提高采收率技术的发展现状与展望

1、提高采收率技术的发展现状与展望提高采收率技术的发展现状与展望二零一一年五月二零一一年五月基本原理基本原理方案设计方案设计现场试验现场试验聚合物驱油基本原理现场试验表面活性剂驱油技术表面活性剂驱油技术润湿性翻转提高采收率技术润湿性翻转提高采收率技术提高采收率技术提高采收率技术提高采收率技术提高采收率技术 Improved Oil Recovery (IOR)Improved Oil Recovery (IOR) 先进二次采油技术先进二次采油技术 Advanced Secondary Advanced Secondary Recovery (ASR)Recovery (ASR)ASRASR技术：加

2、密钻井、水平井、聚合物驱、调剖技术：加密钻井、水平井、聚合物驱、调剖技术特点：增加可流动油的采收率技术特点：增加可流动油的采收率 三次采油技术三次采油技术 Enhanced Oil Recovery (EOR)Enhanced Oil Recovery (EOR)EOREOR技术：热力采油、化学驱、气混相驱、纳米技术技术：热力采油、化学驱、气混相驱、纳米技术技术特点：增加不可流动油的采收率技术特点：增加不可流动油的采收率先进二次采油技术先进二次采油技术m常规技术：常规技术：加密钻井、水平井、聚合加密钻井、水平井、聚合物驱、调剖物驱、调剖m更先进的技术：不均匀加密、深调与更先进的技术：不均匀加密

3、、深调与聚合物驱结合、聚合物驱结合、 水平井与聚合物驱结水平井与聚合物驱结合合 开采可采储量的技术开采可采储量的技术三次采油技术三次采油技术常规技术常规技术 热力采油、化学驱、气驱、微生物采热力采油、化学驱、气驱、微生物采油技术油技术更先进的技术更先进的技术 蒸汽驱与泡沫结合、低碱复合蒸汽驱与泡沫结合、低碱复合驱体系、混相气驱、微生物驱油、纳驱体系、混相气驱、微生物驱油、纳米技术米技术开采残余油的技术开采残余油的技术提高采收率概念的演变提高采收率概念的演变R RI IED我国陆上油田采用常规开采方法我国陆上油田采用常规开采方法有有 2/3 2/3 的储量留在地下的储量留在地下不可动用储量不可动

4、用储量9494亿吨亿吨剩余可采储量剩余可采储量1515亿吨亿吨累积采油累积采油3131亿吨亿吨非混相驱非混相驱5%5%混相驱混相驱8%8%热采热采11%11%聚合物驱聚合物驱24%24%二元复合驱二元复合驱2%2%三元复合驱三元复合驱50%50%主要化学驱方法的经济潜力主要化学驱方法的经济潜力聚合物驱聚合物驱化学复合驱化学复合驱一类潜力一类潜力 85.8%85.8%1.951.95 10108 8t t二类潜力二类潜力 10.1%10.1%24.224.2 10106 6t t二类潜力二类潜力 97.5%97.5%2.92.9 10108 8t t一类潜力一类潜力 0.98%0.98%2.9

5、2.9 10106 6t t1996199619971997199819981999199920002000200120010 02002004004006006008008001000100012001200全国聚合物驱历年产油量试验区试验区层位层位非均质变非均质变异系数异系数注入量注入量P PV.mg/LV.mg/L提高采收率提高采收率% %北一区断西北一区断西P PI I1-41-40.753-0.8120.753-0.81259259213.413.4喇嘛甸南块喇嘛甸南块P PI I1-21-20.740.7464464413.9713.97杏五中块杏五中块P PI I2 20.630

6、.6357057014.614.6|聚合物驱在我国经历了室内研究聚合物驱在我国经历了室内研究先导试验扩大先导试验工业化先导试验扩大先导试验工业化应用试验工业化应用等五个阶段应用试验工业化应用等五个阶段|在大庆油田、胜利油田、辽河油田、在大庆油田、胜利油田、辽河油田、华北油田。河南油田等开展了聚合华北油田。河南油田等开展了聚合物驱矿场试验，均取得了好效果物驱矿场试验，均取得了好效果|聚合物驱是一种有效地改善水驱，聚合物驱是一种有效地改善水驱，提高水驱开发效果的技术提高水驱开发效果的技术聚合物聚合物驱筛选驱筛选标准标准大大庆庆油油田田胜利油田胜利油田大港油田大港油田孤岛孤岛胜陀胜陀港西港西羊三羊三

7、木木地层原油粘地层原油粘度度 mPa.smPa.s1001009 960-7060-7010-10-20206.56.530-30-110110油层温度油层温度 C C9320201001000 015001500250025001498149814901490地层水矿化地层水矿化度度 mg/Lmg/L10000100006006000 080008000213421348 8148181481823432343注入水类型注入水类型清水清水清清水水污水污水污水污水清水清水清水清水二价离子含二价离子含量量mg/lmg/l1003000水解度20-25%水解度25%-35%过滤比20溶解时间2小时

8、溶解时间2小时单体含量0.5mg/l单体含量80% 80% 2. 2. 原油中不饱和醛酮原油中不饱和醛酮 阴离子偶合：阴离子偶合： 1. 1. 阳离子季胺盐阳离子季胺盐 2. 2. 有机胺有机胺 盐敏性：金属阳离子引起聚合物分子收缩盐敏性：金属阳离子引起聚合物分子收缩铁离子氧化还原反应：铁离子氧化还原反应： Fe 2+ + 1/2O2 = Fe 3+ O.硫化氢与氧作用：硫化氢与氧作用： H2S O2 S H2O O.原油中不饱和醛酮的作用原油中不饱和醛酮的作用 HCO-R + O2 = R-CO-OH + O.污水中污水中阴阴阳阳离子偶合作用离子偶合作用RCNCH2CH2NCH2CH2NCO

9、RC12H25NCH3CH3CH2CL-+催化去活处理技术除去氧化-还原活性物质提高聚合物稳定性沉降虑清技术除去氧化-还原活性物质除去悬浮物质成为可排放清水4聚合物驱后提高采收率是生产面临的重大问题聚合物驱后提高采收率是生产面临的重大问题2采出程度有限采出程度有限油包水乳液油包水乳液水包油乳液水包油乳液复合型乳液复合型乳液G利用乳液的可能性利用乳液的可能性=乳液流度控制乳液流度控制=乳化驱油乳化驱油4采出液破乳问题采出液破乳问题4国外研究状况国外研究状况4润湿性翻转润湿性翻转(Wettability Alteration)(Wettability Alteration)提高采收率是一个历史悠久

10、的课题提高采收率是一个历史悠久的课题, ,碱水驱中的一碱水驱中的一个重要机理就是润湿性翻转个重要机理就是润湿性翻转. .419891989年年H.DownH.Down提出了薄膜铺展剂提出了薄膜铺展剂(Thin Film (Thin Film Spreading Agents)Spreading Agents)的概念的概念, ,并使用阳离子表面活并使用阳离子表面活性剂作为薄膜铺展剂进行了矿场试验性剂作为薄膜铺展剂进行了矿场试验, ,提高采收率提高采收率1%1%419961996年挪威年挪威Rf-RogalandRf-Rogaland研究所研究所Jess MilterJess Milter博士在博

11、士在“胶体界面胶体界面化学化学”杂志发表了一篇文章杂志发表了一篇文章, ,报道了在阳离子表面活性剂存在下报道了在阳离子表面活性剂存在下, ,亲油白云岩发生了逆流动方向的自发渗析亲油白云岩发生了逆流动方向的自发渗析, ,可以提高渗析采收率可以提高渗析采收率10-15%.10-15%.4中国石油大学的高芒来博士在研究纳米膜形成时中国石油大学的高芒来博士在研究纳米膜形成时, ,使用了一种阳使用了一种阳离子表面活性剂离子表面活性剂. .在用该表面活性剂研究驱油效率时在用该表面活性剂研究驱油效率时, ,发现在阳离发现在阳离子表面活性剂存在下子表面活性剂存在下, ,饱和原油的岩心自吸采收率高饱和原油的岩心

12、自吸采收率高, ,并命名该技并命名该技术为分子膜沉积驱油技术术为分子膜沉积驱油技术(Molecular Deposition)(Molecular Deposition)或或MDMD膜技术膜技术. .需要需要流度控制20%5%提高采收率0.2-0.5PV0.5PV用量1000-3000mg/L100-300mg/L使用浓度用碱助剂一般严重吸附整个开发过程开发初期适用时机100mD10mD渗透率104mg/L104mg/L矿化度800.5PV0.5PV|与流体控制技术相结合与流体控制技术相结合|表面活性剂驱油的主要机理是降低表面活性剂驱油的主要机理是降低界面张力界面张力,没有考虑润湿性翻转机理没

13、有考虑润湿性翻转机理|润湿性翻转技术主要考虑润湿性的润湿性翻转技术主要考虑润湿性的变化变化|目前已研制出目前已研制出: 具备润湿性翻转功能和降低界面具备润湿性翻转功能和降低界面张力的功能的化学剂张力的功能的化学剂润湿性翻转润湿性翻转 提高采收率技术提高采收率技术中国石油勘探开发研究院中国石油勘探开发研究院石油采收率所石油采收率所亲油表面亲油表面亲水表面亲水表面亲油表面亲油表面亲水表面亲水表面活性剂活性剂亲油岩心亲油岩心90毛管力毛管力Pc为阻力为阻力亲水岩心亲水岩心110-3 m2)驱替液：注入污水(100020000mg/L) 模拟地层水(230000mg/L)温 度：20%5%提高采收率0

14、.2-0.5PV0.5PV用量1000-3000mg/L100-300mg/L使用浓度用碱助剂一般严重吸附整个开发过程开发初期适用时机100mD10mD渗透率104mg/L104mg/L矿化度800.5PV0.5PV|与流体控制技术相结合与流体控制技术相结合|表面活性剂驱油的主要机理是降低表面活性剂驱油的主要机理是降低界面张力界面张力,没有考虑润湿性翻转机理没有考虑润湿性翻转机理|润湿性翻转技术主要考虑润湿性的润湿性翻转技术主要考虑润湿性的变化变化|目前已研制出目前已研制出: 具备润湿性翻转功能和降低界面具备润湿性翻转功能和降低界面张力的功能的化学剂张力的功能的化学剂化学驱项目数的增长情况化学

15、驱项目数的增长情况0123456项目 数项目 数1996199819992000年 份年 份项项 目目三三元元配配方方注注入入井井/采采油油井井提提高高采采收收率率%胜胜利利小小井井距距O OP P- -1 10 0N Na aO OH H聚聚合合物物4/913.4大大庆庆中中区区西西O OR RS S- -4 41 1 3 3. .0 0% %N Na aO OH H 1 1. .2 2% %聚聚合合物物 1 15 50 00 0 m mg g/ /L L4/921.0大大庆庆杏杏五五先先导导O OR RS S- -4 41 1 3 3. .2 2% %N Na aO OH H 1 1. .

16、3 32 2% %聚聚合合物物 1 14 40 00 0 m mg g/ /L L1/422.0大大庆庆杏杏二二扩扩大大O OR RS S- -4 41 1 3 3. .0 0% %N Na aO OH H 1 1. .2 2% %聚聚合合物物 2 23 30 00 0 m mg g/ /L L4/921.5克克拉拉玛玛依依石石油油磺磺酸酸盐盐 3 3. .0 0% %N Na a2 2C CO O3 3 1 1. .2 2% %聚聚合合物物 1 13 30 00 0 m mg g/ /L L4/924.6|使用表面活性剂/碱种类4烷基苯磺酸盐烷基苯磺酸盐/NaOH/NaOH（大庆助剂厂生产）（大庆助剂厂生产）4植物羧酸盐植物羧酸盐/ NaOH / NaOH （大庆助剂厂生产）（大庆助剂厂生产）4石油磺酸盐石油磺酸盐/Na/Na2 2COCO3 3（克拉玛依石化厂生产）（克拉玛依石化厂生产）|普遍性问题4乳化严重乳化严重4结垢严重结垢严重4破乳困难破乳困难4三元复合驱体系存在着本质上三元复合驱体系存在着本质上的缺陷的缺陷碱P降低聚合物粘度降低聚合物粘度碱SP产生相分离产生相分离S碱P色谱分离色谱分离4表面活性剂主剂的发展方向m烷基苯磺酸盐（大庆助剂厂生产，石堪院）烷基苯磺酸盐