为什么说三次采油提高采收率前景一片光明？

聚合物驱油 聚合物驱油属于三次采油技术，它的主要机理是扩大水驱的波及体积，通过注水井注入0.4～0.6倍孔隙体积的聚合物段塞，从而提高了水的黏度，减少水驱油过程水的指进的不利影响，提高驱油效率。大庆油田已经成为我国最大的实施聚合物驱油基地，1996年开始了聚合物驱大面积推广应用，喇嘛甸、萨尔图、杏树岗三个老区地质储量占大庆油田总储量92.7%，年产油量占大庆油田年总产油量88.26%。其产量构成可分为两部分：聚合物驱产油820万吨，占17.05%；水驱采油量3990万吨，占82.95%。根据萨尔图的中区西部注聚合物现场试验，聚合物驱比水驱采收率提高7.5%～12%，平均每吨聚合物增产油209吨。注聚合物初期，注入压力普遍上升比较快，当近井地带油层对聚合物吸附滞留达到平衡后，注入压力趋于稳定，当转入后续注水后，注入压力开始下降，注入压力上升幅度随注采井距和注入强度增大而增加，反映出注聚合物驱应有合理的注采井距和油层要有一定的渗透率。聚合物驱油见效后，含水大幅度下降，产油量上升。在中区西部现场注聚合物前后钻了两口相距30米的密闭取心井，岩心资料表明，萨Ⅱ1-3层水洗厚度增加了50%，葡Ⅰ1-4层水洗厚度增加了48%。目前大庆、大港、胜利等几个注聚合物试验区的筛选条件基本是埋藏深度小于2000米、渗透

聚合物

大庆油田PO5井聚合物驱见效动态率大于50×10-3平方微米的砂岩油藏；原油地下黏度5～60毫帕·秒；地下水矿化度小于10000毫克/升。目前所使用的聚丙烯酰胺聚合物只适用于矿化度低、二价金属离子少的油田，抗高盐、高温的聚合物仍处于实验和攻关的阶段。为克服聚丙烯酰胺的缺点，许多研究学者还研究过如聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯及多糖类黄原胶等多种生物聚合物。

复合物驱油 复合物驱油是设想研究一种能比聚合物驱油更大幅度地提高采收率，又比表面活性剂驱成本低的物质驱油，使它成为具有工业化应用前景的高效驱油技术，它的主要机理是形成超低的油水界面张力，提高洗油能力，另一方面发挥聚合物扩大水驱的波及体积的作用，起到多种化学剂间存在的协同效应。在日常生活中，我们都了解一个很普通的现象，碱是很容易去油污的，如果再加点活性剂，去油污的能力就会更强。复合物驱油的道理与此类似，主要是降低油水界面张力和改变油对岩石表面的亲和能力。对油藏提高采收率而言则有碱水驱现场试验，碱加聚合物或活性剂加聚合物驱称之为二元复合物驱油，碱加活性剂加聚合物驱称之为三元复合物驱油。复合物将与岩石表面作用，使岩石表面润湿性由亲油变为亲水，使油膜变得不稳定，甚至破坏油膜，从而使残余油能流动起来并被聚合物驱赶出去。这方面的研究和试验已经有很大的进展，展示很好的前景。

分散凝胶驱油及体积膨胀颗粒深部调剖技术 降低聚合物驱的成本是提高采收率工业化应用的一个重要方向。近年来研究出低浓度分散可动凝胶是一项重要成果，可动凝胶是聚合物与交联剂形成的非网络结构的多分子聚集体。用原子力显微镜进行微观结构观察，结果表明：可动凝胶以分子内交联为主，尺寸比聚合物大10倍左右，这样，可大大地节省聚合物的用量。可动凝胶还具有良好的流动性，驱油效果模型实验研究表明，水驱主要沿高渗透层指进，聚合物驱可提高中渗透层的波及效率，而可动凝胶驱则可改善低渗透层的采收率。聚合物驱后再用可动凝胶可以进一步提高采收率3.9%。投入产出比1∶3.9。在大庆油田现场试验中，对6口注入井吸水剖面进行不同程度调整，总的变化趋势为油层底部吸水量向上部转移。在河南油田两口井的可动凝胶调驱先导性试验中，聚合物注入浓度600毫克/升，交联剂浓度60毫克/升，注入量25100立方米，日增油4吨。与聚合物驱相比节约化学剂费用13万元。

可动凝胶的原子力显微照片并联模型水测渗透率（10-3平方微米）含油饱和度（%）水驱采收率（%）聚合物驱CDG调驱累积采收率（%）提高采收率（%）累积采收率（%）提高采收率（%）高渗298082.0857.147214.8672.570.57中渗72984.1129.1462.7533.6165.392.64低渗5176.520.924.273.3543.5139.24

可动凝胶在三管并联模型中聚合物驱后的调驱效果近年来还研究出一种体积膨胀颗粒深部调剖技术，这种颗粒调剖剂在地面交联合成，避免了地下不成胶问题。体积膨胀颗粒具有良好的耐温（120℃）抗盐（30万毫克/升）性能，体积膨胀颗粒具有“变形虫”深部调剖的功能，颗粒遇油体积不变，遇水不溶解，体积膨胀变软，在外力作用下可发生变形，而且具有可逆性。体积膨胀颗粒在地层深部的变形运移，可有效改变地层深部长期水驱形成的定势的压力场和流线场，达到实现深部调剖、提高波及体积、改善水驱开发效果的目的。据大庆、大港、中原355个井组现场试验不完全统计，累计增油46.73万吨，增收6.57亿元。

混相驱油 混相驱油机理是希望驱替流体和被驱替流体（油）两者达到完全相互溶解，两相之间的界面张力等于零。这样，采收率肯定最高。如加拿大的帕宾那油田实验区混相驱结束后的采收率达到67.2%～75.7%。各种液态碳氢化合物如煤油、汽油、酒精及液化石油气在与地层原油接触时，都能与原油直接形成混相，但主要问题是成本太高，谁也不会把汽油注入到地层去置换出原油，做这样的大傻事。现在有三种不同烃类混相驱方法，第一个方法称之为混相段塞法，即向油层内注入约5%孔隙体积的液态碳氢化合物，然后再用天然气、干气或水推动混相段塞驱油，第二个方法是富气法，也称为凝析气混相驱法，它是首先向油层内注入一个已富化的天然气（C2—C6）段塞，然后再用天然气、干气或水推动混相段塞驱油，在富气混相驱过程中，C2—C6组分是由段塞转到原油中去。第三个方法是高压干气法，也称为蒸发混相驱法，它是在高压干气驱过程中，引起原油的反蒸发，C2—C6组分由原油转到气相中去，这与第二种方法达到混相的路径是相反的。第三种方法应用的油藏深度一般都比较深，达到混相的压力也比较高，只能应用于压力超过20兆帕，原油比重超过40°API的近挥发性原油，这种方法在新疆葡北油田正开展试验，混相的压力要求达到32兆帕，需要高压压缩机注气。

高温高压油气界面张力变化在西方，混相驱矿场试验比较多，目前多采用第二种富气法，中国混相驱油除了葡北油田正在试验外，基本还是空白。混相驱用于采出多孔介质的剩余油是非常有效的，但用气体或液化石油进行混相驱时，混相段塞容易发生分散以至完全变质，气体容易发生超覆突进，不均匀渗透率分布以及溶剂被一些死孔隙捕获以至失去混相能力，在这种状况下又非常需要注入大量而又昂贵的混相段塞，这些不利的因素还需要不断去改进和克服。

二氧化碳也可以用作混相驱油，但世界上许多油田附近往往缺乏二氧化碳气源，这是影响二氧化碳混相驱油的先决条件。二氧化碳混相驱油有它的特点，在地层压力超过10.2兆帕的油藏中就可以获得混相。二氧化碳溶解于油会使原油膨胀，并能降低原油的粘度，这种油的混相带更容易被以后注入的气体或水驱替向前推进。但也有它的缺点，二氧化碳的临界温度是31℃，超过这个温度，不论压力有多高，二氧化碳都是以气态存在，很容易过早地从生产井中逸出。二氧化碳很容易溶于水形成碳酸，这种酸对设备腐蚀很强，减缓设备腐蚀的费用是该方法总投资的重要组成部分。中国目前还没有进行过二氧化碳驱油的现场试验，在江苏、大港、中原等油田主要是利用二氧化碳进行非混相的注二氧化碳吞吐试验，都收到比较好的增产效果。

热力采油技术 热力采油主要是针对稠油油藏提高采收率的开采技术，它包括注热水驱、蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油藏等技术。这些技术在中国稠油油藏开发中都进行了大量研究，通过实践的检验，取得了很好的效果。稠油的粘度高，采收率低，对于特稠油通常的注水方法也难以开采。但稠油对温度却极为敏感，每加热增温10℃，黏度即下降一半。一般的普通稠油油藏，注热水驱就会较大地提高采收率，不能开采的特稠油油藏通过蒸汽吞吐或蒸汽驱、火烧油藏可以进行开采。蒸汽吞吐是周期性对油井注入蒸汽，在实际应用中周期注蒸汽量一般几百吨至几千吨水当量蒸汽，注蒸汽强度一般在50～150吨/米，注蒸汽的干度对其效果影响很大，井底干度越高就可以保证注入的热量越多，吞吐的效果就越好。注蒸汽后关井数天（一般一周左右），俗称为焖井，使蒸汽的热量得以扩散，然后开井生产。由于近井地带的重油提高了温度，显著地提高了重油的流度，流体热膨胀、溶解气体压缩、减少近井地带的残余油饱和度、井筒清洗效应，使重油的产量得到了提高。这个方法世界上都在普遍应用。中国这方面技术发展很快，辽河油田突破了1600米深井蒸汽吞吐开采技术难关，1995年热采油量就达到674万吨，占全国热采油量的61.5%。蒸汽吞吐经过几个周期吞吐之后，增产量都是一次比一次少，吞吐采收率一般仅为15%～20%，最有效的方法就是转为蒸汽驱。但蒸汽驱有两个限制条件，一是深度不宜大于1500米，二是油层厚度应大于9米以上。深度限制是由于蒸汽的临界压力（21.7兆帕）造成的，油层厚度限制是由于盖层和底层的热损失速度决定的。国外几个大油田如美国的Kern river油田和San Ardo Aurignac层原油重度为11.5～13°API，蒸汽驱最终采收率可达到62%～65%。蒸汽驱阶段的采收率一般认为可达20%～30%。蒸汽驱热力采油技术近10年内发展很快，为了提高热力效应，有效地开发超稠油，提出了水平井蒸汽辅助重力泄油技术（SAGD）。它的基本原理是以蒸汽作为加热介质，在流体热对流传导作用下加热油层，依靠重力开采稠油。加拿大亚萨巴斯卡（Athabasca）油藏应用SAGD技术非常成功，该油藏平均井深150米，油层厚度20米，孔隙度35%，渗透率5～12平方微米，在油层温度7℃条件下，沥青重度8°API，黏度500万毫帕·秒，属于超稠油油藏。这种难以动用的油藏，依靠SAGD技术搞活了，热效应采油响应很快，平均日产油量超过30立方米。

蒸汽辅助重力泄油（SAGD）方法微生物采油技术 微生物采油最早在1926年由美国学者Bachioan提出将细菌注入地层来提高原油采收率。20世纪40年代Zobell报道了加拿大艾伯塔省的阿萨巴斯卡焦油砂中用细菌释放出油，此后引起人们很大的兴趣。经过70多年研究，许多国家研究微生物采油已经从实验室走向现场试验。它的基本原理是：

PBS、PBST、PBSR菌色谱图微生物能有效降解原油中的蜡、胶质、沥青质等重质组分，产生大量有利于驱油的代谢产物，从图明显看到PBST菌种效果特别明显，低碳数正构烷烃含量增加（向左偏移），高碳数正构烷烃含量降低；能大幅度降低原油粘度，产生一定量的生物表面活性物质和有机溶剂，降低界面张力，有利于提高原油的采收率；将原油乳化成水包油或油包水乳状液，对原油产生良好的乳化分散能力，改善了油对水的流动度；微生物在油藏中繁衍生殖，由于发酵作用会产生许多如CO2、CH4、H2等有利气体，可以使原油膨胀、恢复油层压力，油层中的碳酸盐胶结物被CO2溶解有利于提高储层的孔隙度和渗透率。

微生物周期驱结果分析中国许多油田如吉林、大庆、中原、华北、青海和辽河等都进行过微生物采油现场试验，目前还主要是限于一些单井吞吐试验，但都得到明显的效果。大庆油田试验的几个菌株的降黏率都达到28%～34%，室内实验采收率可以达8%～11.57%。辽河油田在齐108断块的中质稠油油藏中分离出的多种微生物进行驯化培养和生理活性研究，筛选出适合齐108块稠油油藏的菌种，对8口井进行了2～3轮次吞吐试验，效果良好，投入产出比大于1∶3。微生物采油当前主要的问题还是要进一步加强基础研究，筛选出适合于不同油藏的菌种；掌握注入油藏中菌种的生存能力；菌种和其代谢物对油的作用；掌握微生物的分布、迁移和控制。高度重视环境保护和安全，需要油藏工程师、微生物学家、遗传学家、化学工程师、环境工程师、经济工程师多方合作，对微生物采油提高采收率做出定量和经济最优化的设计。