1、对提高石油采油率问题的一些思考摘 要：石油是一种埋藏于地层深部的流体矿藏，具有独特的开采方式，与其他矿物资源相比，石油的采收率较低。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。 关键词：石油 采收率 化学法 CO2 一、引言 作为一种重要的能源和化工原料，世界范围内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
2、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（1 亿）吨/年。大庆是我国最大的油田，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。 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
3、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。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。 二、化学法采油提高采收率 近年来，研制出具有耐温、耐盐、抗剪切的新型疏水缔合水溶性
4、聚合物。它是聚合物亲水性大分子链上带少量疏水基团的一类水溶性聚合物。由于疏水基团的疏水作用以及静电、氢键或范德华力的作用而在分子间自动产生具有一定强度但又可逆的物理缔合，从而形成巨大的三维立体网状空间结构。其独特的性能越来越受到人们的关注。 聚合物驱（Polymer Flooding）是指在注入水中加入少量水溶性高分子量的聚合物，增加水相粘度，同时降低水相渗透率，改善流度比，提高原油采收率的方法。它的机理是所有提高采收率方法中最简单的一种，即降低水相流度，改善流度比，提高波及系数。一般来说，当油藏的非均质性较大和水驱流度比较高时，聚合物驱可以取得明显的经济效果。原油采收率是采出地下原油原始储量
5、的百分数，即采出的原油量与原始地质储量的比值，它取决于驱油剂在油藏中波及体积和驱油效率。聚合物驱不仅可以提高波及系数，而且还可以提高水波及域 内的驱油效率。其提高驱油效率的机理表现在以下几个方面： 本体粘度使聚合物在油层中存在阻力系数和残余阻力系数增加，是驱替水驱未波及残余油和簇状残余油的主要原因；界面粘度使聚合物溶液在多孔介质中的粘滞力增加，是驱替膜状、孤状残余油的主要机理；聚合物的粘弹性同样对提高驱油效率有很大帮助。 由此可见，聚合物驱油技术，既能扩大波及系数，也能提高驱油效率，在开采特高含水油层中能很好的形成油墙，大幅度增加产油量，提高原油采收率。 三、CO2 驱油提高采收率 CO2 技
6、术的作用机理可分为 CO2 混相驱和 CO2 非混相驱。CO2 提高采收率的作用主要有促使原油膨胀、改善油水流度比、溶解气驱等。一般稀油油藏主要采用 CO2 混相驱，而稠油油藏主要采用 CO2 非混相驱。 在稀油油藏条件下 CO2 易与原油发生混相，在混相压力下，处于超临界状态下的 CO2 可以降低所波及的油水界面张力。CO2 注入浓度越大，油水相界面张力越小，原油越容易被驱替。通过调整注入气体的段塞使 CO2形成混相，可以提高原油采收率增加幅度。 非混相 CO2 驱开采稠油的机理主要是：降低原油粘度，改善油水流度比，使原油膨胀，乳化作用及降压开采。CO2 在油中的溶解度随压力增加而增加。当压
7、力降低时，CO2 从饱和 CO2 原油中溢出并驱动原油，形成溶解气驱。气态 CO2 渗入地层与地层水反应产生的碳酸，能有效改善井筒周围地层的渗透率。提高驱油机理。与 CO2 驱相关的另一个开采机理是由 CO2 形成的自由气可以部分代替油藏中的残余油。 CO2 驱油机理主要有以下几点：降低原油粘度。CO2 溶于原油后，降低了原油粘度，原油粘度越高，粘度降低程度越大。原油粘度降低时，原油流动能力增加，从而提高了原油产量。并且原油初始粘度越高，CO2 降粘效果越明显；改善原油与水的流度比。大量的 CO2 溶于原油和水，将使原油和水碳酸化。原油碳酸化后，其粘度随之降低，大庆勘探开发研究院在 45和12
8、.7MPa 的条件下进行了有关试验，试验表明，CO2 在油田注入水中的溶解度为 5 %（质量） ，而在原油中的溶解度为 15%（质量） ；由于大量 CO2溶于原油中，使原油粘度由 9.8mPas 降到 2.9mPas，使原油体积增加了17.2%，同时也增加了原油的流度。水碳酸化后，水的粘度将提高 20%以上，同时也降低了水的流度。因为碳酸化后，油和水的流度趋向靠近，所以改善了油与水流度比，扩大了波及体积；使原油体积膨胀。CO2 大量溶于原油中，可使原油体积膨胀，原油体积膨胀的大小，不但取决于原油分子量的大小，而且也取决于 CO2 的溶解量。CO2 溶于原油，使原油体积膨胀，也增加了液体内的动能
9、，从而提高了驱油效率；高溶混能力驱油。尽管在地层条件下 CO2 与许多原油只是部分溶混，但是当 CO2 与原油接触时，一部分 CO2 溶解在原油中，同时，CO2 也将一部分烃从原油中提取出来，这就使 CO2 被烃富化，最终导致 CO2 溶混能力大大提高。 四、结语 总的来讲，利用微生物驱油技术提高油田采收率，目前世界各国还都处于研究、试验阶段，还有很多技术问题没有得到解决，尤其在基础理论方面需要有所突破。业内专家指出，微生物采油是一项具有前瞻性的技术，要抓紧基础理论研究和矿场的开发利用，国家应进一步加大支持力度，使其尽快地在生产中广泛应用，这对我国能源发展战略具有极其重要的现实意义和深远的历史意义。
