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写作提纲 2
内容摘要 2
关键词 2
一、三次采油技术 3
二、我国三次采油技术的现状 4
三、化学驱油技术的进展 6
〔一〕聚合物驱油技术 6
〔二〕复合驱油技术 7
〔三〕型化学驱油剂的研制 7
1、石油磺酸盐 8
2、石油羧酸盐 8
3、改性木质素成酸盐 8
4、烷基苯磺酸盐 8
四、中国的三次采油技术进展趋势 9
五、完毕语 13
参考文献 13
写作提纲
1、三次采油技术介绍。
2、我国三次采油技术现状。
3、主要的三次采油技术：化学驱采油技术。
聚合物驱油在采油中的应用。
复合驱油在采油中的应用。
型化学驱油及型驱油技术在不同岩石种类的底层中应用。
4、结合我国目前的现状，分析三次采油技术在我国采油行业中进展的趋势。
内容摘要：三次采油是油田开发技术上的一次飞跃，与二次采油相比，它
借助物理和化学的双重作用，提高驱油的涉及体积和效率。经过近20年的争论和实践，中国的化学驱油在技术、规模、效果等方面均已走在世界前列。近30个矿场的说明，聚合物驱可提高采收10%，复合驱可提高采收率15%-20%。1997年，中国聚合物驱增油量303×104t，“九五”期间增油1500×，%，近百亿吨储量留在地下。这一条件为中国的三次采油供给了巨大潜力。今后，中国的三次采油要在驱油机理、深化对油藏的生疏、降低驱油剂本钱和用量、先期深度调剖、提高工程的整体经济效益等诸方面加强争论，最大限度地提高采收率和经济效益。
关键词：三次采油 化学驱 复合驱 经济效益
采油化学驱油技术进呈现状
一、三次采油技术
石油是一种非再生的能源, 是进展石化工业的根底原料 , 同时也是国家的重要战略物资, 关系到国民经济的全局。石油采收率不仪是石油工业界, 而且是整个社会关心的问题。石油开采可分为三个阶段。一次采油是依靠地层能量进展自喷开采, 产量约占隐藏量的一。在地层能量释放以后用人工注水或注气的方法, 增补油藏能量, 维持地层压力, 使原油得到连续开采, 称之为二次采油, 其采收率约为巧一。当二次采油开展几十年后, 剩余油以不连续的油块被圈捕在油藏砂岩孔隙中, 此时采出液中含水一卯, 有的甚至高达, 这时开采已没有经济效益。为此约有印一的原油只能依靠其它物理和化学方法进展开采, 这样的开采称之为三次采油, 国外亦称田祀甲技术。
20世纪40年月以前, 油田开发主要是依靠自然能量消耗开采 , 一般采收率仅5%～10%, 我们称为一次采油。它反映了早期的油田开发技术水平较低,使90% 左右的探明石油储量留在地下被废弃。随着渗流理论的进展, 达西定律应用于油田开发, 人们生疏到油井产量与压力梯度呈正比关系 , 一次采油采收率低的主要因素是油层能量的衰竭, 从而提出了人工注水( 气) , 保持油层压力的二次采油方法, 使原油采收率提高到30%～40%。这是至今世界上各油田的主要开发方式, 是油田开发技术上的一次大飞跃。但二次采油仍有60%～70%的油剩留地下。为此, 国内外石油工作者进展了大量争论工作 , 逐步生疏到制约二次采油采收率提高的缘由, 从而提出了三次采油方法。
大量实践和理论争论证明, 油层格外简单,具有非均质性, 油、水、气多相流体在油层多孔介质中的渗流过程格外简单。不仅注入水( 气) 不行能活塞式驱油, 不行能涉及到全油层, 而且在多相渗流过程中, 受粘度差、毛细管力、粘滞力、界面张力等的影响, 各相流量将随驱油过程中各相饱和度的变化而变化。只有进一步扩大注入水( 气) 涉及体积, 提高驱油效率, 才能大幅度提高采收率。由此, 人们在非均质性的油层提出了多种三次采油方法 , 一种是旨在提高注入水粘度、降低油水粘度差、提高注入水涉及体积的聚合物驱; 其次种是旨在降低
界面张力、提高注入水驱油效率的外表活性剂驱、碱驱、混相驱; 第三种是80 年月后期进展起来的既可扩大涉及体积又可提高驱油效率的复合驱。三次采油远不同于二次采油。二次采油是依靠人工补充油层能量的物理作用提高采收率, 而三次采油方法是在注水保持油层压力根底上 , 又依靠注入大量的驱油剂, 转变流体粘度、组分和相态, 具有物理化学的双重作用, 不仅进一步扩大了注入水涉及范围, 而且使分散的、束缚在毛细管中的剩余油重聚拢而被采出。因此, 三次采油要求更精细地把握分散原油在地下油层中的分布 , 争论的驱油剂与格外简单的岩石矿物、流体的物理- 化学作用; 探究并把握非牛顿流体多相渗流的根本规律。从而正确合理地进展油田开发部署- - 井网、井距、层系划分、注采关系、注采工艺、动态监测、相应的地面集输系统和净化处理等。总之,一整套技术都将随着三次采油技术的应用而发生变化。油田开发要建立在更广泛的多学科综合应用根底上, 从宏观和微观上更深化对地下流体渗流的生疏 , 深化对油田的生疏。三次采油将把油田开发带入一个更高技术水平的阶段。
二、我国三次采油技术的现状
依据对我国个主要油田的个注水开发区进展的调查 , 目前产出液含水量达卯以上, 开展三次采油迫在眉睫。近十年来, 我国石油消费年均递增以上, 而同期石油产量年均增长率仅为, 从而导致石油出口量不断下降, 进口量大幅增加, 于卯年重变为石油净进口国。假设今后巧年我国国民经济年均增长速度为, 石油消费增长率约为, 而我国石油产量年均增长率仅能到达左右 , 更多地利用国外石油资源满足我国国民经济进展的需要已不行避开。
实践证明, 承受三次采油方法能提高采收率 , 增加的可采储量相当于全国目前剩余储量的。假设把这种潜力挖掘出来, 相当于我国的可采储量增加一倍以上。为此, 进展三次采油是我国石油开采的必经之路。自年以来, 三次采油技术已列人国家“ 七五” 、“ 八五” 、“ 九五”重点科技攻关工程中, 既重视了室内争论, 又安排了现场试验, 并在很多油田大规模实施, 使得我。
“七五”期间, 主要争论中相微乳液聚合物驱油的可行性, 并将之应用于玉门油田老君庙油矿, 考察了各种因素对驱油效率的影响。“ 八五”期间完成了大庆油田聚合物驱的现场试验, 在经济和技术方面都获得了成功同时 , 平三元复
合驱在大庆、成功、辽河和疆油田都开展了先导性现场试验, 其技术已到达世界领先水平。到卯年底, 提高采收率工程的数量已经到达了个, 每年增加的产量到达, 根本抵消了每年自然递减的产量。争论说明洒三元复合驱不仅能通过提高流度比来提高涉及体积, 而且可以通过两类外表活性剂之间的协同作用显著地降低油水界面张力一类是由碱和原油中的酸性物质作用而成 , 另一类是添加的外表活性剂。“ 九五”期间的任务是开发驱所需的廉价外表活性剂来更大程度地降低三次采油的费用。
三元复合驱的组成在人三元复合驱油体系中, 碱、外表活性剂、聚合物是注人段塞的主要组成, 由于不同的化学试剂组成的驱油剂,其作用有互补性和复配增效性, 有利于提高驱油效率。
使用缓冲性碱免马和乌复配不仅使原油中石油酸转变为具有外表活性的石
油皂, 而且也不会与地层岩石反响而消耗碱和破坏地层。假设外加外表活性剂与石油皂之间有协同效应, 则不仅使原油和水的界面张力到达超低值 , 而且使用的外表活性剂浓度可小于, 使本钱大大降低。在化学驱段塞中直接注人聚合物可显著提高其粘度, 提高水油流度比, 大大增加涉及系数。碱外表活性剂聚合物在一起使用还可显著降低油砂对三者的吸附损失。三元复合驱中使用的外表活性剂主要是石油磺酸盐及其衍生物, 还有一些其它的外表活性剂如自然梭酸盐、石油梭酸盐、造纸黑液、木质素磺酸盐和生物外表活性剂也用于不同的油田中。
查找驱油体系配方的方法是比较简单的 , 它随着人们对驱油机理的生疏的深人而不断地进展。介阮产和田苗〕提出驱油体系的界面张力应到达一’ 一一‘月玩司等人用相态体积扫描方法 , 认为当中相微乳液与剩余油相和剩余水相的界面张力相等时的驱油体系为最正确花等人依据驱油体系与原油形成乳状液的 颜色和乳化程度来打算其优劣。这些方法已成为国内外查找配方的普遍方法, 但它们都具有费时、人力物力消耗大等缺点, 缺乏以提醒驱油体系配方的内在规律, 这就要求人们探究的方法。
正交试验设计方法是一种科学方法。它在试验安排上尽可能削减试验次数, 但能获得较全面的有用的信息。通过科学分析, 可以帮助人们了解各种因素所起的作用和相互之间的关系, 以便把握事物变化的内在规律, 得到明确的结论。这种方法经过人们长期实践, 确实是一种行之有效的方法。
三、化学驱油技术的进展
〔一〕聚合物驱油技术
1979 年, 原石油部将三次采油列为我国油田开发十大科学技术之一, 进展了技术调研, 并组织与国外的技术合作, 揭开了我国三次采油高速进展的序幕。1982 年, 对国外五个主要石油生产国十余种三次采油方法筛选标准进展了综合分析, 对我国23 个主力油田进展了三次采油方法粗筛选。1984 年开头在大港、大庆、玉门等油田进展聚合物驱油、外表活性剂驱油的国际技术合作, 为我国在较短时间 内吸取 和把握80 年月国际 三次采 油先进 技术制造了 条件。“七五 ( 1986～1990) 、“八五“ ( 1991～1995) 期间, 三次采油技术连续列为国家重点科技攻关工程。遵循“立足国情, 着眼三次采油转化为生产力, 加快快实现工业化应用步伐“ 的指导思想, 依据我国探明气源缺乏, 油田混相压力较高, 不具备广泛混相驱条件的国情, 确定化学驱油为我国三次采油的主攻技术。首先将机理清楚、技术较简洁、本钱较低的聚合物驱作为重点。严格遵循科学试验程序不超越, 实施步伐必需加快的原则, 仅用了十年左右的时间, 聚合物驱油技术已根本把握, 并完善配套了十大技术。即注水后期油藏精细描述技术; 聚合物筛选及评价技术; 合理井网井距优化技术; 数值模拟技术; 注入井完井、分注和测试技术; 聚合物驱防窜技术; 聚合物配制、注入工艺和注入设备国产化; 采出液处理及应用技术; 高温聚合物驱油技术; 聚合物驱方案设计和矿场实施应用技术。使聚合物驱先导性和工业性矿场试验均取得比水驱提高采收率10%以上的好效果。至今大庆油田已经在25 个区块进展了工业化应用, 从已完成聚合物驱全过程的工业化聚合物驱区块看, 个百分点, 个百分点; 受效顶峰时的单井平均日产油量到达了40t , 与注聚前相比, 日产油增加了30t 以上。聚合物驱与水驱相比, 大幅度地削减了注水量, 提高了注水利用率。25 ×108m3 , 元计算, ×108元。依据喇南一区和北一断西工业性试验区资料统计 , 聚驱吨油耗水比水驱削减 , 相当于吨油本钱降低 , 大庆油田工业化聚合物驱区块已累积产油 × 104t , ×108元, 仅以上两项, 聚合物工业化区块已节约本钱22×108元, ×108元。估量到25个区块聚驱全部完毕
后, ×108元。%。随着聚合物驱油技术的日趋成熟、各项配套技术措施的日益完善以及聚合物驱规模的逐年加大, 聚合物驱技术已成为保持大庆油田持续高产及高含水后期提高油田开发水平的重要技术手段。
〔二〕复合驱油技术
在“七五”攻关把握外表活性剂驱油技术的根底上, “八五”期间按系统工程组织了科技攻关, 开展了复合驱油机理、多种化学剂间相容性和协同性、驱油剂和油田地质条件的适应性、复合驱数值模拟软件研制、合理注采关系和动态监测、注采工艺及采出液净化处理等技术的争论。期间, 人们主要开发研制了阴离子外表活性剂、烷根本磺酸盐为主的外表活性剂、改性木质素磺酸盐、生物外表活性剂、烷基萘磺酸盐等多种驱油用外表活性剂。大庆油田承受抚顺洗化厂的重烷基苯成功研制了驱油用重烷基苯磺酸盐 , 实现了工业化生产, 并应用到杏二中三元复合驱工业性矿场试验, 目前已见到较好的增油降水效果, 显示出良好的应用前景。在此根底上, 大庆油田正在开展原料组分相对单一的烷基苯磺酸盐精细化合成争论, 初步评价结果已显示出良好的界面活性和驱油效果。此种型的、组分相对单一的烷基苯磺酸盐如能成功工业化生产应用, 势必很大程度地解决多组分、宽分布表活剂体系所带来的活性剂自身色谱分别问题, 进一步提高该类表活剂的驱油效能。自行设计了不同油区、不同类型的五个复合驱油先导性矿场试验方案和实施方案。1993 年在成功油区孤东油田小井距试验区试验成功。在采出程度54%(超出水驱推测最终采收率——属油田枯竭 )条件下,又提高
%,使总采收率到达67%。目前,三元复合驱虽然已取得了技术上的成功, 但是其较高的化学剂本钱和地面设备投资是限制该技术工业化应用的一个重要 因素, 降低复合驱本钱是工业化应用必需要面对和解决的主要问题之一。多年的三元复合驱试验说明使用强碱会带来管线结垢、地层损害以及产出液破乳难等问题, 因而外表活性剂的进展趋势应是碱的适应范围应由强碱到弱碱 , 进而由弱碱到低碱, 最终到达无碱; 并且还应提高外表活性剂性能 , 增加其耐温抗盐能 力, 削减复合驱中化学剂用量, 降低本钱, 提高经济效益。
〔三〕型化学驱油剂的研制
化学驱油剂费用是影响化学驱油经济效益的关键 , 也是当今世界三次采油
难以工业化推广的重要缘由。“八五“ 期间, “三次采油技术“国家重点科技攻关工程的第三个重要内容, 就是开展国产驱油剂的争论。从立足国产、降低化学剂用量和承受廉价原料三个方面入手, 开展了多种外表活性剂的研制。
1、石油磺酸盐
石油磺酸盐作为复合驱用外表活性剂优势在于可就地取材利用本地原料合 成, 工艺流程简洁, 成熟, 易操作, 本钱低, 有良好的界面张力性能。但由于石油磺酸盐原料组成简单导致生产工艺参数难以确定 , 磺化过程中副产物量大使得产品性能不稳定, 净化工艺繁杂。1991 年由大庆油田争论院研制出的PSD- 2 石油磺酸盐外表活性剂可与强碱或弱碱在肯定范围内与原油形成超低界面张力。2025 年大庆炼化公司和勘探开发争论院先后应用反序脱蜡油和糠醛抽出油混合配成芳烃含量达40% 的原料油做为磺化原料, 合成石油磺酸盐小试产品能与大庆原油形成超低界面张力, 目前已完成中试放大。
2、石油羧酸盐
羧酸盐包括石油羧酸盐和自然羧酸盐。90 年月初期, 黄宏度等人参照美国宾州大学的做法, 开展由烷烃汽相氧化法直接制备复合驱用外表活性剂石油羧酸盐。“九五“期间, 他们又争论出液相氧化法并进展了中试生产。自然羧酸盐就是将油脂下脚料水解、改性和皂化制得的。李干佐等争论出了复合驱用外表活性剂自然羧酸盐SDC- 1 和SDC - 2。据报道, 该外表活性剂的外表活性高, 有较强的抗二价阳离子力量、价格廉价而且来源丰富, 有广泛的应用前景。
3、改性木质素成酸盐
木质素磺酸盐由于其外表活性差, 因此主要用作牺牲剂或助外表活性剂。它和石油磺酸盐复配有很好的增效作用 , 复配体系可到达超低界面张力的要求 , 具有很好的应用前景。目前已有中试产品。
4、烷基苯磺酸盐
大庆油田所开展的五个以进口外表活性剂为主剂的三元复合驱矿场试验中, 有四个是使用美国SCI 公司的ORS 系列产品。这些国外进口的外表活性剂虽然性能优良, 但价格昂贵, 因而研制可以工业化生产的国产外表活性剂具有重要的实践意义。2025 年大庆油田争论院研制出了具有自主学问产权的强碱烷基苯磺酸盐外表活性剂。外表活性剂的各项性能打算于其组成构造, 进一步深入开展活
性剂构造与性能的关系争论, 从本质上提醒活性剂构造与形成超低界面张力的关系,并据此进展分子设计以获得界面活性更为高效、对原油的适应性更为广泛的外表活性剂, 同时, 准确地阐述活性剂构造与性能的关系也可避开争论工作的盲目性, 从而为复合驱的工业化应用供给物质根底和技术保证。
四、中国的三次采油技术进展趋势
我国油田主要分布在陆相沉积盆地, 以河流-三角洲沉积体系为主。受气候和河流频繁摇摆的影响, 储油层砂体纵横向分布和物性变化均比海相沉积简单, 泥质含量高, 泥砂穿插分布, 油藏非均质性远高于主要为海相沉积的国外油田; 陆相盆地生油母质为陆生生物,原油含蜡高、粘度高。这种陆相沉积环境和生油条件, 加大了油田开发难度。理论和现场试验均说明, 三次采油可以大幅度提高采收率。但从总体上说, 世界三次采油仍处于试验争论阶段, 至今未进入大规模工业化应用。其主要缘由, 一是三次采油机理简单, 涉及多学科、多专业; 另一个很重要的缘由是投入高和风险大。依据我国三次采油矿场试验粗略的经济评估, 一般聚合物驱每吨原油本钱比水驱增加 200～300元, 复合物驱将增加300～500 元左右, 每个企业受经济效益制约, 都有一个可承受的原油本钱极限。因此, 以提高三次采油经济效益为中心, 进一步进展三次采油技术, 才能更好地推动我国三次采油工业化的应用。
我国CO 、自然气探明资源缺乏, 大多数油藏混相压力高, 不具备混相驱条
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件。因此, 我国三次采油主要进展化学驱。大庆在好油层进展化学驱油( 尤其是聚合物驱油),已取得大幅度增加可采储量的好效果 , 差油层投入化学驱油, 技术和经济效果都将发生变化。进一步开发技术, 降低本钱, 提高经济效益仍将是三次采油工业化推广应用的重大课题。1996年大庆开头在萨北、喇南, 在注聚合物前进展了深度调剖井组试验, 后来的聚合物驱增产原油高于其他井组 , 聚合物产出浓度大幅度降低。这项技术的应用, 将会使大庆化学驱油的经济效益进一步提高, 推广规模更大。成功油田化学驱油地质条件远比大庆简单, 孤岛、孤东油田, 地下原油粘度高达60mPa·s以上, 油层温度65～80℃, 长期注水开发, 使特高渗透疏松砂岩已形成错综简单的大孔道 , 再加上地处淡水缺乏地区, 这些不利因素, 直接影响三次采油开发效果和经济效益 , 为此给三次采油的应用提出了一批需要攻克的课题。如以搞清水窜大孔道分布为中心的油藏精细描述
方法; 针对特大孔道的封堵和深度调剖技术 ; 油田污水配制聚合物溶液提高粘度技术; 以及抗温、抗盐、廉价的聚合物研制等。这些技术的突破, 将会大大降低化学剂用量和提高驱油效率 , 从而为三次采油应用制造更宽阔的工业化应用条件。我国还有些更为简单的油田, 有经济条件更为困难的老油田, 应依据企业的条件, 地处的环境, 因地制宜地进展三次采油技术 , 如区块整体深度调剖技术, 有气源地区注气技术以及其它技术。
二十世纪末, 我国的国有大中型企业面临着前所未有的逆境 , 全国各大油田也消灭了不同程度的亏损局面, 改制与重组成为迫在眉睫的任务。另外, 我国马上加人世界贸易组织 , 这使国外的很多大石油公司可以进人中国参与竞争 , 同时我国的石油公司也可以走出国门在国际上进一步拓宽进展空间。因此可以说, 中国的石油企业在二十一世纪面临着巨大的挑战和严峻的进展形式 , 同时也将拥有更多的商业机遇和奇特的进展前景。
目前我国已经成为石油净进口国, 而且进口额将逐年大幅增加。海湾地区的石油质量优良, 而且价格也比较低廉,是中国进口石油的主要地区。而依靠三次采油技术开采出的石油, 本钱高, 油质差, 后处理工序简单、费用高。况且三次采油技术正处于进展阶段, 还很不成熟, 有很多值得我们深人争论和探讨的东西。这就对三次采油技术提出了挑战。但是, 从长远进展来看, 连续对三次采油技术进展争论是必不行少毋庸质疑的。很多兴旺国家长期依靠进口石油, 但他们从来没有无视过对三次采油的试验室争论。我国的石油绝大局部还是自己开采的, 因而更不能削减对三次采油争论的人力、物力和财力。
但是, 我国进展三次采油技术绝不能盲目, 要有目的、有步骤地进展争论,
当前和将来的一段时期内, 我们应依据以下方向进展三次采油技术：
1、三次采油是我国提高石油产量的迫切的战略性的任务, 每一项三次采油苯术都应以中国实际地质模型和原料为根底, 而不能直接承受国外技术。
2、进展三次采油技术应遵守试验室争论先导性试验扩大的示范试验商业应
用这一规律。同时留意探究最正确的试验方法, 用最短的时间、最少的人力、物力和财力取得最好的效果。
3、三元复合驱油效率高, 本钱低, 具有广泛的应用前景。但有两项工作必需开展一是从驱油机理上进一步深人争论 , 二是要研制开发廉价高效外表活性