采油論文低滲透油層物理化學(xué)采油技術(shù)

　　我國低滲透油層占油層儲備比例非常大的事實決定，這篇采油論文認為我國在進行石油開采的過程中，必須要結(jié)合低滲透油層的特征，對具體的開采技術(shù)進行不斷的優(yōu)化，物理化學(xué)的采油技術(shù)，是我國在針對低滲透油層開采問題上的成功探索，應(yīng)在實際油田開采的過程中，適當?shù)膽?yīng)用和優(yōu)化�！�石油化工設(shè)計》(季刊)創(chuàng)刊于1984年，是經(jīng)國家科委和國家新聞出版總署批準的國內(nèi)外公開發(fā)行的科技刊物。《石油化工設(shè)計》由中國石化集團公司主管、中國石化工程建設(shè)有限公司(SEI)主辦，面向石油化工設(shè)計、生產(chǎn)行業(yè)的相關(guān)讀者群體和個體的公開發(fā)行期刊，是反映石油化工設(shè)計全系統(tǒng)管理和發(fā)展的科學(xué)技術(shù)類期刊。

　　摘要：隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對能源的需求量越來越多，石油作為重要的傳統(tǒng)能源之一，高效、高質(zhì)量開采已經(jīng)成為滿足當今社會發(fā)展需要的必然選擇，而我國開發(fā)中和待開發(fā)中的石油儲備以低滲透油層為主，此類油層對開采技術(shù)的要求相比更高，所以提升低滲透油層的采油水平是我國在石油開采方面急需解決的問題。在此背景下，本文針對低滲透油層物理化學(xué)的采油技術(shù)問題展開研究，為我國油田開采工作的高效開展提供借鑒。

　　關(guān)鍵詞：低滲透油層;物理化學(xué);采油技術(shù)

　　前言

　　所謂低滲透油層，即滲透率、豐度、單井產(chǎn)能等均相對較低的油層儲層，通常其油氣水流通道是非常小的，但液液界面、液固界面界面的相互作用卻十分顯著，具有較大的滲流阻力，所以在實際開采過程中，不僅開采的整體難度相對較大，而且產(chǎn)量不僅較少而且非常不穩(wěn)定，這對實施的采油技術(shù)提出了較高的要求。

　　1低滲透油層常用的物理采油技術(shù)分析

　　目前，在低滲透油層開采中，常見的物理采油技術(shù)主要包括以下幾種：

　　1.1直流電法

　　直流電法是油層加電工藝的重要構(gòu)成，對改善油層孔隙結(jié)構(gòu)、界面性質(zhì)、油水流動狀態(tài)、油水相對滲透率等方面均具有積極的作用，在實際應(yīng)用的過程中，結(jié)合具體的電場和水動力方向，可以采用正向或反向的直流，所謂正向直流就是將陽極和陰極分別設(shè)置在注水井和生產(chǎn)井，以此達到強化采油的效果;而反向直流就是將陰極放置在注水井的同時，在生產(chǎn)井反向電場中放置陽極，進而達到使出水時間滯后，含水率縮減的同時采收率提升的效果[1]�？梢娭绷麟姺ㄔ趯嶋H應(yīng)用中，并不嚴格的要求使用范圍中油層所應(yīng)具備的滲透率和地質(zhì)巖性、含水量等，所以在處于高含水開采期的油田中應(yīng)用，對控制含水率，提升開采效率等方面均具有積極的作用，通�？梢允巩a(chǎn)量和采油率分別提升30%至50%和20%，這為大慶油田、勝利油田等低滲透油層開采提供了有效的途徑。

　　直流電法利用油水滲流過程中產(chǎn)生的電滲效應(yīng)、巖石潤濕性變化效應(yīng)、巖石細組分顆粒電泳效應(yīng)等提升驅(qū)油效率，但需要注意的是，直流電法的驅(qū)油效率雖然在初期表現(xiàn)出與電位梯度具有較顯著正相關(guān)性的關(guān)系，但在電位梯度達到一定水平后，驅(qū)油效率與電位梯度之間的關(guān)系就會轉(zhuǎn)變?yōu)樨撓嚓P(guān)性，甚至出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，開采工作無法進行，所以選擇合理的電位梯度在此物理技術(shù)應(yīng)用過程中至關(guān)重要[2]。通常土壤電位梯度可以通過i或iL1計算獲取，其中，代表土壤電阻率、L代表土壤電導(dǎo)率、i代表劉靜該處土壤的電流密度。圖1顯示了直流電提高低滲透油層水驅(qū)油效率與滲透率之間的關(guān)系簡圖，進一步體現(xiàn)出對驅(qū)油效率準確控制的重要性。

　　1.2聲波采油法

　　聲波采油法的主要原理是利用聲波對地下油層周期性相對運動產(chǎn)生聲震驅(qū)動，通常情況下，聲震的劇烈程度與離采油點之間距離之間具有較顯著的負相關(guān)性，在聲波振動的過程中產(chǎn)生的聲波場可以使地下原有向生源不斷的匯集，形成新的采油點，進而提升采油的效率[3]。如果選擇的聲波為超聲波，其發(fā)揮的功能會更加突出，除上述功能外，利用聲波采油法可以對使即將凝固的油液以氣體或顆粒的形式漂浮在原油的表層，這種分子結(jié)構(gòu)改變的方式使分子作用力發(fā)生明顯的變化，達到縮減粘度提升油液流動性的效果;而且油層在超聲波的作用下會在流動的同時溫度提升，進而使原本在油管附近粘稠的油液也較好的流動，進一步提升了油液的流動性與流動量;除此之外，在超聲波的作用下，鹽垢顆粒與金屬表面會出現(xiàn)剪切錯位，這在一定程度上也會達到提升原油管線流量的效果[4]。利用超聲波采油多方面的功能優(yōu)勢，通�？梢蕴嵘�采油量50%左右，在低滲透油層應(yīng)用效果十分顯著。

　　1.3熱力采油法

　　此方法的主要原理就是通過對原油升溫，提升其流動性，為開采創(chuàng)造條件，在實際應(yīng)用的過程中，主要通過三種常規(guī)方式完成，首先是蒸汽吞吐采油，即將高溫、高飽處理的蒸汽直接向地下原油輸入，并對井口進行封閉，然后進行加熱和開采的方法，此方法在成本、可操作性和產(chǎn)量提升方面均具有較明顯的優(yōu)勢，而且可以保證油體的品質(zhì)，所以在粘度較大的低滲透油層中應(yīng)用效果較為理想[5]。其次，蒸汽驅(qū)采油方法，即利用高干度的爭取對有境內(nèi)存儲的粘度相對較大的原油進行連續(xù)的驅(qū)動，然后在原油流向的適當位置設(shè)置開采井進行原油開采的方法，此方法通常可以提升低滲透油層才優(yōu)良60%左右，而且在成本上也具有較明顯的優(yōu)勢，但其具體實施過程對技術(shù)的專業(yè)性以來非常強，而且存在加大的危險性，所以使用的范圍受到限制[6]。再次，火燒油層采油方法，即通過前驅(qū)、逆向和水潤三種火燒形式，對原有進行加熱進而提升器流動性的方法，但目前受技術(shù)可操作性等因素的影響，其在實際應(yīng)用中并未得到大范圍的推廣。

　　1.4電磁場強化采油法

　　所謂電磁場強化技術(shù)，即向低滲透油層中直接輸入大功率的電磁能，利用其產(chǎn)生的電熱、電化學(xué)、點滲透、電驅(qū)動等多類型的效應(yīng)，對低滲透油層在滲流、流體等方面的特征進行改善，進而達到提升開采效率的效果。此技術(shù)的應(yīng)用主要是基于磁場可以對原油的粘度產(chǎn)生顯著的影響，通常降粘率可以通過(1-a/b)×100%計算獲取，其中a代表磁化原油粘度、b代表未磁化原油粘度�，F(xiàn)階段此項技術(shù)在發(fā)達國家已經(jīng)發(fā)展的較為成熟，而且具體的形式較為多樣，例如，電阻法地層加熱技術(shù)、射頻激勵地層加熱技術(shù)、“三塊板”電磁加熱技術(shù)、電碳化地層處理技術(shù)、電磁場解堵技術(shù)、電磁場增注技術(shù)、電磁場強化油流技術(shù)等均是電磁場強化采油法的具體體現(xiàn)。除上述物理技術(shù)外，在低滲透油層采油中振動技術(shù)、微生物技術(shù)等也較為常用，本文不進行詳細的闡述。

　　2低滲透油層常用的化學(xué)采油技術(shù)分析

　　除大量物理采油技術(shù)在低滲透油層開采過程中得到應(yīng)用外，為提升開采量和開采率，人們結(jié)合低滲透油層的特征，對可行的化學(xué)技術(shù)也展開了研究，目前主要應(yīng)用的化學(xué)采油技術(shù)包括以下幾種：

　　2.1納米聚硅材料在開采中的應(yīng)用

　　納米聚硅材料是可以通過射線激活的添加劑實現(xiàn)化學(xué)性質(zhì)改變的物質(zhì)，其以二氧化硅作為主要的成分，離散顆粒的直徑一般在10至500nm之間，由于其規(guī)格整體并不均勻，在通過不同的性質(zhì)改變方法發(fā)生作用時，會形成憎水、沁水、雙重濕潤性三種材料。在將納米聚硅材料注入低滲透油層后，以憎水性質(zhì)存在的聚硅材料可以將地下空隙內(nèi)媳婦的水膜趕走，達到地層空隙增大的效果，防止水花現(xiàn)象產(chǎn)生，進而發(fā)揮縮減注入壓力、平衡注水井間差異的功能，使注水井具有的吸水能力提升200%至600%，進而提升原油的采油效率[7]。圖3反映了納米聚硅材料注入前后注入量、注入壓力隨實踐變化的曲線，這為此技術(shù)具體的開采應(yīng)用可以提供一定的依據(jù)。將聚硅材料應(yīng)用與酸化處理技術(shù)應(yīng)用的效果進行對比可以發(fā)現(xiàn)，雖然后者在增注量方面更加突出，但每方水耗費價格相比前者大得多，換言之，前者的應(yīng)用效果相比后者更加理想。

　　2.2化學(xué)手段改變油層濕潤性技術(shù)的應(yīng)用

　　油層濕潤性的變化會直接影響油水的滲流過程，進而度原油的開采率產(chǎn)生影響，而油層濕潤性的改變，除受油、水和巖石體系相互作用影響外，適當?shù)氖褂没瘜W(xué)外來處理劑也可以達到較好的效果。需要注意的是，在油層濕潤的過程中，具體要改變的程度和方向等與化學(xué)處理劑的濃度、類型等因素具有密切的關(guān)系。在將含水飽和度超過40%的親水油層濕潤性轉(zhuǎn)化為含水飽和度低于30%的親油濕潤性的過程中，可以選用的化學(xué)手段非常多樣，如濃度在0.007%以上的二甲基二氯硅烷、濃度在0.006%以上的三氯乙烯、濃度在0.01%以上的十八烷基三氯氧硅等。需要注意的是，在化學(xué)手段改變油層濕潤性技術(shù)應(yīng)用的過程中，烷基硫酸鹽等表面活性劑、聚季銨型陽離子聚合物、MD膜等均會對其產(chǎn)生一定的影響，如何對各方面進行有效的處理，對具體對技術(shù)應(yīng)用的專業(yè)性提出了較高的要求。

　　3低滲透油層物理化學(xué)的采油技術(shù)的應(yīng)用意義分析

　　低滲透油層的的平均滲透率在0.1×10-3um2至50×10-3um2之間，如此低的滲透率是導(dǎo)致開采率提升困難的主要原因，所以在低滲透油層開采過程中，選擇的物理和化學(xué)開采技術(shù)主要目的都是通過對流動性或滲透率進行提升，進而達到提升開采率和開采量的效果�，F(xiàn)階段我國已知的油氣田儲備中超過70%為低滲透油層，而且大部分低滲透油層含油氣量、油氣藏類型較多，而且具有“上汽下油、陸相油氣兼有”的特點，要保證在石油開采的過程中，盡可能的縮減油氣能源損失，提升能源的開采效率，傳統(tǒng)的采油技術(shù)并不能滿足，而物理化學(xué)技術(shù)的有效結(jié)合應(yīng)用，恰好可以滿足我國低滲透油層開采的實際需要。例如，新立低滲透油田在開發(fā)的過程中，發(fā)現(xiàn)其油層平均滲透率在6.5×10-3um2，平均孔隙率在14.4%，層內(nèi)滲透率非均值系數(shù)在1.5至3.0之間，層間非均質(zhì)系數(shù)在1.1至1.5之間，為提升開采量和開采效率，在開采的過程中結(jié)合實際情況將聲波采油技術(shù)與直流電法采油技術(shù)有機結(jié)合，不僅使地下油層的流動性顯著的提升，而且形成多個聚集點，為原有的開采創(chuàng)造了非常理想的環(huán)境，極大的提升了原有的開采量�？梢姡�物理化學(xué)技術(shù)在低滲透油田開采中應(yīng)用具有較好的效果，應(yīng)不斷的優(yōu)化和創(chuàng)新應(yīng)用。

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