提高采收率基礎(chǔ)知識(shí)

1、第五章提高采收率（ EOR）基礎(chǔ)知識(shí)原油采收率是指采出地下原油原始儲(chǔ)量的百分?jǐn)?shù)，即采出原油量與地下原油原始儲(chǔ)量之比。在經(jīng)濟(jì)條件允許的前提下追求更高的原油采收率，既是油田開(kāi)發(fā)工作的核心，又是對(duì)不可再生資源的保護(hù)、合理利用、實(shí)現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要。一、采油方法回顧大多數(shù)油藏在發(fā)現(xiàn)以后，一般都經(jīng)歷了所謂的“一次采油”階段。在這個(gè)期間，主要是利用油藏本身的天然能量來(lái)采出一部分原油。 其采油機(jī)理是： 隨著油藏壓力的下降， 流體的體積膨脹和巖石壓縮作用把油藏流體驅(qū)入井筒。當(dāng)油藏的壓力降低到原油的飽和壓力以下時(shí)，氣體釋放和膨脹又能采出一部分原油。 有些油藏帶有氣頂， 氣頂膨脹和重力排驅(qū)也能促使原油注入生產(chǎn)

2、井。 一些油藏與含水層相連， 它能提供活躍或部分活躍的水驅(qū)。 含水層的水侵既能驅(qū)替油藏孔隙中的原油，又能彌補(bǔ)由于原油開(kāi)采造成的壓力下降。從石油開(kāi)采的早期到 20 世紀(jì) 30 年代初期，大多數(shù)油藏都是利用一次采油機(jī)理進(jìn)行開(kāi)采的，直到經(jīng)濟(jì)極限產(chǎn)量為止，然后廢棄這些油藏。此時(shí)，油藏的壓力一般衰竭到很低，或者具有活躍天然水驅(qū)油藏的產(chǎn)水率變得特別高。對(duì)于不同的油藏， 一次采油的采收率相差極大，這取決于開(kāi)采機(jī)理和機(jī)理的組合、油藏類(lèi)型、巖石性質(zhì)、 原油性質(zhì)。一次采油的采收率一般為 5%20%。作為一種提高一次采油采收率和產(chǎn)能的方法，在一口或多口井中注入流體。為此，曾將水和 / 或天然氣作為注入流體，在低于天

3、然氣和原油的混相壓力條件下注入地層，氣體注入氣頂， 水注入靠近油水界面的含水層，或者注入油層。開(kāi)始，提高采收率只是為了延緩或防止油藏壓力下降，這樣可以維持較高的產(chǎn)量和較長(zhǎng)的生產(chǎn)時(shí)間。我們稱這種技術(shù)為“保壓”開(kāi)采。目前，在一次采油后一定時(shí)間內(nèi)注入流體的采油方法通常被稱為“二次采油”。一次采油和注水或非混相注氣的二次采油的最終采收率通常為原始地質(zhì)儲(chǔ)量的20% 40%。在二次采油達(dá)經(jīng)濟(jì)極限時(shí)，向地層中注入流體、能量， 將引起物理化學(xué)變化的方法通常被稱為“三次采油(Tertiary Recovery) ”。包括聚合物驅(qū)、各種化學(xué)驅(qū)(活性水驅(qū)、微乳液驅(qū)、堿性水驅(qū) )及復(fù)合化學(xué)驅(qū)、氣體混相驅(qū)(不是以保壓為

4、目的的注氣)。在任何時(shí)期，向地層中注入流體、能量，以提高產(chǎn)量或采收率為目的方法常被稱為“強(qiáng)化采油 EOR(Enhanced Oil Recovery)”。包括三次采油中所有的方法和熱力采油法。常規(guī)注水、注氣等二次采油技術(shù)所不能開(kāi)采的那部分原油構(gòu)成了三次采油或強(qiáng)化采油的目標(biāo)油量，它包括所謂的“剩余油”和“殘余油”。由于地層滲透率的非均質(zhì)性和孔隙結(jié)構(gòu)的微觀非均質(zhì)性、注入水(氣 )與地層原油的粘度差以及井網(wǎng)的關(guān)系，使得注入流體不可能波及到整個(gè)油藏體積，即使在注入流體所波及到的區(qū)域內(nèi)，也不可能將所有的原油驅(qū)趕走。因此定義“波及系數(shù)”為注入流體在油藏中波及到的體積占油藏總體積的百分?jǐn)?shù)，用EV 表示，它為

5、面積波及系數(shù)和垂向波及系數(shù)的乘積。定義“驅(qū)油效率” 為注入流體從波及到的單位孔隙中所驅(qū)出的油量，用ED 表示。由于波及系數(shù)低，注入流體尚未波及到的區(qū)域所剩余下的原油被稱為“剩余油”，如低滲透夾層內(nèi)和水繞流帶中的剩余油；鉆井未鉆到的透鏡體中的原油，局部不滲透遮擋處的原油等，其特點(diǎn)是宏觀上連續(xù)分布。在注入水波及區(qū)域內(nèi)或孔道內(nèi)已掃過(guò)的區(qū)域內(nèi)殘留的、未被驅(qū)走的原油稱為“殘余油”，其特點(diǎn)是分布不連續(xù)。二、EOR方法及應(yīng)用范圍概述聚合物驅(qū)泡沫驅(qū)提高波及復(fù)合化學(xué)驅(qū)效率類(lèi)微生物驅(qū)活性水驅(qū)微乳液驅(qū)提高提高洗油堿水驅(qū)采效率類(lèi)收氣體混相驅(qū)率復(fù)合化學(xué)驅(qū)微生物采油熱采降低原油氣體混相驅(qū)與粘度類(lèi)非混相驅(qū)微生物采油（ a）

6、按提高采收率機(jī)理分類(lèi)聚合物驅(qū)表面活性劑驅(qū)化學(xué)驅(qū)復(fù)合化學(xué)驅(qū)堿水驅(qū)一次接觸混相驅(qū)按作用機(jī)蒸發(fā)式多級(jí)接觸混相驅(qū)理分提氣體混相凝析式多級(jí)接觸混相驅(qū)高驅(qū)采高壓天然氣 （干氣） 驅(qū)收率按注入氣富氣驅(qū)種類(lèi)分2 驅(qū)CO蒸汽吞吐煙道氣驅(qū)熱采蒸汽驅(qū)火燒油層微生物采油（ b）按注入工作劑類(lèi)型分類(lèi)圖 5-1 提高采收率方法從 20 世紀(jì) 50 年代早期開(kāi)始， 人們就已著手進(jìn)行大量提高采收率的室內(nèi)研究，包括： 聚合物增效水驅(qū)、表面活性劑驅(qū)、堿性水驅(qū)、泡沫驅(qū)、氣體混相驅(qū)、CO2 混相與非混相驅(qū)、蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)、就地燃燒等。提高采收率方法分類(lèi)見(jiàn)圖5-1。到目前為止，比較成熟的提高采收率技術(shù)有蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)、聚合物驅(qū)、

7、氣體混相與非混相等，下面分別介紹聚合物驅(qū)、表面活性劑驅(qū)、氣體混相驅(qū)、熱采和微生物采油。1 化學(xué)驅(qū)凡是向注入水中加入化學(xué)藥劑，以改變驅(qū)替流體性質(zhì)、驅(qū)替流體與原油之間界面性質(zhì)，從而有利于原油生產(chǎn)的所有方法都屬于化學(xué)驅(qū)范疇。通常包括： 聚合物驅(qū)、 表面活性劑驅(qū)(膠束/ 聚合物驅(qū)、微乳液驅(qū))、堿水驅(qū)和復(fù)合化學(xué)驅(qū)。聚合物驅(qū) ：聚合物驅(qū)實(shí)際上是一種把水溶性聚合物加到注入水中以增加水相粘度、改善流度比、 穩(wěn)定驅(qū)替前沿的方法，因此又稱為稠化水驅(qū)。目前廣泛使用的聚合物有人工合成的化學(xué)品部分水解聚丙烯酰胺和微生物發(fā)酵產(chǎn)品黃原膠。早期曾經(jīng)使用過(guò)羧甲基纖維素和羥乙基纖維素等。 部分水解聚丙烯酰胺不僅僅可以提高水相粘度

8、，還可以降低水相的有效滲透率，從而有效改善流度比、擴(kuò)大注入水波及體積。聚合物驅(qū)油藏原油粘度一般不超過(guò)100 mPa·S，原油粘度增加，要達(dá)到合適的流度控制就需要更高的聚合物濃度，從而增加成本，降低經(jīng)濟(jì)效益。由于聚合物驅(qū)通常不能降低殘余油飽和濃度，即不能提高采收率， 所以聚合物驅(qū)后的殘余油飽和度仍然較高。 而聚合物驅(qū)后巖石的滲透率將降低，所以對(duì)于驅(qū)油效率不高而下一步又準(zhǔn)備進(jìn)行表面活性劑驅(qū)或其它化學(xué)驅(qū)以提高采收率的油藏，最好不先使用聚合物驅(qū)， 而應(yīng)直接采用表面活性劑 / 聚合物驅(qū)或以堿為主劑的復(fù)合驅(qū)。聚合物的分子量與地層的滲透率密切相關(guān)。滲透率越高， 使用的聚合物分子量可以越高而不堵塞地

9、層，從而降低聚合物用量。當(dāng)滲透率低于20× 10-3 m2 時(shí)，只能使用低分子量的聚合物。要達(dá)到所需粘度，必須使用高濃度聚合物溶液，這將導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益降低。部分水解聚丙烯酰胺存在鹽敏效應(yīng)、化學(xué)降解、 剪切降解問(wèn)題， 尤其對(duì)于二價(jià)離子特別敏感。為了使聚丙烯酰胺具有較高的增粘效果，地層水含鹽度不要超過(guò)100,000 mg/L，注入水要求為淡水， 因此在油藏周?chē)鷳?yīng)有豐富的淡水水源。聚合物化學(xué)降解隨溫度升高而急劇增加，目前廣泛使用的聚丙烯酰胺，要求其油藏溫度低于93。當(dāng)溫度高于70度時(shí)，要求體系嚴(yán)格除氧；并且溫度越高，鹽效應(yīng)的影響越大，甚至?xí)l(fā)生沉淀，阻塞油層。因此油藏深度不要超過(guò)3000 m

10、。生物聚合物黃原膠對(duì)鹽不敏感，適合于地層水含鹽度較高的油藏。它的主要缺點(diǎn)是生物穩(wěn)定性差。 聚丙烯酰胺雖然也受細(xì)菌侵害，但不嚴(yán)重； 而細(xì)菌對(duì)生物聚合物的傷害是主要問(wèn)題，在應(yīng)用中必須嚴(yán)格殺菌。這種聚合物的熱穩(wěn)定性也較差，其使用溫度一般不超過(guò)75。 生物聚合物在其發(fā)酵過(guò)程中殘留許多細(xì)胞骸，極易堵塞地層； 油藏注入前要嚴(yán)格進(jìn)行過(guò)濾。 再加上生物聚合物的價(jià)格也較昂貴，因此，一般只使用于含鹽度較高的地層，其使用范圍不如聚丙烯酰胺廣泛。為了能在高溫高鹽油藏中應(yīng)用，研制新型的耐高溫高鹽的聚合物鹽分必要。表面活性劑 ：應(yīng)用表面活性劑提高采收率可分為活性水驅(qū)、乳狀液驅(qū)、 膠束驅(qū)和低界面張力驅(qū)。目前在國(guó)外的化學(xué)驅(qū)中

11、，研究和應(yīng)用最為廣泛的是膠束/ 聚合物驅(qū)。它可以分為兩種，一種是表面活性劑濃度較低(2%)、注入段塞大 (15% 60%空隙體積 )的稀體積法； 另一種是表面活性劑濃度較高(5% 8%)、注入段塞小 (3% 20%孔隙體積 )的濃體系法。前者是通過(guò)降低油水界面張力至超低程度(小于 10-2mN/m) 使殘余油流動(dòng)的方法， 所以又叫做低界面張力采油法。后者又可分為水外相膠束驅(qū)、油外相膠束驅(qū)及中相微乳液驅(qū)方法，它是通過(guò)混溶、增溶油和水形成中相微乳液，它與油、水都形成超低張力，而使殘余油流動(dòng)。表面活性劑溶液以段塞形式注入，為了保護(hù)段塞的完整性，后繼以聚合物段塞，因此統(tǒng)稱為膠束/ 聚合物驅(qū)。從技術(shù)上講

12、，表面活性劑驅(qū)最適合三次采油，是注水開(kāi)發(fā)的合理繼續(xù)，基本上不受含水率的限制，可獲得很高的水驅(qū)殘余油采收率。但由于表面活性劑驅(qū)的價(jià)格昂貴，投資高，風(fēng)險(xiǎn)大，因而其使用受到很大限制。從技術(shù)角度來(lái)看，目前，只是溫度和含鹽度還有一定的限制，其他限制都屬于經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。隨著技術(shù)的提高，成本降低，其使用范圍會(huì)大大展寬。從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看，能否進(jìn)行表面活性劑驅(qū)應(yīng)考慮如下幾個(gè)因素：(1)滲透率及其變異系數(shù)：它對(duì)該方法成功與否具有極大的影響，滲透率高低很大程度上控制著流體的注入速度，因而決定著井距、壽命，影響其經(jīng)濟(jì)效果，滲透率小于40× 10-3 m2 的油藏目前暫不考慮。滲透率變異系數(shù)決定著注入流體與被驅(qū)替油

13、接觸的多少，直接影響著活性劑的驅(qū)油效果。在加拿大的篩選標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定滲透率變異系數(shù)應(yīng)小于0.6。在美國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)中雖未明確規(guī)定變異系數(shù)的允許范圍，但規(guī)定了水掃及效率大于50%。其它非均質(zhì)性如裂縫、礫巖、泥質(zhì)灰?guī)r等都對(duì)表面活性劑驅(qū)不利，在選擇儲(chǔ)層時(shí)都應(yīng)予以考慮。(2)流體飽和度及其分布：它對(duì)表面活性劑驅(qū)效果十分敏感。 一般規(guī)定殘余油飽和度不能低于25%。(3)油的粘度應(yīng)該小于 40 mPa·S，以便實(shí)現(xiàn)合適的流度控制。(4) 此方法目前只適合于相對(duì)均質(zhì)的砂巖油藏。對(duì)于碳酸鹽油藏不僅其非均質(zhì)性比較嚴(yán)重，含有比較發(fā)育的裂縫系統(tǒng)，并且其地層水含有較多的二價(jià)陽(yáng)離子。對(duì)于砂巖油藏其巖石的礦物組成、粘土含

14、量、 類(lèi)型及產(chǎn)狀都對(duì)表面活性劑驅(qū)有較大影響。表面活性劑主要吸附在粘土表面上， 高的粘土含量會(huì)造成大量的吸附損失。 目前普遍認(rèn)為泥質(zhì)含量要低于 10%。石膏是水溶性礦物， 鈣的溶解性會(huì)引起石油磺酸鹽沉淀。 蒙脫石的離子交換也會(huì)影響水中鈣離子含量，因此，應(yīng)該用 X 射線衍射及掃描分析粘土礦物的成分、類(lèi)型的產(chǎn)狀，綜合評(píng)定表面活性劑驅(qū)的可行性。堿水驅(qū) ：對(duì)于原油中含有較多的有機(jī)酸的油層可以注入濃度為0.05% 4%的 NaOH、Na2CO3 等堿性水溶液，在油層內(nèi)和這些有機(jī)酸生成表面活性劑的方法稱為堿水驅(qū)，單純堿水驅(qū)的采油機(jī)理十分復(fù)雜，可由降低油水界面張力，產(chǎn)生潤(rùn)濕性反轉(zhuǎn)、乳化、乳化夾帶、自發(fā)乳化和聚

15、并以及硬膜溶解等機(jī)理采出殘余油。這種方法早在 1920 年就已提出， 但直到如今礦場(chǎng)實(shí)驗(yàn)成功的事例仍很少。主要的原因是機(jī)理比較復(fù)雜， 堿與巖石相互作用造成大量堿耗，產(chǎn)生低張力的堿濃度范圍比較窄，油藏注入的堿濃度范圍難于控制。并且酸值較大的原油，粘度一般都比較高， 流度控制比較困難，因此近年來(lái)單純堿水的礦場(chǎng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目反而有所減少。單純堿水驅(qū)的驅(qū)油機(jī)理有些類(lèi)似于表面活性劑水溶液。因其表面活性劑來(lái)源于原油的有機(jī)酸，因此，酸值一般要達(dá)到0.2mgKOH/g油以上才能采用；若酸值達(dá)到0.5mgKOH/g 油則使用該方法成功的可能性比較大。對(duì)堿水驅(qū)的另一限制是地層水中二價(jià)陽(yáng)離子的含量一般必須較少，因?yàn)槎r(jià)陽(yáng)

16、離子會(huì)形成活性劑的鈣鹽沉淀， 使界面張力急劇上升。 堿耗量的大小是堿水驅(qū)成功的關(guān)鍵，它不僅會(huì)大量耗堿， 使過(guò)程難于控制并且還會(huì)在地層和井筒中結(jié)垢，使礦場(chǎng)應(yīng)用失敗。 堿耗量與巖石礦物組成和油藏溫度密切相關(guān)，其中泥質(zhì)含量是關(guān)鍵因素，尤其是應(yīng)避免有石膏存在。 其它限制與表面活性劑驅(qū)類(lèi)似。復(fù)合化學(xué)驅(qū)： 單一的聚合物驅(qū)、堿水驅(qū)、表面活性劑驅(qū)各自有其優(yōu)缺點(diǎn)，將它們聯(lián)合使用，在功能上互相彌補(bǔ)，以達(dá)到最佳驅(qū)油效果，這就是各種形式的復(fù)合化學(xué)驅(qū)。堿/ 聚合物驅(qū)就是在堿水溶液中加入高分子聚合物，通過(guò)提高堿水溶液的粘度，改善不利的流度比， 使堿溶液與原油有更多的接觸機(jī)會(huì)， 在通過(guò)提高波及效率的同時(shí)提高驅(qū)油效果。同時(shí)還

17、由于聚合物與活性劑之間所發(fā)生的協(xié)作效應(yīng)，在配方合適時(shí)其驅(qū)油效果可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)單純堿水驅(qū)和聚合物驅(qū)，有時(shí)甚至超過(guò)二者之和，可與膠束/ 聚合物驅(qū)相比。對(duì)于酸值較高的原油，堿/聚合物驅(qū)有較大潛力，且投資少，來(lái)源廣，成本低，這種方法將是表面活性劑驅(qū)的有力競(jìng)爭(zhēng)對(duì)象。對(duì)于酸值較低的原油，比如小于0.1mgKOH/g 油可以采用堿 / 表面活性劑 / 聚合物復(fù)合驅(qū)。其活性劑用量從目前的2% 5%降至千分之幾至萬(wàn)分之幾的數(shù)量級(jí)， 使其在經(jīng)濟(jì)上具有明顯的競(jìng)爭(zhēng)力。加入少量表面活性劑的目的是可以把產(chǎn)生低界面張力的堿濃度大幅展寬，以抵消堿濃度難于控制的缺點(diǎn)，同時(shí)天然表面活性劑與外加表面活性劑也可以產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，因而可使

18、所要求的酸值范圍降低。堿的加入可以明顯減少活性劑在巖石表面上的吸附。這是表面活性劑用量大大減少的原因之一，實(shí)際上這種方法是充分發(fā)揮活性劑、堿、聚合物的協(xié)同作用，取長(zhǎng)補(bǔ)短，提高效益的一種方法，從而可以說(shuō)是活性劑驅(qū)、 堿水驅(qū)、 聚合物驅(qū)三者合流而加以綜合運(yùn)用的方法。由于這種方法的表面活性劑用量大幅度降低，因而它有可能解決表面活性劑驅(qū)在經(jīng)濟(jì)上不能過(guò)關(guān)的問(wèn)題。因?yàn)閺?fù)合驅(qū)中仍要使用相當(dāng)數(shù)量的堿，因此，影響堿耗的因素仍起作用。復(fù)合驅(qū)比較適用于粘土含量不高，油藏溫度較低，地層水礦化度不高尤其是地層水硬度也不大的油田，其油藏參數(shù)的限制大體上與堿水驅(qū)和表面活性劑驅(qū)相同。2 氣體混相驅(qū)所謂混相就是指兩種流體可以完

19、全相互溶解。它與非混相驅(qū)的區(qū)別就在于兩相之間的界面張力為零，因而不存在明顯的界面，也不存在毛管壓力，從而大大提高原油采收率。按混相方式的不同，混相驅(qū)可分為 “一次接觸混相” 和“多次接觸混相” 或“動(dòng)態(tài)混相” 。當(dāng)某些注入流體與儲(chǔ)層流體可以以任何比例直接與儲(chǔ)層油混合， 而且混合物為單相時(shí)就屬于一次接觸混相； 而注入流體與儲(chǔ)層流體接觸時(shí)形成兩相， 不過(guò)在這兩種流體組分間可以進(jìn)行組分間質(zhì)量交換， 從而形成過(guò)渡帶驅(qū)動(dòng)相，過(guò)渡帶流體組成在油和流放流體的組分范圍內(nèi)變化。由于原油和注入流體在流動(dòng)時(shí)重復(fù)接觸形成組分質(zhì)量轉(zhuǎn)移而達(dá)到混相即為“多次接觸混相”或“動(dòng)態(tài)混相” 。在動(dòng)態(tài)混相方式上又可分為蒸發(fā)和凝析方式

20、的動(dòng)態(tài)混相。按照使用氣體方式的不同，氣體混相可分為烴混相驅(qū)、CO2 混相驅(qū)、惰性氣體混相驅(qū)。烴混相驅(qū)又有高壓干氣混相驅(qū)、 富氣驅(qū)和液化石油氣驅(qū)。 惰性氣體混相驅(qū)可以分為煙道氣和氮?dú)饣煜囹?qū)。 CO2 混相驅(qū)同時(shí)包括蒸發(fā)和凝析兩種質(zhì)量交換方式。 在應(yīng)用 CO2 驅(qū)油時(shí)除混相驅(qū)外，近年來(lái)又大量應(yīng)用CO2 非混相驅(qū)、碳酸水驅(qū)和CO2 吞吐，其作用機(jī)理主要為溶于油后降低原油粘度， 促使原油體積膨脹并發(fā)生溶解氣驅(qū)作用。要想使混相驅(qū)在指定的儲(chǔ)層中成為有競(jìng)爭(zhēng)力的方法，必須滿足幾個(gè)條件：(1)有足夠數(shù)量的溶劑，即有充足的氣源，并且價(jià)格便宜， 可在經(jīng)濟(jì)上獲利；(2)油藏必須能夠提供溶劑與原油之間混相所要求的混相壓

21、力；(3)原油產(chǎn)量必須能大幅度增加，以提高采收率并獲得經(jīng)濟(jì)效益。氣體混相驅(qū)的混相壓力隨使用氣體和原油組成而變化。在烴混相驅(qū)中， 液化石油氣驅(qū)的混相壓力最低， 富氣驅(qū)次之，干氣驅(qū)壓力最高。而且原油愈輕其混相壓力也愈低。其注入壓力一般在 8.4 35.2MPa 之間變化。CO2 與原油的混相壓力與原油密度和溫度關(guān)系極大，對(duì)于低密度原油(0.875g/cm 3)在低溫下最低混相壓力為8.4MPa；對(duì)于高溫下的重質(zhì)原油可達(dá)31.6 MPa。并且混相壓力的高低與CO2 氣體的純度有很大關(guān)系。在CO2 氣中夾雜少量氮?dú)饣蚣淄闅怏w時(shí)就會(huì)使混相壓力明顯升高。另外， 混相壓力與原油性質(zhì)也有很大關(guān)系，在同樣條件下

22、，石蠟基原油混相壓力比環(huán)烷基原油高。因此，必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定最低混相壓力，才能確定該油藏能否進(jìn)行CO2 混相驅(qū)。氮?dú)獾恼扯容^低，在油中溶解性差，需要高得多的壓力才能產(chǎn)生混相，其最低混相壓力甚至比甲烷的還高。因此，氮?dú)饣煜囹?qū)只適用于密度很小的輕質(zhì)油，即使很深的油藏，其原油密度也要小于0.875g/cm 3。煙道氣中除氮?dú)馔?，還含有2%左右的CO2，因此最低混相壓力介于氮?dú)夂虲O2 之間，要達(dá)到混相狀態(tài)其原油密度要小于0.9g/cm 3。由于混相壓力一般不宜超過(guò)原始地層壓力，尤其不能超過(guò)地層的破裂壓力，因此對(duì)油藏埋深就有所限制。最低混相壓力愈高，要求地層埋深愈大，如氮?dú)怛?qū)要達(dá)到混相，其埋藏深度一般要

23、達(dá)到3000m 以上，氮?dú)怛?qū)與CO2 驅(qū)的不同點(diǎn)在于CO2 與原油的最低混相壓力隨溫度升高而升高， 氮?dú)鈩t相反，它的混相壓力隨溫度升高變化不大或少有降低，因此，比較適合于高溫的深部油藏。 氣體混相驅(qū)目前存在的最大問(wèn)題是粘性指進(jìn)和由于密度差引起的重力分離，致使注入的氣體過(guò)早突破，使波及效率過(guò)低。為克服這一問(wèn)題，除研究開(kāi)發(fā)CO2 驅(qū)的泡沫劑、 可抽提到CO2 中去的聚合物和改進(jìn)CO2 重新循環(huán)注入工藝外，在油藏選擇上也應(yīng)予以注意。只要能保持足夠的注入速度，對(duì)滲透率偏低和比較薄的油層應(yīng)用混相驅(qū)比較方便，尤其是地層傾斜度比較大，以及尖頂塊狀生物礁和鹽丘側(cè)翼遮擋油藏可以利用重力來(lái)提高波及效率。事實(shí)上目前

24、經(jīng)濟(jì)上成功的CO2 混相驅(qū)，大多數(shù)屬于這類(lèi)油藏。煙道氣中由于存在CO2 和含量較多的含硫氣體，存在著嚴(yán)重的銹蝕問(wèn)題，其混相壓力又比較高，因而使用受到了很大限制，近年來(lái)礦場(chǎng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較少。在氣體混相驅(qū)中由于注入氣體的粘度都比較低，處于不利的流度比，因此滲透率的非均質(zhì)性對(duì)混相驅(qū)效果有很大影響。非均質(zhì)性嚴(yán)重的地層會(huì)引起氣體過(guò)早的突破，應(yīng)該采用提高波及效率的各種措施。 如果地層中存在天然裂縫就不利于進(jìn)行氣體混相驅(qū)。 有底水地層只能采用重力驅(qū)替，否則 CO2 會(huì)溶解于水而造成 CO2 損失。在 CO2 混相驅(qū)中還需要考慮因抽提作用引起瀝青沉淀問(wèn)題， 在地層水二價(jià)陽(yáng)離子高時(shí)還需要考慮結(jié)垢等問(wèn)題。 除上述條件

25、外， 能否使用氣體混相驅(qū)更為關(guān)鍵的因素是有無(wú)足夠的氣源。泡沫驅(qū)： 該方法是利用泡沫在孔隙中的賈敏效應(yīng)，增加驅(qū)替相的流動(dòng)阻力，以便穩(wěn)定驅(qū)替前沿和提高波及體積，從而提高原油采收率。泡沫在多孔介質(zhì)內(nèi)運(yùn)動(dòng)，其表觀粘度一般與孔道直徑成正比，同時(shí)泡沫直徑也可隨孔道大小的變化而變化。因此，泡沫是提高水驅(qū)，尤其是提高各種氣驅(qū)(混相和非混相驅(qū)、蒸汽驅(qū))波及效率的良好方法。我國(guó)從20 世紀(jì) 70 年代起就已開(kāi)始泡沫驅(qū)的研究，研究的內(nèi)容主要集中在泡沫的穩(wěn)定性、 起泡劑的損失及其抑制、 泡沫驅(qū)油機(jī)理等關(guān)鍵問(wèn)題上， 同時(shí)也研究了不同發(fā)泡方式 (層內(nèi)發(fā)泡和地面發(fā)泡 )。研究結(jié)果表明，陰離子表面活性劑 (如烷基磺酸鹽、烷基

26、苯磺酸鹽 )是很好的發(fā)泡劑，適量的高分子可以延長(zhǎng)氣泡的壽命，聚磷酸鹽可減少發(fā)泡劑的損失。3 熱力采油熱力采油是最有效、 最有前途的提高采收率的方法之一， 它立足于利用熱量來(lái)稀釋和蒸發(fā)油層中的原油以驅(qū)動(dòng)所形成的產(chǎn)物。 該方法可以分為熱物理學(xué) (注熱載體 )和熱化學(xué) (火燒地層、液相氧化作用等 )兩類(lèi)方法。通常利用蒸汽，有時(shí)用熱水作為熱載體。最有效的熱載體是飽和的水蒸氣。蒸汽由于氣化的潛熱，具有比水高得多的熱量。它在地層中占有比水大20 40 倍的體積，能達(dá)到80% 90%的驅(qū)替效率。在注入蒸汽時(shí)，原油被氣相、 液相以及一定數(shù)量的冷水驅(qū)動(dòng)。原油粘度的降低、其相滲透率的改善及結(jié)構(gòu)力學(xué)性質(zhì)的減弱、 巖

27、石水潤(rùn)濕性的改善都利于驅(qū)動(dòng)。該方法經(jīng)常與周期性蒸汽處理的注汽井聯(lián)合采用。在碎屑巖儲(chǔ)層采用熱載體的效果最好。為了保證高速度注入熱載體以減少損耗，建議地層孔隙度不小于18% 20%，滲透率不低于0.1 m2，厚度大于6 7m、小于 20m(在較小厚度地層中圍巖熱損耗太大，而在大厚度地層中重力的不利作用加劇) ，地層原油粘度應(yīng)高50-100mPa ·S。儲(chǔ)層埋深具有重要意義，在埋深很大時(shí)，大量熱量未達(dá)到儲(chǔ)層。所以，據(jù)認(rèn)為向埋深超過(guò)1000m 的地層注熱載體是不合適的。對(duì)井網(wǎng)密度的要求頗為嚴(yán)格。為了順利的采用該方法，井網(wǎng)密度應(yīng)為42井(2 6)× 10 m/左右。一般利用面積或三排

28、行注水系統(tǒng)。該方法的完善主要是采用各種提高波及程度的化學(xué)劑：注蒸汽時(shí)，添加泡沫、 凝膠、 聚合物等；注熱水時(shí)，添加堿、聚合物等。同時(shí)必須使注入井管柱和輸送管道隔熱，安裝加熱器和在高壓大排量情況下往地層中注蒸汽的裝置，以及蒸汽發(fā)生裝置。熱化學(xué)的特點(diǎn)是應(yīng)用范圍比熱物理方法更為廣泛。例如地層埋深可達(dá)2000m，地層原油粘度為 10 10000 mPa·S。該方法基于地層中原油部分燃燒情況下放出熱量。為了保持燃燒需向地層注入空氣， 該方法最有效的一種是濕式燃燒，此時(shí)，與空氣一起注入水。 在燃燒前緣的運(yùn)移過(guò)程中，形成若干溫度帶，從而在地層溫度下形成氣體、輕烴和熱水段塞、蒸汽連續(xù)驅(qū)油。采用該方法時(shí)地層厚度不得超過(guò)15m ，否則波及范圍將減少。注水系統(tǒng)可以是面積、點(diǎn)狀或三行排列的。但在火燒地層時(shí)井網(wǎng)可以注熱載體稀些，個(gè)別尾部下可達(dá)(10 16) &#