目前我国油田主要驱油技术分析
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【分类号】：TE322
目前，国内老油田，如大庆油田、胜利油田等，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，且处于高含水期。如何提高老油田的采收率是目前国内采油研究热点问题。国内陆地上约80%的油田采用注水的方式进行开发，但由于陆相沉积油藏的非均质性导致采收率较低，仅能达到20%～40%。若想进一步提高采收率，采用其他驱油技术，如聚合物驱油、微生物驱油、注气驱油等是非常有前景的。本文综合分析近年来国内驱油技术的热点研究及应用进展。
一、聚合物驱油
1.聚合物驱油基本原理
聚合物驱油是指将易溶于水的高分子聚合物加入注入水中，改善油水粘度比，从而扩大波及体积，最终达到提高原油采收率的方法。它主要表现为两个作用：其一，绕流作用。由于聚合物进入高渗透层后，导致高渗透层与低渗透层之间的存在一定压力梯度，注入液进入到较低渗透层，这扩大了注入水驱波及体积；其二，调剖作用。聚合物改善了水油流度比，控制了高渗透层中的渗流，这样注入液在高、低渗透层中以较均匀的速度向前推进，改善非均质层中的吸水剖面，达到提高原油采收率的作用。
2.聚合物驱油技术研究及应用
大庆油田在室内研究的基础上，进行了现场试验。通过在大庆油田多年的聚合物驱油生产实践过程，发现采用聚合物驱油采收率提高了12%～15%，驱油效率和体积波及系数是影响总体采收率提高的重要因素。另外，配置聚合物用水的矿化度、聚合物分子量对采收率影响很大。通过调整注入和产出剖面及调整注入和产出速度，有利于获得一个较为均匀的聚合物前缘。聚合物技术发展成熟后，其经济效益明显。胜利油区自1992年开展聚合物驱先导试验以来，聚合物驱在规模不断扩大，聚合物驱油技术在胜利油区的工业化推广应用取得了较好的增油降水效果，经济效益显著[1]。
二、微生物驱油
1.微生物驱油基本原理
微生物驱油原理一般认为主要包括两方面：一方面是微生物自身细胞的作用，细菌在地层内生长繁殖，随着注入水向前流动，类似于在注入水中加入了颗粒，随着细胞长大，颗粒粒径随之增大，进一步堵塞了高渗透地带，起到了堵水的作用。与一般化学堵水剂不同，细菌可以实现地层深处封堵；另一方面则是微生物的代谢产物的作用，这些代谢产物，如表面活性剂、小分子油剂溶剂等，作用在原油和岩石上，改善了油藏中原油的流动性[2]。
2.微生物驱油技术研究
自20世纪90年代以来，我国在微生物驱油技术的研究投入较多。中科院、中国石油大学和克拉玛依石油化工研究院等多家科研机构与油田合作进行联合攻关，从室内实验向矿场试验发展。胜利油田自20世纪90年代初开始微生物驱油技术的研究，目前在国内处于领先地位，截至2011年7月在三个重要区块取得较大进展。河口罗801区块是国内外影响较大的微生物驱油应用矿场，自1999年7月开始试验，目前该区块油藏微生物生长代谢良好，生物场稳定，开发动态表明微生物驱油的控水增油效果明显。相比于同类型断块油藏13%的自然递减率，该区块自然递减率明显较低，小于2%，并实现累计增油10.4万吨，预计微生物驱油技术将提高采收率10%以上；为了向油田持续开发提供技术储备，在孤岛中一区针对聚合物驱后油藏开展。该区块试验前采出程度高达53%，2008年11月开始微生物驱油试验后产量明显上升，含水稳中有降；在河口沾3块实验，研发出了具有较强针对性的微生物激活体系，通过地下微生物活动，油井开井生产后产量取得了明显提高，日产油从之前的3.4吨提高到10吨。
目前，国内微生物驱油技术主要涉及清防蜡技术和单井吞吐技术。这两技术基本已经成熟，但清防蜡技术处理范围仅局限于油井的井筒。微生物单井吞吐技术，与常规酸化技术实施的工艺类似，处理范围主要是油田的近井地带，一般是同时注入微生物和营养物质，这项技术更加适合与中低渗透率油藏使用。吉林油田和中国科学院微生物研究所合作研究了一项微生物吞吐技术，有较好的增油效果，但在注入微生物的同时需要注入大量的营养液，这相对提高了原油开采的成本[3]。
3.微生物驱油的优势与局限
相比于化学驱油方法，微生物驱油对开采重质原油效果更好，且更经济；微生物驱油产物均可生物降解，对环境无污染；微生物细胞小，能进入其它的驱油工艺不能完全进入的油层中的死角和裂缝。但是微生物驱油，对于高温（高于89℃）或高含盐量（高于10%）的地层，通常不能选用；而且需要进行室内配伍性测试，以及合理的工程设计，其采油机理尚未完全探明证实。
三、注气驱油
我国注气驱油提高采收率技术发展较晚，在常规注气中，CO2最易混相，随着国际社会对室温气体减排呼声增大，这给大力发展注CO2驱油技术带来了机遇，发展注CO2提高采收率技术具有广阔的应用前景。
1.CO2驱油原理
CO2在压力高于临界压力7.2MPa和温度高于临界温度31.26℃状态下，处于超临界状态时，性质会发生变化，具有较大的溶解能力。原油溶有CO2时，油的黏度减小，因而流动能力提高，油的密度会随着CO2饱和压力的增加而增加，有利于改善油藏的性质。CO2驱油技术通过促使原油膨胀、降低黏度、降低油水界面张力、改善储层渗透率和形成内部溶解气驱等来提高采收率。CO2驱油按原理主要分为CO2混相驱和CO2非混相驱。两者之间的差别在于地层压力是否达到最小混相压力，当注入到地层压力高于最小混相压力时，实现混相驱油。当压力达不到最小混相压力时，实现非混相驱油。
2.CO2驱油技术研究及应用
1963年，大庆油田首先利用CO2驱作为主要提高采收率的方法进行研究，之后陆续开展了注CO2先导试验。吉林油田自1995年开始进行CO2单井吞吐试验，利用金塔CO2气田的液态CO2吞吐和CO2泡沫压裂100井次以上实现累计增油1420t。1996年，江苏富民油田48井开展了CO2驱试验，至2002年底累计实施了36井次，增油效果明显，有效率提高了50%个百分点。江苏油田富14断块在保持最低混相压力的状态下，于1998年末开始了CO2-水交替（WAG）注入试验，注入约6周期后，水气比由0.86∶1升至2：1，见到了明显的增油降水效果。
由于二氧化碳是一种在油和水中溶解度都很高的气体，当它大量溶解于原油中时，可使原油体积膨胀、黏度下降，还可降低油水间的界面张力。与其他驱油技术相比，二氧化碳驱油具有适用范围大、驱油成本低、采油率提高显著等优点。
我国现已探明的低渗透油藏原油储量有63.2×108t，其中50%左右的储量处于尚未动用阶段，运用二氧化碳驱比水驱具有更明显的技术优势和环保优势。因此，可以预测，CO2驱油技术以其成本低、采油率高等优势成为我国改善油田开发效果、解决老油田采收率低问题的重要技术手段。
四、结论
聚合物驱油、微生物驱油和注CO2驱油是目前采油驱油的重要技术手段，这些技术都能较大的提高采收率，但各有优缺点。CO2驱油在提高采收率基础上，又能解决气候变暖问题，是目前驱油技术研究的重点。
参考文献
[1]张莉. 胜利油田聚合物驱油技术经济潜力分析[J]. 石油勘探与开发，2001，34（1）：79-82.
[2]Ибамуллн P P.利用微生物工艺提高地层原油采收率的研究和应用[J].王三乐，金博，译.国外油田工程，2004，20（12）：10-12.
[3]孙建国.低渗透窄薄砂体油藏微生物吞吐采油研究与应用.石油天然气学报，2008，30（1）：322～326.