隨著世界對(duì)石油需求量的不斷增加，石油作為有限非再生能源，再發(fā)現(xiàn)較大儲(chǔ)油油田的機(jī)遇減少，已開發(fā)油田正在老化，未開采的油田多為稠油、超稠油等難采儲(chǔ)量，這就迫使業(yè)界把注意力投向提高老油田采收率的技術(shù)。三次采油技術(shù)是一項(xiàng)能夠利用物理、化學(xué)和生物等新技術(shù)提高原油采收率的重要石油開采技術(shù)。在過去數(shù)十年內(nèi)，美國(guó)、加拿大和委內(nèi)瑞拉等石油大國(guó)都把如何提高原油采收率作為研究工作的重點(diǎn)。
三次采油發(fā)展歷程
世界三次采油技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了3次飛躍。
第一次飛躍發(fā)生在20世紀(jì)50年代后期至60年代中期，這是蒸汽驅(qū)油項(xiàng)目的高速發(fā)展時(shí)期。50年代后期，蒸汽在委內(nèi)瑞拉首次用于重油開采，從此在世界范圍內(nèi)打開了重油這個(gè)資源寶庫(kù)。60年代中期，美國(guó)蒸汽項(xiàng)目和產(chǎn)量激增，實(shí)施中的蒸汽項(xiàng)目達(dá)到了132個(gè)，其中蒸汽吞吐項(xiàng)目達(dá)94個(gè)，蒸汽驅(qū)項(xiàng)目38個(gè)。
第二次飛躍發(fā)生在20世紀(jì)80年代，化學(xué)驅(qū)的發(fā)展達(dá)到高峰期。據(jù)1971年調(diào)查，美國(guó)三次采油項(xiàng)目共有133個(gè)，其中蒸汽驅(qū)53個(gè)，火燒油層38個(gè)，化學(xué)驅(qū)19個(gè)，注氣驅(qū)23個(gè)。雖然蒸汽項(xiàng)目仍是主要的，但其他項(xiàng)目的數(shù)量加起來已超過蒸汽驅(qū)項(xiàng)目數(shù)。80年代，美國(guó)化學(xué)驅(qū)項(xiàng)目數(shù)從1980年的42個(gè)激增至1986年的206個(gè)，但到1988年卻快速降到了124個(gè)，此后逐年下降，直到現(xiàn)在的2個(gè)。造成化學(xué)驅(qū)發(fā)展變緩的原因主要是化學(xué)注劑比熱采和注氣的成本高，且化學(xué)驅(qū)后對(duì)地下情況認(rèn)識(shí)還有許多不確定因素。盡管在此期間化學(xué)驅(qū)項(xiàng)目數(shù)量要多于注氣驅(qū)，但產(chǎn)量卻遠(yuǎn)低于注氣驅(qū)，如1986年化學(xué)驅(qū)產(chǎn)量為1.69萬桶/日，而注氣驅(qū)產(chǎn)量卻高達(dá)10.82萬桶/日。
第三次飛躍發(fā)生在20世紀(jì)90年代初至今，混相注氣驅(qū)技術(shù)得以快速發(fā)展。最早獲得成功利用的注氣驅(qū)技術(shù)是烴類混相驅(qū)，加拿大運(yùn)用該技術(shù)在許多油田獲得成功。隨后，由于烴類氣體價(jià)格上漲和天然二氧化碳?xì)獠氐陌l(fā)現(xiàn)以及二氧化碳混相驅(qū)技術(shù)適用范圍大、成本較低等優(yōu)勢(shì)，二氧化碳混相驅(qū)逐漸發(fā)展起來。到90年代，世界上已有上千個(gè)注氣工程，其中美國(guó)最多，其注氣采油量約占三次采油總產(chǎn)量的53.5%。近年來，隨著全球氣候變暖要求減少二氧化碳排放以及各國(guó)隨之制定的不同優(yōu)惠政策和排放稅等措施，使得二氧化碳混相驅(qū)得以迅速發(fā)展，世界各大石油公司利用二氧化碳驅(qū)油后。將其埋存在油藏中，這種方法不僅可以提高石油采收率，而且能消減溫室效應(yīng)。
四大三次采油技術(shù)
目前，世界上已形成四大三次采油技術(shù)系列，即化學(xué)驅(qū)、熱力驅(qū)、注氣驅(qū)和微生物驅(qū)。其中，化學(xué)驅(qū)包括聚合物驅(qū)，表面活性劑驅(qū)，堿驅(qū)及其復(fù)配的二元、三元復(fù)合驅(qū)，泡沫驅(qū)等；熱力驅(qū)包括蒸汽吞吐、熱水驅(qū)、蒸汽驅(qū)和火燒油層等；注氣驅(qū)包括二氧化碳混相/非混相驅(qū)、氮?dú)怛?qū)、烴類氣驅(qū)和煙道氣驅(qū)等；微生物驅(qū)包括微生物調(diào)剖或微生物驅(qū)油等。四大三次采油技術(shù)中，有的已形成工業(yè)化應(yīng)用，有的正在開展先導(dǎo)性礦場(chǎng)試驗(yàn)，還有的處于理論研究之中。
化學(xué)驅(qū)
自20世紀(jì)80年代美國(guó)化學(xué)驅(qū)達(dá)到高峰以后的近20多年內(nèi)，化學(xué)驅(qū)在美國(guó)運(yùn)用越來越少，但在中國(guó)卻得到了成功應(yīng)用。中國(guó)的化學(xué)驅(qū)技術(shù)已代表世界先進(jìn)水平。中國(guó)聚合物驅(qū)技術(shù)于1996年形成工業(yè)化應(yīng)用。“十五”期間大慶油田形成了以烷基苯磺酸鹽為主劑的“堿+聚合物+表面活性劑”二元復(fù)合驅(qū)技術(shù)，勝利油田形成“聚合物+表面活性劑”的無堿二元復(fù)合驅(qū)技術(shù)。目前，已開展“堿+聚合物+表面活性劑+天然氣”泡沫復(fù)合驅(qū)室內(nèi)研究和礦場(chǎng)試驗(yàn)。
化學(xué)驅(qū)油目前存在著3個(gè)不同的研究方向。首先，從改善油水的流度比出發(fā)，除使原油降黏外，相應(yīng)的辦法是提高驅(qū)油劑的黏度，降低其流度，應(yīng)用此原理開發(fā)了聚合物溶液、泡沫液等驅(qū)油法。其次，從改善驅(qū)油劑的洗滌能力以及巖石的不利潤(rùn)濕性出發(fā)，開發(fā)了活性水驅(qū)油法。再其次，就是介于前兩種之間的化學(xué)驅(qū)油法，稱為堿性水驅(qū)，利用堿性水與原油組分就地形成活性水劑而改善潤(rùn)濕性或就地使原油乳化。
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