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1、提高采收率技术现状及发展方向,2011年6月,当前我国的石油供给形势,2004年原油进口首次突破108吨（1.23108吨），原油对外依赖程度接近40%；2005年达到1.30108吨；2006年为1.45108吨；2007年增至1.63108吨，届时原油进口依存度为46.6%（警戒线为50%）。 老油田提高采收率、低渗透油田难动用储量加快开发。,我国石油资源量构成,提高采收率发展现状,国际原油价格高位运行，中国经济对石油的需求持续增长。提高现有开发油田的原油采收率具有重大的意义。目前全国已开发油田的平均采收率仅为30%多一点，存在较大的提高空间。全国的平均采收率每提高1个百分点，就等于增加可
2、采储量1.8亿吨，相当于我国目前一年的原油产量。中石化集团公司对这个问题非常重视，年度工作会议提出今后原油采收率要达到40%，力争50%，挑战60%。,目前，提高油田的原油采收率(EOR，即Enhanced Oil Recovery)日益成为国际上石油企业经营规划的一个重要组成部分。,20世纪90年代，我国石油消费的年均增长率为7.0%，国内石油供应年增长率仅为1.7%，这种供求矛盾使我国1993年成为石油净进口国。 国内各大油田经过一次、二次采油，原油含水率不断上升，平均含水率已经高达80%以上。而近几十年来发现新油田的难度加大，后备储量接替不足。 三大石油公司一方面加大国内外勘探力度，另一
3、方面挖掘现有油田潜力，保持稳产，其中提高原油采收率则是一项重要的技术手段。 部分大油田先后进入三次采油阶段，即提高采收率技术的工业化应用阶段。 国家计委在“七五”至“十五”计划期间，把提高采收率技术列为国家重点科技攻关项目，先后开展了热采、聚合物驱、微乳液-聚合物驱、碱-聚合物驱以及碱-表面活性剂-聚合物驱等技术研究。 我国化学驱提高采收率技术进入了世界领先水平。,国外提高采收率发展现状,据2007年国际油气科学与技术杂志报道，目前世界原油总产量（包括凝析天然气）8450万桶/d，通过EOR技术开采出来的原油有250万桶/d（统计总量中尚未包括我国化学驱产油量）。 大部分来自美国、墨西哥、委内
4、瑞拉、加拿大、印度尼西亚和中国。 热采主要应用于美国、委内瑞拉、加拿大、印度尼西亚和中国。 气驱主要应用于墨西哥，其次是美国、委内瑞拉。 我国化学驱则明显处于世界领先地位。,美国 墨西哥 加拿大 委内瑞拉 印尼 中国,主要国家对EOR总产油量贡献的比例,2006年热采产量占EOR产量的46.46，注气（轻烃、二氧化碳和氮气）约占53.53%。 EOR项目共有153项：热采55项、气驱97项，化学驱已降至0项。 近年来，美国发现了十分丰富的天然CO2气源，带动了CO2混相驱项目的实施，使此技术成本大幅度下降。同时在高油价下修好了三条输送CO2管道，把CO2从产地直接输送到用地得克萨斯州，一些较小
5、的项目也取得显著的经济效益，促进CO2驱的快速发展。,美国,已探明原油储量居世界前列，仅艾尔伯塔省就拥有1750亿桶的沥青储量，这也促进加拿大热采技术的高速发展，使其拥有国际一流的稠油开采技术： 蒸汽辅助重力泄油 (SAGD)、溶剂泄油（VAPEX）、火烧油藏（In-situ Combustion）、泡沫驱油（foamy oil）等。 应用数量最多的是蒸汽辅助重力泄油(SAGD)项目，大都应用于油砂开采中。 此外，CO2混相驱是加拿大主要的CO2驱项目，该项目被认为是世界上最大的减少二氧化碳排放的联合实施项目。 Talisman能源公司拥有在Turner Valley油田的氮气EOR项目，计划
6、投资1.5亿美元进行3年的先导性试验，以证明用注氮气开采15地质储量的可能性。,加拿大,中国,我国针对大多数油田是陆相沉积的特点，经过四个连续五年计划的重点项目攻关，在石油系统各单位以及中国科学院、高等院校的共同努力下，提高采收率技术有了飞速的发展，在化学驱一些领域已达到国际先进水平。 聚合物驱油已形成完整的配套技术，并已在大庆、胜利等大油田工业性推广； 复合驱油技术获得重大突破，先导性试验获得成功。同时也暴露出一些生产实际问题，为今后技术的发展提出了新的研究课题。 蒸汽吞吐、蒸汽驱等热采方法已在我国石油生产中占有相当大的比重。 蒸汽吞吐是目前国内应用范围最广的一种技术，已完善配套，且中深层的
7、蒸汽吞吐技术已处于国际先进水平。 蒸汽驱技术也进行了大规模的工业化试验，积累了一定的经验。,国内提高采收率发展现状,气体混相驱研究相对较晚，与国外相比还有很大差距。尽管在80年代开展了CO2和天然气驱矿场试验，取得了一定效果，但因气源问题，一直未得到发展。 随着西部油田的开发，中石油长庆油田分公司世界级气田的发现。 长庆注气混相驱和非混相驱被列入国家重点攻关项目。 吐哈油区的葡北油田注烃混相驱矿场试验得以启动，大大推动了我国混相驱提高采收率技术的快速发展。 吉林的扶余油田、苏北黄桥气田、江苏秦潼凹陷以及广东三水盆地等一批CO2气藏的发现，推动了CO2混相或非混相驱先导试验研究。 2006年4月
8、2527日，北京香山科学会议的主题为温室气体的地下埋存及在提高油气采收率中的资源化利用。 深入了解国际温室气体CO2地下储存的研究现状以及以CO2驱提高原油采收率的应用技术和发展前景，研讨针对我国实际实施CO2驱提高原油采收率和地下储存面临的科学和技术问题。,微生物采油技术方面，早在1966年新疆石油管理局就开始利用微生物进行原油脱蜡技术的研究，被认为是微生物技术研究的开端。 “七五”期间，这项技术被列为国家科技攻关项目，主要开展了以下工作： 微生物地下发酵提高采收率研究、生物表面活性剂的研究、生物聚合物提高采收率的研究、注水油层微生物活动规律及其控制的研究。 20世纪80年代，大庆油田率先进
9、行了两口单井微生物吞吐矿场实验，结果含水下降，原油产量增加。 “九五”期间，大港油田率先进行了微生物菌液驱矿场先导试验。 目前辽河油田、胜利油田、新疆油田等油田也在开展室内研究与应用。,总体上，世界范围内的EOR工程在20世纪80年代处于高峰期，而后略有下降，90年代末又稍有回升。 进入21世纪，EOR工程的数量仍大幅度减少。但随着勘探费用上涨、勘探难度加大终将再一次刺激EOR工程数量的增加和技术研究的热潮。,中国石化油田经过40余年的开发，走过了稳步增产、快速上产、稳产、递减等阶段。 截至2006年底，中国石化东部油田平均采收率为28.9%，而国内如中石油平均为34.5%，国外如美国平均为3
10、3.3%，中东平均为38.4%。 中国石化油田提高采收率具有较大的潜力空间。,提高采收率技术分类,目前，世界上已形成提高采收率四大技术系列，即化学法、气驱、热力和微生物采油。,化学法又分为化学驱和化学调剖。 化学驱包括聚合物驱、表面活性剂驱、碱水驱及其复配的二元、三元复合驱、泡沫驱等。 调整吸水剖面包括浅调、深调和调驱三类技术。调剖剂分为无机类水泥、无机盐沉淀、有机聚合物凝胶、树脂类、颗粒类及泡沫类等。,调剖深度不同： 化学浅调剖具有对各类启动压力不同储层的自由选向功能，不受井况、隔层等条件限制。可以作为机械分层注水工艺的补充手段，可以有效地减缓层间矛盾、细分注水。 化学浅调剖对注水井机械注水
11、工艺的补充作用，主要体现在以下四个方面： (一) 化学浅调剖可以使机械分层注水层段内的吸水剖面得到进一步调整，实现分层注水井的进一步细分注水； (二) 化学浅调剖可以使受隔层条件限制而无法机械分层的笼统注水井的吸水剖面得到有效地调整，实现笼统注水井的分层注水； (三) 化学浅调剖可以使受套变通径小制约而不能机械分层的笼统注水井的吸水剖面得到调整，实现套变笼统注水井的分层注水； (四) 化学浅调剖可以使受夹层限制而无法机械细分的厚油层层内吸水剖面得到有效地调整。 深部调剖技术适用于注水层段大孔道，裂缝发育，层间或层内非均质严重，吸水差异大，注入水单向突进严重，油井暴性水淹的注水井吸水剖面的深部调
12、整。,深调剖与浅调剖的区别,表面活性剂驱提高采收率先导性试验,东西相交的2弧形正断层形成的地垒式断鼻构造，油层集中在核三段9、2-5、3-4层系，主力层系V 油组由8个单层组成，厚度11.9m，含油面积1.12km2，地质储量223104t；为28.5%，K为1.606m2，纵向渗透率级差达14.4；原油密度0.92670.9573g/cm3(20)，地面原油粘度3487092mPas(50)。 经历常规降压开发、注汽吞吐开发、注水开发几个阶段。因非均质严重, 原油粘度高, 在注汽吞吐和注水开发阶段, 汽窜和水窜严重, 采收率只有14.1%。 优选3个注水井组实施表面活性剂驱。含油面积0.18
13、km2, 控制储量41.6104t; 油层中深659.4m, 原始地层压力6MPa, 油层厚度14.5m, 孔隙度30%, 含油饱和度60%。 先导性试验区注入井3口, 对应采油井14 口(反七点井网)注采井距150200m。表面活性剂驱前3个井组日产液206.7t, 日产油20.9t，含水90%，采油速度0.79%。,河南油田古城油矿B125 区,1) 表面活性剂和油田水的配伍性研究 6种活性剂, 用B125 块注入水和地层水配制成有效浓度为1300mg/L的表面活性剂溶液。在80下老化90d, 溶液未出现沉淀, 表明其与地层水、注入水配伍性好。 2) 界面张力研究 表面活性剂驱机理, 降低
14、油水界面张力, 降低残余油饱和度,提高采收率。在70下, B125块原油和地层水之间的界面张力为30mN/m; 加入表面活性剂HPS后, 稳态界面张力降至10-1mN/m数量级; 活性剂的浓度范围较宽, 为5004000mg/L 。 3) 表面活性剂驱油试验研究 试验结果表明, 活性剂HPS-3A、HPS-3B、HPS-3C、HPS-4 提高稠油驱油效率幅度高达11.10 %15.48 %。由于表面活性剂HPS-3C 是按照B125 块油水特性复配的, 其驱油效率最高达15%以上。,表面活性剂的筛选与评价,表面活性剂岩心驱油试验结果,表面活性剂HPS-3C和油层的配伍性较好，油水界面张力可降至
15、10-1mN/m，驱油效率在水驱基础上提高15个百分点，能够有效提高B125块普通稠油的采收率。,表面活性剂注入参数优化设计及效果预测 1) 注入浓度和注入孔隙体积倍数 HPS-3C有效浓度为4402200mg/L进行岩心驱油试验。结果发现, 驱油效率随活性剂浓度增大而升高, 在1300mg/L以后增加活性剂浓度对驱油效率影响不大, 注入浓度以1300mg/L为宜。驱油效率随注入PV数增大而升高, 在0.25PV后驱油效率变化不大, HPS-3C 注入量以0.25PV为宜。 2) 段塞优化设计 据室内试验, 最佳浓度为1300mg/L(有效浓度), 注入段塞为0.25PV。考虑到地层水的稀释和
16、吸附滞留, 前缘段塞设计为1500mg/L(有效浓度)、0.05PV的高浓度活性剂段塞; 主体段塞设计为1100mg/L (有效浓度)、0.20PV 的低浓度活性剂段塞。 3) 效果预测 B125 块进行表面活性剂驱先导性试验, 动用储量41.6104t, 预计增加采收率5%7%, 可增产原油2.08104t 。,表面活性剂驱段塞注入情况 B125区块2004 年7 月开始注入前缘段塞, 浓度为1500mg/L; 2005年8月转注主体段塞, 浓度为1100mg/L ; 2005 年11 月底已累积注入7.96104m3, 注入0.105PV。 表面活性剂驱中的两个不利因素: 一是油层非均质性强, 窜流严重; 二是油层对活性剂吸附程度偏高。 化学驱井组产出液变化情况 1) 产出液中表面活性剂浓度 前缘段塞注12个月, 14口井有11口监测到表面活性剂, 浓度20.625.8mg/L, 为注入浓度1.3%1.7%。油井见表面活性剂浓度低, 时间晚, 地层水稀释和吸附
