油田化学采油工艺技术及其应用

【摘要】化学采油工艺，如注入表面活性剂-聚合物驱，聚合物驱和碱驱。它为已成功地进行过水驱开采但仍含有相当数量原油的储集石提供了一个良好的机制。本文主要探讨油田化学采油工艺技术及其应用。

【关键词】油田 化学采油 工艺技术

伊利诺伊Fayette县Louden油田进行的表面活性剂驱先导性试验。Felder和Hoyer（1982）设计了一个测井程序，它成功地用于监测伊利诺伊Fayette县Couden油田的表面活性剂驱先导性试验的动态。为监测含油饱和度随着时间推移的变化，在5口观察井中重复进行了感应测井和碳/氧（C/O）比测井。为了能够使用感应测井，所有的观察井用纤维玻璃套管完井。化学采油技术实际上是在注入水中加入某些化学药剂来改变注入水的性质从而达蓟提高采收率的目的。这种技术有时也被称为改型水驱[1]。

1 油田化学采油技术

油气勘探事业深入发展的保证和前提是工程技术的应用，提高石油采收率工艺已在不断发展，从先导性试验过渡到全油田实施要取决于矿场试验的经济上的成功。还要持之以恒的进行环境保护，使其免遭污染。其它EOR活动引起的其它环境影响问题还应通过先导性矿场试验检验。可以从先导试验中获得设计实施全油田的工业性EOR方案的环境资料。

由二次采油工艺发展起来的两项EOR技术为化学驱（或改善水驱）和胶束-聚合物工艺。顾名思义，化学驱就是在注入的盐水中加入化学剂的驱油技术。目前，常使用的有三类化合物，它们是苛性碱（氢氧化钠、硅酸钠、氢氧化钠等），洗涤剂（烷基芳基磺酸盐）和聚合物（聚丙烯酰胺和多糖）。聚合物溶液的矿场应用已积累了大量的经验，已对100多个油田用各种类型的聚合物进行过处理。

为了在矿场上混合和处理化学溶液，必须使用附加装置（混合罐、储罐、泵和管线等）；但这些附加装置与油田通常作业所用的装置没有多大不同。因在长时间内注入大量的化学剂，故在矿场没有必要储存大量的化学剂。因此，由储存试剂和操作这些装置导致的环境污染仅限于在油田的小范围内，它比铁路槽车或卡车溢出量或漏失量小。在油田上必须采取预防措施，以防止所用化学剂对操作人员的健康危害，因为所有的化合物都是粘膜刺激物。

随盐水和原油一起产出的化合物并不重要，因为注入的化学剂最终只有少量被产出。在化学驱中，所设计的化学剂注人量近似等于预期油层中因吸附、窜流和稀释而滞留的数量。溶解在产出盐水中的化学剂通过盐水处理系统再循环并再注入油藏。溶解在油中的化学剂作为原油的一部分被输往炼厂，过剩的水量可以通过注入油层上部或下部的未开采的盐水层中将其处理掉。

与化学驱有关的潜在的环境问题主要是：

（1）在处理过程中，因从产出的盐水中除去H2S而造成的空气污染；

（2）化学添加剂在运输、储存和处理过程的溢出或漏失；

（3）粉状化学剂及其溶液对现场操作人员的健康危害；

（4）产出盐水从其地面储存及处理池中漏失；

（5）通过高压管线向井输送混合的化学剂时的漏失；

（6）从损坏井或腐蚀井漏失进入浅含水层；

（7）从未妥善堵塞的废弃井中产出并进入浅含水层（当油层压力因EOR活动而提高时可能发生）；

（8）通过油层上部不合适的封闭（裂缝或断层）产出并入含水层；

（9）因油层压力变化而引起沿断层面的沉降；

（10）因储集岩基质的化学降解作用而导致的沉积[3]。

2 油田采油管柱技术的现状

虽然胶束-聚合物驱工艺比化学驱更复杂，但它对环境保护的要求却是相同的。胶束-聚合物驱工艺需要更多的地面设备，要求附加的运输和储存装置以大量的各种化合物。在注入化学剂过程中（上述的第二和三阶段），同化学驱相比，它要求在较短的时问内注入大量的化学剂。所以，在现场要求有大量的化学剂库存，因此更须强调环境保护问题；尽管没有增加任何一个新的问题，但对操作人员的健康危害却变得更为严重，因为操作人员要处理大量的化学剂[4]。

化学剂在油层中时间和距离的推移将从井中产出，其浓度会因吸附、稀释以及化学和生物降解而降低。因此，产出的化学剂其浓度常低于致毒水平。淡水层较浅，一般位于油层之上，所以，由井中排泄造成的污染仅限于化学剂从套管漏失进入邻近的含水层。然而，这种情况一般是不可能的，除非在套管已被腐蚀的老井中才会出现。迄今，在已进行的化学驱和胶束-聚合物驱工艺的矿场试验中，低矿化度的水用于注入的各个阶段（前置液、表面活性剂溶液和聚合物溶液等）。然而，总的趋向是设计一个对含盐度不很敏感且或许能与油田产出盐水匹配的体系。如果这个趋向确实能实现，则可由水层或油层提供的盐水配制化学剂溶液，那么，能够减轻目前淡水用量对国民经济的影响。如果工业规模实施EOR工艺时，不能利用油田盐水配制所有化学剂溶液，则要求在作业之前严格地分析水的适用性并同有关方面交涉可能配给的水量。

油水井的酸处理可以有效提高注水井的注水量、提高采油井的产量。油水井的酸化主要是通过除去近井地带的氧化铁、硫化亚铁和粘土等堵塞物，恢复地层渗透率，以及溶解砂层砂粒间的胶结物，扩大孔隙结构的喉部，提高地层的渗透率。油水井酸处理是油水井有效的增产、增注措施。浓盐酸在酸化白云岩时，生成的钙镁盐不溶于浓酸，会堵塞地层。一般用浓酸和稀酸或水交替处理地层。另外，浓盐酸不能直接处理高温井或深井，因为浓酸与地层作用快，酸化不到深地层且对管道有很强的腐蚀性[5]。

3 结论

在油水井酸处理过程中，需要根据酸化目的和地层条件来选择适当的酸及其添加剂，配成酸（化）液（acidizing fluid）。在一定范围内未做缓速处理的酸为常规酸（regular acid）。同时，采油管柱技术在油田中的应用能为其他油田的生产开采做出示范效应和发挥指导价值，在实践的基础上明确采油管柱技术理论研究的重点及实际应用中的发展方向，通过借鉴、吸收先进经验进行科技创新，为石油企业新型开采技术的发展和推广奠定基础。

参考文献

[1] 马世俊. 信息化建设在采油工艺管理中的作用[J]. 今日科苑，2011（02）

[2] 徐文江，丘宗杰，张凤久. 海上采油工艺新技术与实践综述[J]. 中国工程科学，2011（05）

[3] 赵德宝. 有关采油工艺管理的探讨[J]. 中国石油和化工标准与质量，2011（05）

[4] 姚凯. 侧钻井完井及采油工艺配套技术的研究与应用[J]. 钻采工艺，2011（04）

[5] 张雪莲. 浅析俄罗斯油田高含水期采油工艺技术的现状与发展[J]. 中小企业管理与科技（上旬刊），2009（03）