劉培軍陳金輝 申權(quán)李道慶于娜
(1.冀東油田工程技術(shù)處采油工程科 河北 唐山063200;2.冀東油田工程技術(shù)處集輸工程科 河北 唐山063200;3.冀東油田工程技術(shù)處集輸工程科 河北 唐山063200;4.冀東油田井下作業(yè)公司作業(yè)一隊(duì) 河北 唐山063200;冀東油田供應(yīng)處 河北 唐山063200)
聚合物驅(qū)的驅(qū)油機(jī)理主要是向水中加入高分子聚合物提高水相黏度和降低水相滲透率,降低水相流動(dòng)性而不明顯地影響油相的流動(dòng)性,使水驅(qū)油流度比下降,減弱黏性指進(jìn),從而提高波及效率來(lái)提高采收率。
注水采油后油層中大約還滯留三分之二的原油,這部分油陷留在較細(xì)的管孔道中,因?yàn)槊?xì)管力的作用,想要驅(qū)替出來(lái)這部分油,不能單獨(dú)依靠增加壓差。因?yàn)楸砻黩?qū)動(dòng)所需的壓差大約為9.81MPa·m,油水界面張力約為3.0×10-2,而注水時(shí)壓差才(196.13~392.27)k Pa·m,與驅(qū)動(dòng)壓差相差較多。所以需要利用表面活性劑降低油水界面張力,使殘余油變?yōu)榭闪鲃?dòng)油。
泡沫驅(qū)是一種用泡沫作為驅(qū)替介質(zhì)的驅(qū)油方法。是使用表面活性劑發(fā)泡性配成驅(qū)油進(jìn)行采油的方法,往常的三元復(fù)合驅(qū)雖然已經(jīng)比水驅(qū)的采收率提高了20%,但是還是會(huì)有30~40%的原油滯留地下,所以在三元復(fù)合驅(qū)的基礎(chǔ)上又發(fā)展起來(lái)一種新的驅(qū)油方法,即泡沫驅(qū)。
其機(jī)理如下:(1)泡沫可以使水(氣)相的相對(duì)滲透率降低。油藏中的泡沫是一樣,所以可以強(qiáng)化水驅(qū)的原油采收率。同時(shí)泡沫能減少氣相相對(duì)滲透率。
(2)泡沫的調(diào)剖作用。油層的非均質(zhì)性,關(guān)系到其高導(dǎo)流通道,驅(qū)油劑是優(yōu)先流經(jīng)這些通道,繞過(guò)或封閉了相鄰較低滲透率層帶中的原油。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施中,一般采用的泡沫都是空氣加起泡劑與氣液接觸產(chǎn)生的;但是因?yàn)槎稳阶⑷氲姆绞揭种茪飧Z的效果更好一些,所以在中高滲油藏采用地面發(fā)泡,。
可動(dòng)凝膠體系調(diào)驅(qū)技術(shù)是近十多年來(lái)從高濃度本體凝膠體系發(fā)展起來(lái)的一種深部調(diào)驅(qū)新技術(shù)。
1.4.1 有機(jī)鉻交聯(lián)劑與聚合物反應(yīng)的原理:
有機(jī)鉻能夠與高分子聚合物交聯(lián)成膠,其根本原因是鉻離子在水中能形成多核羥橋鉻離子。多核羥橋鉻離子再與高分子聚合物進(jìn)行交聯(lián)而生成凝膠。
Cr3+通過(guò)絡(luò)合、水解、羥橋作用以及進(jìn)一步的水解及羥橋作用形成Cr3+的多核羥橋絡(luò)離子。
1.4.2 酚醛交聯(lián)反應(yīng)
一般構(gòu)成有機(jī)酚醛交聯(lián)劑的是醛類(甲醛、乙二醛、戊二醛等)與苯酚、苯酚二酸、苯酚衍生物,酚醛樹脂是目前應(yīng)用較多的。其交聯(lián)機(jī)理是利用苯酚和甲醛進(jìn)行縮合反應(yīng)生成的羥甲基苯酚或酚醛樹脂與聚丙烯酰胺進(jìn)行縮合反應(yīng)。進(jìn)而得到分子量增大、形成了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的弱凝膠體系。烏洛托品/間苯二酚屬于酚醛樹脂,在酸性介質(zhì)或高溫條件下,烏洛托品能夠釋放出甲醛,甲醛與間苯二酚反應(yīng)生成多羥甲基間苯二酚,甲醛和多羥甲基間苯二酚都和聚合物發(fā)生交聯(lián)作用,形成弱凝膠。
對(duì)低滲輕質(zhì)油油藏注入空氣提高采收率的方法,包括:①煙道氣含85%的N2和15%的CO2,可以使原油膨脹。在注入壓力下,可以相對(duì)容易的溶解于原油中;②空氣驅(qū)加大儲(chǔ)層壓力,提高油藏能量;③在地層溫度下,可實(shí)現(xiàn)間接的煙道氣驅(qū);④燃燒產(chǎn)生的熱使原油產(chǎn)生熱膨脹引起抽提效應(yīng);⑤CO2溶于水產(chǎn)生的弱酸對(duì)碳酸鹽巖層起酸化作用;⑥想要有效減少空氣和氧化前緣超過(guò)油帶而發(fā)生的指進(jìn)可以通過(guò)改善注入氣、殘余油和水之間的密度和粘度比度的方式;⑦為了改善頂部油層低滲透部位的開發(fā)效果可以針對(duì)正韻律油藏經(jīng)由氣體重力分異作用;⑧在地層條件相應(yīng)的溫度下,通過(guò)原油低溫氧化把空氣中的氧氣消耗,至少可實(shí)現(xiàn)氮?dú)怛?qū)。
蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)目前已成為我國(guó)稠油開采的主要方法。近些年,一種新的熱采方法出現(xiàn)了,就是地?zé)岵捎?。地?zé)岵捎鸵陨顚痈邷囟乳_發(fā)流體(油、氣、水及其混合物),通過(guò)這些流體將大量的熱量帶入淺油層,使原油粘度降低、原油流動(dòng)能力提高?,F(xiàn)今社會(huì)對(duì)石油資源的需求增加,以及國(guó)際油價(jià)持續(xù)走高等形勢(shì),供需矛盾日益突出,這種形勢(shì)造就了這種方法的產(chǎn)生,而且地?zé)岵捎褪菍?duì)豐富的地?zé)豳Y源的利用,響應(yīng)了節(jié)能減排的號(hào)召。
通過(guò)內(nèi)、外源微生物結(jié)合調(diào)控油藏微生物生態(tài)系統(tǒng)即微生物驅(qū)油,微生物驅(qū)油主要通過(guò)微生物自身的繁殖代謝等功能實(shí)現(xiàn)微生物群落結(jié)構(gòu)的定向調(diào)控和油層的深部調(diào)剖,利用微生物所具有的驅(qū)油機(jī)理達(dá)到提高驅(qū)油效率的目的,最終提高該井組的原油采收率。
(1)微生物驅(qū)油就是在油層中讓微生物進(jìn)行增殖,成為生物量,菌體一般都附著在巖石表面,使巖石表面的潤(rùn)濕性改變后,替代下來(lái)附著在巖石上油膜。密集成團(tuán)的微生物會(huì)選擇性或者非選擇性堵塞地層中的孔道,使流動(dòng)方向改變,擴(kuò)大掃油面積。
(2)微生物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物可產(chǎn)生出如CO2、CH4、H2等氣體,油層壓力加大,提高產(chǎn)能,而且在一定壓力條件下,CO2、CH4等部分氣體可以部分溶解在原油中,可以降低原油粘度,使原油體積膨脹,從而很大程度提高原油的采收率。代謝產(chǎn)生生物聚合物,可以選擇性或非選擇性封堵地層,使驅(qū)替液的粘度增加,降低流度比,提高波及系數(shù)。還可產(chǎn)生有機(jī)酸和表面活性劑,降低界面張力,洗油效率也大大提高。
(3)能降解烴類的微生物可將高分子的石油烴類降解為低分子的烴類,從而降低石油的粘度和凝固點(diǎn),增加原油的流動(dòng)。
分子膜的傳遞介質(zhì)是以水溶液,利用陰陽(yáng)離子(有機(jī)或無(wú)機(jī))的靜電吸附反應(yīng)特征,通過(guò)沉積異性離子體系的單層交替分子,制備成層狀有序的納米級(jí)超薄膜。在固液界面形成的分子厚度的納米膜,把強(qiáng)濕潤(rùn)的固液界面變?yōu)橹虚g潤(rùn)濕或弱水濕的,這樣可以減少卡斷現(xiàn)象引起的阻力,注入水的時(shí)候更容易進(jìn)入小孔小喉,提高波及系數(shù);可以把固液界面的潤(rùn)濕性,由油潤(rùn)濕的變成中間潤(rùn)濕或弱水濕,降低黏滯阻力,提高驅(qū)油效率,。
本文概述了三次采油方面的方法和技術(shù)原理,從根本闡述了現(xiàn)今常用的驅(qū)油用方法和原理,針對(duì)不同特點(diǎn)油藏使用不同的調(diào)驅(qū)方法很重要,隨著科技的進(jìn)步,將會(huì)有越來(lái)越多的三次采油方法和技術(shù)被人們所發(fā)現(xiàn)。