三次采油

混相驱

2．CO2驱油技术 C02是一种容易以三种状态(固态、液态、气 态)存在的物质，其临界温度为31℃，这在 大多数油田都能满足。CO2在原油中的溶解 能力很高，因而容易形成混相。这些就是 选择C02做注入剂的主要原因。
混相驱



注入C02有利于驱油的因素有以下方面： ①使原油膨胀； ②降低原油粘度和密度； ③对岩石起酸化作用； ④降低注入液和原油的界面张力； ⑤压力下降时可以造成溶解气驱。
其它提高采收率方法

我国在20世纪50、60年代也进行过超声波 采油技术的研究，但因材料、技术等原因 停顿了一段时间。1981年，华北油田率先 进行了超声波破乳、降阻的冷输试验和超 声波增产试验，取得良好效果。玉门、大 庆、吉林、辽河、新疆等油田也陆续开展 了超声波采油的现场试验。全国已召开过 三次物理方法采油的工作会议，包括对超 声波采油技术进行总结。
四、热力采油

热力采油是一类基本的采油方法，它通过对油层 加热，促使原油粘度大幅度降低，从而使原本不 流动或流动差的原油得以采出。因此，热力采油 更多地是作为首次或二次采油的基本手段加以广 泛的应用，世界上几乎全部的高粘稠油都是通过 热力采油方法进行开采的。热力采油用做三次采 油或提高采收率的方法加以应用倒是不多的，热 力采油作为三次采油方法，主要用在一些原油粘 度介于稀油和热采型稠油之间的低粘度的普通稠 油提高采收率上：
热力采油


(2)注蒸汽采油 蒸汽以其良好的热载体、很高的汽化潜热、 来源丰富、成本低而成为热力采油的基本 介质。热采一般采用湿蒸汽(干度70％—80 ％左右)，这样可以达到较高的性能价格比。 注蒸汽采油主要采用两种方式；蒸汽吞吐 与蒸汽驱。
热力采油

①蒸汽吞吐。蒸汽吞吐国外又称蒸汽激励 或循环注蒸汽。它是将一定数量的高温高 压的蒸汽注入到油层中(一般注7—15天， 日注100--200t水当量的湿蒸汽)，再关井2-5天进行热交换(现场称焖井)，然后开井采 油(先自喷，到基本不出时进行抽油)。一般 可以生产1至几个月，到产量很低时，就结 束本周期(也称轮或轮次)采油，再次进行注 汽、焖井和开井采油。如此循环(见图6-32)。
§6—3 三次采油基础

一、概述 1．三次采油的概念 (1)一次采油 所谓一次采油，是指依靠油藏天然能量(原始能 量)进行的采油。上世纪40年代以前，几乎所有的 油气藏都是依靠天然能量进行采油，只是在天然 能量基本耗尽以后，才考虑利用人工补充能量等 方法进行进一步的采油。但一次采油的采收率一 般较低，而且开采时间长，采油速度低，这使得 它的应用受到很大限制。
一、概述

(2)二次采油 所谓二次采油，是指依靠常规补充能量的方法 进行的采油。所谓常规补充能量，一般都是指注 水补充能量，也包括注气(注油田伴生气等，但不 包括注CO2气、注氮气)补充能量。注水采油自上 世纪40年代起很快成为主流的油田开发方式，因 为注水采油具有突出的优点：如水的运动粘度较 高因而驱替效果好、多数油层岩石亲水其驱油效 率较高、水源易于获得且成本低廉、注水也易于 操作控制等。
热力采油

3．热采方法 (1)热力采油种类 热力采油的主流方法是注蒸汽，世界上95％以上 的稠油都是采用注蒸汽的方法进行开采的。也有 火烧油层方法，该方法提出很早，国内外都进行 过一些现场试验，但因效果差、问题多，至今还 未进入工业应用阶段。国内外也都有注热水开采 中质原油(大体相当于普通稠油的下限)和高凝油 的试验和工业生产区，但一是规模都比较小，二 是工艺接近常规注水、比较简单；一般都不列入 热力采油范围。
概述

根据三次采油特点，可总结为化学驱、混相驱和 热力采油三种基本类型。简略介绍如下。
二、化学驱


化学驱是一大类提高采收率方法的总称。它是在 注入水中添加各种化学物质，以改善注入水的某 些性质和洗油能力，达到提高驱油效率的目的。 由于化学驱添加了各种化学剂从而改变了注入水 的某些性质，因此也常称为改型水驱。 国内外投入应用和大力发展的化学驱方法主要 有：聚合物驱、活性水驱、碱性水驱、复合驱和 胶束溶液驱等类型。它们的应用机理、针对的问 题和实施的方法如下。
五、其它提高采收率方法

1．物理方法采油 利用物理方法提高采收率的方式较多，它 们多是采用声波振动的方式将地层剩余油 进行剥离采出。物理方法采油通常不包含 热力采油，因为热力采油已自成系列并成 为稠油开采的基本方法。物理方法采油用 得较多的有两类：人工地震采油和超声波 采油。
其它提高采收率方法
三、混相驱

1．概述 混相驱油法是利用注入剂与原油互溶混相， 从而提高驱油效率的方法。混相是指两种 液态物质均匀混溶，达到界面(相)消失的状 态。研究认为，混相可以形成真正的活塞 式驱动，从而大大提高驱替效率，混相驱 的驱油效率很高，可以接近100％。混相驱 就是基于这样的认识进行的。
混相驱
混相驱

CO2驱有混相与非混相的分别：混相驱以降低界 面张力为主提高驱油效率；非混相驱以降低原油 粘度和使原油体积膨胀为主来达到提高采收率。 由于混相需要较高的压力，受地层破裂压力的限 制，一些油藏可以采取压力较低的非混相驱方式 进行注C02提高采收率。此外还有单井C02吞吐的 开采技术：将一定量的C02注入到井底，然后关井 几周让CO2渗入到油层深处，再开井生产；其采油 机理主要是原油体积膨胀、粘度降低。
其它提高采收率方法

人工地震采油的机理有以下几点： ①机械波对地层有很强的穿透能力； ②共振可以提高地层的振动效应； ③振动有利于降低原油粘度； ④振动可使油水重新分布，有利于原油流动； ⑤振动可以改变岩石表面的润湿性； ⑥振动有利于清除油层堵塞，提高油层渗透性； ⑦振动可降低原油驱动压力，提高采收率； ⑧振动可降低残余油饱和度。
图6-3-3热Βιβλιοθήκη 采油
a．原油粘度太高而蒸汽粘度很低，原油与蒸汽的 流度比太大，必然形成汽窜； b．井距小，稠油由于流动能力差，开采井距一般 75--150m，稀油注水开发井距一般300-500m； c．稠油油层孔隙度和渗透率一般很高，渗透率多 在几至几十，而且经过吞吐开采以后，油层渗透 率还会成几倍地增加； d．蒸汽吞吐期间经常出现井间汽窜，这就在油层 中建立起了蒸汽“通道”，转入蒸汽驱后，注入 蒸汽一般都会走这条“通道”。
图6-3-1 我国主要稠油油田的原油粘---温 曲线
热力采油

当然，热力采油还有补充地层能量以形成 驱动、裂解重组分以降低密度与粘度等有 利于采油的因素，但主要的机理是热力降 粘。
热力采油

2、热采对象 粘度在150mPa· s以上的原油。（150-10000mPa· s为普通稠油下限，10000-50000mPa· s为特稠油，50000mPa· s以上为 超稠油）
热力采油
热力采油

蒸汽吞吐是稠油开采中最常用的方法，早 已广泛用于工业生产。其优点是一次投资 少、工艺简单、开采效果好，是稠油热采 的主流方法。
热力采油

②蒸汽驱。蒸汽驱是稠油注蒸汽开采的另一方式， 它类似于注水采油，即在注汽井中长期连续地注 入蒸汽，将地层中的原油加热并驱替到周围的采 油井予以采出。有一种比较流行的观点认为：蒸 汽吞吐效果虽好，但它只能作为对稠油油层的预 处理方式使用，稠油开采应在吞吐2--4个周期以 后就转入蒸汽驱，应该以蒸汽驱为主开采稠油。 基于这一思想；我国在上世纪80年代后期(最早为 新疆于1987年7月)陆续进行蒸汽驱现场试验并先 后将大片吞吐生产区转为蒸汽驱开采。但蒸汽驱 的实际情况很不理想：油井见蒸汽驱反应倒是很 快，一般1--2个月，最快者3天；油井见反应后液 量有一定增加，但含水大幅度上升，产液温度迅 速上升；基本表现为汽窜动态。此后油田就处于 长时期高含水低产量的生产状态(图6-3-3)。蒸汽 驱效果差的原因，其实很简单：
热力采油



③油层厚度：20--50m效果较好，lOm以下 效果急剧变差，厚度太大则剖面动用程度 下降。 ④剖面上油层比较集中较好，若分散则热 损失增加。 ⑤无边、底水最好。
热力采油


(2)国内油田应用情况 我国稠油主要集中在辽河、胜利、新疆及河南、 内蒙等油田。自上世纪70年代末开展稠油注蒸汽 开采以来，稠油年产量已达千万吨规模。1997年 全国稠油产量已经达到1310×104t，其中注蒸汽 开采的稠油产量为1110×104t。在这些热采产量 中，绝大多数是蒸汽吞吐开采的产量，蒸汽驱仅 占少数。 国内油田以辽河稠油产量最高，1995年已达 676×104t。其次是胜利油田：1997年达 220×104t。新疆1997年稠油产量达到200×104t。 河南油田1995年稠油产量为18×104t。
热力采油


1．热采机理 原油粘度对温度的变化一般都比较敏感，原油 粘度随温度变化的曲线称粘温曲线。稀油由于粘 度不高，其流动性也好，因而粘度不是开采中的 主要矛盾因而无须研究其粘温特性。但稠油粘度 很高，在地层中很难流动或根本不能流动，因而 其粘度就成为开发中的最突出最主要的矛盾。图 6-3-1是我国主要稠油油田的稠油粘温曲线。从图 中可以看出，其温度每上升10℃，原油粘度就会 下降一半左右(比如：在30℃时粘度在 20000mpa· s左右的稠油，当温度升高到90℃时， 其粘度已降到200mPa· s以下，这就可以通过抽油 予以有效地采出)。热力采油就是利用稠油的这一 粘温特性进行开采的。
其它提高采收率方法

(2)超声波采油， 早在上世纪50年代，美国和前苏联就开 始了声波采油技术的研究并应用到实际采 油中，取得一定成功，同时也得到较快发 展。20世纪60年代，美国和前苏联都进行 了进一步的研究和试验，20世纪70年代前 苏联率先发展了大功率超声波油井处理装 置，并取得良好效果。

(1)人工地震采油 上世纪80年代初，前苏联首次研制出大功率低 频可控震源机，并用于人工地震采油试验。90年 代以后，我国国家地震局工程力学所与吉林油田 在三个区块进行了三个周期的现场试验。1992— 1993年，辽宁地震勘测院三次派人去苏考察并在 曙光采油厂及科尔沁油田进行了14个周期的地震 采油试验。1994年还在大港油田的孔店、港东等 区块上进行过试验。