孔琳 刘伟 张雷
中石化胜利油田分公司孤东采油厂采油管理五区山东东营257000
摘要：热采是目前开采稠油的常规方法，但是其采收率较低。为提高稠油采收率，近年来发展了新的稠油开采技术。主要包括：稠油热/化学驱，蒸汽辅助重力泄油技术(SAGD)及配套技术，超稠油HDCS强化采油技术，稠油化学驱等技术。文中详细阐述了这几种采油技术的国内外发展现状及其作用机理和特点。认为随着科学技术的发展和对环保要求的不断增强，这些技术必将是未来开采稠油的主要方法。
关键词：稠油；提高采收率；化学驱；HDCS强化采油技术；发展趋势
引言
稠油在世界油气资源中占有较大的比例。据统计，世界稠油、超稠油和天然沥青的储量约为1000×108t。稠油资源丰富的国家有加拿大、委内瑞拉、美国、前苏联、中国等。我国稠油主要分布在胜利、辽河、河南、新疆等油田。目前开采稠油主要方法为蒸汽驱和蒸汽吞吐。但是常规热采的缺点是效率低，成本高，消耗大。因此，为了改善稠油开采效果，提高稠油采收率，发展了多种提高稠油采收率技术，文章主要阐述了：稠油热/化学驱，蒸汽辅助重力泄油技术(SAGD)及配套技术，超稠油HDCS强化采油技术，稠油化学驱开采技术的作用机理和特点。
一、稠油资源概况
我们把沥青质、胶质含量较高且黏度和密度较大的原油称为稠油，国外统称稠油为重质原油。我国通常把油藏条件下相对密度为0.92数0.95、黏度为100数10000mPa·s的原油称为普通稠油；油藏条件下相对密度为0.95数0.98、黏度为10数50Pa·s的原油称为特稠油；油藏条件下相对密度大于0.98黏度大于50Pa·s的原油称为超稠油。稠油是石油资源的重要组成部分，是多种重要化工产品的生产初级原料，也是近几年国家石油勘探开发与开采的重要目标。
二、稠油开采技术
1、稠油热/化学驱油技术
在蒸汽开采方法中，由于稠油与蒸汽密度和粘度的差异，常常导致蒸汽重力超覆和指进，导致蒸汽开采体积波及系数的降低。另一方面，即使在蒸汽所波及的区域，由于受岩石-原油-水体系界面特性的影响，有很大一部分稠油不能从岩石表面剥离下来，降低了原油的最终采收率。为解决上述问题发展了热/化学驱油技术。
1.1热/表面活性剂复合驱技术
热/表面活性剂复合驱主要机理有：温度升高，使油相黏度降低；改变岩石润湿性，提高油相相对渗透率；降低岩石-油-水界面张力，提高驱替相毛管数，启动并驱替剩余油；生成O/W型乳状液，携带、捕集、聚并剩余油滴；乳状液内相颗粒在多孔介质的孔喉处滞留，降低了高渗层带绝对渗透率，改善了储层的非均质性，从而提高采收率。目前新型表面活性剂的开发应用发展迅速，高分子表面活性剂，生物表面活性剂等将会更多的应用到石油开发中，随着原油开采力度的加大和稠油的大规模动用，廉价的、耐高温表面活性剂将会是研究的重点。
1.2热/碱复合驱技术上世纪80年代初开始了改善热采的热/碱复合驱技术的研究与应用。热/碱复合驱提高原油采收率的机理是：碱与原油中的酸性物质发生反应生成具有降低油水界面张力和改变岩石润湿性作用的表面活性剂，另外，蒸汽和碱混合可以增加重力，减小其流度，有利于延迟蒸汽超覆时间。由于热/碱复合驱成本比较低，矿场实施简单而很快在现场进行了试验。1983年，P.E.MBaba等人[4]报道在Midway-Sunset油田进行了蒸汽/碱复合驱试验，大部分试验井提高了产量，但是有些没有任何效果。国内学者[5]进行了蒸汽驱中加入无机碱性添加剂的室内研究，结果表明，采收率提高13%左右。2006年，齐齐哈尔油田[6]4口井进行了黑液复合驱油剂添加蒸汽吞吐对比试验，取得了较好效果，其中2口井5个月增油348吨。
1.3热/聚合物复合驱技术
热/聚合物开采技术是发展较晚的一种技术，应用于热力驱后的稠油油藏。
由于蒸汽吞吐和蒸汽驱后还有大量的稠油不能被采出，为提高稠油采收率而发展了此项稠油开采接替技术。其开采机理是利用聚合物的大分子量来对地层进行吸汽剖面调整，堵塞大孔道，改善注汽效果，提高采收率。为降低稠油开采成本，Cook等人研制出一种价格低廉的耐高温的聚合物-表面活性剂体系，在MidwaySunset油田共10口井进行了试验，有效改善了蒸汽窜流和超覆，降低了开采成本，提高了采收率。
1.4水热催化裂解技术
在注蒸汽过程中,水和热的综合作用不仅会使原油发生物理变化,而且还有化学反应发生。地层原油在水蒸汽作用下发生的脱硫、脱氮、加氢、开环以及水煤气转换等一系列反应称为水热裂解反应[10]。Hyne等人在上世纪90年代最早提出，存在于稠油，尤其是重质组分中的有机硫成分，在水热裂解反应中是关键物质。总的化学反应过程可以用下列反应式表示[11]。RCH2CH2SCH3+2H2O→RCH3+CO2+H2+H2S+CH4通过对稠油水热裂解的研究证明，稠油中有机硫化合物的裂解不是一步完成的，而是经过一系列的反应步骤，其中还涉及酸聚合，低温氧化和水汽转化的反应。由于水热裂解反应，稠油中的沥青质就得到部分改质，表现为稠油平均分子量降低，粘度减小以及硫含量降低，从而为稠油的开采降低了难度。另外，催化剂的加入能够促进裂解反应，抑制聚合反应，从而使水热裂解向着裂解改质稠油的有利方向进行。
2、蒸汽辅助重力泄油技术(SAGD)及相关技术
在蒸汽辅助重力泄油过程中，蒸汽通过储层上部的水平井注进，油受热靠重力泄油进入下方的水平井。由于水平井在稠油开采中可增加井筒与油层的接触面积和渗流面积，提高井的吸汽能力和生产指数，扩大加热油层的体积，提高蒸汽驱扫效率，防止蒸汽超覆和气窜，减少热损失，提高油气比。随着向下排泄，蒸汽在储层内不断扩大其加热范围，形成一个有效的加热体系，使油在排泄过程中一直保持着受热，从而可获得较高的采收率。
3、普通稠油化学驱油技术
在稠油开采中，当油层太薄(小于10m)和油藏太深(大于1000m)，或者存在底水的情况下，热量损失成为制约热采技术的主要因素。在这种情况下可以用非热采方法来提高稠油油藏采收率。有代表性的稠油化学驱技术主要有：表面活性剂/碱驱，聚合物驱，聚合物/碱驱。
3.1表面活性剂/碱驱提高普通稠油采收率
碱驱的主要机理是：碱和原油中的酸性物质反应，形成原位表面活性剂，降低界面张力。但是，由于碱驱过程中碱剂在岩石表面吸附和沉淀损失，这就需要提高注入碱的浓度。所以，在驱替过程往往加入表面活性剂和碱的混合体系。现在比较公认的观点是，碱/表面活性剂驱是通过乳化原油形成水包油型乳状液，有效降低稠油粘度，从而提高稠油采收率。通过NMR技术证明[17]：碱/表面活性剂体系能与原油形成O/W和W/O两种类型的乳状液。使用多孔介质中乳状液流动的过滤模型证明：O/W乳状液的形成降低了水相的流度，增大了波及体积，提高了采收率。
3.2聚合物驱提高普通稠油采收率聚合物驱主要是通过降低水油流度比提高波及系数来提高原油采收率。另外，弹性聚合物溶液通过粘弹性产生粘滞力，提高原油的驱油效率。我国聚合物驱技术走在了世界的前列，相继在大庆油田，胜利油田等得到了应用。
结论
随着理论知识与实验数据的不断更新，稠油的开采技术也在不断地创新。每一种开采方式都具有独特的优点，同时也有着不足之处。需根据不同油藏的不同条件，因地制宜，选择适合的开采技术，尽可能做到经济与效益的最大化。
［参考文献］
[1]于连东．世界稠油资源的分布及其开采技术的现状与展望[J]．特种油气藏，2001，8(2)：98-99．
[2]张继国，李安夏，李兆敏，等．超稠油油藏HDCS强化采油技术[M]．山东东营：中国石油大学出版社，2009，12-14．
作者简介：孔琳，女，山东东营市人，汉族，大学专科学历，信息化高级工，研究方向为油气田开发工作。