張家琦

曲阜師范大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院

簡析化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

張家琦

曲阜師范大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)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(dāng)前，國內(nèi)主要借助堿、表面活性劑協(xié)同作用而構(gòu)建低濃度復(fù)合驅(qū)體系，以提高趨油效率。但在應(yīng)用中，因普遍面臨的成本高、處理難度大等問題，復(fù)合驅(qū)技術(shù)在國內(nèi)發(fā)展受限。本文主要闡述化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)的原理、應(yīng)用現(xiàn)狀，并分析其發(fā)展和應(yīng)用趨勢。

化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)；應(yīng)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(xué)復(fù)合驅(qū)作為一種新技術(shù)，對提高原油采收率具有促進作用。

一、化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)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?；瘜W(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)主要用于原油采集。有效應(yīng)用化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)，可提高驅(qū)油率和波及率?；瘜W(xué)復(fù)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(gòu)成，各驅(qū)之間相互作用，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，能提高驅(qū)油效率。此外，化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)應(yīng)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(fù)合驅(qū)具有乳化的良好性能，為提高驅(qū)油率奠定基礎(chǔ)。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(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）整裝砂巖油藏的應(yīng)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(jì)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(fù)合驅(qū)進行先導(dǎo)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(fù)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(fù)合驅(qū)作用，將采收率提高22%；基于弱堿的三元復(fù)合驅(qū)作用，將采收率提高20%。其次，在化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)應(yīng)用中，大慶油田逐漸形成化學(xué)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(fù)雜性的特點，要充分發(fā)揮化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)優(yōu)勢，就必須明確相關(guān)工藝流程和制定合理的應(yīng)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(shù)應(yīng)用而制定科學(xué)合理的注入方案、地面工程優(yōu)化方案，為提高應(yīng)用效果奠定良好基礎(chǔ)。最后，自化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)應(yīng)用以來，油田的防垢能力、阻垢能力明顯提高等[2]。

化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)在應(yīng)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(fù)合驅(qū)應(yīng)用后，易出現(xiàn)結(jié)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(fù)雜斷塊油藏的應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)前，化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)在礫巖油藏中也有應(yīng)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(fù)合驅(qū)的先導(dǎo)性試驗，將原油采收率提高約25%[4]。

化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)應(yīng)用于復(fù)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(yīng)用化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)時，采用三元復(fù)合驅(qū)進行先導(dǎo)性試驗，將原油采收率提高13.4%[5]。

三、化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用趨勢

（一）化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)的發(fā)展

現(xiàn)階段，化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)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(gòu)成微乳液體系，從而增加原油的乳化能力，更有助于技術(shù)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(yīng)用化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)，對油田的油水界面進行張力測試，其結(jié)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(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)成為目前國內(nèi)外采油界使用最為廣泛的技術(shù)之一[6]。

但是，化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)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(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)的應(yīng)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(dǎo)致化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)難以發(fā)揮其作用。由此可見，相關(guān)科技人員在研究化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)時，應(yīng)充分考慮該問題，攻克技術(shù)難關(guān)，促進化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。

（二）化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)的應(yīng)用趨勢

大慶油田的化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)應(yīng)用試驗數(shù)據(jù)進一步表明，該技術(shù)應(yīng)用過程中，可提高原油采集率，具有良好的應(yīng)用前景。但化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)應(yīng)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(guān)人員必須縮短檢查工作的周期，且面臨著設(shè)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(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)的應(yīng)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(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)應(yīng)用實踐中，該技術(shù)雖然提高了原油采集的效率，但成本仍然較高，阻礙技術(shù)的應(yīng)用進程。因此，相關(guān)科技人員在發(fā)展化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)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(yīng)復(fù)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(fù)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(yīng)復(fù)雜惡劣的環(huán)境。再次，該技術(shù)未來應(yīng)用中，必將朝著技術(shù)升級的方向發(fā)展。最后，在化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)的基礎(chǔ)上，增加實時跟蹤技術(shù)、調(diào)整技術(shù)，以更好應(yīng)用于原油采集中[7]。

目前，化學(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)在驅(qū)油機、化學(xué)試劑配方中有應(yīng)用，伴隨該項技術(shù)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(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)應(yīng)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(xué)復(fù)合驅(qū)技術(shù)發(fā)展是漫長的過程，相關(guān)人員必須加大科研力度，結(jié)合其應(yīng)用現(xiàn)狀而提高技術(shù)水平，將其更好應(yīng)用于社會領(lǐng)域中。

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

[2]陳秋華.水泥化學(xué)復(fù)合灌漿技術(shù)在錦屏一級拱壩基礎(chǔ)處理中的應(yīng)用[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報,2015,S2:4351-4359.

[3]梁忠慶.聚驅(qū)后熱/化學(xué)復(fù)合驅(qū)進一步提高采收率技術(shù)研究[D].大慶石油學(xué)院,2010.

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

[5]王玉斗,周彥煌,陳月明,等.熱/化學(xué)復(fù)合采油技術(shù)研究現(xiàn)狀與進展[J].南京理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）,2011,04:444-448.

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

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

張家琦，曲阜師范大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院2013級，應(yīng)用化學(xué)專業(yè)。