文档介绍：提高采收率技术与方法
石油大学(华东)
张艳玉
通常油田在经过了一次和二次采油后,仍有占地质储量约三分之二的原油留在地层中。近年来的勘探工作表明新增的石油储量十分有限,发现大型油田的可能性正在逐年降低。在此情况下,为了最大程度地开发利用现有的资源,人们发展了多种三次采油技术以提高石油的采收率。
传统上将一次和二次采油之后的原油开采方法称为”三次采油”,但是由于有些技术(如 CO2驱)既可用于二次也可用于三次采油方法,而有的技术则对于二次采油比对三采更为有效,因此后来一般将这些技术统称为“强化采油技术”(Enhanced Oil Recovery,简称 EOR),或称提高采收率技术。
提高或改善采收率(EOR或IOR)研究是油气田开发永恒的主题之一。
自20世纪以来,人们一直致力于提高采收率的探索和研究工作,发展到目前常用的提高采收率方法可以分为三大类,即热力采油、化学驱和注气混相/非混相驱。
常用的EOR方法可以分为三大类:
热力采油
化学驱
注气混相/非混相驱,
此外,还有一些其他的方法如微生物采油等。
即我们常说的:
“三气”——N2(烟道气)驱、 CO2 驱、烃类气体多次接触混相驱(蒸发气驱、凝析气驱)和一次接触混相驱;
“三水”——胶束/聚合物、碱/表面活性剂/聚合物驱、聚合物驱或凝胶处理;
“三热力”——火烧油层、蒸汽或热水驱、地面坑道采矿。
常用的提高采收率方法:
热力采油方法: 化学驱方法:
火烧油层法注醇类混相溶剂
注热水和蒸汽胶束/聚合物驱
注热水三元复合驱
蒸汽驱胶束/聚合物/表面活性剂
电加热油层法碱水驱
聚合物驱
泡沫驱
注气(或溶剂)方法:
注氮气其他方法:
注CO2 微生物采油
注烟道气磁场强化采油
注烃类气体(和液体) 超声波辅助采油
高压干气驱(蒸发气驱) 核能采油
富化气驱(凝析气驱)
混相溶剂
从原理上来看,这些方法的主要驱油机理有三点
(1)通过两相传质以达到混相;
(2)降低界面张力;
(3)改变原油或驱替剂的粘度。
对于某种方法来说,可能存在多种机理同时发生作用,如对于注气混相驱技术,在达到混相的同时界面张力也降低到零。
非混相驱
注气驱
混相驱一次接触混相
多次接触混相蒸发气驱混相
凝析气驱混相
一、注气驱发展现状
二、注气提高采收率机理
三、注气过程中有关物理化学现象及影响因素
四、注气驱物理模拟技术
五、注气驱数值模拟技术
六、注气提高采收率技术
注气提高采收率技术与方法
一、注气驱发展现状
注气驱始于二十世纪50年代。
蒸发混相驱:始于1950年,美国Texas(德克萨斯州)Block31油田,被世界公认为世界第一个高压蒸发混相驱,至今仍在进行。
凝析气驱:水平状油藏,始于1953年。
垂直重力稳定驱油藏,始于1965年。
一次接触混相驱:始于1950年。
CO2驱:始于1950年。初次工业性试验始于1960年,但失败了。
一系列先导试验始于1970年。
目前在国外,注气已成为除热采之外发展较快的提高采收率的方法。
将1992年与1990年的数据作比较,近几年采用热采的数量基本稳定,采用化学驱的数量下降了 %,而注气数量则增加 36%(其中烃和非烃混相驱增加5l%)。
迄今为止,有3%的世界原油产量由注气提高采收率(EOR)获得,而加拿大的EOR增产则为原油总产量的20%,美国的EOR增产为10%。1994年美国、加拿大提高采收率项目见表l。
1986年后,由于国际油价下滑,在美国实施的提高采收率项目明显减少,1986年为512项,而CO2 驱为38项,而1994年则仅为226项。1992年前烃类非混相驱一直稳定在24±2项,1994年为15项。1986年CO2为38项,而1994年却增加到54项,仅有CO2项目在该年度增加了42%。1994年初与1986年相比,CO2项目增加的产量提高了6倍。
表1美国、加拿大1984年提高采收率项目和原油产量
以CO2溶剂为主导,而在加拿大则主要使用烃类溶剂,其主要原因是:在加拿大,烃类气体来源广泛、方便且便宜,制备烃类溶剂所需的气体和液态烃可从油田附近的气田或管道中得到;同时,由其它途径(如发电厂)得到的CO2十分昂贵,由于CO2气田远离油田,需花费大量的资金去解决开采、处理和注入设备等方面的问题。