化学驱提高稠油采收率研究

张新宇，刘灏亮

（东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆 163318）

化学驱提高稠油采收率研究

张新宇，刘灏亮

（东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆 163318）

为提高油田稠油采收率，结合国内近年来提高采收率技术的研究进展着重提出已被大规模应用的化学驱技术的相关研究，包括聚合物驱、表面活性剂驱、碱驱、胶束驱、三元复合驱技术的作用机理、研究成果以及应用等研究，最后提出了稠油化学驱技术应用中存在的问题以及对其未来前景的展望。

化学驱；稠油；采收率；作用机理

化学驱作为EOR的一项重要技术即是向储层注入化学物质，作为顶替液，来降低油水间的表面张力，降低流度比，增加毛管数和提高波及系数。尽管化学驱相对于注气，需要更高的储层渗透率，但是由于其不产生温室气体，故对环境有利。研究表明，此技术具有高达40%的采收率（即采油量比原始地质储量），但在用于较大储层时，该技术会受到化学剂高成本的影响。据中石化相关统计，稠油总储量中采用注水驱技术的稠油约占30%[1-2]，但由于稠油具有粘度较高、油藏油层较薄的特点，且水油流度比较大，若采用注水开发易出现注水利用率和采收率较低、能量损失大等弊端，故采用化学驱作为开采稠油的一项关键性技术，对于提高稠油采收率具有广阔的应用前景。

1 聚合物驱

聚合物驱即是将水溶性聚合物溶液，如多糖和聚丙烯酰胺，注入到含油层，改善油水流度比，增加水的粘度，降低水相渗透率，并改善驱替波及系数，以提高采收率。同时，该方法有时又被称为聚合物增强型水驱，用稀释盐水以混相驱替的方式进行[3]。相对于水驱，此技术具有高出6%～12%的采油潜力，在使用后也能达到原始地质储量40%～50%的采收率。

根据此采收率水平，发现聚合物驱适合于具有较高移动原油饱和度和适中储层非均质性的储层，不适合粘度大于200 mPa·s的原油[4]。然而，此技术受限于聚合物在储层中的降解、聚合物向储层多孔基质的漏失，且对于稠油，需要更高浓度的聚合物溶液来降低流度比，这会使得注入更加困难，成本也更高。近年来已经有学者开始对聚合物驱在粘度极高的稠油油藏的适应性应用进行相关研究[5]，同时郭文敏等人通过注入示踪剂发现加入聚合物后可降低水线的推进速度，从而增大采收效率[6]。

2 表活剂驱

表活剂是表面活性物质的混合物，通常是两亲化合物（即石油磺酸盐）。这些表面活性物质的混合物能够降低油水间的界面张力，因为其具有两亲特征，能推动油在水中的分散，使油滴更易变形，从而轻易流过孔道，在对含油层的注入过程中，降低阈值压力和残余油饱和度，因此提高了石油采收率。某些情况下，可以将组合表活剂如酒精和水溶性聚合物注入，改善表活剂和砂岩间的相互作用。然而，多孔介质地质和储层孔隙润湿性较大程度地影响了表活剂基驱替的EOR性能[7]。此外，段塞的尺寸和表活剂浓度也会相应的受到成本的影响。对于表活剂驱，面临的其他问题有：表活剂在储层多孔介质中过多的漏失会造成额外的费用，且要对乳状液进行处理，同时在储层中表活剂会吸附在岩石和砂岩上并与之反应。

3 碱驱

碱驱包括注入碱性水溶液如氢氧化钠、正硅酸钠、氢氧化钾、碳酸钠、氢氧化铵等等，以段塞形式注入含油层。采收率的提高取决于碱性药剂与原油中有机酸组分（可皂化组分）间的化学反应，产生的表活剂（即皂化成分）能降低储层中油、水和岩石间的界面张力[8]。

尽管此方法同其他化学方法相比，具有简单、化学剂成本低、易操作的优点，但是在矿场的应用很少，因为多数都不成功。这是因为碱溶液同岩石和储层流体间有复杂的反应，此技术并不适合于碳酸盐储层，且处理采出液时也有一定的成本。其他存在的问题同稠油采收的方法有关，包括注碱液的通道，形成的油包水乳化液可能堵塞高渗区域，且波及系数较差。

4 胶束驱

胶束驱过程中，段塞溶液包含表活剂、联合表活剂、酒精、盐水和油，按一定配方形成表活剂稳定微乳液段塞，液滴大小在10-4～10-6mm，由胶束组成，可与储层中的油和水混溶。将胶束溶液注入到含油层，降低油、水相和岩石间的界面张力，改善储层孔隙中封闭油的流动性，并将其释放。随后立即注入聚合物缓冲剂来控制流度，然后注入淡水缓冲剂来防止污染[9]。

尽管如此，同其他化学方法相比，储层的地质特点和条件如高盐度、高温和粘土含量会限制该技术的应用。而且，胶束溶液的设计与合成昂贵且复杂，因为其具有多元相的性质。然而，研究表明在水驱之后，胶束驱能提高石油地质储量采收率35%～50%。

5 ASP驱

ASP驱发展于1980年，其采收原理基于将碱、表活剂、聚合物驱机理结合在一个独立的单元。基于此，将含有碱、表活剂和聚合物的水溶液注入储层中的含油层位，来驱替储层中的原油，提高采收率。数据表明此技术提高采收率的能力高达20%[10]。尤其在中国，ASP驱技术在大庆油田和胜利油田的矿场试验，均实现了采收率的稳步提高。

在ASP驱的矿场应用中，也出现了一些弊端：注入管线严重结垢；采出液含大量残余化学物质，会形成复杂而稳定的乳化液，处理难度大。而且，目前还没有完善有效的处理技术来处理ASP驱中采出的废水，因此会造成潜在的环境问题，这些可能限制该技术在矿场进一步的应用。

6 结束语

针对稠油开采中注水开发造成的能量损失大、采收率较低等问题，选用化学驱技术将大大改善，且该技术具有广阔的应用前景。同时需要根据油藏地质特点或条件选用不同的化学驱技术，开发化学驱新技术对于提高采收率也具有深远意义。

[1] 计秉玉.国内外油田提高采收率技术进展与展望[J].石油与天然气地质，2012.

[2] 汤明光，裴海华，张贵才，等.普通稠油化学驱油技术现状及发展趋势[J].断块油气田，2012.

[3] 兰玉波.化学驱波及系数和驱油效率的研究[D].大庆石油学院，2006.

[4] 周成裕，萧瑛，张斌.国内化学驱油技术的研究进展[J].日用化学工业，2011.

[5] Wassmuth F R，Green K，Hodgins L，et al.Polymer floodtechnology for heavy oil recovery[C].SPE Paper 2007-182，2007.

[6] 郭文敏，吕爱华，吴蔚，等.大庆油田聚合物驱特征评价方法及其应用[J].内蒙古石油化工，2010.

[7] 丁保东，张贵才，葛际江，等.普通稠油化学驱的研究进展[J].西安石油大学学报（自然科学版），2011.

[8] 李锦超，王磊，丁保东，等.稠油热/化学驱油技术现状及发展趋势[J].西安石油大学学报（自然科学版），2010.

[9] 裴海华，张贵才，葛际江，等.化学驱提高普通稠油采收率的研究进展[J].油田化学，2010.

[10] 崔正，朱永东.稠油油田化学驱提高采收率技术的研究进展[J].内蒙古石油化工，2013.

Study on Enhanced Heavy Oil Recovery by Chemical Flooding

Zhang Xin-yu，Liu Hao-liang

In order to improve heavy oil recovery，combined with the domestic research progress in recent years to improve the recovery rate by put forward related research has been large-scale application of technology of chemical flooding，including polymer flooding，surfactant flooding，alkaline flooding，micellar flooding，three element composite technology research mechanism，research results and applic

chemical flooding；heavy oil；recovery；function mechanism

TE357.46

B

1003–6490（2016）10–0046–02

2016–09–15

张新宇（1992—），女，黑龙江哈尔滨人，硕士在读，主要从事油气集输与矿场加工方面研究工作。