张雷 孔琳 刘伟
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：石油开采是一项复杂的工程，涉及到很多难度较高的内容，尤其是近些年来，随着石油开采的不断深入，石油开采过程中遇到的问题也越来越多，严重影响了石油的开采率，如何提升石油的开采率已经成为了我国石油企业面临的重要问题。目前，三次采油驱油技术已经在石油开采过程中被广泛应用，不仅提升了石油开采的效率，还提升了石油开采的质量，具有非常高的应用价值。三次采油是我国油田开发技术上的一次重要飞跃，其借助物理和化学方面的知识和理论，大大提高了驱油体积和开采效率。
关键词：油田开采；三次采油；驱油技术
引言
化学驱三次采油技术是一项能够大幅度增油降水、提高原油采收率的油田开发技术。20世纪60年代以来,针对胜利油田地层温度高、地层水矿化度高、原油黏度高、综合含水率高、大孔道较为发育的特殊油藏条件,开展了三次采油技术的探索研究。经过长期的室内实验研究,1992年开展了小井距三元复合驱先导试验和孤岛油田中一区Ng3层聚合物驱矿场先导试验,两个试验取得了明显的增油降水效果。1994年在孤岛和孤东油田开展了聚合物驱扩大试验,1997年聚合物驱油技术在一类油藏实现工业化推广,此后,开展了一类油藏的提高采收率技术研究。目前,三次采油技术已成为胜利油田持续稳产的主导技术。
一、三次采油技术阐述
1、三次采油驱油的概念阐述
在我国的油田开采中，出现了一次采油、二次采油和三次采油，最初的采油技术，是通过开采天气的技术来进行开采石油，所以石油的开采率很低，导致很多石油被遗留在地下，导致石油资源的浪费。随之采油技术的发展，人们利用采油量跟油田压力梯度的关系发明了二次采油技术。随着科学技术的进步，人们完善了二次采油技术，发明了三次采油技术，它让油田的开采效率更进一步。三次采油是通过利用各种生物技术、物理技术和化学技术等来提高原油的采收率的一种方式。三次采油技术类型主要分为微生物采油、热力驱、气驱和化学驱，是通过注入各种微生物、化学物质、混相或者蒸汽的方式，将原油或者油水界面的物理性质改变，对地下剩余的石油进行开采，从而大大提高原油的采收率。
2、三次采油驱油技术的工作原理
传统的二次采油技术通常在油层之间进行作用，而三次采油驱油技术则是向油层中注水，让油层的压力分解，在把驱油活性剂注入使得水和石油之间的粘度产生变化，使得原本在油层被冲散的石油又可以重新聚拢，方便采集的同时，也减轻了石油的浪费。三次采油驱油技术的应用，可以提高油层的注水量，也可以提升油层驱油的效率。与传统的二次采油驱油技术相比，三次采油驱油技术在把握油层情况方面更加准确，对于油层分布以及注水层的分布也更加透彻，从而实现提高油田出油率和产量的目的。因此，从三次采油驱油技术的工作原理方面，我们不难发现，驱油活性剂在其中起到了至关重要的作用，在今后的石油开采过程中，必须在驱油活性剂的研发上加大力度，研制出更加高效的驱油活性剂。
二、三次采油新技术的应用情况
化学采油驱油技术是一种较为常见的三次采油驱油技术。当前，化学采油驱油技术主要有聚合物采油驱油技术、表面活性剂驱油采油技术等。化学采油驱油技术诞生于上个世纪80年代的美国，我国在借鉴并应用该种三次采油驱油技术之后，已经取得一定的成绩。化学采油驱油技术的应用主要是利用化学表面活性剂对油田油层土壤和油田油层石油资源的表面张力的降低作用，实现提升采油率的目的。结合当前我国油田企业的生产实际来看，胜利油田、玉民油田、大庆油田在进行石油开采工作的时候应用到化学采油驱油技术的频率比较高。
化学采油驱油技术的应用主要是利用化学表面活性剂对油田油层土壤和油田油层石油资源的表面张力的降低作用，实现提升采油率的目的。结合当前我国油田企业的生产实际来看，胜利油田、玉民油田、大庆油田在进行石油开采工作的时候应用到化学采油驱油技术的频率比较高。传统理论认为,聚合物溶液与地下原油的流度比越接近于1,驱油效果越好。但对于胜利油田的油藏条件,从技术经济的角度来看不可能达到这一要求。对此,应用物理模拟和数值模拟等手段,深入开展聚合物驱渗流规律研究,分析注入浓度、注入段塞和注入速度等因素对驱油效果的影响,研究结果表明,针对胜利油田的油藏条件,流度比控制在2~7时仍然可以显著提高采收率和开发效益。这一认识奠定了胜利油田聚合物驱方案设计的基础。
大量的实验研究和矿场实践表明,在聚合物溶液中加入合适助剂的复合驱油方式,能够产生超加合作用。体系的阻力因子、界面活性大幅度提高,驱油效果好于两种单一注入剂效果之和,具有更大的技术优势和应用范围。基于这一认识,初步建立了聚合物加合增效理论,其内涵为一个核心、两个基础、四个机制,即以聚合物加合增效为研究核心,聚合物、活性剂
合成及设计为研究基础,化学剂之间、化学剂与原油、化学剂与岩石、化学剂在多孔介质中的运移4个方面的相互作用为主要机制。这一理论认识为复合驱油体系的设计提供了科学的指导。由于不同化学驱单元的原油烃类组成、极性物含量和酸值存在差异,传统的活性剂筛选方法存在一定盲目性。通过研究分子构效关系,查明致效机制,解决了降低界面张力的本质问题,提高了配方设计的针对性和有效性。设计了系列石油磺酸盐产品,以此为主剂研制了二元复合驱油体系,界面张力达到了超低的110-3mN/m。这些研究成果发展了化学驱提高采收率理论,丰富了三次采油技术的应用与实践。
胜利油田的油藏条件决定了其三次采油驱油规律的特殊性。通过对开采阶段、见效类型、见效特征等的研究,形成了规律性的认识,有效指导了方案优化设计和矿场跟踪调整。胜利油田聚合物驱项目按见效情况可分为诱导期、主导期和持续期3个阶段。诱导期一般在注入0.15PV以前,基本特征是注聚井压力上升2~3MPa,单元含水率基本稳定或略有上升,产油量保持平稳或略有下降。主导期一般为注入0.15~0.7PV,此阶段注入压力保持平稳,单元含水率下降5%~20%,产油量增加1~3倍;约注入0.35PV时,含水开始回返,产油量下降,初期含水上升速度为5%~15%,产量递减率为20%~40%。注入0.7PV以后进入持续期,含水和产油量逐步恢复到注聚前的水平。大庆油田化学驱增油量绝大部分是在注聚阶段产出的,而胜利油田后续水驱阶段的增油量占总增油量的60%左右。按含水率的变化,油井见效类型可划分为U、V、W和平稳型等4种类型,分析了其影响因素和控制条件,用以指导注聚过程和后续水驱阶段的跟踪调整,确保注聚项目增油增效。
结论
三次采油是推动我国采油技术发展的重要技术，其在传统的石油开采之后或者通过天然能力开采之后，通过各种新技术，例如微生物采油技术、矿场聚合物驱油采油技术和化学复合驱采油技术对尾矿进行开采，将原油层中非常难开采的石油开采出来的过程。总而言之，虽然二次采油驱油技术仍然在部分油田开采中被利用，但是因为存在石油资源浪费严重的情况，导致应用受到限制。三次采油驱油技术经过多年的实践和改进，已经得到了各大油田企业的广泛认可，应用在油田开采过程中，极大地提升了采油率，在我国今后的石油开采过程中应当不断改进，从而提升石油企业的经济效益和社会效益，确保我国石油能源的供应。
［参考文献］
[1]侯涛. 油田三次采油驱油技术应用探讨[J]. 化学工程 与装备, 2014(04): 110-111.
[2]孙焕泉, 张以根, 曹绪龙. 聚合物驱油技术[ M ]. 东营: 石油大学出 版社, 2002.
作者简介：张雷，男，山东东营市人，汉族，大学本科学历，采油高级工，研究方向为油气田开发工作。