三元复合驱的特点与技术研究

岳志巍

摘 要：经济的快速发展需要更多的原油供应，我国是一个石油资源较为缺乏的国家，除了需要积极做好新的石油资源的勘探与开采，还要做好开采技术的不断创新以更好地提高原油的采收率。在众多的石油开采技术中三元复合驱是一种比聚合物驱技术更加复杂、高效、高采收率的技术。三元复合驱在我国石油资源的开采中有着巨大的应用前景。不仅仅是在东北部的大庆油田，在全国各地的油田开采中都能够取得较为良好的应用。在以往的应用中三元复合驱由于受到技术难关的影响使得其无法进入大规模的工业应用。随着对三元复合驱长期持续不懈的研究，已经在大庆油田突破了大庆油田原有的低酸值原油无法形成超低界面张力的技术界限，研究出了新的配方，实现了三元复合驱的工业化应用。

关键词：三元复合驱；采收率；表面活性剂

中图分类号：TE357 文献标志码：A

0 前言

三元复合驱是一种相较于聚合物驱更加适合于我国石油开采的重要技术。但是过去相当长的一段时间内三元复合驱由于受技术难题的影响使得其无法实现大规模的工业化应用。通过多年的研究与实践使得其所存在的技术界限得以突破，研发出了新的三元复合体系新配方，尤其是新型的烷基苯磺酸盐表面活性剂的工业化生产和应用，使得三元复合驱技术在应用中的井网井距、层系组合以及注入参数等得到了优化确定，同时与三元复合驱技术相配合的多项配套关键技术得以突破。通过实践应用表明三元复合驱技术相较于水驱技术和聚合物驱分别提高20%和10%的采收率。

1 三元复合驱对于采收率提升的重要性

某油田油井长期采用水驱开采技术，根据油井测井解释资料表明原油井的油层水淹厚度较大、采出程度高、剩余油饱和度较低，且油井井下油层平面上水淹已经接近100%，纵向上水淹厚度接近94%，其中水淹厚度为67.1%等。在后续的开采中所开采出的原油综合含水已经高达98%，且这一含水率在后续的开采中长期存在。上述数据表明该油井油层所在区域不论是在纵向还是平面上的水淹厚度和水淹程度都较高。

该处油层已经进入了水驱形象残余油状态，而继续采用水驱对该油井进行开采将无法获得更多的经济效益。在这一情况下，使用三元复合驱取代水驱技术来对该油井进行开采，通过实验表明，在采用三元复合驱技术来对油井进行开采后实验油井均出现了增油降水的效果，且一些含水高达100%的油井其含水率最多实现了50%左右的降幅，增加了油井的采收率。

2 超低界面张力的主控因素

大慶油田所具有的原油具有低酸值性，在应用于三元复合驱技术的表面活性剂研究中通过向表面活性剂系列中加入碱性物质能够有效地降低大庆油田原油所具有的低-水界面张力，但是由于原油中所含物质的不同通过单一的加碱的方式在一些体系的降幅较小难以达到超低界面张力，不利于原油的开采。而一些达到了超低界面张力的原油其内部所含有的碱浓度范围却较窄，这一事实说明在原油中还具有其他一些能够与碱发生反应的物质，从而生产活性物质，这些物质能够与外加表面活性剂产生反应并产生协同作用，从而大幅降低原有表面所具有的界面张力。

而后通过对大庆油田油井中的原油的组分进行分析和分离，对原油中的各组分与碱、表面活性剂的作用原理进行了研究分析，并将低酸值原油按族组成分离成饱和烃、芳烃、胶质和沥青质等的几个组分用于与三元复合体系间的界面张力进行测试。根据所实验的数据表明，大庆油田所具有原油中除了有机酸外剩下的胶质和沥青质都是形成超低界面张力的重要因素之一，在对原油中各组分进行进一步的实验分析，实验结果表明原油中所含有的含氧杂环化合物与碱发生反应所形成的活性物与烷基苯磺酸盐存在着协同效应，能使得原油体系的表面张力得到降低，其所产生的作用与酸性活性组分相当。因此在原油开采的过程中需要通过不断研究找出合适的表面活性剂，用以找到超低界面张力范围宽的三元复合体系。

此外，原油中轻质组分含量对界面张力也会产生一定的影响，通过实验对原油采用3种不同的方法进行除水并对除水后的原油进行分析后发现，即使是对同一复合体系、同一原油采用不同的除水方法所得到的原油界面活性能力也是大不相同的，根据相关测试结果表明请示组分含量保留较多的除水方式所获得的原油界面活性要明显较轻质组分含量保留较少的原油。这一实验结果表明，原油中所含有的轻质组分含量会对低界面张力的形成产生较为有利的影响。

此外，大庆油田不同区块注入污水对体系界面张力会产生较为明显的影响，针对这一现象，可以从污水中所含有的无机盐、有机物等方面进行考虑。通过实验表明不同矿化度配制水的界面张力行为变化较小，从而这一现象表明污水中影响界面张力的主要因素是除无机离子外的其他物质，为确保三元复合驱中所添加活性剂的效用，需要对上述影响大庆油田原油表面张力的因素进行良好的分析，配制符合要求的活性剂来确保三元复合驱技术能够取得较高的采收率。

3 三元复合体系配方

为做好三元复合驱中所使用的活性剂的配制，通过对超低界面张力影响因素的分析并对多种表面活性剂的性能进行分析筛选，找出了某家美国公司所生产的烷基苯磺盐与酸和聚合物所形成的三元复合体系能够与大庆油田所具有的低酸值原有相结合形成超低界面张力，在此基础上研究并发现了适合于大庆油田低酸值原油的三元复合体系配方。此三元复合体系配方具有良好应用性能。三元复合体系配方具有较强的抗油砂吸附性能，实验通过对三元复合体系进行了详细的实验室测定，确定三元复合体系中表面活性剂在岩心中的静态吸附量≤1mg/g砂、动态吸附量≤0.1mg/g砂，而三元复合体系所具有的这一特性使得其能够提升约20%的采收率。通过对油砂进行多次吸附实验，实验结果表明三元复合体系的吸附次数达到5次以后三元复合体系仍能够达到超低界面张力。在三元复合驱作用的过程中，大量的乳化油滴能够确保水驱残余油的启动，从而使得三元复合驱能够获得较高的驱油效率。通过乳化能够使得油滴聚合并促进“油墙”的形成，有利于扩大波及体积，而上述有力因素的形成将有助于采收率的提高。在三元复合驱的应用过程中，需要综合考虑油层砂体的分布和特点并结合三元复合驱的特点来确定注采井距和提高采收率的方法，根据实验结果表明，三元复合驱的注采能力与井距的增加成反比，为了确保开采效果需要将井距控制在125±25m的区间范围内。层系优化组合主要指的是将油层性质相近的开采对象组合到一起，采用同一套井网进行开采，用以减少层间的干扰，从而实现原油开采过程中采收率的提高。此外，实践结果表明，一套开发层系中油层的渗透率级差以及油层的厚度是影响油井采收率的重要因素之一。

结语

三元复合驱在油田开采中有着极为良好的应用前景，三元复合驱的应用能够有效地提高油井的采收率。本文在分析了三元复合驱特点的基础上对影响油井开采中原油表面界限张力的因素进行了分析，并对如何做好三元复合体系配方的开发进行了分析介绍。

参考文献

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