徐 勇

（東北石油大學(xué)石油工程學(xué)院，黑龍江大慶 163318）

低滲透油藏注氣驅(qū)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

徐 勇

（東北石油大學(xué)石油工程學(xué)院，黑龍江大慶 163318）

低滲透油藏所占比例越來越大，為了提高低滲透油藏原油采收率，綜述了目前廣泛研究的注氣驅(qū)，分別介紹了CO2驅(qū)，N2驅(qū)，煙道氣驅(qū)和天然氣驅(qū)的驅(qū)油機理，分析了目前的研究現(xiàn)狀，并指出了研究中所遇到的問題。

低滲透；注氣；機理

油藏的開采一般分為三個階段∶依靠地層自身能量驅(qū)動石油在地下的流動，叫一次采油；隨著地層能量的消耗，需要通過注水（氣）驅(qū)動石油，是二次采油。通過向地下注入化學(xué)物質(zhì)開采原油，成為三次采油。據(jù)統(tǒng)計，美國三種采油方法采出原油的比例分別是37%、51%、12%，而低滲透油藏在油藏中的比例越來越大，由于低滲透油藏滲透率低、原油黏度低、密度小、儲層物性差、分選差、層間非均質(zhì)性強、水動力聯(lián)系差、自燃能量供應(yīng)不足等特點，通過水驅(qū)，聚合物驅(qū)和蒸汽驅(qū)已經(jīng)不能夠很有效的采出原油，注氣驅(qū)成為了提高低滲透油藏采收率的新方法。注氣的類型有很多，常見的有二氧化碳、氮氣、煙道氣和天然氣。以最小混相壓力為界限，注氣驅(qū)分為混相驅(qū)和非混相驅(qū)。

1 CO2驅(qū)

將CO2注入低滲透油藏，CO2在油中的溶解度遠大于在水中的溶解度，因此降低油水界面張力，加速殘余油在孔隙中的流動，提高采收率；CO2和原油混相，降低原油黏度，減少內(nèi)部摩擦阻力，耿宏章等學(xué)者通過CO2氣原油的粘溫特性實驗證明，溫度一定時，混合CO2的原油的黏度會隨著壓力的升高呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢[1]；CO2會使原油體積膨脹，增加地層能量，殘留在地層中的剩余油體積膨脹，更容易脫離地層水和巖石表面的束縛∶隨著油井生產(chǎn)的進行，油藏壓力不斷降低，溶解在原油中的CO2會膨脹脫出，驅(qū)替原油入井筒，增加單井產(chǎn)量。CO2溶解于原油中可以降低原油黏度增加流度，CO2可以使水碳酸化增加水的黏度降低流度；兩者機理共同作用下，水驅(qū)能力提高，波及面積增大，掃油效率提高[2]。地層水溶解CO2后，其pH值降低。在頁巖當(dāng)中，可以抑制黏土膨脹；在碳酸鹽和砂巖當(dāng)中，酸化后的地層水可以與巖石中的碳酸鹽巖膠結(jié)物反應(yīng)，改善地層滲透率，有利于驅(qū)油。輕質(zhì)烴與CO2間的互溶能力較強，尤其對于輕質(zhì)原油，當(dāng)超過一定壓力時，CO2能萃取和汽化原油中的輕質(zhì)烴，從而降低剩余油飽和度，單井產(chǎn)量提高。

2 N2驅(qū)

采用氮氣作為驅(qū)替介質(zhì)，一是氮氣來源廣泛，相對于二氧化碳等其他氣體成本較低；二是氮氣的壓縮系數(shù)大，不溶于水，具有良好的膨脹性能。在注入期間，氮氣能夠較好地保持地層壓力。考慮成本和我國二氧化碳資源相對較少，當(dāng)CO2提高采收率在經(jīng)濟上不可行時，注化驅(qū)開始受到關(guān)注，因為它相較于其他氣體成本低，經(jīng)濟可行性高。注N2驅(qū)提高采收率技術(shù)是在1970年到1990年期間發(fā)展起來的。我國在1996年開始就進行氮氣驅(qū)實驗，雁翊油田、江漢油田、葡北油田、中原油田、勝利油田大蘆湖油田樊29塊進行了現(xiàn)場先導(dǎo)性實驗，許多科研工作者運用數(shù)模軟件進行了數(shù)值模擬，通過國內(nèi)外的現(xiàn)場實驗，數(shù)值模擬，證明了注氮氣驅(qū)提高低滲透油藏采收率是一種可行的方法。

3 煙道氣驅(qū)

煙道氣是指含碳燃料燃燒時從煙道中排出的廢氣，一般含有水蒸氣、CO2、N2、O2、H2O，是工業(yè)燃燒時產(chǎn)生的廢氣的統(tǒng)稱。一般認(rèn)為煙道氣是天然氣或原油等有機物在完全燃燒后生成的產(chǎn)物，通常含有80%～85%和15%～20%的氮氣及少量的雜質(zhì)。其驅(qū)油機理如下∶可抽提原油中的輕烴和中間烴組分，使其性質(zhì)接近原油；具有一定的降黏作用，可改善原油的流動性；煙道氣與原油發(fā)生低溫氧化反應(yīng)，封堵油層內(nèi)部的大孔道，提高波及系數(shù)，使油層潤濕性得到改變，為原油流動提供了有利條件。煙道氣的驅(qū)油機理是在二氧化碳和煙道氣的協(xié)同作用下進行的，開展煙道氣驅(qū)既可以減少溫室氣體排放、降低污染，又可以提高原油采收率，無論是從環(huán)境角度還是從經(jīng)濟角度考慮均具有重要的現(xiàn)實意義[3]。

4 天然氣驅(qū)

采用天然氣作為驅(qū)替介質(zhì)，一是油田本身很容易得到，二是注入后不會污染儲層，而且可以回收利用在注入期間，它不但能夠補充地層能量，還能有效消除界面張力和毛管壓力，從而將原油驅(qū)替到生產(chǎn)井中，最大限度地降低剩余油飽和度[4]。注天然氣提高釆收率有著良好的應(yīng)用前景，加之大量天然氣藏的發(fā)現(xiàn)，人們進行了大量注天然氣混相驅(qū)和非混相驅(qū)的現(xiàn)場先導(dǎo)性實驗及可行性研究，不斷完善注氣驅(qū)油技術(shù)，從而提高油田采收率，保證油田整體經(jīng)濟效益。近年來，國內(nèi)外眾多學(xué)者分別從理論和實踐上，對注氣機理進行了大量的理論和實驗研究，很多方案在油田上取得了良好效果。

5 注氣驅(qū)發(fā)展趨勢

隨著油藏的開發(fā)完善，低滲透油藏原油采收率的提高是一個亟需解決的問題。國內(nèi)油田大部分進入開發(fā)的中后期，但實際的開采儲量只占原始儲量的一半左右，針對低滲透油藏，發(fā)展注氣驅(qū)刻不容緩。各油田研究院和廣大石油高校均需加大力度研究注氣驅(qū)，目前研究和應(yīng)用最多的是二氧化碳驅(qū)，已經(jīng)取得了一些成果。但是注氣驅(qū)還是存在許多問題需要更加系統(tǒng)地研究，如氣體的前期處理，氣體的捕集和封存，輸送氣體管網(wǎng)設(shè)計，油藏注氣驅(qū)的適應(yīng)性研究，這些都是未來的重點研究方向。

[1] 耿宏章，陳建文，孫仁遠，等.二氧化碳溶解氣對原油黏度的影響[J].石油大學(xué)學(xué)報（自燃科學(xué)版），2004，28（4）∶78-80.

[2] 高慧梅，何應(yīng)付，周錫生.注二氧化碳提高原油采收率技術(shù)研究進展[J].特種油氣藏，2009，16（1）∶6-11.

[3] 馬濤，王海波，邵紅云.煙道氣驅(qū)提高采收率技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J].石油鉆采工藝，2007，29（5）∶79-81.

[4] 李士倫，張正卿，冉新權(quán)，等.注氣提高石油采收率技術(shù)[M].成都∶四川科學(xué)技術(shù)出版社，2016∶2-6.

Present Situation and Development Trend of Gas Injection in Low Permeability Reservoir

Xu Yong

Low permeability reservoir the proportion is increasing，in order to improve the crude oil recovery in low permeability reservoir，this paper discusses the widely studied gas injection flooding，introduces CO2flooding，N2flooding，flooding mechanism of flue gas flooding and gas drive，analyzes the current situation of the research，and points out the problem in the study.

low permeability；gas injection；mechanism

TE357

B

1003-6490（2017）02-0024-02

2017-02-10

徐勇（1992—），男，湖北黃岡人，碩士在讀，主要研究方向為低滲透油藏注氣驅(qū)。