采油论文低渗透油层物理化学采油技术

　　我国低渗透油层占油层储备比例非常大的事实决定，这篇采油论文认为我国在进行石油开采的过程中，必须要结合低渗透油层的特征，对具体的开采技术进行不断的优化，物理化学的采油技术，是我国在针对低渗透油层开采问题上的成功探索，应在实际油田开采的过程中，适当的应用和优化。《石油化工设计》(季刊)创刊于1984年，是经国家科委和国家新闻出版总署批准的国内外公开发行的科技刊物。《石油化工设计》由中国石化集团公司主管、中国石化工程建设有限公司(SEI)主办，面向石油化工设计、生产行业的相关读者群体和个体的公开发行期刊，是反映石油化工设计全系统管理和发展的科学技术类期刊。

　　摘要：随着社会经济的快速发展，人们对能源的需求量越来越多，石油作为重要的传统能源之一，高效、高质量开采已经成为满足当今社会发展需要的必然选择，而我国开发中和待开发中的石油储备以低渗透油层为主，此类油层对开采技术的要求相比更高，所以提升低渗透油层的采油水平是我国在石油开采方面急需解决的问题。在此背景下，本文针对低渗透油层物理化学的采油技术问题展开研究，为我国油田开采工作的高效开展提供借鉴。

　　关键词：低渗透油层;物理化学;采油技术

　　前言

　　所谓低渗透油层，即渗透率、丰度、单井产能等均相对较低的油层储层，通常其油气水流通道是非常小的，但液液界面、液固界面界面的相互作用却十分显著，具有较大的渗流阻力，所以在实际开采过程中，不仅开采的整体难度相对较大，而且产量不仅较少而且非常不稳定，这对实施的采油技术提出了较高的要求。

　　1低渗透油层常用的物理采油技术分析

　　目前，在低渗透油层开采中，常见的物理采油技术主要包括以下几种：

　　1.1直流电法

　　直流电法是油层加电工艺的重要构成，对改善油层孔隙结构、界面性质、油水流动状态、油水相对渗透率等方面均具有积极的作用，在实际应用的过程中，结合具体的电场和水动力方向，可以采用正向或反向的直流，所谓正向直流就是将阳极和阴极分别设置在注水井和生产井，以此达到强化采油的效果;而反向直流就是将阴极放置在注水井的同时，在生产井反向电场中放置阳极，进而达到使出水时间滞后，含水率缩减的同时采收率提升的效果[1]。可见直流电法在实际应用中，并不严格的要求使用范围中油层所应具备的渗透率和地质岩性、含水量等，所以在处于高含水开采期的油田中应用，对控制含水率，提升开采效率等方面均具有积极的作用，通常可以使产量和采油率分别提升30%至50%和20%，这为大庆油田、胜利油田等低渗透油层开采提供了有效的途径。

　　直流电法利用油水渗流过程中产生的电渗效应、岩石润湿性变化效应、岩石细组分颗粒电泳效应等提升驱油效率，但需要注意的是，直流电法的驱油效率虽然在初期表现出与电位梯度具有较显著正相关性的关系，但在电位梯度达到一定水平后，驱油效率与电位梯度之间的关系就会转变为负相关性，甚至出现堵塞现象，开采工作无法进行，所以选择合理的电位梯度在此物理技术应用过程中至关重要[2]。通常土壤电位梯度可以通过i或iL1计算获取，其中，代表土壤电阻率、L代表土壤电导率、i代表刘静该处土壤的电流密度。图1显示了直流电提高低渗透油层水驱油效率与渗透率之间的关系简图，进一步体现出对驱油效率准确控制的重要性。

　　1.2声波采油法

　　声波采油法的主要原理是利用声波对地下油层周期性相对运动产生声震驱动，通常情况下，声震的剧烈程度与离采油点之间距离之间具有较显著的负相关性，在声波振动的过程中产生的声波场可以使地下原有向生源不断的汇集，形成新的采油点，进而提升采油的效率[3]。如果选择的声波为超声波，其发挥的功能会更加突出，除上述功能外，利用声波采油法可以对使即将凝固的油液以气体或颗粒的形式漂浮在原油的表层，这种分子结构改变的方式使分子作用力发生明显的变化，达到缩减粘度提升油液流动性的效果;而且油层在超声波的作用下会在流动的同时温度提升，进而使原本在油管附近粘稠的油液也较好的流动，进一步提升了油液的流动性与流动量;除此之外，在超声波的作用下，盐垢颗粒与金属表面会出现剪切错位，这在一定程度上也会达到提升原油管线流量的效果[4]。利用超声波采油多方面的功能优势，通常可以提升采油量50%左右，在低渗透油层应用效果十分显著。

　　1.3热力采油法

　　此方法的主要原理就是通过对原油升温，提升其流动性，为开采创造条件，在实际应用的过程中，主要通过三种常规方式完成，首先是蒸汽吞吐采油，即将高温、高饱处理的蒸汽直接向地下原油输入，并对井口进行封闭，然后进行加热和开采的方法，此方法在成本、可操作性和产量提升方面均具有较明显的优势，而且可以保证油体的品质，所以在粘度较大的低渗透油层中应用效果较为理想[5]。其次，蒸汽驱采油方法，即利用高干度的争取对有境内存储的粘度相对较大的原油进行连续的驱动，然后在原油流向的适当位置设置开采井进行原油开采的方法，此方法通常可以提升低渗透油层才优良60%左右，而且在成本上也具有较明显的优势，但其具体实施过程对技术的专业性以来非常强，而且存在加大的危险性，所以使用的范围受到限制[6]。再次，火烧油层采油方法，即通过前驱、逆向和水润三种火烧形式，对原有进行加热进而提升器流动性的方法，但目前受技术可操作性等因素的影响，其在实际应用中并未得到大范围的推广。

　　1.4电磁场强化采油法

　　所谓电磁场强化技术，即向低渗透油层中直接输入大功率的电磁能，利用其产生的电热、电化学、点渗透、电驱动等多类型的效应，对低渗透油层在渗流、流体等方面的特征进行改善，进而达到提升开采效率的效果。此技术的应用主要是基于磁场可以对原油的粘度产生显著的影响，通常降粘率可以通过(1-a/b)×100%计算获取，其中a代表磁化原油粘度、b代表未磁化原油粘度。现阶段此项技术在发达国家已经发展的较为成熟，而且具体的形式较为多样，例如，电阻法地层加热技术、射频激励地层加热技术、“三块板”电磁加热技术、电碳化地层处理技术、电磁场解堵技术、电磁场增注技术、电磁场强化油流技术等均是电磁场强化采油法的具体体现。除上述物理技术外，在低渗透油层采油中振动技术、微生物技术等也较为常用，本文不进行详细的阐述。

　　2低渗透油层常用的化学采油技术分析

　　除大量物理采油技术在低渗透油层开采过程中得到应用外，为提升开采量和开采率，人们结合低渗透油层的特征，对可行的化学技术也展开了研究，目前主要应用的化学采油技术包括以下几种：

　　2.1纳米聚硅材料在开采中的应用

　　纳米聚硅材料是可以通过射线激活的添加剂实现化学性质改变的物质，其以二氧化硅作为主要的成分，离散颗粒的直径一般在10至500nm之间，由于其规格整体并不均匀，在通过不同的性质改变方法发生作用时，会形成憎水、沁水、双重湿润性三种材料。在将纳米聚硅材料注入低渗透油层后，以憎水性质存在的聚硅材料可以将地下空隙内媳妇的水膜赶走，达到地层空隙增大的效果，防止水花现象产生，进而发挥缩减注入压力、平衡注水井间差异的功能，使注水井具有的吸水能力提升200%至600%，进而提升原油的采油效率[7]。图3反映了纳米聚硅材料注入前后注入量、注入压力随实践变化的曲线，这为此技术具体的开采应用可以提供一定的依据。将聚硅材料应用与酸化处理技术应用的效果进行对比可以发现，虽然后者在增注量方面更加突出，但每方水耗费价格相比前者大得多，换言之，前者的应用效果相比后者更加理想。

　　2.2化学手段改变油层湿润性技术的应用

　　油层湿润性的变化会直接影响油水的渗流过程，进而度原油的开采率产生影响，而油层湿润性的改变，除受油、水和岩石体系相互作用影响外，适当的使用化学外来处理剂也可以达到较好的效果。需要注意的是，在油层湿润的过程中，具体要改变的程度和方向等与化学处理剂的浓度、类型等因素具有密切的关系。在将含水饱和度超过40%的亲水油层湿润性转化为含水饱和度低于30%的亲油湿润性的过程中，可以选用的化学手段非常多样，如浓度在0.007%以上的二甲基二氯硅烷、浓度在0.006%以上的三氯乙烯、浓度在0.01%以上的十八烷基三氯氧硅等。需要注意的是，在化学手段改变油层湿润性技术应用的过程中，烷基硫酸盐等表面活性剂、聚季铵型阳离子聚合物、MD膜等均会对其产生一定的影响，如何对各方面进行有效的处理，对具体对技术应用的专业性提出了较高的要求。

　　3低渗透油层物理化学的采油技术的应用意义分析

　　低渗透油层的的平均渗透率在0.1×10-3um2至50×10-3um2之间，如此低的渗透率是导致开采率提升困难的主要原因，所以在低渗透油层开采过程中，选择的物理和化学开采技术主要目的都是通过对流动性或渗透率进行提升，进而达到提升开采率和开采量的效果。现阶段我国已知的油气田储备中超过70%为低渗透油层，而且大部分低渗透油层含油气量、油气藏类型较多，而且具有“上汽下油、陆相油气兼有”的特点，要保证在石油开采的过程中，尽可能的缩减油气能源损失，提升能源的开采效率，传统的采油技术并不能满足，而物理化学技术的有效结合应用，恰好可以满足我国低渗透油层开采的实际需要。例如，新立低渗透油田在开发的过程中，发现其油层平均渗透率在6.5×10-3um2，平均孔隙率在14.4%，层内渗透率非均值系数在1.5至3.0之间，层间非均质系数在1.1至1.5之间，为提升开采量和开采效率，在开采的过程中结合实际情况将声波采油技术与直流电法采油技术有机结合，不仅使地下油层的流动性显著的提升，而且形成多个聚集点，为原有的开采创造了非常理想的环境，极大的提升了原有的开采量。可见，物理化学技术在低渗透油田开采中应用具有较好的效果，应不断的优化和创新应用。

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