三元復(fù)合驅(qū)的特點(diǎn)與技術(shù)研究

岳志巍

摘 要：經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展需要更多的原油供應(yīng)，我國(guó)是一個(gè)石油資源較為缺乏的國(guó)家，除了需要積極做好新的石油資源的勘探與開采，還要做好開采技術(shù)的不斷創(chuàng)新以更好地提高原油的采收率。在眾多的石油開采技術(shù)中三元復(fù)合驅(qū)是一種比聚合物驅(qū)技術(shù)更加復(fù)雜、高效、高采收率的技術(shù)。三元復(fù)合驅(qū)在我國(guó)石油資源的開采中有著巨大的應(yīng)用前景。不僅僅是在東北部的大慶油田，在全國(guó)各地的油田開采中都能夠取得較為良好的應(yīng)用。在以往的應(yīng)用中三元復(fù)合驅(qū)由于受到技術(shù)難關(guān)的影響使得其無法進(jìn)入大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用。隨著對(duì)三元復(fù)合驅(qū)長(zhǎng)期持續(xù)不懈的研究，已經(jīng)在大慶油田突破了大慶油田原有的低酸值原油無法形成超低界面張力的技術(shù)界限，研究出了新的配方，實(shí)現(xiàn)了三元復(fù)合驅(qū)的工業(yè)化應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：三元復(fù)合驅(qū)；采收率；表面活性劑

中圖分類號(hào)：TE357 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

三元復(fù)合驅(qū)是一種相較于聚合物驅(qū)更加適合于我國(guó)石油開采的重要技術(shù)。但是過去相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)三元復(fù)合驅(qū)由于受技術(shù)難題的影響使得其無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用。通過多年的研究與實(shí)踐使得其所存在的技術(shù)界限得以突破，研發(fā)出了新的三元復(fù)合體系新配方，尤其是新型的烷基苯磺酸鹽表面活性劑的工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用，使得三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)在應(yīng)用中的井網(wǎng)井距、層系組合以及注入?yún)?shù)等得到了優(yōu)化確定，同時(shí)與三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)相配合的多項(xiàng)配套關(guān)鍵技術(shù)得以突破。通過實(shí)踐應(yīng)用表明三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)相較于水驅(qū)技術(shù)和聚合物驅(qū)分別提高20%和10%的采收率。

1 三元復(fù)合驅(qū)對(duì)于采收率提升的重要性

某油田油井長(zhǎng)期采用水驅(qū)開采技術(shù)，根據(jù)油井測(cè)井解釋資料表明原油井的油層水淹厚度較大、采出程度高、剩余油飽和度較低，且油井井下油層平面上水淹已經(jīng)接近100%，縱向上水淹厚度接近94%，其中水淹厚度為67.1%等。在后續(xù)的開采中所開采出的原油綜合含水已經(jīng)高達(dá)98%，且這一含水率在后續(xù)的開采中長(zhǎng)期存在。上述數(shù)據(jù)表明該油井油層所在區(qū)域不論是在縱向還是平面上的水淹厚度和水淹程度都較高。

該處油層已經(jīng)進(jìn)入了水驅(qū)形象殘余油狀態(tài)，而繼續(xù)采用水驅(qū)對(duì)該油井進(jìn)行開采將無法獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。在這一情況下，使用三元復(fù)合驅(qū)取代水驅(qū)技術(shù)來對(duì)該油井進(jìn)行開采，通過實(shí)驗(yàn)表明，在采用三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)來對(duì)油井進(jìn)行開采后實(shí)驗(yàn)油井均出現(xiàn)了增油降水的效果，且一些含水高達(dá)100%的油井其含水率最多實(shí)現(xiàn)了50%左右的降幅，增加了油井的采收率。

2 超低界面張力的主控因素

大慶油田所具有的原油具有低酸值性，在應(yīng)用于三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)的表面活性劑研究中通過向表面活性劑系列中加入堿性物質(zhì)能夠有效地降低大慶油田原油所具有的低-水界面張力，但是由于原油中所含物質(zhì)的不同通過單一的加堿的方式在一些體系的降幅較小難以達(dá)到超低界面張力，不利于原油的開采。而一些達(dá)到了超低界面張力的原油其內(nèi)部所含有的堿濃度范圍卻較窄，這一事實(shí)說明在原油中還具有其他一些能夠與堿發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，從而生產(chǎn)活性物質(zhì)，這些物質(zhì)能夠與外加表面活性劑產(chǎn)生反應(yīng)并產(chǎn)生協(xié)同作用，從而大幅降低原有表面所具有的界面張力。

而后通過對(duì)大慶油田油井中的原油的組分進(jìn)行分析和分離，對(duì)原油中的各組分與堿、表面活性劑的作用原理進(jìn)行了研究分析，并將低酸值原油按族組成分離成飽和烴、芳烴、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)等的幾個(gè)組分用于與三元復(fù)合體系間的界面張力進(jìn)行測(cè)試。根據(jù)所實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)表明，大慶油田所具有原油中除了有機(jī)酸外剩下的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)都是形成超低界面張力的重要因素之一，在對(duì)原油中各組分進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明原油中所含有的含氧雜環(huán)化合物與堿發(fā)生反應(yīng)所形成的活性物與烷基苯磺酸鹽存在著協(xié)同效應(yīng)，能使得原油體系的表面張力得到降低，其所產(chǎn)生的作用與酸性活性組分相當(dāng)。因此在原油開采的過程中需要通過不斷研究找出合適的表面活性劑，用以找到超低界面張力范圍寬的三元復(fù)合體系。

此外，原油中輕質(zhì)組分含量對(duì)界面張力也會(huì)產(chǎn)生一定的影響，通過實(shí)驗(yàn)對(duì)原油采用3種不同的方法進(jìn)行除水并對(duì)除水后的原油進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，即使是對(duì)同一復(fù)合體系、同一原油采用不同的除水方法所得到的原油界面活性能力也是大不相同的，根據(jù)相關(guān)測(cè)試結(jié)果表明請(qǐng)示組分含量保留較多的除水方式所獲得的原油界面活性要明顯較輕質(zhì)組分含量保留較少的原油。這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，原油中所含有的輕質(zhì)組分含量會(huì)對(duì)低界面張力的形成產(chǎn)生較為有利的影響。

此外，大慶油田不同區(qū)塊注入污水對(duì)體系界面張力會(huì)產(chǎn)生較為明顯的影響，針對(duì)這一現(xiàn)象，可以從污水中所含有的無機(jī)鹽、有機(jī)物等方面進(jìn)行考慮。通過實(shí)驗(yàn)表明不同礦化度配制水的界面張力行為變化較小，從而這一現(xiàn)象表明污水中影響界面張力的主要因素是除無機(jī)離子外的其他物質(zhì)，為確保三元復(fù)合驅(qū)中所添加活性劑的效用，需要對(duì)上述影響大慶油田原油表面張力的因素進(jìn)行良好的分析，配制符合要求的活性劑來確保三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)能夠取得較高的采收率。

3 三元復(fù)合體系配方

為做好三元復(fù)合驅(qū)中所使用的活性劑的配制，通過對(duì)超低界面張力影響因素的分析并對(duì)多種表面活性劑的性能進(jìn)行分析篩選，找出了某家美國(guó)公司所生產(chǎn)的烷基苯磺鹽與酸和聚合物所形成的三元復(fù)合體系能夠與大慶油田所具有的低酸值原有相結(jié)合形成超低界面張力，在此基礎(chǔ)上研究并發(fā)現(xiàn)了適合于大慶油田低酸值原油的三元復(fù)合體系配方。此三元復(fù)合體系配方具有良好應(yīng)用性能。三元復(fù)合體系配方具有較強(qiáng)的抗油砂吸附性能，實(shí)驗(yàn)通過對(duì)三元復(fù)合體系進(jìn)行了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)室測(cè)定，確定三元復(fù)合體系中表面活性劑在巖心中的靜態(tài)吸附量≤1mg/g砂、動(dòng)態(tài)吸附量≤0.1mg/g砂，而三元復(fù)合體系所具有的這一特性使得其能夠提升約20%的采收率。通過對(duì)油砂進(jìn)行多次吸附實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明三元復(fù)合體系的吸附次數(shù)達(dá)到5次以后三元復(fù)合體系仍能夠達(dá)到超低界面張力。在三元復(fù)合驅(qū)作用的過程中，大量的乳化油滴能夠確保水驅(qū)殘余油的啟動(dòng)，從而使得三元復(fù)合驅(qū)能夠獲得較高的驅(qū)油效率。通過乳化能夠使得油滴聚合并促進(jìn)“油墻”的形成，有利于擴(kuò)大波及體積，而上述有力因素的形成將有助于采收率的提高。在三元復(fù)合驅(qū)的應(yīng)用過程中，需要綜合考慮油層砂體的分布和特點(diǎn)并結(jié)合三元復(fù)合驅(qū)的特點(diǎn)來確定注采井距和提高采收率的方法，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，三元復(fù)合驅(qū)的注采能力與井距的增加成反比，為了確保開采效果需要將井距控制在125±25m的區(qū)間范圍內(nèi)。層系優(yōu)化組合主要指的是將油層性質(zhì)相近的開采對(duì)象組合到一起，采用同一套井網(wǎng)進(jìn)行開采，用以減少層間的干擾，從而實(shí)現(xiàn)原油開采過程中采收率的提高。此外，實(shí)踐結(jié)果表明，一套開發(fā)層系中油層的滲透率級(jí)差以及油層的厚度是影響油井采收率的重要因素之一。

結(jié)語(yǔ)

三元復(fù)合驅(qū)在油田開采中有著極為良好的應(yīng)用前景，三元復(fù)合驅(qū)的應(yīng)用能夠有效地提高油井的采收率。本文在分析了三元復(fù)合驅(qū)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)影響油井開采中原油表面界限張力的因素進(jìn)行了分析，并對(duì)如何做好三元復(fù)合體系配方的開發(fā)進(jìn)行了分析介紹。

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