性及储层流体特点进行了大量的室内研究,取得了显著效果,得到了在严重非均质砾岩油藏进行三原复合驱技术的宝贵经验。
ASP三原复合驱的主要驱油机理是碱与原油中的酸性组分作用就地生成皂类,与加入的表面活性剂协同作用,产生超低界面张力。表面活性剂/聚合物体系中加入碱能够降低表面活性剂吸附,在与胶束/聚合物驱相同的驱替效率下,可以使表面活性剂浓度降低10倍以上,因而也降低了化学剂费用。有研究表明:①考虑了吸附和滞留后的低浓度表面活性剂ASP溶液在其具有瞬时和平衡超低IFT时是一种很有潜力的体系;②ASP驱油的主要机理是残余油变形,拉伸成带条状,移动、乳化和夹带;③油湿体系微观模型的ASP驱的主要机理是孔隙壁上的油膜剥离、移动,在孔隙内和孔隙间搭桥,并且形成油包水乳状液,聚并形成液流。
美国NIPER和中国新疆石油管理局合作,首次采用化学驱模拟器UTCHEM对新疆克拉玛依油田的三原复合驱先导试验进行了三维油藏数值模拟研究。分别预测了连续水驱、聚合物驱、碱驱、表面活性剂/聚合物复合驱和ASP三原复合驱的开采效果。试验表明计算结果与试验数据一致,计算结果见表1。
表1 克拉玛依油田各种化学驱方法累积采收率
方法 表面活性剂用量T     Na2CO3用量T     聚合物用量t   累积采收率%
水驱     0     0     0     2.3
聚合物驱     0     0     50     5.2
表面活性剂/聚合物驱     459     0     50     17.1
ASP三原复合驱     459     372     50     23.6

由表中可以看出,连续水驱的采收率最低为2.3%,ASP最高为23.6%。ASP采收率比水驱采收率提高了20%。
中国山东省孤东油田ASP驱先导试验也获得了巨大的成功。孤东油田1985年投入开发。小井距先导试验区位于油田中部,主要目的层是第三系馆陶组Ng52+3,该层由辫状河沉积的非固结砂岩组成。先导试验区内有效厚度11m,平均渗透率3.8md,地层温度68℃,原始地层压力12.7Mpa,地层条件下原油粘度为41.3mPa•m,原油算值达3.11毫克(KOH)/克。先到试验区面积为30977平方米,地质储量7795吨,采用50米井距的反五点井网开发,包括4口注入井,9口生产井和2口观察井。该先到试验区于1987年10月~1992年2月进行水驱,水驱结束时累积采收率达54.4%,剩余油饱和度降到35.1%,1989年含水即达98.4%。1992年8月初开始实施ASP驱,化学段塞包括:1.5%Na2CO3,0.2%OP10,0.2%CY1和0.1%3539S,总注入量为0.55PV,由五个段塞组成。到1993年6月底,注完化学段塞,1993年6月改为连续注水,到1994年7月含水升到ASP驱前的水平,产出液中化学及含量降到最低值,试验结束。
在本次先导试验中,ASP驱的主要效果有:①生产井含水下降,产油量增加:到试验结束时,试验区增加采收率13.4%OOPI,使总采收率达69%,中心井增产1740吨;②可动剩余油形成油墙;③产出油组分分析表明重组分含量增加;④提高了驱替效率和波及效率。
大庆油田原油基本无酸值的情况下,中区西部先导试验区、杏五先导试验区取得比水驱最终采收率提高20%以上的高效果,高出聚合物驱提高采收率一倍左右。大庆油田试验区是以P05井为中心,由四个反五点构成的正方形井网;试验目的层为萨1-3层;试验区共有油水井15口,其中4口注入井,生产井9口,以及1口取样井和1口观察井;注采井距106m,生产井距150m,试验区面积0.09平方千米。试验区平均有效厚度8.6m,孔隙体积20.33×104m3,原油酸值小于0.1毫克(KOH)/克原油,地质储量11.73×104吨。三原复合驱方案为:0.3%B100,1.25%Na2CO3 ,1200mg/L1275A。矿场试验结果得知,比水驱提高采收率17%~22%OOIP,比聚合物驱提高采收率10%OOIP,试验结果见表2。
表2 三原复合驱和聚合物驱对比表
方法     阶段采收率%     最终采收率%     阶段含水%     最终含水%
水驱     32.62     41.97     92.8     98.2
聚合物驱     12.73     45.39     75.96     97.85
表面活性剂/聚合物驱     12.8     45.45     76.0     97.87
ASP复合驱     24.64     57.27     61.33     98.0
通过试验得出入下结论:①注入三原复合体系后,注入压力增加,注入能力下降;②流压下降,产能降低;③三原复合驱也能提高波及效率。


经过数年的发展,三原复合驱技术在我国的研究与试验区应用已经取得了很大的成绩,也表明了这门技术的实用性。理论上和油田矿场试验,均表明ASP复合驱技术可以大幅度提高采收率,但是现在仍然处在试验研究阶段,至今未进入大规模工业化应用。主要原因,一方面其机理复杂,涉及多学科、多专业的高新技术;另一方面很重要的是其高投入和高风险性。制约ASP技术发展的关键问题主要有:①表面活性剂的筛选于研制――高效、廉价、国产化;②化学剂的损失――牺牲剂吸附、优化注入方式;③复合体系在油层中的组分分离;④油层和井筒的结垢;⑤粘弹性损失严重。
总体来说,三原复合驱可以比水驱提高采收率近20%,显示出了该项技术可以大幅度提高可采储量,这为我国老油田稳产创造了条件。尽管理论上和矿场实验已经取得成功,但是由于上述原因,必将影响工业化的推广应用。基于经济效益的研究使我国进一步发展ASP技术,才能更好的推动我国ASP技术工业化的应用。
我国的ASP三原复合驱技术经过20年的研究取得了很大的发展,目前已经取得一定成绩,但是由于技术的复杂性,目前仍是世界性的高新技术,驱油机理有待进一步认识,适应不同类型油藏地质条件的新方法有待开发,围绕低成本的配方体系有待开发,任重而道远,减少石油储量损失,最大限度的提高采收率,将是油田开发工作永恒的主题。

 
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