复合驱替实验装置

① 为什么要采用asp三元复合驱油

三元复合驱是指在注入水中加入碱(A)、低浓度的表面活性剂(S)和聚合物(P)的复合体系驱油的一种提高原油采收率的方法。
它是20世纪80年代初国外出现的化学采油新工艺，是在二元复合驱的基础上发展起来的。
大庆油田室内研究及先导性矿场试验表明，ASP三元复合驱可比水驱提高20%以上的原油采收率。其实质是用廉价的碱部分或全部代替价格昂贵的表面活性剂，降低化学驱所需表面活性剂用量。

② 超低界面张力泡沫体系性能及驱油方案优化研究

许关利

（中国石化石油勘探开发研究院提高采收率研究所，北京 100083）

摘 要 在大庆油田的油水条件下，评价了表面活性剂的界面和泡沫性能，并优化了泡沫配方和注入方式。筛选的双子表活剂的表面张力约为25mN/m，能在表活剂浓度为0.05％～0.3％的范围内与原油达到超低界面张力，具有较好的泡沫稳定性。泡沫体系配方中气液比对泡沫驱采收率的影响最大，其次是聚合物浓度，优选的泡沫体系配方为表面活性剂浓度0.3％，聚合物浓度2000mg/L，气液比为3：1。气体和表面活性剂/聚合物二元液混合注入的压力升幅最大，耗时最短，泡沫驱采收率也较高。气体、表面活性剂与聚合物3种物质完全分开交替分段塞注入时压力升幅最小，耗时最长，采收率最小。气体与二元液交替注入时的压力和采收率居中。结合现场实施工艺，优选气体与表面活性剂/聚合物二元液交替注入的方式，交替周期越短泡沫驱采收率越高。

关键词 表面活性剂 超低界面张力 泡沫驱 提高采收率 注入方式

Research on the Performance of Ultra-low Interfacial TensionFoam and Optimization of Core Flooding Project

XU Guanli

（SINOPEC Exploration ＆ Proction Research Institute，Beijing 100083，China）

Abstract The interfacial property，foam stability of selected surfactant were investigated in this paper.The formula and injection mode were optimized under reservoir condition of Daqing Oilfield.The experiment shows that the surface tension of the Gemini surfactant is approximate 25mN/m（ 25℃），which indicating super surface activity.The ultra-low interfacial tension（ ＜0.01mN/m）is acquired between oil and surfactant solution with the surfactant concentration range of 0.05％ and 0.3％.Its foam stability is better than those of sodium α- olefin sulfonate and sodium heavy alkyl benzene sulfonate according to the disintegration half-time of foam volume.For the ultra-low interracial tension foam，gas liquid ratio has the most obvious influence on the EOR of foam after polymer flooding，and polymer concentration follows.The preferential surfactant concentration is 0.3％，with polymer concentration of 2000 mg/L and gas liquid ratio of 3：1.At the same dosage of surfactant and polymer，the simultaneous injection of gas and the liquid which is composed of surfactant and polymer gives rise to the highest injection pressure and highest EOR.The medium pressure and EOR result from the alternate injection of gas and liquid.The consuming time of simultaneous injection is the shorter than that of alternate of gas and the liquid.The alternate injection of indivial surfactant，polymer and gas demands the longest injection time.Combined with the injection technology of oilfield，the preferential injection method is alternate injection of gas and the liquid，and the shorter the alternate cycle is，the higher the EOR of foam after polymer flooding is.

Key words surfactant；ultra-low interfacial tension；foam flooding；enhance oil recovery；injection mode

泡沫是气体分散于起泡剂溶液中所组成的分散体系，起泡剂一般为表面活性剂。作为多相粘弹性流体，泡沫的密度低、黏度大，具有剪切稀释特性，这些特征使其具有了提高石油采收率的应用前景。国外已对泡沫用于控制气体流度、提高气驱的采收率进行了充分的研究［1～3］，现场试验也取得了一定的效果。国内的大庆油田和胜利油田也对泡沫驱油技术进行了多年研究［4］，其中大庆油田的泡沫复合驱技术最具代表性，试验取得了提高采收率20％以上的效果［5］，预示着泡沫驱油技术具有大幅度提高水驱油田采收率的潜力［6］。

大庆油田完成的泡沫复合驱试验使用表面活性剂、聚合物和强碱组成的三元体系，虽然取得了较好的驱油效果，但无法避免强碱带来的腐蚀、结垢、影响泡沫稳定性等负面问题。三元体系的一个主要技术特征是表面活性剂和碱协同作用产生超低油水界面张力，多年来复合驱研究的焦点也是合成在不需要加碱条件下能和原油达到超低界面张力的表面活性剂，并取得了一定的成果。本文对筛选的表面活性剂性能进行了研究，考察了聚合物驱后无碱的超低界面张力泡沫体系的驱油效果，优化了泡沫体系配方方式，为制定现场试验方案提供参考。

1 实验材料与方法

1.1 实验材料

实验用油为大庆油田井口脱水原油和模拟油，实验用水为油田现场注入污水，过滤后使用。聚合物为中国石油大庆炼化公司生产的分子量为3072万的聚丙烯酰胺。表面活性剂（DWS）为非离子双子表面活性剂，由大连戴维斯公司提供。重烷基苯磺酸盐（HABS）为大庆东昊投资有限公司生产，α-烯烃磺酸盐（AOS）购自浙江中轻物产化工公司。岩心为购自大庆石油学院的30cm长的人造3层非均质岩心，渗透率变异系数为0.72，孔隙度为22％～25％。

1.2 实验方法

1）表面张力：表面张力仪k12（Kruss公司生产），吊片法测量；全自动表面张力仪Tracker（TECLIS公司生产），悬滴法测量。

2）油水界面张力：旋转滴界面张力仪，TX500C，45℃。

3）泡沫半衰期：泡沫扫描仪FoamScan（TECLIS公司生产），注气速度30mL/min，注气量300mL，温度45℃。

4）岩心驱替实验：岩心首先抽真空饱和水，然后饱和油，老化一天后进行水驱，含水大于98％后进行聚合物驱（包括后续水驱），最后进行超低界面张力泡沫复合驱及后续水驱。

2 实验结果

2.1 表面张力

表面张力是评价表面活性剂活性高低的一项重要指标。如表1所示，双子表面活性剂（DWS）的表面张力随温度的升高而降低，与常规表面活性剂的变化规律相同。常规表面活性剂的表面张力一般大于30mN/m，如重烷基苯磺酸盐的表面张力为31.5mN/m^［7］，α-烯基磺酸钠的表面张力为34.4mN/m^［8］。25℃时该双子表面活性剂的表面张力在25mN/m左右，已经接近碳氢表面活性剂理论上最低的表面张力值^［9］，与有机硅表面活性剂的表面张力相当（20～30mN/m），说明该双子表面活性剂的活性非常好。

表1 双子表面活性剂（DWS）的表面张力

选用Tracker全自动表面张力仪测定了25℃时不同浓度表面活性剂溶液的动态表面张力（图1）。各个浓度的表面活性剂溶液的表面张力随测试的进行逐渐降低，表面活性剂浓度越高，其表面张力越低。根据表面张力随浓度的变化趋势判断，该表面活性剂的临界胶束浓度（CMC）在0.08％附近，25℃时表面张力值约为25 mN/m。

图1 双子表面活性剂（DWS）的动态表面张力

2.2 油水界面张力

油水界面张力是驱油用表面活性剂的一个重要指标，不同浓度的表面活性剂/聚合物二元体系（聚合物浓度1000mg/L）的界面张力测试结果（图2）表明，该双子表面活性剂的油水界面张力随测试的进行逐渐降低，20min后界面张力即小于0.01 mN/m，达到超低界面张力。双子表面活性剂能在0.05％～0.3％的较宽浓度范围内达到超低的油水界面张力。重烷基苯磺酸盐需要在有碱存在的条件下才能达到超低界面张力^［10］，而α-烯基磺酸钠即使加碱也无法达到超低界面张力。

图2 双子表面活性剂DWS的油水界面张力

2.3 泡沫稳定性

泡沫的稳定性可以用半衰期来表征，半衰期分为两种，一种是体积衰减半衰期（泡沫体积衰减一半所需要的时间），另一种是析液半衰期（从泡沫中排出一半液体所需要的时间）。表2为用泡沫扫描仪（FoamScan）测得的表面活性剂溶液的泡沫体积衰减半衰期。不同浓度的双子表面活性剂的半衰期都大于60min，比重烷基苯磺酸盐和α-烯烃磺酸盐的稳定性好。

表2 不同表面活性剂的泡沫半衰期

超低油水界面张力是对驱油用表面活性剂的基本要求，目前市场上常见的表面活性剂的油水界面张力都比较高，达不到超低界面张力。界面张力高的原因是这些表面活性剂的亲水性太强，因此要获得较低的界面张力，就要增加表面活性剂疏水基团的长度或个数。疏水基团长度或个数的增加，有利于提高表面活性剂分子间的疏水缔合作用，增加泡沫中表面活性剂液膜的强度，增大液膜的界面粘弹性，泡沫的稳定性将得到提高。因此，在一定程度上获得超低界面张力与提高泡沫稳定性对表面活性剂分子结构的要求方向是一致的。双子表面活性剂（DWS）的两个疏水基团增加了其亲油性，能够与原油达到超低的油水界面张力，同时又具有较好的泡沫稳定性，是驱油用超低界面张力泡沫体系的最好选择。

2.4 泡沫体系配方优化

驱油用泡沫由双子表面活性剂、聚合物和气体组成，表面活性剂、聚合物浓度的高低和气体的多少（气液比）对泡沫的驱油性能有重要影响。为了确定最佳的泡沫体系配方，针对表面活性剂浓度、聚合物浓度和气液比开展了三因素、三水平的正交实验来优化泡沫体系配方。各次实验的实验条件及驱油结果见表3。

表3 正交实验条件与驱油结果

按照极差分析方法对表3中的数据进行分析，分析方法参考文献^［11］。把泡沫驱采收率作为评价指标，表3 “表面活性剂浓度” 列中Ⅱ最大，说明表面活性剂浓度的水平0.3％比较好；“泡沫聚合物浓度” 列中Ⅲ最大，说明聚合物浓度水平2000mg/L比较好；“气液比” 列中Ⅲ最大，说明气液比的水平3：1比较好。因此根据泡沫驱采收率得到的最佳驱油条件为表面活性剂浓度0.3％，聚合物浓度2000mg/L，气液比为3：1。级差中 “气液比” 最大，其次为 “聚合物浓度”，说明气液比对泡沫驱采收率的影响幅度最大，其次为聚合物浓度。

2.5 注入方式对泡沫驱采收率的影响

泡沫体系包括双子表面活性剂、聚合物和气体，驱油时可组合成多种注入方式。第一种为气液同时混合注入，先把表面活性剂和聚合物混合成二元液，然后和气体按照一定的气液比同时注入岩心；第二种为气体和液体交替注入（气液分段塞注入），一是表面活性剂、聚合物混合成二元发泡液与气体按照确定的气液比和交替周期交替注入，二是表面活性剂、聚合物和气体分别单独交替注入，即按照确定的交替周期和气液比，先注一个聚合物段塞，再注一个表面活性剂段塞，再注气体段塞，按这样的顺序重复注入。通过岩心驱油实验考察各种注入方式对驱油效果的影响。实验中表面活性剂浓度为0.3％，聚合物浓度为2000mg/L，表面活性剂注入量为0.3PV。岩心水驱后进行不同注入方式的泡沫驱油，实验结果见表4。

表4 不同注入方式下泡沫驱油结果

表4中编号为1、2、3的实验为聚合物、表活剂和气体完全分开注的岩心驱油实验，交替周期为0.1 PV和0.05PV，即驱替时先注0.1 PV聚合物，再注0.1 PV的表面活性剂，再按气液比注入气体，重复以上步骤直至注完聚合物、表面活性剂各0.3PV，最后跟0.2PV的聚合物保护段塞和后续水。在表4所示的交替周期和气液比条件下，采用3种物质完全分开注入的方式，泡沫驱可在聚驱后平均提高采收率15.63％。表4中编号为4、5的实验为气体和表面活性剂、聚合物组成的二元发泡液交替注入，在发泡液用量与实验1 、2、3相同的条件下，气体与二元液交替注入时的泡沫驱采收率比完全分开注入时的效果好。实验6的注入方案为先注0.1 PV聚合物前置段塞，然后气体和表面活性剂溶液（含200mg/L中分聚合物）同时注入，最后注入0.2PV聚合物保护段塞。与前几个实验相比，在节省聚合物用量的条件下，混合注入的泡沫驱采收率接近18％，比气体与二元液交替注入的效果相当。图3为3种不同注入方式所对应的压力曲线。第一条曲线为气体和表面活性剂溶液（含200 mg/L中分聚合物）同时注入的压力曲线，在注聚合物前置段塞和气液同时混合注入阶段注入压力一直持续上升，注后续聚合物保护段塞时压力上升不明显，显示了泡沫具有很好的封堵岩心孔隙的能力。第二条曲线为气体和二元液（聚合物和表面活性剂混合）交替注入的压力曲线，注二元体系时压力上升，转注气体后压力先上升，然后开始下降，随着实验的进行，整体注入压力呈阶梯式上升，但注化学剂结束时的最高压力比气液同时注入的低。第三条曲线为聚合物、表面活性剂和气体完全分开交替注入的压力曲线，注聚合物时压力上升，注表面活性剂时压力略有下降，注气体时压力下降，虽然整体的注入压力在逐渐升高，但是比气体和二元液交替注入时压力要低。驱替时间是气液混合同时注入时耗时最短，3种物质完全分开交替注入的耗时最长，气体与二元液交替注入时居中。

这些结果表明，对于泡沫驱油，气液同时混合注入是最好的注入方式，其次是气体与二元液交替注入。目前现场试验时，工艺上难以实现气体和液体同时注入，因此推荐选用气体和表面活性剂/聚合物二元液交替注入的方式。

图3 不同注入方式下的泡沫驱压力曲线

2.6 交替注入周期对泡沫驱采收率的影响

泡沫驱油时，现场选择的是气体和二元液（表面活性剂＋聚合物）交替注入，这就涉及一个交替周期或交替频率的问题。通过评价不同交替周期下的岩心泡沫驱油效果来优选气液交替周期。水驱、聚驱条件与前面相同，泡沫液中表面活性剂浓度为0.3％，聚合物浓度为2000mg/L，发泡液注入量为0.3PV，气液比为3：1。注完泡沫体系后，再注入0.2PV的聚合物保护段塞。聚驱后无碱超低界面张力泡沫体系在人造3层非均质岩心上交替注入时的驱油效果见表5。

实验结果表明，无论采取何种注入方式，聚驱后泡沫驱采收率均能提高16个百分点以上。在其他条件相同时，随交替次数的增多，聚驱后泡沫驱采收率呈增加趋势。同混合注入方式相比，采用交替注入方式泡沫驱采收率略有降低。因此现场试验时，要尽可能缩短交替周期。

表5 不同交替周期聚驱后岩心驱油结果

3 结 论

1）25℃时双子表面活性剂（DWS）的表面张力约为25mN/m，接近于碳氢表面活性剂理论上的最低表面张力，显示了非常高的表面活性。能在较宽的浓度范围内与原油达到超低的油水界面张力，具有比烷基苯磺酸盐和α-烯烃磺酸盐更好的泡沫稳定性。

2）泡沫体系配方中，气液比对泡沫驱采收率的影响最大，其次是聚合物浓度，较好的泡沫体系配方为表面活性剂浓度0.3％，聚合物浓度2000 mg/L，气液比3：1。

3）气体和表面活性剂/聚合物二元液混合注入的压力升幅最大，耗时最短，泡沫驱采收率最高。气体、表面活性剂与聚合物3种物质完全分开交替注入时压力升幅最小，耗时最长，采收率最小。气体与二元液交替注入时的压力和采收率居中。

4）泡沫驱现场试验选用气体与表面活性剂/聚合物二元液交替注入的方式，交替周期越短泡沫驱采收率越高。

参考文献

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［11］杨立军，司栋，李怀玉，等.利用正交实验法确定稠油井加药参数［J］.油气田地面工程，2004，23（6）：28～29.

③ 三次采油主要有哪些技术各自是什么

目前，世界上已形成三次采油的四大技术系列，即化学驱、气驱、热力驱和微生物驱。其中化学驱包括聚合物驱、表面活性剂驱、碱驱及其复配的二元、三元复合驱、泡沫驱等;气驱包括CO2混相/非混相驱、氮气驱、烃类气驱和烟道气驱等;热力驱包括蒸汽吞吐、热水驱、蒸汽驱和火烧油层等;微生物驱包括微生物调剖或微生物驱油等。四大三次采油技术中，有的已形成工业化应用，有的正在开展先导性矿场试验，还有的还处于理论研究之中。 1)化学驱 自20世纪80年代美国化学驱达到高峰以后的近20多年内，化学驱在美国运用越来越少，但在中国却得到了成功应用。中国化学驱技术已代表世界先进水平，其中，聚合物驱技术于1996年形成工业化应用;“十五”期间大庆油田形成了以烷基苯磺酸盐为主剂的“碱+聚合物+表面活性剂”二元复合驱技术，胜利油田形成“聚合物+表面活性剂”的无碱二元复合驱技术;目前，已开展“碱+聚合物+表面活性剂+天然气”泡沫复合驱室内研究和矿场试验。 2)热力驱 最早于20世纪50年代运用于委内瑞拉稠油开采的热力驱技术为蒸汽吞吐，因蒸汽吞吐技术伴随着吞吐效果逐渐降低的实际情况，蒸汽驱和火烧油层成为主要接替方法。目前蒸汽驱技术已成为世界上大规模工业化应用的热采技术。为了提高热效应，国外近年来开发的稠油开采先进技术有水平井蒸汽辅助重力泄油技术(SAGD)和电磁波热采技术。SAGD已成为国际开发超稠油的一项成熟技术，而电磁波热采技术被认为是未进行蒸汽驱油区的最好替代方法，但在巴西试验效果不如注蒸汽。 3)注气驱 20世纪70年代，注烃类气驱主要在加拿大获成功应用，到80年代，CO2混相驱成为美国最重要的三次采油方法。氮气或烟道气技术应用较少。 4)微生物驱 微生物驱基本处于室内研究和先导试验阶段。

④ 岳湘安的研究方向介绍

1. 提高石油采收率理论与技术
(1) 低(特低)渗透油藏提高采收率理论与技术
主要研究内容：从微尺度流动和微尺度物理化学效应入手，揭示油气水在低(特低)渗透油藏中特殊渗流和驱油现象的微观机理；探索低(特低)渗透油藏开采的基本规律和主控因素；建立基于物理模拟实验的低(特低)渗透油藏表征方法及提高采收率技术适应性评价方法；根据基础研究成果建立的技术思路，研发低(特低)渗透油藏提高水驱采收率技术和水驱后提高采收率技术。
近十年来，在“低(特低)渗透油藏提高采收率理论与技术”方向主持完成的重大科研项目有：
●“低渗透油藏提高采收率基础理论研究”， 国家重点基础研究发展计划（973计划）前期研究专项（2002年～2005年）
●“注水开采后期低渗透油藏提高采收率技术”，国家科技重大专项专题（2009年～2010年）
●“特低渗储层表征方法及开采技术适应性评价” 中国石油化工股份有限公司（2008年～2010年）
(2) 气驱提高采收率理论与技术
研究的主要技术包括：CO2驱、N2驱、空气驱。
主要研究内容：各类复杂油藏中气体驱油的机理；影响气体微观驱油效率和宏观波及效率的主控因素；根据基础研究成果，研发提高气体驱油效率的方法，研发抑制和治理气窜的新技术；基于物理模拟与数值模拟相结合的方法，优化气驱方案和工艺参数。
研究方向介绍
近年来，在“气驱提高采收率理论与技术”方向主持完成的重大科研项目有：
●“CO2驱替过程中多相多组分非线性渗流机理和规律”， 国家重点基础研究发展计划(973计划)课题（2006年～2010年）
●“低渗油藏CO2驱深部封窜技术研究”， 国家科技支撑计划课题（专题）（2006年～2008年）
●“低（超低）渗透油藏气驱窜流抑制技术研究” 国家科技支撑计划课题（专题）（2007年～2009年）
(3) 油藏深部调驱技术
主要研究内容：针对非均质油藏、裂缝性油藏和长期水驱后形成窜流通道的油藏，研究水窜机理和基本规律；研究影响水窜的主控因素；根据基础研究成果，研发治理水窜、提高波及效率的油藏深部调驱技术；基于物理模拟与数值模拟相结合的方法，优化油藏深部调驱方案和工艺参数。
近年来，在“油藏深部调驱技术”方向主持完成的重大科研项目有：
●“低渗非均质砂岩油藏深部封堵与改造关键技术研究”，国家“十五”科技攻关项目（专题）（2004年～2005年）
●“海上油田聚合物—泡沫复合调驱技术研究”， 国家科技重大专项专题（2008年～2010年）
(4) 水平井开采物理模拟与堵水调剖技术
主要研究内容：研发不同类型油藏水平井开采过程物理模拟方法和装置；基于物理模拟实验，并与数值模拟相结合，研究水平井开采过程中油水运移和油井水淹规律；水平井堵水调剖技术研究；水平井开采工艺优化。
近年来，在“水平井开采物理模拟与堵水调剖技术”方向主持完成的重大科研项目有：
●“冀东油田边底水油藏水平井化学堵水技术研究”，中国石油冀东油田分公司（2006年～2008年）
●“水平井区中高含水期改善开发效果方法研究”，大庆油田有限责任公司（2008年～2009年）
●“锦16块水平井化学驱方案优化物理模拟研究”，中国石油辽河油田分公司（2008年～2009年）
（5）化学驱理论与技术
主要研究内容：化学驱油机理；化学驱技术适应性评价；化学驱油剂的研发与评价；化学驱方案及工艺参数优化；复杂油藏化学驱技术研究。
近年来，在“化学驱理论与技术”方向主持完成的重大科研项目有：
●“化学复合驱过程中的乳化及其对采收率的影响机理”， 国家重点基础研究发展计划（973计划）专题（2005年～2010年）
● “聚合物溶液微尺度流动探索研究”，国家自然科学基金项目（2006年～2008年）
●“龙虎泡油田二元复合驱配方体系优选”， 大庆油田有限责任公司（2009年～2010年）
2. 油气渗流理论与应用
主要针对化学驱、油藏深部调剖中的复杂渗流问题开展研究，如油藏中的多尺度耦合流动理论、油藏孔隙尺度下复杂体系流动及两相微观驱替动力学、基于微观流动的宏观渗流理论、伴有化学反应的渗流理论研究。

⑤ 提高采收率技术是什么

我国多数油田处于注水采油的晚期，采出液体含水量高达95%，注水采收率不到40%，有一半以上的石油仍然留在地下无法采出。为减缓这些油田的衰老速度，维持我国原油稳产，减少对国外原油的依赖程度，进一步提高油藏采收率，必须进行三次采油。三次采油也称“强化采油”，是通过向油层注入化学物质、蒸汽、混相气，或对油层采用生物技术、物理技术来改变油层性质或油层中的原油性质，提高油层压力和石油采收率的方法。

我国克拉玛依油田早在1958年就开展三次采油研究工作，并进行了火烧油层采油。20世纪60年代初，大庆油田一投入开发，就开始了三次采油研究工作，先后研究过CO2水驱、聚合物溶液驱、CO2混相驱、注胶束溶液驱和微生物驱。70年代后期，我国对三次采油的研究逐渐重视起来，玉门油田开展了活性水驱油和泡沫驱油。80年代，大港油田开展了碱水驱油研究工作。90年代，大庆、胜利、大港等油田对聚合物驱油都开展了研究，相继提出了三元复合驱及泡沫复合驱等提高石油采收率新技术。其中聚合物驱油技术已工业化推广，三元复合驱油技术也在扩大化工业试验阶段。这些新技术的研究和应用，极大地提高了我国油田的原油采收率。

本节主要介绍化学驱油技术、气体混相驱油技术、热力采油技术、微生物采油技术、物理采油技术等提高油气采收率技术。

一、化学驱油技术

化学驱油技术又叫“改良水驱”，是指在注入水中加入一种或多种化学药剂，改变注入水的性质，提高波及系数和洗油效率，提高采收率的技术。根据所加入的化学药剂的不同，化学驱油技术可分为以下几种方法。

（一）聚合物驱油

聚合物是高分子化合物，它由成千上万个叫作单体的重复单元所组成，其相对分子质量可达200万及以上。聚合物具有增大水的黏度的性能。

聚合物驱油是把聚合物添加到注入水中，提高注入水的黏度，降低驱替介质流度，降低水油流度比，提高水驱油波及系数的一种改善水驱方法。该技术已成为保持油田持续高产及高含水后期提高油田开发水平的重要技术手段。如大庆油田主力油层水驱采收率在40%左右，采用聚合物驱油技术可比水驱提高采收率10%以上。

驱油用聚合物主要有两种：一种是人工合成的聚合物，主要是由丙烯酰胺单体聚合而成的聚丙烯酰胺（PAM），所以聚合物驱有时也简写成PAM驱；另一种是天然聚合物，使用最多的是黄原胶，也称聚糖或生物黄原胶。国内外矿场试验绝大多数用的是部分水解聚丙烯酰胺，它的水溶性、热稳定性和化学稳定性都比较好。

聚合物驱油机理是：聚合物溶解在水中，增加了水的黏度；在井底附近的地层中，水流速度高，聚合物分子呈线形流动；在远离井底的地层中流速慢，聚合物分子卷曲呈线团状或球状而滞留在油层孔隙喉道中，降低了水相渗透率，从而降低了油水流度比，提高了波及效率；聚合物分子的官能团（如酰胺基）可部分吸附在岩石孔隙表面，使聚合物分子部分伸展在水中，阻滞了水的流动（见图6-14）。因此，聚合物的加入，降低了水油流度比，不仅提高了平面波及效率，克服了注入水的“指进”（驱替前缘成指状穿入被驱替相的现象），而且也提高了垂向波及效率，增加了吸水厚度。

（二）表面活性剂驱油

表面活性剂是指能够在溶液中自发地吸附于两相界面上，少量加入就能显著降低该界面自由表面能（表面张力）的物质，例如烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠等。表面活性剂驱油的主要机理是降低油水界面张力，改变岩石孔隙表面的润湿性，提高洗油效率。

图6-14聚合物驱油提高采收率示意图

由于地层水含有的盐种类较多，且各油田地层水所含的盐类也各不相同，因此，要选择与地层水相适应的活性剂，否则收不到预期的效果。即使是有效的表面活性剂，在表面活性剂驱油过程中也存在着两个较突出的问题：一是表面活性剂分子会被岩石表面或油膜表面吸附，导致表面活性剂在驱油过程中的沿途损失，经过一段距离后，注入水中的表面活性剂含量将大量减少，作用就非常微弱以致消失；另一个问题是表面活性剂水溶液的流度与水差不多，不能提高波及系数。

表面活性剂驱油，从工艺上讲与注水并没有什么差异，只是把注入水改为表面活性剂体系，即注入一定浓度的表面活性剂溶液，目的是提高洗油效率。目前表面活性剂驱油大体有两种方法：一种是以浓度小于2%的表面活性剂水溶液作为驱动介质的驱油方法，称为表面活性剂稀溶液驱，包括活性水驱、胶束溶液驱；另一种是用表面活性剂浓度大于2%的微乳液进行驱油，称为微乳液驱。

（三）碱水驱油及三元复合体系驱油

碱水驱油是将比较廉价的碱性化合物（如氢氧化钠）掺加到注入水中，使碱与原油的某些成分（如有机酸）发生化学反应，形成表面活性剂，降低水与原油之间的界面张力，使油水乳化，改变岩石的润湿性，并可溶解界面油膜、提高原油采收率的方法。可见，碱水驱油实质上是地下合成表面活性剂驱油。

在碱水驱油中，可以作为碱剂的化学剂主要有氢氧化钠、原硅酸钠（Na4SiO4）、氢氧化铵、氢氧化钾、磷酸三钠、碳酸钠、硅酸钠（Na2SiO3），以及聚乙烯亚胺。在上述化学试剂中，氢氧化钠和原硅酸钠的驱油效果最好，而且经济效果也比较好，此即人们通常所说的“苛性碱水驱”。

碱水驱油机理有以下几个方面：降低界面张力；油层岩石的润湿性发生反转；乳化和捕集携带作用；增溶油水界面处形成的刚性薄膜。

碱水驱油方法的工艺比较简单，不需增加新的注入设备，相对于其他化学驱油来说，成本比较低。对于注水油田，只要根据确定的碱浓度，向注入水中加入一定量的碱，就很容易转变为碱水驱方法采油。但这种方法对于大部分油田效果并不明显，其主要原因是碱虽然可以降低界面张力，但界面张力的降低程度明显受原油性质、地层条件的影响。

三元复合体系驱油是指在注入水中加入低浓度的表面活性剂（S）、碱（A）和聚合物（P）的复合体系驱油的一种提高原油采收率方法。它是20世纪80年代初国外出现的化学采油新工艺，是在二元复合驱（活性剂—聚合物；碱—聚合物）的基础上发展起来的。由于胶束—聚合物驱在表面活性剂扫过的地区几乎100%有效地驱替出来，所以近些年来，该方法无论是在实验室还是矿场实验都受到了普遍重视。但由于表面活性剂和助剂成本太高，该方法一直没有发展成为商业规模。ASP三元复合体系所需要表面活性剂和助剂总量仅为胶束—聚合物驱的三分之一，其化学剂效率（总化学成本／采油量）比胶束—聚合物驱高。大庆油田室内研究及先导性矿场试验表明，三元复合体系驱油可比水驱提高20%以上的原油采收率。

二、气体混相驱油技术

混相，简单的含义是可混合的。而混相性是指两种或两种以上的物质相能够混合而形成一种均质的能力。如果两种流体能够混相，那么将它们掺和而无任何界面，如水和酒精、石油和甲苯相混合均无界面。

混相驱油法就是通过注入一种能与原油呈混相的流体，来排驱残余油的办法。气体混相驱油是以气体为注入剂的混相驱油法。其机理是注入的混相气体在油藏条件下与地层油多次接触，油中的轻组分不断进入到气相中，形成混相，消除界面，使多孔介质中的毛管力降至零，从而降低因毛细管效应而残留在油藏中的石油。从理论上讲，它的微观驱油效率达100%；从矿场应用上讲，它对于低渗透黏土矿物含量高的水敏性油层更适用。

气体混相驱油的方法很多，按照注入的驱替剂的气体类型，可把气体混相驱油分为两大类，即烃类气体混相驱油和非烃类气体混相驱油。

早在20世纪40年代，美国就曾提出向地层注高压气（以注甲烷气为主）的气体混相驱油法。但由于它对原油的组成、油藏条件、地面设备要求较高而未得到推广。鉴于天然气中轻烃组分是原油的良好溶剂，50年代又提出了以液化石油气等其他烃类气体为混相剂的气体混相驱油，并在室内研究的基础上进行了大量的矿场实验。大约到1970年，人们对烃类气体混相驱油的兴趣达到了高潮。但是，随着烃类气体价格的急剧上涨，油藏工程师及研究者们不得不寻求更经济的办法。因此，70年代以后，CO2混相驱迅速发展起来，并成为目前重要的气体混相驱油方法之一。

三、热力采油技术

稠油亦称重质原油，是指在油层条件下原油黏度大于50mPa·s，或者在油层温度条件下脱气原油黏度大于100mPa·s，且在温度为20℃时相对密度大于0.934的原油。根据黏度和相对密度的不同，稠油又可分为普通稠油、特稠油和超稠油。我国稠油划分标准见表6-2。

表6-2我国稠油的划分标准

①指油层条件下黏度，其余指油层条件下脱气原油黏度。

指标分类第一指标第二指标黏度，mPa·s相对密度（20℃）普通稠油50①（或100）～10000＞0.92特稠油10000～50000＞0.95超稠油＞50000＞0.98

我国稠油资源丰富，分布很广，目前已在很多大中型油气盆地和地区发现众多的稠油油藏。大部分稠油油藏分布在中—新生代地层中，埋藏深度变化很大，一般在10～2000m之间。新疆克拉玛依油田九区浅层稠油油藏埋藏深度在150～400m之间，红山嘴浅层稠油油藏深度在300～700m之间。在全国范围来看，绝大部分稠油油藏埋藏深度为1000～1500m。稠油油藏具有原油黏度高、密度大、流动性差、在开采过程中流动阻力大的特点，难于用常规方法进行开采，通常采用降低稠油黏度、减小油流阻力的方法进行开采。由于稠油的黏滞性对温度非常敏感，随着温度的升高，稠油黏度显著下降，所以热力采油已成为强化开采稠油的重要手段。我国辽河油田、胜利油田、新疆克拉玛依油田已广泛应用。

热力采油是通过加热油层，使地层原油温度升高、黏度降低，变成易流动的原油，来提高原油采收率。根据热量产生的地点和方式不同，可将热力采油分为两类：一类是把热量从地面通过井筒注入油层，如蒸汽吞吐采油、蒸汽驱采油；另一类是热量在油层内产生，如火烧油层。

（一）蒸汽吞吐采油

蒸汽吞吐采油是指在一定时间内向油层注入一定数量的高温高压湿饱和蒸汽（锅炉出口蒸汽压力在10～20MPa之间，蒸汽温度为250～300℃），关井一段时间使热量传递到储层和原油中去，然后再开井生产。由此可见，蒸汽吞吐采油可分为注汽、焖井及采油三个阶段。从向油层注汽、焖井、开井生产到下一次注汽开始时的一个完整过程叫一个吞吐周期。蒸汽吞吐采油投资较少，工艺技术较简单，增产快，经济效益好。

1．注汽阶段

注蒸汽作业前，要准备好机械采油设备，油井中下入注汽管柱、隔热油管及耐热封隔器，见图6-15。将隔热油管及封隔器下到注汽目的层以上几米处，尽量缩短未隔热井段，通过注汽管柱向油层注汽。此阶段将高温蒸汽快速注入到油层中，注入量一般在千吨当量水以上（每米油层一般注入70～120t蒸汽），注入时间一般几天到十几天。

图6-18反向燃烧法示意图

四、微生物采油技术

微生物采油技术，全称微生物提高石油采收率（Microbial Enhanced Oil Recovery，MEOR）技术，是21世纪出现的一项高新生物技术。它是指将地面分离培养的微生物菌液和营养液注入油层，或单纯注入营养液剂或油层内微生物，使其在油层内生长繁殖，产生有利于提高采收率的代谢产物，以提高油田采收率的采油方法。

（一）微生物驱油机理

（1）微生物在油藏高渗透区的生长繁殖及产生聚合物，使其能够选择性地堵塞大孔道，提高波及系数，增大扫油效率。

（2）产生气体，如CO2、H2和CH4等，这些气体能够使油层部分增压并降低原油黏度。

（3）产生酸。微生物产生的酸主要是低相对分子质量有机酸，能溶解碳酸盐，提高渗透率。

（4）产生生物表面活性剂。生物表面活性剂能够降低油水界面张力。

（5）产生有机溶剂。微生物产生的有机溶剂能够降低界面张力。

（二）微生物采油特点

（1）微生物以水为生长介质，以质量较次的糖蜜作为营养，实施方便，可从注水管线或油套环形空间将菌液直接注入地层，不需对管线进行改造和添加专用注入设备；（2）微生物在油藏中可随地下流体自主移动，作用范围比聚合物驱大，注入井后不必加压，不损伤油层，无污染，提高采收率显著；（3）以吞吐方式可对单井进行微生物处理，解决边远井、枯竭井的生产问题，提高孤立井产量和边远油田采收率；（4）选用不同的菌种，可解决油井生产中的多种问题，如降黏、防蜡、解堵、调剖；（5）提高采收率的代谢产物在油层内产生，利用率高，且易于生物降解，具有良好的生态特性。

总之，微生物采油具有成本低、工序简单、应用范围广、效果好、无污染的特点，越来越受到重视。

五、物理采油技术

物理采油技术是利用物理场来激励和处理油层或近井地带，解除油层污染，达到增产、增注和提高油气采收率的新技术。目前，声波采油技术、微波采油技术、电磁加热技术的理论研究已达到成熟阶段。

物理采油技术具有以下特点：适应性强、工艺简单、成本低、效果明显；可形成复合技术，对油层无污染；可用于高含水、中后期油田提高采收率；可用于含黏土油藏、低渗透油藏、致密油藏、稠油油藏。

物理采油技术包括人工地震采油技术、水力振荡采油技术、井下超声波采油技术、井下低频电脉冲采油技术、低频电脉冲技术。下面主要介绍人工地震采油技术和水力振荡采油技术。

（一）人工地震采油技术

人工地震采油技术是利用地面人工震源产生强大震场，以很低频率的机械波形式传到油层，对油层进行震动处理，提高水驱的波及系数，扩大扫油面积，增大驱油效率，降低残余油饱和度。

1．采油机理

（1）加快油层中流体的流速；

（2）降低原油黏度，改善流动性能；

（3）改善岩石润湿性；

（4）清除油层堵塞及提高地层渗透率；

（5）降低驱动压力。

2．特点

（1）不影响油井正常生产，不需任何井上或井下作业，避免了因油井作业造成的产量损失；

（2）一点震动就可大面积地处理油层，波及半径达400m，在波及面积上油井有效率达82%；

（3）适应性强，对各种井都有效；

（4）对油层无任何污染，具有振动解堵、疏通孔道的作用；

（5）节省人力物力，投资少，见效快，效益高，简单易行。

（二）水力振荡采油技术

水力振荡采油技术是利用在油管下部连接的井下振荡器产生水力脉冲波，通过脉冲波在油层中的传递，来解除注水井、生产井近井地带的机械杂质、钻井液和沥青质胶质堵塞，破坏盐类沉积，并使地层形成裂缝网，增大注水井吸水能力，改善油流的流动特性。振动波对地层中原油产生影响，降低原油黏度。

⑥ 麻烦给我详细介绍一下大庆石油学院学习以及生活条件～

学校硬件设施不错。人力资源专业不好，学校的强项是工科，石油、油气储运、化工、机械等，你这个分，建议你考虑考虑机械、通信、电气等工科专业，别报土木和石油工程，油气储运工程可以考虑，但你分稍微低点

⑦ 二元复合驱油技术的“二元”具体指的是什么，什么意思

聚合物、表活剂、碱，三种化学驱方式。两个混合用就是二元复合驱，三者都用就是三元混合驱。

⑧ 塔河油田就是塔里木油田吗

不是的。两个油田成立时间不同的。塔里木油田公司是中国石油天然气股份有限公司的地区公司，组建于1989年4月，是一家集油气勘探开发、炼油化工等为一体的大型石油公司。1997年，西北石油局按照“逼近主力烃源岩，以大型古隆起、古斜坡为勘探目标，靠近大型断裂、大型不整合面寻找大型原生油气田”的勘探思路。大胆探索，不断加大勘探力度，终于由西北石油局部署钻探的沙46井和沙48井喷出高产油气流，宣告塔河油田诞生。

⑨ 泡沫复合驱油技术什么时候发明的

泡沫能驱油的原因在于泡沫在多孔介质内的渗流特性。泡沫首先进入流动阻力较小的高渗透大孔道，流动阻力随泡沫注入量的增加而增大，当增大到超过小孔道中的流动阻力后，泡沫便越来越多地流入低渗透小孔道，泡沫在小孔道中流动时视粘度低，小孔道中含油饱和度高，泡沫稳定性差。最终导致泡沫在高、低渗透率油层内均匀推进，波及效率扩大，泡沫还具有一定洗油能力。因而泡沫驱油能大幅度提高采收率。