《提高石油采收率技术》讲义

石油大学继续教育学院

冀东油田开发新技术高级培训班讲义

提高石油采收率技术

岳湘安

2001.4.7

一、概述

（一）提高原油采收率的意义

作为一种重要的能源和化工原料，世界围对石油的需求仍将持续增长。尤其在我国，一方面国民经济发展对石油需求量的增长速度比以往任何时候都大；另一方面，我国的各主力油田均已进入高含水或特高含水开采期，开采难度增大，产量递减幅度加大，而且后备储量严重不足，石油的供求矛盾日益突出。据预测，按目前的开采水平，到2005年我国进口原油将高达108吨/年（1亿）。这将对我国国民经济发展造成极其严重的影响。

缓解石油供求之间日益突出的矛盾有两条有效的途径：一是寻找新的原油地质储量；二是提高现有地质储量中的可采储量，即提高采收率。寻找新的油田、补充后备储量是原油增产和稳产最直接、最有效的途径。多年以来，各油田在开发过程中也不断加大勘探力度，找到新的储量。但是，石油是一种不可再生资源，它的总地质储量是一定的，而且我国陆上石油资源的勘探程度已经很高，新增地质储量的难度越来越大，潜力越来越少。近年来，几个大油田新增地质储量多数都是丰度很低、油层物性差、开采难度大的油藏。在有限的原油地质储量中，其可采储量是一个变量。它随着开采技术的发展而增加，而且其潜力一般很大。石油是一种流体矿藏，具有独特的开采方式。在各种矿物中，石油的采收率是比较低的。在目前技术水平下，石油的采收率平均约在30%～60%之间。在非均质油藏中，水驱采收率一般只有30%～40%。也就是说，水驱只能开采出地质储量的一小部分，还有大部分原油残留在地下。如何将油藏中的原油尽可能的、经济有效地开采出来，是一个极有吸引力的问题，也是世界性的难题。从长远来看，只要这个世界需要石油，人们必将越来越多地将注意力集中到提高采收率上。实际上，与勘探新油田不同，提高采收率问题自油田发现到开采结束，自始至终地贯穿于整个开发全过程。可以说，提高采收率是油田开采永恒的主题。（这种说法一点也不过分）。近几年，我国已成为纯石油进口国，预计到2005年将进口1亿吨／年。国民经济急需石油，是我国最大的油田，按现已探明的地质储量计算，采收率每提高一个百分点，就可增油5000万吨。这对国民经济的发展具有极其重要的意义。

提高采收率是一个综合性很强的学科领域。它的综合性表现为两方面：

①高新技术的高度集成。不是一个单项技术而是一套集成技术，注入、采出、集输……

②学科领域的高度综合。涉及各个学科。

这种学科交叉、互渗，有助于产生新的理论突破，并孕育着新的学科生长点。而且，提高采收率的原理对于促进相关学科的发展，为这些学科提供发展空间具有很重要的意义。

目前，国外研究与应用的提高采收率方法很多。由于驱替截介质不同，其具体的驱油机理各不相同，适应条件和驱油效果都不同。但所有驱油方法都基于一些具有共性的原理。

（二）提高采收率方法及其分类

从油田开采阶段上划分，通常将利用油层所具有的天然能量，如溶解气、气顶等，将原油采至地面的方法（能量衰竭法）称之为一次采油。在天然能量枯竭后用人工补充油藏能量的开采方法，如注水、注气，称之为二次采油。

但是这种开采方式的分类很容易引起混乱。例如，在我国和前联一些油田曾采用早期注水保持压力的开采方法，很难说这究竟是一次采油还是二次采油。在稠油油田往往是一投入开发就进行热力采油，很难按上面的原则将其归类。

另一种是按技术特点分类：将传统的注水、注气以外的，不是以保持和补充油藏能量为目的，而是以改变和控制油藏及油藏流体物理化学性质为目的的所有开采方法统称为强化采油（EOR──Enhanced Oil Recovery）。目前，EOR这一术语已获得普遍的认可，并已成为提高采收率的同义词。

现有的主要EOR方法可分成如下几大类：

（1）化学驱；（2）气驱；（3）热力采油。

在这里，我们重点讨论化学驱。

化学驱方法及技术比较：

·几乎所有化学驱方法都具有高盐敏性，即对矿化度非常敏感，所以一般对驱油体系的矿化度都有限制。

·由于化学体系在油层中运移时，易于发生吸附、滞留，甚至絮凝、沉降，影响化学剂的注入。如何保持足够的注入能力，是一个长期研究的课题。

·减少化学剂在油藏中的损失（吸附、滞留），是直接影响化学驱效果的关键问题。

⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧烟道气驱

氮气驱干气（或贫气）驱富气混相或非混相驱液化石油气混相驱轻烃驱混相或非混相驱气驱2CO ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧电磁波加热

电加热

火烧油层蒸汽驱蒸汽吞吐注蒸汽热力采油

另外，微生物提高采收率技术也日益受到了广泛的重视，加速研究。但由于许多技术方面的问题，其工业化应用还有待时日。

利用物理场激励油层、提高采收率，是一类新的技术思路，属于油气田开发的前言研究领域。这类物理方法提高采收率的机理还不十分清楚，须深化研究。可以与化学驱相互补充，对那些不适用化学驱的油藏是一类很有价值和前景的方法。

（三）国外提高采收率技术发展现状

提高采收率技术的应用不仅受技术水平发展的制约，更大程度受油价的制约。近年来，由于油价下跌，多数国家的EOR 技术应用呈下降趋势，但对于EOR 的研究却从未停止。

据“油气杂志”（Oil and Gas ）第十三次独家的两年一次的EOR 调查，1996年初世界提高采收率项目和稠油项目的石油产量估计约为220万桶／天，约占世界石油总产量的3.6%。其中，美国72.4万桶／天，占32.9%；加拿大51.5万桶／天，占23.4%；中国16.6万桶／天，占7.6%；前联地区20.0万桶／天，占9.1%，其他国家59.3万桶／天，占27.0%。

热力采油是目前世界上应用最广泛、最主要的EOR 方法，其产量约为130万桶／天，占EOR 总产量的59%。

1. 美国EOR 技术应用状况

美国的EOR 项目数自1986年以来持续下降，而EOR 产量在1992年调查时居最高，达760907桶／天。