化学驱发展现状及未来前景的立项报告

第一节  化学驱的简介

化学驱，又称改型水驱化学法，是指向注入水中加入化学剂，以改变驱替流体的物化性质及驱替流体与原油和岩石矿物之间的界面性质，从而有利于原油生产的一种采油方法。化学驱主要包括聚合物驱、聚合物/表面活性剂二元复合驱、表面活性剂/聚合物/碱三元复合驱等，所使用的药剂为聚合物、表面活性剂、碱以及其他辅助化学剂。（立项报告）

第二节 化学驱的技术工艺

化学驱油技术是一项比较大的系统工程, 涉及高分子化学、油田化学、地质、油藏等多个学科, 比注水开发要复杂的多, 并且投资高, 风险大, 必须协调好各个系统或环节,否则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, 需要将各个环节有机地联系起来, 成为一个整体, 其研究程序见图。右图给出了化学试验研究程序框图。从图中所列研究内容可见化学驱油试验研究主要集中在:

①化学剂溶液性质如基本物化性能和应用性能的评价, 如流变性、稳定性、界面张力、乳化性能等;

②化学剂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。它的主要目的是筛选出适合油藏条件的化学剂产品, 研究驱油体系在多孔介质中的流变性, 并对注入参数进行初步优选。

化学驱项目成败的关键在于油田的地质条件和水驱开发状况, 因此矿场实施一般要历经3 个阶段, 即先导试验、扩大试验和工业推广应用。先导试验的目的主要是验证实际化学驱油技术的可行性, 一般选取油藏和水驱开发有代表性的区块, 面积小, 井组少, 以便在较短的时间内见到驱替效果。通常利用油藏工程方法研究、现场直接检测等方法对含水率变化、产油量变化、注采压力变化、采收率提高幅度、化学剂利用率等进行评价。扩大试验的目的主要证实技术的经济可行性和推广应用的可能性, 一般面积较大, 井组多, 以便取得工业推广应用的经验。通常要考虑财务净现值、财务内部收益率、投资回收期等指标以及合理的注采井网井距、注采层系组合、注入量、影响因素等方面。在先导试验和扩大试验取得成功之后, 即可进行大规模的工业推广应用。

在实际工作中, 如果严格按上述研究程序, 坚持科学论证、预测和试验, 就可减少盲目性和风险性。各个研究程序在运行过程中, 可依据具体情况加快实施节奏, 或简化某些程序, 或使相邻研究程序交叉进行, 但不应省掉任何程序, 即按照“ 节奏可以加快, 程序不可超越” 的原则, 加快研究。

第三节 化学驱的应用范围及优势

三次采油技术的发展与一次采油或二次采油的明显不同之处就是其适应的范围有限,不同的地质特点是选择提高采收率方法的基础, 另外, 驱油剂的发展、原油价格、相关学科的进步、国家政策都会影响其发展方向和规模。化学驱的发展尤其受到这种制约, 至今主要发展了聚合物驱和复合驱。

1、 聚合物驱工业化应用效果显著

大规模的聚合物驱工业化应用，使该技术成为中、高渗油藏开发中、后期的主体技术。目前聚合物驱应用对象正在拓展，由高渗透油层拓展至中渗透油层、砂岩油藏拓展至砾岩油藏、常温油藏拓展至高温高盐油藏；聚合物类型也正在拓展，由高分子量拓展至超高分子量、中低分子量，低黏拓展至中黏、高黏，线性拓展至支化、梳形、星形、树枝状，亲水性拓展至两亲性；聚合物配制用水也由清水拓展至污水。在常规聚合物驱技术基础上，通过持续攻关，形成了以高浓度黏弹聚合物驱、大庆油田二类油层聚合物驱、新疆油田砾岩聚合物驱为代表的成熟工业化技术。

2、 三元复合驱实现工业化应用

经过多年技术攻关和工业化试验，三元复合驱技术基本配套，形成了表面活性剂工业化生产、驱油机理、注采工艺、采出液处理地面工程等系列技术体系。2015年工业化应用产量突破300×104t，三元复合驱正逐渐成为中、高渗油藏的中、后期开发战略接替技术。

3、二元复合驱试验取得重要进展 目前二元复合驱在表面活性剂合成、配方研制、评价方法等方面取得了重要进展。胜利油田孤东七区、辽河油田锦16块、新疆油田七中区等二元驱重大开发试验效果显著：孤东七区提高采收率16%，含水率由试验前的98.3%最低下降到60.4%；锦16块阶段提高采收率11.7%，预计提高采收率约18%；七中区阶段提高采收率12.2%，含水率由试验前的95%最低下降到47.5%，预计提高采收率约18%。二元复合驱不仅环境相对友好，而且能够大幅度提高采收率，是中、高渗油藏提高采收率的主要攻关方向。

第四节 化学驱的发展前景

中国中、高渗老油田以陆相沉积为主、非均质严重，扩大波及体积是大幅度提高采收率的基础，聚合物驱仍具备较大发展空间。通过完善配套技术，进一步降低聚合物驱成本、提升矿场效益将是聚合物驱研究的重点。 历经数十年的注水开发，主力油层普遍水洗程度高，剩余可动含油饱和度较低，剩余油赋存状态复杂，以油膜残留态为主。复合驱油体系不仅有较高的视黏度，而且有超低的界面张力，以驱替剂的协同效应为基础，与聚合物驱相比，在扩大波及体积的基础上，能够进一步提高洗油效率。此外，目前开展了大量的聚合物驱后进一步提高采收率技术研究，但是矿场效果普遍不理想，尚未明确潜力技术方向。

聚合物驱后油藏非均质程度普遍加深，对后续深度开发改善油藏非均质性提出很大挑战。另外地下残存的聚合物以吸附形态滞留于岩石和原油表层，阻碍了聚合物驱后的驱油剂与原油表层的接触。一部分聚合物阻塞于低渗区域的喉道端口，端面效应也会导致存在“二次波及的难题”。 由于无碱复合驱尚在攻关阶段，近期应以弱碱复合驱为工业化应用的方向。随着表面活性剂进一步提高性能和降低成本，在去除碱后，可以将节省下来的碱成本用于增大表面活性剂浓度，实现微乳液胶束驱替。在表面活性剂类型的选择上，以石油磺酸盐为优，其原材料来自于石油产品，具备“注油增油”的理念，是一种广谱、大宗、大众化的主表面活性剂，其原料来源可控、同宗同源、相似相溶，是化学驱今后大规模工业化推广的基础。

 

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