石油三采聚驅(qū)工藝應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問題

王寧 王莉 顧玉潔（中石油華北油田公司勘探開發(fā)研究院，河北 任丘 062550）

李東杰（中石油華北油田采油工程研究院，河北 任丘 062550）

1 三采聚驅(qū)工藝概述

根據(jù)當前世界范圍內(nèi)對石油產(chǎn)業(yè)的研究，石油開采根據(jù)不同的獲取方式劃分為一次采油、二次采油和三次采油。其中，將利用油層能量獲取原有的方式稱之為“一次采油”；將通過向油氣層中注入水、氣等方式驅(qū)動的稱之為“二次采油”；利用化學(xué)物質(zhì)作為為介質(zhì)，注入油氣層以改善油、氣、水、地質(zhì)層之間相互性能的稱之為“三次采油”。從效果上區(qū)分，三次采油技術(shù)是應(yīng)用最廣、采集效率最高的方式，尤其是針對一些開采周期長、含水量高的陳舊油田，具有很好的應(yīng)用效果。

就三次采油技術(shù)而言，根據(jù)不同的操作和介質(zhì)，可以劃分出四種工藝技術(shù)類型，分別是化學(xué)驅(qū)、氣驅(qū)、熱力驅(qū)和微生物驅(qū)油。而這其中以化學(xué)高分子聚合物為主要形式，簡稱為“三采聚驅(qū)工藝”。

化學(xué)高分子聚合物的驅(qū)油機理并不復(fù)雜，通過注入水中一定量的高分子聚合物（如聚丙烯酰胺），可以有效增加水的粘度，從而改善原油和水的流動速度比例。由于聚合物溶液具有很高的粘度，在通過油層的過程中造成阻力系數(shù)和粘彈效應(yīng)提高；粘度越大，原油殘留的阻力就越大，驅(qū)油性就越明顯，采收率就越高。

2 三采聚驅(qū)工藝應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問題分析

2.1 應(yīng)用現(xiàn)狀分析

單純地從三次采油技術(shù)角度分析，是應(yīng)對石油產(chǎn)能不足的一種有效解決手段。就世界范圍內(nèi)來說，隨著石油開采工作的不斷深入發(fā)展，大部分油田資源面臨枯竭，開采周期超過30年以上的油井產(chǎn)量開始大幅度下降；但相對應(yīng)的，人類社會對石油能源的需求卻在不斷的上升，因此石油資源也被列為國家的戰(zhàn)略安全資源。

三次采油可以有效開發(fā)老油田的產(chǎn)能，將通過常規(guī)技術(shù)難以獲取的原油抽出地面，提高石油產(chǎn)能的同時避免資源浪費，提高社會經(jīng)濟效益。從上世紀90年代，聚合物驅(qū)油技術(shù)開始在我國大力發(fā)展，目前已經(jīng)形成了配套的工藝技術(shù)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，如大慶油田、勝利油田、大港油田等，開拓了三采聚驅(qū)工藝實驗區(qū)域，并取得了十分理想的效果。

事實上，聚合物驅(qū)油技術(shù)也是世界范圍內(nèi)最為流行的三次采油工藝，其中美國在三次采油中的應(yīng)用數(shù)量和獲取原油產(chǎn)量都都位居世界第一。經(jīng)過國內(nèi)專家們的論證，聚合物驅(qū)油技術(shù)要適應(yīng)中國的油層環(huán)境，最佳的使用方式應(yīng)該與市場成品油價格相關(guān)聯(lián)。當成品油價格降低，低聚合物使用量的經(jīng)濟效益較好，反之，高聚合物使用量的經(jīng)濟效益較好。

2.2 存在問題分析

聚合物驅(qū)油是當前我國主要的原油增產(chǎn)手段，尤其是對于一些高含水量的老油田。聚合物在三次采油工藝中的突出表現(xiàn)，讓其成為廣泛推廣的技術(shù)之一，但同樣也存在一定的問題。

2.2.1 井口堵塞問題。向井下油層注入的聚合物屬于高分子物質(zhì)，在開采過程中，一部分聚合物會隨著抽油行為逐漸上升，在壓力和溫度的快速變更下形成粘團，造成明顯的堵塞現(xiàn)象。

具體分析，三采聚驅(qū)工藝出現(xiàn)井口堵塞的原因很多，其中一種原因是，由于聚合物溶液受到溫度、壓力的影響，并與地層下的無機鹽、砂石土壤、微生物等雜質(zhì)混合，形成內(nèi)部懸浮顆粒的HPAM交聯(lián)聚合物凝塊，一般情況下會隨著抽油泵輸送到地面，但是當凝塊硬度、彈性、大小聚集到一定程度后，井口堵塞就在所難免；同時，井口堵塞還會造成新注入的聚合物溶液無法順利進入油氣層。

2.2.2 含油污水問題。含油污水是于聚驅(qū)清水相對應(yīng)的，大量使用優(yōu)質(zhì)水源會造成環(huán)境的破壞和成本的提高，而利用聚合物工藝驅(qū)油可以使用一定賠注比例的污水，來降低成本。

含油污水的配注問題直觀重要，由于污水中含有細菌、烴類、砂土等物質(zhì)，加入聚合物之后必須確保溶液的有效粘度。

處理方法包括紫外線殺菌、降低抗鹽聚合物等預(yù)處理，同時也要考慮到污水應(yīng)用會對設(shè)備和管道造成的腐蝕作用。雜質(zhì)越多，產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)的程度就越高，同時含油污水中包括的酸性物質(zhì)、還原菌、腐生菌等，都是造成腐蝕問題的因素。

石油三采聚驅(qū)工藝的深入應(yīng)用會發(fā)現(xiàn)越來越多的問題，為了更好地解決這些影響因素，“復(fù)合體系”驅(qū)油技術(shù)成為解決的關(guān)鍵。復(fù)合體系往往包括兩種以上的工藝采用，如泡沫復(fù)合驅(qū)油技術(shù)中，將泡沫溶液與聚合物溶液聯(lián)合起來，其中泡沫復(fù)合體可以深入到地層中的空隙、孔道，驅(qū)出殘余原油，穩(wěn)定提高產(chǎn)量。

3 結(jié)語

綜上所述，石油三采聚驅(qū)工藝是一種聯(lián)合了物理、化學(xué)、生物等多種學(xué)科的石油開采技術(shù)，它是應(yīng)對油井產(chǎn)能下降和開采難度增加的有效手段。聚合物驅(qū)油技術(shù)在我國形成了規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化的格局，各類配套設(shè)施不斷完善，為原油產(chǎn)能提供了可靠的技術(shù)手段。下一階段中重點研發(fā)復(fù)合體系驅(qū)油技術(shù)，并結(jié)合多種驅(qū)油工藝聯(lián)合應(yīng)用，是穩(wěn)定我國石油供應(yīng)市場的保障措施。

[1]付繼彤,彭蘇萍,蘇長明,于培志.新型聚合物研究與應(yīng)用[J].鉆井液與完井液,2002,06:33-35+38+151.

[2]牟建海.三次采油用聚合物和表面活性劑[J].化工科技市場,2002,06:6-9.

[3]李梅霞.國內(nèi)外三次采油現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].當代石油石化,2008,12:19-25+49-50.

[4]鐘卓爾,章茹,喻國華.新型聚合物驅(qū)油劑的研究和應(yīng)用[J].江西化工,2006,01:31-32.

[5]楊志鋼.三次采油技術(shù)及進展[J].化工進展,2011,S1:420-423.