三元复合驱采油工艺技术
浅议三元复合驱技术
浅议三元复合驱技术作者：张国红张春超李春雨来源：《科学导报·科学工程与电力》2019年第02期【摘要】目前，国内老油田，如大庆油田、胜利油田等处于高含水期，每年新增可采储量不足，主体油田已经进入年产量下降的阶段，如何通过驱油技术提高老油田的采收率是目前国内采油研究热点问题。
本文介绍了三元复合驱技术的驱油机理，综述了三元复合驱油体系的优缺点，以及存在问题和探索研究研究方向。
【关键词】三元复合驱；原理；优缺点；存在问题；探索方向1976年，美国学者提出三元复合驱方法，但由于理论和工程技术问题异常复杂，至今无重大突破，国外仍处于实验室和井组试验阶段。
大庆油田从1991年开始组织专业团队对三元复合驱油方法进行系统攻关，1994年开始进行先导性矿场试验，2000年开展了扩大工业性试验，2014年实现了工业化规模应用。
经过30年攻关，大庆油田创新了三元复合驱油理论，自主研发出表活剂工业产品，创建了完整的工程技术体系，可在油田含水率达到98%的极限开采条件下，再提高采收率20个百分点以上。
有权威资料显示，世界探明石油储量的54%（2876亿吨）储存在砂岩油藏中，依靠天然能量和水驱开发的最终采收率一般为33%，尚有约2/3不能采出，采收率每提高1个百分点相当于又找到一个大庆油田。
如果全球采收率提高1个百分点，可采储量增加50多亿吨，相当于全球两年的石油消费量。
一、三元复合驱技术的驱油原理三元复合驱使中国石油开发重大试验之一，是大庆油田最有代表性的前瞻性提高采收率解题技术。
三元复合驱，即三元复合驱油技术，是指将碱、表面活性剂和聚合物按照一定比例混合后注入地层，达到提高采收率目的的一种化学驱技术，是在碱水驱和聚合物驱基础上发展起来的三次采油新技术或后三次采油技术。
1.1碱的作用：提高聚合物的稠化能力；碱与石油中的酸反应产生了表面活性剂可将油乳化，提高具有介质的粘度，使聚合物能有效的控制流体流动；碱与石油中的酸反应产生的表面活性剂可以三元复合驱中的表面活性剂产生协同效应；碱可与地层中的钙镁离子反应，或与岩石进行离子交换，起牺牲剂的作用，保护聚合物和表面活性剂；碱可以提高岩石表面的负电性，减少砂岩表面对聚合物和表面活性剂的吸附量；碱可以提高生物聚合物的生物稳定性。
浅议三次采油技术的新工艺
浅议三次采油技术的新工艺采油技术是采油生产中的重要支撑，为技术人员进行油井生产提供了有力的技术基础。
经过多年开发，很多油井挖潜难度增加，低效关停油井不断增多，以三次采油技术为首的很多先进采油技术的应用不仅能够提高员工的操作水平和采油效率，还可以科学分析地下油水分布情况，探索提高区块开发水平的新途径，极大地提高了效益和产量。
本文简析了三次采油技术，并结合具体实例，指出了其新工艺的应用。
标签：三次采油技术；新工艺；油井；产量近年来，我国各大采油厂坚持“科技创新，大众创效”，科技成果不断涌现，特别是针对三次采油技术研发出很多新工艺，不仅极大地降低了每季度的生产成本，还节约了稀油。
石油公司经过改革，管理层级少，工作头绪多，采油新技术的应用促进了员工工作效率和质量的提高。
三次采油技术在实践中具有较高的成功率并能大幅降低生产成本，符合节约挖潜、降本增效的开采原则，对于具有较大生产潜力的油井，应有序应用此项技术。
1 三次采油技术三次采油技术是一次采油、二次采油和三次采油的总称，主要指利用油层自身的能量采油，依靠注水补充低层能量采油和依靠化学、物理方法补充地层能量采油，可以极大地提高石油采收率。
在油田化学技术增产方面，各石油公司在世界各地展开广泛的石油开发技术服务，三次采油技术是其中具有代表性和明显优势的油田增产的高科技技术。
三次采油技术可以实现针对油水井油层改造各种工艺，提高采收率，以及三次采油的油藏污染处理，并将应用方向聚焦于低滲透油田、稠油油田、海洋油田等制约产量的矛盾解决综合处理方案。
以三次采油技术为依据，技术人员可以根据现场的具体问题，进行有针对性的研发和现场操作。
在实践中，三次采油技术还涉及很多其他工艺，如油井解堵、水井降压增注、调剖、防砂、破胶、压裂等，除了这些工艺外，自身也不断延伸出一些新工艺，实现了高科技油田增产目标，建立了科学的流程体系，可以按照油田的质量要求，及时完整系统地进行油田油水井改造。
几种不同的采油技术
浅析几种不同的采油技术关键词：采油三元复合驱微生物三次采油一、三元复合驱采油技术三元复合驱采油技术的应用，极大地延缓了各大油田产量递减的速度，已成为油田产量接替的主要措施。
三元复合驱作为一种既经济又有效率的强化采油技术被各大油田广泛采用。
三元复合驱技术产生于20世纪80年代初，是指碱（alkali）、表面活性剂（surfactant）和聚合物（polymer）等多元组分复合驱油的技术，缩写为asp。
在三种驱替剂中，目前国内外应用量最大的碱通常为无机碱，如naoh、na2co3、nasio3；表面活性剂一般为烷基苯磺酸钠盐和石油磺酸盐；聚合物主要为部分水解的聚丙烯酰胺。
这主要是由于这些物质原料来源广，数量大，合成工艺较为成熟，易工业化生产。
三元复合驱常用的化学剂有多种，根据不同的油藏条件，可有不同的选择。
一般地说，碱剂的选择除考虑原油中有机酸转变为石油酸皂和地层水的组成外，还取决于油藏岩心的矿物组成、油层温度以及一定地质条件下的有效性和经济性。
目前，大庆油田三元复合驱所使用的化学剂中，碱一般为naoh，质量浓度为1.2%；表面活性剂为烷基苯磺酸盐，质量浓度为0.2%；聚合物为聚丙烯酰胺，质量浓度为0.1%。
其中，碱为工业级商品naoh；表面活性剂为大庆自主研发的重烷基苯磺酸盐，组成为40%～60%的活性物，主要为直链烷基苯磺酸盐（linearalkylbenzenesulfonates，las），链长在c14～c24之间；聚合物是由大庆炼化公司生产的高分子量的聚丙烯酰胺，产品组成主要为聚合物形式的聚丙烯酰胺（pam）、残余单体丙烯酰胺（am）、少量无机盐类。
asp是在碱水驱、表面活性剂-聚合物驱和聚合物驱等一元、二元驱基础上发展起来的，将这三种物质以适当比例混合作为驱油剂综合发挥了化学剂作用，充分提高了化学剂效率。
既综合了碱驱具有高的驱油效率、低成本和聚合物驱具有的高波及效率的优点，又克服了碱水驱驱油体系粘度低、在驱油过程中易发生碱耗高、聚合物驱油体系中的聚合物在岩石表面吸附损失大的缺点。
三元复合驱井通粘稠聚合物原理
三元复合驱井通粘稠聚合物原理随着石油勘探技术的不断发展，油田开发难度逐渐加大，如何提高油气采收率成为了一个重要的问题。
目前，油田开发中采用的驱油方法主要有水驱、气驱、聚合物驱、油泵驱等。
其中，聚合物驱是一种较为常用的方法，而三元复合驱井通粘稠聚合物是其中的一种新型驱油技术，其原理和应用将在本文中进行详细介绍。
一、三元复合驱井通粘稠聚合物的定义三元复合驱井通粘稠聚合物，简称三元复合聚合物，是由三种不同组分的高分子聚合物组成的一种复合聚合物。
其中，第一组分为高分子聚合物，主要是通过聚合反应合成的，具有一定的粘稠度和吸附能力；第二组分为表面活性剂，具有良好的乳化、分散和稳定性能，能够增强聚合物的流动性和渗透能力；第三组分为驱油剂，主要是通过化学反应合成的，具有较强的驱油能力和降粘能力。
三元复合聚合物在注入油藏时，能够有效地改善油藏物理性质，增加油水接触面积，降低粘度，提高油气采收率，是一种较为理想的驱油剂。
二、三元复合驱井通粘稠聚合物的原理三元复合聚合物的驱油原理主要包括三个方面：一是改善油藏物理性质，二是增加油水接触面积，三是降低粘度。
1、改善油藏物理性质油藏中存在许多岩石孔隙，这些孔隙大小不一，分布不均，会对油气运移和采集产生一定的影响。
而三元复合聚合物具有一定的吸附能力，能够在油藏中形成一层聚合物膜，降低孔隙壁面的表面能，减少油水相互作用力，从而改善油藏物理性质，提高油气采收率。
2、增加油水接触面积油水界面是油气运移和采集的重要界面，油水接触面积的大小直接影响采收率。
而三元复合聚合物具有良好的乳化、分散和稳定性能，能够将油水界面分散成许多小界面，并通过表面活性剂的作用，将油滴包覆在聚合物膜中，从而增加油水接触面积，提高油气采收率。
3、降低粘度油藏中的油具有一定的粘度，这种粘度是油气运移和采集的主要阻力之一。
而三元复合聚合物中的驱油剂具有较强的降粘能力，能够降低油的粘度，减小运移和采集阻力，提高油气采收率。
浅析几种不同的采油技术
田开发 人 员又 利用物 理或 者化 学 ，以及生 物的 方法 进行 采油 ，从 而提
出了三次采 油新方法 。
２ ０ ３ ０ 年 ，三 次采油产 量 占石 油总产量 的比例将 由 目前的不足 ３％
提 高到 ｌ ５ ～ ２ ０ ％。在未 来的 几十年 内 ，丰富 的稠 油资 源确 定 了以蒸 汽 驱 为主 的热采 将成 为三 次采 油的主 要方 法 。注 聚 合物驱 的使 用会 逐渐
中 国 化 工 贸 易
石＿ 油
Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｃｈｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｔｒ ａ ｄ ｅ
一
卷 月
浅 析 几种 不 同的 采油技 术
高永胜
（ 长 江大学 石油 工程学 院）
摘
要 ：石油是 一种 重要的能源和化 工原料 ，同时也是 国家的重要 战略物 资，对 国民经济的发展具有举足轻重的影响，素有 ｔ ｔ 工业血液 ” 之称 。
减少 ，随着 油价 的不断 攀升 ，绿色 环保 的注 二氧化 碳驱 的发 展将 迎来
新 的高 峰 。对 于我 国来 说 ，在 三 次采 油方面 未来 的发 展方 向应该 有 以
下几点 。
元驱基 础上发 展起 来 的 ，将这 三种物 质 以适 当比例 混合作 为驱 油 剂综
合发挥 了化 学剂 作用 ，充 分提 高了化 学 剂效率 。既综 合 了碱驱 具有 高 的驱 油效率 、低成本 和聚 合物 驱具 有的 高波及 效率 的优 点 ，又克服 了
石 油作为一种非再生的化石能源 ，是 目前所使 用的最主要的一种能源，并且消耗 量在 总能 源中所 占的比例逐年增加。石 油采收率不仅是 石油工业界 ，而 且 是 整 个 社 会普 遍 关心 的 问题 。
关
三元复合驱技术研究
三元复合驱技术研究摘要:三元复合驱是20世纪80年代中期提出的三次采油新方法。
它是由碱/表面活性剂/聚合物复配而成的三元复合驱油体系，既有较高的粘度，又能与原油形成超低界面张力，从而提高原油采收率。
关键词：三元复合驱；成垢；技术三元复合驱是20世纪80年代中期提出的三次采油新方法。
它是由碱/表面活性剂/聚合物复配而成的三元复合驱油体系，既有较高的粘度，又能与原油形成超低界面张力，从而提高原油采收率。
但是，在驱油体系注入地层的过程中，当碱性的化学剂注入地层后，受地层温度、压力、离子组成和注入体系的pH值等因素的影响，与地层岩石和地层水发生包括溶解、混合和离子交换在内的多种反应。
一方面，碱性三元液中的钠离子与粘土中的钙、镁离子发生置换，形成钙、镁的氢氧化物沉淀；另一方面，在地层岩石组分中有长石、伊利石、高岭石、蒙脱土等，碱也能与这些组分作用生成Si、Al等离子，进入地层水中，打破地下液体原有的离子平衡，随着地层条件的改变又形成新的矿物质沉淀，产生大量的硅铝酸盐垢。
这些由于碱的存在而引起的垢沉积，不仅造成卡泵现象，影响抽油机的正常生产及试验的顺利进行，而且还会堵塞油层孔隙，降低驱油剂的波及系数，并使油层受到伤害，影响最终采收率。
我国大庆油田已完成的5个三元复合驱先导性矿场试验,使用NaOH的为4个试验区,在这4个试验区中,除杏五区外,均不同程度地出现结垢现象,结垢发生在采出环节,包括油井近井地带、井筒举升设备和地面集输设备,以中心采出井最为严重,也最为典型。
因此，确定三元复合驱的成垢条件及界限，研究三元复合驱过程中垢的形成机理，找出对策，保证三元复合驱技术的成功有重要意义。
一、结垢状况分析为了确定三元复合驱垢样的晶型及组成，了解试验区的结垢情况，对试验区垢样进行分析。
（一）垢样分析取三元复合驱矿场试验区垢样，如采用大庆油田采油四厂杏二西三元复合驱扩大性矿场试验区垢样为例。
具体过程为：采用-射线衍射进行物相分析，确定矿物的晶型，用-光电子能谱确定元素组成，用化学分析法确定典型氧化物的含量。
浅析三元复合驱油技术研究进展
浅析三元复合驱油技术研究进展[摘要]：随着石油勘探开发工作的不断推进，我国在采用传统的聚合物驱及表面活性剂驱等技术进行采油工作的过程中暴露出来越来越多的不足之处。
三元复合驱油技术的出现弥补了这些技术的不足，本文对三元复合驱油技术的特点进行了概述，重点阐述了三元复合驱方案设计的重点，最后对三元复合驱油技术的发展趋势进行了展望，为我国的油气开采事业奠定了一定的理论基础。
[关键词]：三元复合驱油特点展望一引言近些年，石油钻采技术取得了突飞猛进的进步，在新时代下聚合物驱油技术对于原油采收率的提升发挥了重大的作用。
我国的采油工作者们通过长期的聚合物驱的工作经验指出，在调整注入液的粘度的过程中，可以对流度进行改善以转变聚合物驱的性质。
当注入液的粘度提升的情况下，容易形成碱性的聚合物驱，这种聚合物驱在使用时会受到原油自身所带酸性值的影响导致采收率的提升有限。
另一方面，虽然表面活性剂聚合物驱能够较好的提升原油采收率，但是针对原油表面活性剂的采出液处理起来具有一定的难度，这也制约了原油采收率的提高。
三元复合驱油技术的出现有效的弥补了上述技术中存在的不足，必然成为未来提高原油采收率的新生力量。
本文主要对三元复合驱油技术的原理及特点进行了概述，重点阐述了三元复合驱油技术设计过程中需要注意的事项，最后对三元复合驱油技术的发展趋势进行了展望，旨在能够进一步的提升我国采油技术的提升。
二三元复合驱油技术概述三元复合驱油技术（简称ASP）是一种集碱驱、表面活性剂驱及聚合物驱于一体的综合性驱油技术。
目前，我国使用三元复合驱中主要采用的碱为无机碱，比如NaOH、Na2CO3、NaSiO3等；所采用的表面活性剂主要是烷基苯磺酸钠盐和石油磺酸盐；所采用的聚合物主要是部分水解的聚丙烯酰胺。
因为这些原料的合成工艺比较成熟，来源广数量大。
通过实践表明，三元复合驱采油技术主要有如下几个方面的特点：（1）由于三元复合驱体系中的有机复合能够拓宽盐浓度及低界面张力的表面活性剂的范围，所以该技术的适用范围较广；（2）三元复合驱采油技术的应用能够减少化学剂的使用，特别针对一些油田中所采用的比较昂贵的表面活性剂能够很好的降低成本；（3）利用三元复合驱油技术进行原油的采集工作时，所采用的碱性物质不受限制，可以使用强碱也可以使用弱碱;（4）使用表面活性剂和碱性物质对于提高驱油效率降低油水界面张力具有积极的作用。
大庆油田-杏北油田三元复合驱油技术挖潜效果及认识
杏北油田三元复合驱油技术挖潜效果及认识房宝财刘新仓徐典平牛井岗李世勇张庆权（大庆油田有限责任公司第四采油厂）摘要：杏树岗油田北部开发区（简称杏北）位于大庆油田长垣中部，与大庆油田北部相比，储层沉积类型由辫状河道砂过渡到分流平原河道砂，油层分布相对稳定，渗透率级差小，原油粘度低，储层呈较弱的偏亲油性，由于这些差异，油层水驱开发效果好于北1部。
为了探索水驱后进一步提高采收率的方法，先后在该区开展了三元复合驱先导性、扩大性及工业性矿场试验，为三元复合驱油技术在杏北开发区的推广应用提供了实践依据。
开展的三项三元复合驱油矿场试验，针对杏北主力油层，均采用五点法面积井网，但在试验层位、井距及注入体系配方等方面有所不同：试验层位由单层到多层；注采井距由141m到250m；在注入体系配方及段塞组合方面，后两个试验应用优化的注入段塞，且工业性试验注入体系中的表面活性剂由具有自主知识产权的国产表活剂替代了进口的同类产品。
由于这些差异，三个试验的注采动态变化不同，但均取得了较好的驱油效果，取得了以下认识：一是ASP体系扩大了波及体积，提高了驱油效率，先导性试验与扩大性试验与水驱相比，提高原油采收率20%OOIP左右；二是油井见效状况与井网对油层的控制程度密切相关，主力油层控制程度在50%以上效果相对较好；三是应用三元复合驱油技术，在200m及以上注采井距条件下注采系统结垢明显，且工业性试验独立的采出液处理系统在见到三元体系后处理困难，采取措施后取得了初步效果。
Understanding and Potentiality of ASP Technology in Xingbei Oil FieldFang Baocai,Liu Xincang，Xu Dianping,Niu Jinggang,Li Shiyong,Zhang Qinquan(No.4 Oil Production Company of Daqing Oilfield Company Ltd)Abstract: The northern development area of Xingshugang Oil Field (short as: Xingbei) is located in the middle of Daqing Placanticline. Comparing with the northern part of Daqing, it has the following characteristics: Deposit pattern of the oil reservoir changed from braided channel to distributary channel; Oil layers are relatively stable; permeability differential is about 5 and crude oil viscosity is between 5 and 10 mp a·s which are all lower than those of the northern part. The oil reservoir is weak oil-wet. Because of these characteristics, water flooding result is better than that of the northern part. In order to further search enhanced oil recovery methods, an Alkaline/Surfactant/Polymer (ASP) pilot test , an enlarged commercial field test and a commercial field test have been carried out successively which provide basis for popularization of ASP flooding in Xingbei Development area.Three ASP flooding field tests here all adopted five-spot pattern, but they differ in horizon, well spacing and injected system formula: Test layers changed from single layers to multi-layers; injected well spacing from 141m to 250m ; as for injected formula and slugs combinations, the latter two tests adopted optimum injected slugs, and surfactant is domestic, the same kind as the imported. Because of these differences, injected and produced dynamic changes of the three tests are different, but all have achieved good results. Understanding of the three tests: First, ASP system has enlarged swept volume, and enhanced oil displacement efficiency. Comparing with the enlarged test, the pilot test enhanced oil recovery by 20%OOIP; Second, response of oil wells is closely connected with controlable zones of Well patter n s; It should be above 50%;T hird, Scaling is obvious when well spacing is as作者简介：房宝财（1961- ），男，博士，主要从事油气田开发等方面技术研究。
二类油层三元复合驱跟踪调整技术及效果认识
间剖面动用、含水等均存在较大的差异。
从注入剖面看，区块水驱阶段吸水不均匀，层间 差异大。
从不同厚度砂体吸水状况分析来看，有效厚度
大于等于 2m 的油层吸水层数、吸水砂岩厚度、吸水
有效厚度比例较高，达 80% 以上，随着油层厚度的
变薄，动用状况变差，有效厚度小于 0． 5m 的油层， 吸水层数、吸水有效 厚 度 只 占 该 类 油 层 的 7． 7% 、 10． 1% 。吸水量主要集中在有效厚度大于 2m 的油 层内，占总吸水量的 79． 3% 。
不同开发阶段存在的问题
开发阶段 见效下降期 （ 0 － 0． 09PV）
含水稳定期 （ 0． 1 － 0． 48PV）
存在问题
①注入体系与油层不匹配 ②井间注入压力差异较大
③注采能力不平衡 ①薄差油层动用差
②注入困难 ③注入参数不合理
④产液量低
含水回升期 （ 0． 49 － 0． 70PV）
ห้องสมุดไป่ตู้
①注入困难 ②含水回升快，采剂浓度上升快
收稿日期： 2016 － 03 － 05 作者简介： 于水（ 1975 － ） ，女，毕业于大庆石油学院，现工作于大庆油田有限责任公司第一采油厂试验大队技术室，从
事油田开发工作。
96
内蒙古石油化工
2016 年第 7 期
水剖面对比来看，动用层数、厚度比例都得到提高， 有效厚度动用比例从 77． 7% 上升到 86． 3% ，且不同
施，充分发挥各类油层的潜力。 区块分层井 33 口，分注率达到了 67． 3% ，采用
小井段、小卡距细分调整，小层段内分层平均层段数
为 2． 1 个，层段内平均渗透率级差控制在 1． 6。
通过区块内 33 口注入井分层前后吸水剖面资
三元复合驱技术的驱油机理及改进方向
摘要：介绍了三元复合驱技术的驱油机理，综述了三元复合驱油体系存在的不足，以及在改进方面的研究现状。
关键词：三元复合驱油；采收率；表面活性剂；表面张力常见的化学驱油剂主要有聚合物、表面活性剂和碱。
asp三元( 碱、表面活性剂和聚合物)复合驱是在综合了单一化学驱优点的基础上建立起来的一种新型的化学驱油体系[1]，具有驱油效率高的显著特点，近年来得到了迅速发展。
大庆油田矿场试验[2]表明，聚合物驱比水驱提高原油采收率10％以上，而三元复合驱可比水驱提高原油采收率20％以上。
可见对三元复合驱油体系的深入研究具有重要意义。
1、三元复合驱的驱油机理[3]asp三元复合驱油体系既具有较高的粘度又能与原油形成超低界面张力, 在扩大波及范围、提高驱替效率的同时, 也提高洗油效率, 能改善水驱的“指进”、“突进”和油的“圈捕”,从而增加原油产量和提高采收率。
该体系驱油效果之所以明显优于单一化学剂驱。
是因为多种化学剂具有各自的作用与优势，且相互之间能发挥协同效应。
(1)聚合物的作用是增稠和流度控制。
目前最廉价，应用最成熟的产品是聚丙烯酰胺（hpam）。
hpam已被普遍用来提高注人水粘度和油层波及系数。
hpam的选择着重要与油藏渗透率、孔喉尺寸、注液速度等相匹配, 分子量越大增粘能力越强，浓度越大水解液粘度越大, 驱油能力越大。
(2)表面活性剂的作用是降低油水界面张力和提高洗油效率, 因温度、矿化度、原油组分等油藏条件的不同, 所使用的表面活性剂结构与性能也不相同。
石油羧酸盐、石油磺酸盐是现在普遍采用的驱油表面活性剂, 但石油磺酸盐耐温、耐盐性能比石油羧酸盐好。
(3)碱的作用是与原油中的酸性组分反应就地生成表面活性剂, 与外加表面括性剂协同效应更大幅度地降低油水界面张力并作为牺牲剂改变岩石表面的电性, 以降低地层对表面活性剂的吸附量。
应用的主产品为naoh和na2co3或二者混用。
2、三元复合驱目前存在的不足室内和矿场研究表明[2], 三元复合驱采收率可在水驱基础上再提高20％以上，具有较好的增油降水效果。
化学驱三次采油技术
化学驱三次采油技术一、化学驱油机理化学驱在油田进入现场应用的主要是：聚合物驱和三元复合驱（A.S.P）。
聚合物驱主要是通过增加驱替液粘度、降低油层水相渗透率来降低流度比、调整吸水剖面，达到提高驱替相波及体积的目的。
聚合物溶液粘度越高，其提高采收率幅度越大。
一般聚合物驱比水驱提高采收率幅度6%~ 13%。
三元复合驱既可提高注入剂波及体积，又可增加驱油效率。
另外，三类化学剂复配在一起，既能够发挥单一驱油剂的优势，又能够产生协同加合效应，从而获得更好的提高采收率效果。
三元复合驱一般比水驱提高采收率幅度13%~ 20%。
二、化学驱研究程序及技术系列化学驱油技术是一项比较大的系统工程，比注水开发要复杂的多，投入费用高，风险大，中间某个系统或环节出现问题，都可能导致整个工作的失败。
为了使这项工作能够顺利地开展，并达到增加采收率的预期目标，需要将化学驱油的各个环节有机地联系起来，成为一个整体。
胜利油田的化学驱油技术主要由聚合物驱油和三元复合驱油两大部分组成。
聚合物试验研究主要集中在：（1）聚合物溶液性质如基本物性参数、流变性、稳定性等；（2）聚合物在多孔介质中的性质如吸附、分子量与地层配伍性、流变性、阻力系数、不可及孔隙体积等；（3）驱油试验及试验方案，确定用量、非均质影响等。
在三元复合驱油中要重点研究油水界面性质、不同化学剂间的配伍性如互相作用及其协同效应。
同时由于不同化学剂组合在一起具有不同的特点，因此在研究注入方式时已不再是简单的流度控制问题，它需要根据油藏实际情况和形成乳化液的状况来合理地确定注入方式。
特别是由于复合驱油机理复杂。
影响因素已不再仅仅是油或注入流体粘度问题，故研究过程中所需要的手段和影响因素比聚合物驱油要复杂得多。
通过攻关研究，目前该技术已基本成熟配套，形成从室内筛选、性能评价、油藏工程方案优化设计、数值模拟跟踪模拟到现场实施跟踪调整和评价的一整套技术系列。
1、建立完善了室内试验研究配套技术完善了聚合物评价技术。
三元复合驱油技术
10-3
当量降低。
10-4
机械降解对三元复合体系界面张力影响
10-1
界面张力,mN/m
10-2
10-3
Sa=0.2 wt% NaOH=0.8 wt% P＝2500 mg/L 二厂油水
10-4
未剪切三元， 44.2 mPa.s 三元剪切1次，23.7 mPa.s 三元剪切2次，10.2 mPa.s
Sa=0.2 wt% NaOH=1.2 wt% P＝2500 mg/L 二厂油水 0 20 40
使油水产生乳化，乳化携带和乳化扩大波及体积，提高采收率 在岩石表面吸附，虽然改变岩石润湿性有利于提高采收率，但 吸附损失导致表面活性剂用量增大，三元复合驱成本升高
烷基苯磺酸盐表面活性剂性能评价
界面张力性能
无论是根据界面张力和毛管数与驱油效率及剩余油饱和 度的实验结果，还是依据大庆油田地质条件和驱动体系进行 的计算结果，都能得出只有油水界面张力达到 10-3 mN/m 数 量级时，才能启动残余油。
未剪切三元， 35.1 mPa.s 三元剪切1次，15.2 mPa.s 三元剪切2次，9.0 mPa.s
60 80 Time, min 100 120 140
0
20
40
60
80
100
120
140
Time, min
机械剪切后，低碱体系动态界面张力持续降低，高碱体系动态界 面张力先降低后逐步上升－－－－表观当量升高。
三元复合体系与大庆原油界面张力必须达到10-3 mN/m数量级
以平衡界面张力作为表面活性剂评价标准存在一定局限性
1
界面张力，mN/m
10-1
2 1
三元复合驱 提高采收率
～16％ ～19％ ～20％ ?
三元复合驱采油井化学清防垢技术
89一、引言想简单地研究三元复合驱逐油井的化学定标技术。
首先，深入了解以三元复合为基础的开发技术。
所谓的三元复合开发技术驱动装置，是指利用碱科学的应用，表面活性物质和钻井用聚合物。
由于这三种物质的协同效应，在钻井过程中增加了地下余油的沉淀能力，提高了开采效率。
三元复合驱动的开发，因为所需的生产过程比较简单，所需的原料成本也比较便宜，因此，进入石油开采的后期。
这样的好的操作，以有效的开采方法被广泛采用。
二、三元复合驱技术概述三元复合驱动技术可以帮助相关技术人员解决石油开采率无法提高的问题。
“碱”通常被用作传统的“三元复合驱动程序”中的“碱性成分”。
利用三元复合法排除石油，结果大量的碱性液体注入到油层中，岩石和其他矿物可以溶解在油藏中，提高提取液中的钙、镁、硅酸根等污垢离子浓度，根据外界条件（温度、pH值、摩擦力等）的变化，大量油田产生污垢。
这些构成的污垢一旦沉淀下来，不会对石油开采产生太大的影响。
但是，碱本身有很强的腐蚀性，所以可以从固体附着体中脱离进入石油层。
随着石油开采到输油管道和油井的生产系统，管道堵塞，工作效率的降低也影响到石油的正常开采。
因此，三元复合驱动技术的运用是有利的，也有很大的弊端。
三、采油井清防垢举升工艺技术优化对于三元的复合驱动，通过对油井进行标度，油井的负荷上升，有电流和消耗功率增加的问题。
结合抽油机和螺杆泵的升降技术，在三元驱动器的油井升降方式的设计中，主要采用长柱泵技术和低干扰螺杆泵技术。
1.优化设计防垢管柱因为三元复合井的上浆和结蜡程度比聚合物驱井严重，一般油管的防标效果相对较差，为了有效延长洗井周期和油井泵的周期，减少气体消耗，在选择输油管道时优先考虑石蜡化、防锈和污垢强调预防。
在三元复合井中，石蜡的熔点高于水的去除，通常在55℃左右，因此，油井的工艺是由耐石蜡涂层、合金纳米聚氨酯管构成的。
2.抽油机井优选长柱塞抽油泵由于以往的抽油泵生产中在液流死区容易发生定标卡泵的问题，所以使用长柱短的泵筒的抽油泵，使用直径的光柱来减缓定标的沉淀。
三次采油技术概述
易混相，效果好，但受CO2资源限制。
较易混相，效果好，但受成本资源限制。
不易混相，效果较好，但受地域限制。
难以混相，油藏要求条件高，效果较好，资源丰富，
无污染，无腐蚀，易于推广。
按气源分类
11
气驱
1、CO2驱
基本概念 CO2驱是把CO2注入油层提高采收率的技术，CO2既能油藏提高采收率又能实 现碳埋存和保护环境。 基本机理 使原油膨胀、降低原油粘度、改变原油密度、对岩石起酸化作用、压力下 降造成溶解气驱。
微生物采油
3
化学驱油
化学驱就是通过向油藏注入水中加入一定的化学剂， 以改变驱替流体的性质及驱替流体与原油之间的界面性质 ，如降低界面张力、改善流度比等，提高采收率的一种驱
油方法。
化学驱
聚合物驱
表面活性剂驱
碱驱
三元复合驱
4
化学驱油
1、聚合物驱
聚合物水溶液 增加水相粘度 降低水相渗透率 改善流度比 提高波及系数
氮气驱主要有以下几方面应用：
（1）重力稳定驱替； （2）开采凝析气田；
（3）用来驱替CO2、富气或其它溶剂段塞。
用烟道气提高原油采收率的效果介于二氧化碳和氮气之间。由于含有 CO2，因此它具有与CO2类似的改变油流特性的机理，此外，还具有氮气驱 油的优点。烟道气用于重质油藏，其采收率高于注氮气。
14
合后注入地层，达到提高采收率目的的一种化学驱技术。
三元复合驱中碱、聚合物和表面活性剂之间有协同效应，不仅可以 增大驱替液的粘度提高波及体积，而且还可以降低油水界面张力提高驱 油效率，进而大幅度提高采收率。 优缺点 （1）优点：①三元复合驱试剂中碱比较廉价，成本低；②具有很 强的驱油能力； ③能够改善油层的吸水界面；④降低表面活性剂的吸 附量。 （2）缺点：①容易腐蚀设备及其结构；②容易造成粘度损失和乳 化作用；③对于采出液处理方面存在缺陷，容易造成管道腐蚀，尤其是 强碱。
三元标准10.15
⒊术
语
三元：碱（强碱或弱碱）+表面活性剂+聚合物 三元复合驱油: 采用水驱空白阶段+前置聚合物段塞+三元复合 驱主段塞+三元复合驱副段塞+后续聚合物段塞+后 续水驱的过程驱替模式，调整注入剖面，扩大波 及体积，提高原油采收率。
大庆油田公司采油工程研究院
⒊术
三元复合驱采出井结垢:
语
主要是硅垢、碳酸盐垢及部分有机质等的混合垢。硅垢的 形成受钙镁铝金属阳离子及聚丙烯酰胺的影响较大，具有规律 性。
“QHSE”管理体系文件。
⒌方案设计依据
5.1地质开发方案要点
5.1.1储层特征及油气水分布 5.1.2流体性质 5.1.3油藏压力系统及温度系统 5.1.4地质开发方案部署
预测三元复合驱开发井数及布井井网 采出井平均单井产量 综合含水 注入井注入量、注入压力 监测井数 堵水、调剖、修井、补孔等措施工作量
0.50
0.60
8.0 9.0 10.0
49 52 59
61 66 73
75 82 89
51 57 64
81 86 93
64 69 76
79 84 91
从注入井注入量预测分析，对于采用目前的射孔枪弹能 能达到油藏工程方案预测指标的井，采用射孔方式完井；否 则采取射孔后压裂。
7.3射孔工艺设计
7.3.3射孔方式及工艺的选择
长柱塞短泵筒防垢泵：
是将防砂泵的外层沉砂筒改用单泵筒及等直径的光柱塞， 实现偏心测试；采用短泵筒长柱塞，柱塞处于泵筒外，柱塞 受泵筒两端刮削和油液的扰动，不易在泵筒沉积结垢；采用 不大于二级的间隙，减少漏失结垢。
⒋方案设计原则
4.1 以油藏地质和油藏工程研究为基础，紧密结合油田实际，
石油百科：什么是三元复合驱
石油百科：什么是三元复合驱三元复合驱是指在注入水中加入碱(A)、低浓度的表面活性剂(S)和聚合物(P)的复合体系驱油的一种提高原油采收率的方法。
它是20世纪80年代初国外出现的化学采油新工艺，是在二元复合驱的基础上发展起来的。
大庆油田室内研究及先导性矿场试验表明，ASP三元复合驱可比水驱提高20%以上的原油采收率。
其实质是用廉价的碱部分或全部代替价格昂贵的表面活性剂，降低化学驱所需表面活性剂用量。
加入表面活性剂能够降低残余油在地层的吸附，提高洗油效率。
碱剂的加入又降低了表面活性剂和聚合物吸附滞留损失；碱剂与原油中的有机酸反应生成石油酸皂。
石油酸皂与加入表面活性剂的协同效应、碱与表面活性剂的协同效应及聚合物的流度控制作用，使ASP驱具有较高的驱油效率，而且还能提高油层的波及体积。
聚合物能提高三元体系的黏度，控制流度比，提高驱油剂的波及体积。
这三者的优点结合起来，使三元体系兼有降低界面张力和合理控制流度比的优点，因而取得了提高采收率20%的效果。
但是，三元复合驱油剂还存在一些不足之处。
比如，强碱引起的结垢问题，表面活性剂的经济性问题，聚合物的溶解性、各种化学剂的吸附损失以及三元复合驱采出液的处理等问题。
由于部分机理不清楚和油田地质情况的复杂性，现有配方仍有待改进。
（摘自《石油石化300问》）。
三次采油的原理、方法和在油田中的应用解析
西北大学地质学系研究生综述性课程成绩单教师注意事项：1、课程总成绩应基本符合正态分布；2、若有两种（及以上）方式进行综合考核，需明确各部分所占比例；3、评语中应指出该份作业的特点与不足。
三次采油在油田中的应用、方法和进展石油作为一种重要的不可再生化工能源，对国家经济和国家安全都有重要的作用，在国家发展中占有举足轻重的地位。
然而，随着勘探技术的发展和工作的深入，继续发现大的油气田越来越困难，因此，提高采收率成为油气发展永恒的主题。
20世纪40年代以前,油田开发主要是依靠天然能量消耗开采,一般采收率仅5%-10%,我们称为一次采油。
它反映了早期的油田开发技术水平较低,使90%左右的探明石油储量留在地下被废弃。
随着渗流理论的发展,达西定律应用于油田开发。
人们认识到油井产量与压力梯度呈正比关系,一次采油采收率低的主要因素是油层能量的衰竭,从而提出了人工注水(气),保持油层压力的二次采油方法,使油采收率提高到30%-40%。
这是至今世界上各油田的主要开发方式,是油田开发技术上的一次大飞跃。
但二次采油仍有60%-70%的油剩留地下。
为此,国内外石油工作者进行了大量研究工作,逐步认识到制约二次采油采收率提高的原因,从而提出了三次采油新方法。
1.提高采收率原理在油田开发过程中,通常称利用油藏天然能量开采的采油方式为一次采油。
而在一次采油后,通过注水或非混相注气提高油层压力并驱替油层中原油的驱油方式称为二次采油。
三次采油是针对剩余油而进行的，指油田在利用天然能量进行开采和传统的用人工增补能量(注水、注气)之后,利用物理的、化学的、生物的新技术进行尾矿采油的开发方式。
这种驱油方式主要是通过注化学物质、注蒸汽、注气(混相)或微生物等,从而改变驱替相和油水界面性质或原油物理性质。
采收率地质储量最终累计采油量=η，最终累计采油量一般以油田含水量在98%以上为止。
与采收率有关的两个参数是波及系数E V 和洗油效率E D 。
三元复合驱采油技术应用及发展趋势
三元复合驱采油技术应用及发展趋势发布时间：2021-09-07T10:45:38.767Z 来源：《探索科学》2021年7月下14期作者：刘亮[导读] 石油是我国的一种重要资源，对很多行业的发展都会产生特别大的影响，想要在今后的石油开发技术上不断的努力，必须加深研究，要对既往的工作进行总结分析，而后在新技术的应用上，通过科学、合理的方法来完成。
三元复合驱采油技术作为当代的先进技术体系，应用效果突出，未来的发展空间较大。
文章针对三元复合驱采油技术展开讨论，并提出合理化建议。
新疆准东石油技术股份有限公司刘亮新疆克拉玛依 831511摘要：石油是我国的一种重要资源，对很多行业的发展都会产生特别大的影响，想要在今后的石油开发技术上不断的努力，必须加深研究，要对既往的工作进行总结分析，而后在新技术的应用上，通过科学、合理的方法来完成。
三元复合驱采油技术作为当代的先进技术体系，应用效果突出，未来的发展空间较大。
文章针对三元复合驱采油技术展开讨论，并提出合理化建议。
关键词：三元复合驱；采油技术；应用；发展趋势引言从客观的角度来分析，石油开采在实施的过程中，自身所具备的难度是比较高的，必须从多元化的角度出发，既要对外部环境的影响因素充分应对，又必须在客观工作的处理上，尽量按照合理化的模式来完成，如果在技术的操作上出现偏差，或者是在工作的实施当中，没有达到预期效果，肯定会造成一定的损失，届时对于石油行业的发展，将会造成很大的不良影响。
所以，在三元复合驱采油技术的应用过程中，要积极考虑到当下、将来的双重工作。
1石油开采简述石油开采通常分为三次开采方式。
第一次开采的目标是未开发的油田。
对于未开发的油田，只能通过自然界中的天然能量进行简单的加工和开采，因此石油的采收率极低，并且非常容易带来损耗。
第二次开采是对已经进行过一次开采的石油进行开采，通常，利用注入气体或水以增加油层中的压力，实现石油开采。
这种开采方式比第一次开采方式的采收率率高很多，可以达到30%。
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8 镁离子浓度 m g/L 6 4 2 0
0
N N N N
aO aO aO aO
H 0. 6% H 0. 8% H 1. 0% H 1. 2%
4mg/L
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
取样时间 h
大庆油田第六采油厂
硅离子浓度: 目前为200mg/L，呈缓慢上升趋势
300 硅离子浓度 m g/L 250 200 150 100 50 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 取样时间 h N N N N aO aO aO aO H 0. 6% H 0. 8% H 1. 0% H 1. 2%
24mg/L
大庆油田第六采油厂
井口加药：井口 点滴加药防垢技术是目前 三元驱防垢较为有效的办 法。目前，我厂已安装3口 井
第六采油厂工程技术大队
举升工艺：主要应用了长柱塞防砂泵、低磨阻泵和 防垢螺杆泵。同时，为增加螺杆泵井的排量可调范 围，全部配备了变频控制柜，计划安装在线监测装 置，达到实时监控螺杆泵运行的目的
钙、镁离子含量较低，基本保持稳定
20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 200 400 600 800 1000 钙离子浓度 m g/L N N N N aO aO aO aO H 0. 6% H 0. 8% H 1. 0% H 1. 2%
12mg/L
1200
1400
1600 取样时间 h
OH- Ca2+
Mg2+
碳酸盐垢：主要是溶液中离子达到饱和状态后结晶析出 硅垢： 碱溶蚀岩石，硅以可溶性硅酸盐的形式转移，硅 酸根水解形成硅酸，硅酸在碱性条件下连续缩合生成凝胶， 凝胶脱水最终生成无定型二氧化硅
二氧化硅 (岩石或硅垢) －H2O 脱水凝胶 (硅胶)
OH- (H2O) 硅酸盐
H2O (H+) 硅酸
井下加药装置
⑵材质的防腐防垢处理 防腐漆油管、三防油管、FRP-B油管、TC3000C油管的井下试验。从试验效果看，这几种油管下 井后均有结垢现象，不能彻底解决油管的结垢问题
三、六厂试验情况 我厂三元复合驱试验层位为北东块萨Ⅲ410油层，采用强碱体系配方，2008年10月开始注 入三元主段塞 室内实验：六厂三元复 合驱试验区块的岩心与三元液 混合，检测反应物的成分变化 情况，确定反应的特点和规律， 为防垢提供依据
一次采油
二次采油
三次采油
2.三元复合驱 三元复合驱，即碱-表面活性剂-聚合物复合驱 碱 表面活性剂 聚合物
(1)同原油中有机酸反应形成表面活性物质，并同 (1)作为驱油主剂降低油/水界面张力 (1)增加体系粘度，控制驱替剂的流度，降低油水 加入的表面活性剂产生协同效应，增加活性，减少 (2)在离子强度和二价离子浓度较高的情况下起补 流度比，缓解窜流、绕流等现象，增加波及体积 表面活性剂的用量 偿作用，拓宽体系的活性范围和自发乳化的盐浓度 (2)调整吸水剖面，增强低渗透率油层和增韵律沉 (2)拓宽表面活性剂的活性范围 (或pH值)范围 积层内上层部位的吸水能力，减缓高渗透层内窜进 (3)改善岩石颗粒表面电性，降低表面活性剂、聚 现象，改善驱替水的波及体积 合物的吸附量
第六采油厂工程技术大队
第六采油厂工程技术大队
二、三元复合驱存在的问题及处理措施
三元复合驱在注采过程中，由于其组成成分 性质的影响，出现结垢、堵塞等现象，影响了开发效 果
碱
表面活性剂
聚合物
第六采油厂工程技术大队
腐蚀、结垢机理 硅垢
碳酸盐垢（钙、镁等）
碱
表面活性剂
聚合物
Ca2+ Mg2+ Ba2+ SiO32-
CO32-
垢的治理
为了解决三元复合驱存在的腐蚀、结垢问题，从两个 方面采取措施： 一是加入防垢剂，减缓、消除垢的产生 二是工具材质进行处理，提高防腐防垢性能
⑴防垢剂 根据三元垢的成分，防垢剂应具有防钙垢和防硅酸 盐的功能。其作用机理是：破坏晶核，使二价阳离子形成 鳌合物，防止胶团积聚、沉降、析出 防垢剂的应用方式有两种：井口点滴加入、井下 加入。井口点滴加入是通过井口加药装置将药剂送入井内， 确定不同生产条件下的合理加药量是保证防垢效果的关键。 井下加入是将防垢剂制成固体，接在抽油泵下部，随采出 液的流出，缓慢溶解在采出液中，起防垢作用
注入工艺：针对剪切降解率高、腐蚀结 垢等现象，开展了三元复合驱分注工艺研究
目前，已加工完成两套试验件， 并在9-PS2632井开展了现场试验 测试调配顺利，单层注入量均 满足配注，投捞操作中无卡、堵现象 下一步计划跟踪检验配注芯材 质及镀层的防腐防垢效果。同时，再选 取3～5口井开展现场试验，进一步检验 该工艺的应用效果
垢的预测
根据PH值及钙、镁、硅等离子含量的变 化，进行垢的预测 （四厂）
第六采油厂工程技术大队
垢的预测
根据PH值及钙、镁、硅等离子含量的变 化，进行垢的预测
第六采油厂工程技术大队
二厂
加重
⑴钙、镁：先上升后下降，在下降阶段小于
50mg/l时开始见垢，随着钙、镁离子浓度减少，结垢逐渐
⑵PH值：PH>8.8时进入结垢区，结垢范围一般为 8.8-11 ⑶HCO3- 和CO32- ：当HCO3- 下降、 CO32- 上升时有结 垢趋势， CO32-浓度＞500mg/l时进入结垢期 ⑷Si4+ ：呈上升趋势，在达到30mg/L以上时开始 结垢 一般情况，以上4个条件，任意达到2个条件，判 断为开始出现结垢
200mg/L
铝离子浓度：含量比较高，目前24mg/L，且呈上升趋势
35 铝离子浓度 m g/L 30 25 20 15 10 5 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 取样时间 h N N N N aO aO aO aO H 0. 6% H 0. 8% H 1. 0% H 1. 2%
－H2O 凝胶
聚硅酸
三元注入体系进入地层后，与地层水、含气原 油、地层岩石等作用，形成一个复杂的体系。三元液与地 层流体及矿物发生反应，打破了地层内原有的物理化学平 衡状态，直接或间接引起储层中矿物的滤蚀和溶解，使地 层流体的化学成分异常复杂，在特定温度下成垢离子浓度 达到过饱和时，以沉淀的形式析出，进而成垢 由于垢的形成过程中影响因素较多，且作用复杂， 如储层中岩石的分布、孔隙的构造形态、流体的渗流状态 和速度等，导致目前对此尚无明确的结论
三元复合驱采油工艺技术
工程技术大队工艺室 二○○九年四月
一、概述
随着油田开发的进一步深入进行，大庆油 田继聚合物驱后开展了三元复合驱油技术的试验 应用。三元复合驱可以比水驱提高采收率20%以上， 是进一步提高原油采收率的关键技术
１.油田开发阶段（能量的来源及补充方式 能量的来源及补充方式） 能量的来源及补充方式 一次采油：依靠油田本身的天然能量 二次采油：在天然能量枯竭的情况下，通过补 充能量来恢复或保持藏压力。气驱、水驱 三次采油：通过向地层注入各种驱油介质，如 各种化学物质、溶剂和热载体及采用各种物理 方法进行生产。聚驱、三元复合驱，等等