什么是提高石油采收率?

[拼音]：tigao shiyou caishoulü

[外文]：enhanced oil recovery

指除依靠油藏天然能量和注水、注气(见注水开采)以外的人工提高采收率的方法。也有把注水、注气方法包括在内的。多数油藏在注水或注气(即所谓二次采油)后再选用其他提高采收率方法，因此，也常称三次采油。影响油藏采收率不高的因素较多，克服其中一个或几个因素，就有可能提高采收率。

又称热力开采，简称热采，加热可使原油膨胀，粘度降低，相对渗透率提高，在地层中的流动能力增加，同时产生蒸馏、原油热裂解等物理化学作用。实验证明蒸汽驱油的效率比水驱高。热力驱特别适用于稠油（美国等工业国家称为重质油 heavy oil）开采。常用的热力开采法为：

（1）蒸汽吞吐法（图1)，将蒸汽通过生产井注入油层，短期关井，蒸汽将井底附近油层加热，稠油受热后，粘度降低，易于流动，开井生产时同一井中的采油量可大幅度增加。当油产量降到某一极限后，再次加热采油，如此多次重复，能提高采收率5～10％。蒸汽吞吐法已实现工业化，具有投资少、效率高，后期可直接转入蒸汽驱等优点，中国于60年代中期开始应用。

（2）蒸汽驱法，将蒸汽从专门的注入井不断地注入油层，蒸汽在油层内向周围生产井连续扩散，随着蒸汽的冷却和凝结，形成蒸汽带、热水带和冷水带，使原油通过降粘、高温蒸馏、溶剂抽提和在蒸汽压力的推动作用下，流向生产井井底然后采出（图2）。因原油和储层特点不同，采收率在35～50％之间。蒸汽驱法受水的临界温度和沿程热损失的限制，不适用于深层。

（3）层内燃烧法，俗称火烧油层，将点火器下入井底，将油层面加热到原油燃点以上，并逐渐注入空气，原油中的重质部分即被点燃（图3）。有时也只用注入的空气与原油氧化，使原油在油藏中自燃。以后继续注空气保持连续燃烧。

燃烧带前方原油中轻质部分被蒸馏向前推进。重质部分在高温和地层压力下裂解，留下部分残碳作为继续燃烧的燃料。这些轻质部分溶于更前方的稠油中成为轻质的富油带。燃烧生成的水蒸气凝析成热水带。由于燃烧带和热浪不断推进，原油升温，并因蒸馏气化，以及燃烧生成的CO2溶于原油，使原油粘度降低等作用，驱向生产井而采出。层内燃烧视注入空气与燃烧前缘的运动方向相同与否，分正向燃烧和反向燃烧；根据注入空气中是否加入水蒸气，又可分为干烧和湿烧。层内燃烧采收率可以达到40～60％，适用于油质粘度不太大而饱和度较高的油藏。

将一种能与原油无限互溶的流体注入地层，以消除界面张力，称混相驱。目前主要是气体混相驱。有三类：

（1）烃混相驱，注入的烃与原油互溶，以提高驱油效率。有干气驱、湿气驱和液化石油气驱。干气驱需较高的注入压力（一般超过200atm）；湿气驱在注入较低的压力下即可混相；液化石油气驱时与原油更易混相。因此，在注干气或湿气前先注一段液化气（称为液化石油气-石油段塞），可以大幅度降低注入压力。近年来烃混相驱逐渐被 CO2混相驱所代替。后者能更好地利用能源。

（2）CO2混相驱，CO2在油层温度和压力下易溶于原油和水中，可降低原油的粘度和密度。它与原油接触后，可逐渐抽提原油中的轻质组分，达到动力接触混相，获得很高的驱替原油的效果。为提高 CO2混相驱的体积波及系数，近来广泛采用CO2与水交替注入或同时注入泡沫的方式。

（3）惰性气体混相驱，即烟道气和高压氮气驱。注N2是为解决注入气源问题而发展起来的。N2气驱的混相压力很高，一般达300atm以上，仅适用于轻质油藏，优点是N2价廉。烟道气混相压力介于CO2与N2之间但防腐等处理过程复杂，因此烟道气和N2主要用来做注CO2段塞后的驱动剂。混相驱法一般适用于埋藏较深的轻质油藏。

可分为：

（1）聚合物水驱，又称稠化水驱。把少量高分子化合物（如聚丙烯酰胺）溶于水中，增加注入水的粘度，改变油水流度比，扩大水的体积波及系数；它对驱油效率影响不大，适用于中等粘度原油或油层非均质性较严重的油藏。聚合物水驱也可配合其他化学剂共同使用，起到辅助其他化学剂控制流度比的作用，即所谓表面活性剂-聚合物驱、碱水-聚合物驱等。

（2）碱水驱，适用于含酸性原油的油藏。要求油的酸值大于0.1（酸值以中和每克原油时所需以毫克计的 KOH量表示）。注入的碱性化学剂主要为苛性钠和原硅酸钠，与原油中的有机酸形成天然的表面活性剂。可通过降低油水界面张力、改变岩石表面润湿性等机理，扩大水的体积波及系数，促使残余油流动，增加驱油效率。碱与岩石反应，碱耗大，酸性原油中沥青胶质含量较高，油-水界面粘度，界面电性等界面现象，在驱油中起着较大的作用，机理比较复杂，但碱的价格便宜，故仍有潜力。

（3）表面活性剂驱，将少量表面活性剂，主要是石油磺酸盐加入水中，同时配以助剂，在最佳含盐量时可获得超低界面张力(＜10-6N/m)，分高浓度体系（胶束、微乳液驱、活性剂浓度大于2％）和低浓度体系，在矿场应用时一般先注预洗液，依次为活性剂体系段塞、流度控制段塞（聚合物水溶液）、驱替流体（一般为后置液或水）。表面活性剂驱在室内试验效果显著，但由于活性剂损失大，界面现象尚未完全清楚，波及系数不够大，矿场试验效果并不理想。但表面活性剂与其他方法相比，由于是注水油田的自然延伸，而且驱油效率高，仍然很受重视。

对于沥青油砂或极稠油藏或能量完全枯竭的油藏可用立井、斜井通至油层，按固体矿床地下开采方法掘进水平巷道并钻小孔汇集原油至坑底，也可回采油砂，运到地面干馏采油。

以上各种方法中，蒸汽吞吐法、蒸汽驱法已经工业化，另外CO2驱法应用也较广，其他均在试验阶段，而且各有其适用范围，不能普遍推广。提高采收率的研究试验工作仍在发展中。