張家琦

曲阜師范大學化學與化工學院

簡析化學復合驅(qū)技術研究與應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

張家琦

曲阜師范大學化學與化工學院

從石油開采實踐來看，我國油田以陸相沉積類型為主，品質(zhì)不均勻，且蠟、芳烴的含量較高，原油黏度過大，注水開采難。當前，國內(nèi)主要借助堿、表面活性劑協(xié)同作用而構建低濃度復合驅(qū)體系，以提高趨油效率。但在應用中，因普遍面臨的成本高、處理難度大等問題，復合驅(qū)技術在國內(nèi)發(fā)展受限。本文主要闡述化學復合驅(qū)技術的原理、應用現(xiàn)狀，并分析其發(fā)展和應用趨勢。

化學復合驅(qū)技術；應用現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

石油是保障國家生存和發(fā)展的重要能源。就我國油田而言，大多為陸相沉積，油藏呈現(xiàn)非均質(zhì)性的特點，其中蠟、芳烴含量較高，傳統(tǒng)水驅(qū)開采石油的方法難以收獲良好的成效，阻礙我國石油開采事業(yè)的發(fā)展?；瘜W復合驅(qū)作為一種新技術，對提高原油采收率具有促進作用。

一、化學復合驅(qū)技術的原理

驅(qū)油效率、波及效率等因素直接決定著原油采集率。化學復合驅(qū)技術主要用于原油采集。有效應用化學復合驅(qū)技術，可提高驅(qū)油率和波及率?；瘜W復合驅(qū)由堿驅(qū)、表面活性劑驅(qū)、聚合物驅(qū)等多個驅(qū)構成，各驅(qū)之間相互作用，發(fā)生化學反應，能提高驅(qū)油效率。此外，化學復合驅(qū)技術應用中的高分子聚合物試劑，可增加水溶液的粘稠程度，并降低水分子、石油原液流度比例，能實現(xiàn)增加波及效率。與此同時，ASP三元復合驅(qū)具有乳化的良好性能，為提高驅(qū)油率奠定基礎。在乳化的作用下，原油更易分散，形成油滴，易被開采[1]。

二、化學復合驅(qū)技術的應用現(xiàn)狀

（一）整裝砂巖油藏的應用現(xiàn)狀

大慶油田是比較典型的整裝砂巖油藏，屬低含硫石蠟基原油。自21世紀初以來，大慶油田自主研發(fā)表面活性劑產(chǎn)品、石油硫酸鹽產(chǎn)品，分別利用強堿和弱堿進行試驗，采用三元復合驅(qū)進行先導性試驗取得良好的效果，主要表現(xiàn)在以下方面：

首先，利用三元復合驅(qū)進行試驗，使原油采收率明顯提高。基于強堿的三元復合驅(qū)作用，將采收率提高22%；基于弱堿的三元復合驅(qū)作用，將采收率提高20%。其次，在化學復合驅(qū)技術應用中，大慶油田逐漸形成化學劑生產(chǎn)體系，且表面活性劑、聚合物、堿等的質(zhì)量都明顯提高。再次，原油開采工程具有復雜性的特點，要充分發(fā)揮化學復合驅(qū)技術優(yōu)勢，就必須明確相關工藝流程和制定合理的應用方案，使各項工作有條不紊的進行。大慶油田的操作人員在實際操作過程中針對技術應用而制定科學合理的注入方案、地面工程優(yōu)化方案，為提高應用效果奠定良好基礎。最后，自化學復合驅(qū)技術應用以來，油田的防垢能力、阻垢能力明顯提高等[2]。

化學復合驅(qū)技術在應用中，雖然取得良好成效，但也暴露出諸多問題：首先，基于堿的復合驅(qū)應用后，易出現(xiàn)結垢、腐蝕的問題，給維護工作增加了難度，且縮短了檢查工作的周期。其次，液乳化的開采量較大，加大處理工作難度，且處理成本相對較高，不利于油田經(jīng)濟效益的最大化[3]。

（二）礫巖油藏、復雜斷塊油藏的應用現(xiàn)狀

當前，化學復合驅(qū)技術在礫巖油藏中也有應用。以新疆克拉瑪依礫巖為例。新疆克拉瑪依礫巖為環(huán)烷基原油，其儲集層為礫巖（粒砂礫巖、粉砂礫巖為主），且礫石的含量達到40%左右。該地區(qū)采用石油硫酸鹽進行弱堿三元復合驅(qū)的先導性試驗，將原油采收率提高約25%[4]。

化學復合驅(qū)技術應用于復雜斷塊油藏中，以勝利孤島油田為典型。該油田的原油屬含硫環(huán)烷-中間基類型，粉細砂巖為主，成巖較差，多泥質(zhì)物質(zhì)。應用化學復合驅(qū)技術時，采用三元復合驅(qū)進行先導性試驗，將原油采收率提高13.4%[5]。

三、化學復合驅(qū)技術的發(fā)展及應用趨勢

（一）化學復合驅(qū)技術的發(fā)展

現(xiàn)階段，化學復合驅(qū)技術得到快速發(fā)展，配方的方式主要有兩種：第一種，國外高濃度小段塞體系中，利用表面活性劑和催化劑，將油和水的混合物進行乳化，以達到提高驅(qū)油率的目的。經(jīng)實踐證明，高濃度小段塞體系中的表面活性劑濃度較高，在水中形成膠束，使油和水構成微乳液體系，從而增加原油的乳化能力，更有助于技術人員對原油的收集，其驅(qū)油率能夠提高80%以上。第二種，低濃度大段塞方式，配合堿試劑、表面活性試劑，其中堿的濃度為0.6%-1.4%，強堿和弱堿均可；表面活性劑的濃度為0.05%-0.4%，以增加油水界面的張力，不僅能夠降低原油的生產(chǎn)成本，而且可提高效率。以大慶油田為例，應用化學復合驅(qū)技術，對油田的油水界面進行張力測試，其結果表明，在表面活性劑濃度和碳酸鈉濃度分別為0.05%-0.3%和0.4%-1.4%時，油水界面的張力最低?；瘜W復合驅(qū)技術成為目前國內(nèi)外采油界使用最為廣泛的技術之一[6]。

但是，化學復合驅(qū)技術在發(fā)展也面臨著一定的瓶頸。油藏環(huán)境的高溫度、高鹽度，阻礙了化學復合驅(qū)技術的應用。因為在高溫、高鹽度的作用下，高分子聚合、表面活性劑缺失，將導致化學復合驅(qū)技術難以發(fā)揮其作用。由此可見，相關科技人員在研究化學復合驅(qū)技術時，應充分考慮該問題，攻克技術難關，促進化學復合驅(qū)技術的持續(xù)發(fā)展。

（二）化學復合驅(qū)技術的應用趨勢

大慶油田的化學復合驅(qū)技術應用試驗數(shù)據(jù)進一步表明，該技術應用過程中，可提高原油采集率，具有良好的應用前景。但化學復合驅(qū)技術應用中，雖能在一定程度上提高采集率，但也面臨諸多阻礙。如，堿溶液濃度過高，要求相關人員必須縮短檢查工作的周期，且面臨著設備維護難度加大、采出液處理難度增加、資金投入大等問題。

化學復合驅(qū)技術的應用趨勢主要表現(xiàn)在以下方面：首先，向著低成本、高效率的方向發(fā)展。在化學復合驅(qū)技術應用實踐中，該技術雖然提高了原油采集的效率，但成本仍然較高，阻礙技術的應用進程。因此，相關科技人員在發(fā)展化學復合驅(qū)技術時，必將向著低成本和高效率的方向而努力。其次，開發(fā)能夠適應復雜油藏環(huán)境的表面試劑，如聚合物表面試劑。油藏環(huán)境復雜且惡劣，受高溫、高鹽度的影響，現(xiàn)有材料的抗高溫和抗腐蝕性能較差，不能更好適應復雜惡劣的環(huán)境。再次，該技術未來應用中，必將朝著技術升級的方向發(fā)展。最后，在化學復合驅(qū)技術的基礎上，增加實時跟蹤技術、調(diào)整技術，以更好應用于原油采集中[7]。

目前，化學復合驅(qū)技術在驅(qū)油機、化學試劑配方中有應用，伴隨該項技術研究的不斷深入，能夠降低成本和提高經(jīng)濟效益，促進原油開采工作的有序進行。然而，就化學復合驅(qū)技術應用現(xiàn)狀看，仍存在一定的缺陷，亟需科技人員施以改進方法?；瘜W復合驅(qū)技術發(fā)展是漫長的過程，相關人員必須加大科研力度，結合其應用現(xiàn)狀而提高技術水平，將其更好應用于社會領域中。

[1]王學明.聚合物驅(qū)后熱/化學復合驅(qū)提高原油采收率理論研究[D].東北石油大學,2014.

[2]陳秋華.水泥化學復合灌漿技術在錦屏一級拱壩基礎處理中的應用[J].巖石力學與工程學報,2015,S2:4351-4359.

[3]梁忠慶.聚驅(qū)后熱/化學復合驅(qū)進一步提高采收率技術研究[D].大慶石油學院,2010.

[4]許耀波.特低滲透裂縫性油藏多功能復合調(diào)驅(qū)技術研究[D].中國石油大學,2012.

[5]王玉斗,周彥煌,陳月明,等.熱/化學復合采油技術研究現(xiàn)狀與進展[J].南京理工大學學報（自然科學版）,2011,04:444-448.

[6]劉偉.熱化學復合體系提高超稠油油藏采收率機理研究[D].中國石油大學（華東）,2012.

[7]申德勇.熱—化學復合驅(qū)提高稠油采收率機理的實驗研究[D].中國石油大學,2011.

張家琦，曲阜師范大學化學與化工學院2013級，應用化學專業(yè)。