国内外三次采油发展现状和前景

刘明博，郭 郡，韦玉龙，张 岳，许 峰

(1.西北大学地质系，陕西西安710069;2.青海油田采油二厂，青海海西714000;3.新疆油田公司百口泉采油厂，新疆克拉玛依834000;4.新疆油田公司彩南油田作业区，新疆克拉玛依834000;5.长庆油田分公司第一采油厂，陕西延安716000)

石油资源的发展与国家经济的增长和人民生活水平的提高密切相关，是重要的战略资源［6］。但是石油作为一种非再生能源，随着时间的推移总量是持续减少的。油田开发趋势的规律可以简述为油田开发阶段，按技术进步的规律划分为一次采油、二次采油和三次采油［5］。当前勘探程度的加深，开采难度的逐步增大，怎样去提高采收率已上升到核心问题。因此，新技术在采油方面的研发迫在眉睫。三次采油技术在国外被称为强化采油提高采收率技术(EOR)，是运用物理、化学和生物等技术，开发利用剩余油中不可动油。

1 世界三次采油发展历程和现状

1.1 三次采油的历程［2，7］

第一阶段:20世纪50年代到60年代中期，这段时间蒸汽吞吐项目飞速发展，期间先在在委内瑞拉首次用于重质油的开发，随后在美国大量使用，1965年前后全美蒸汽项目高达132个，蒸汽驱项目38个，其余为蒸汽吞吐项目。

第二阶段:自上世纪60年代中期到80年代，开始仍是以蒸汽项目为主，但是其数量在逐年减少，到80年代开始，化学驱项目数量稳步增长，1986年美国化学驱项目已达到206个，随后化学驱开始萎缩，到目前为止只有两个。

第三阶段:上世纪90年代至今，主要发生在加拿大。期间，混相注气驱技术快速发展，烃类混相驱是最早获得成功使用的。加拿大在许多油田使用烃类混相驱，使油田采收率获得一定的提高。随后由于烃类气体成本过高以及廉价CO2的使用，CO2驱得到了肯定。在90年代，世界上注气项目达到上千个，美国最多，其注气采收率大约占到三次采油(EOR)的 53.5% 。

1.2 世界三次采油发展现状

当前，化学驱、热力驱、微生物驱和气驱是三次采油的四大技术系列。

1.2.1 化学驱技术

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”三元复合驱技术，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［8］。

1.2.2 热力驱技术

蒸汽驱技术是在蒸汽吞采油之后发展起来的，其原理就是向注入井中油层注入高干度的蒸汽用以加热油层，时期黏度降低，具有一定的流动性，最终被驱赶到生产井附近，并开采出来。自上世纪50年代委内瑞拉首次使用热力蒸汽吞吐技术开采重质油到现在，蒸汽驱技术已经越来越成熟，已经成为世界大规模工业化应运热采技术。加拿大由于沥青储量丰富，目前其蒸汽驱技术在国际上处于领先地位。国外近年来使用水平井蒸汽辅助重力泄油技术(SAGD)和电磁波热采技术，目的在于开发稠油时，提高热采效应。SAGD已成为国际开发超稠油的一项成熟技，而电磁波热采技术被认为是未进行蒸汽驱油区前术的最好替代方法，但巴西的实验效果恰恰相反［2］。

1.2.3 注气驱技术

注气驱技术主要是用各类气体，如二氧化碳、天然气、氮气、烟道气等替代水驱作为驱替剂进行驱油的三采技术。气驱包括混相、部分混相或非混相的富气驱、干气驱、CO2驱、氮气驱和烟气驱等［7］。20世纪70年代，注烃类气驱主要在加拿大获成功应用。到上世纪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。

1.2.4 微生物驱技术

微生物提高原油采收率技术(microbial en－hananced oil recovery，MEOR)是利用微生物在油藏中的有益活动，微生物代谢作用及代谢产物作用于油藏残余油，并对原油/岩石/水界面性质的作用，改善原油的流动性，增加低渗透带的渗透率，提高采收率的一项高新生物技术［9］。国外微生物驱基本处于室内研究和先导试验阶段。经过多年的发展，微生物清蜡和降低稠油黏度、微生物选择性封堵地层、微生物吞吐及微生物强化驱等已成为成熟的EOR技术。美国和俄罗斯在微生物驱油研究和应用方面，处于世界领先地位。美国有1000多口井正在利用微生物采油技术增加油田产量，78%的微生物采油项目在降低产水量和增加采油量方面取得了成功。1985年至1994年，俄罗斯在鞑靼、西西伯利亚、阿塞拜疆油田激活本源微生物，共增产原油13.49×104t，产量增加了10% ～46%。1988年至1996年，俄罗斯在11个油田44个注水井组应用本源微生物驱油技术，共增产21×104t。

2 世界三次采油发展趋势

IEA对EOR产量2030年以前做出了预测图(见图1)。2005—2030年，世界三次采油在石油产量的总量中所占的比例不断的增加。通过技术手段的不断提高与改善，EOR产量将由目前在石油总产量中的不足3%增加到2030年的15%～20%。

图1 世界三次采油发展趋势［8］

3 国内三次采油现状和前景

3.1 三次采油现状

3.1.1 化学驱技术不断完善，应用规模不断扩大

提高驱油的波及体积和效率。经过近20 a的研究和实践，中国的化学驱在技术、规模、效果等方面均已走在世界前列。通过近30个矿场的试验和推广表明，聚合物驱可提高采收率10% ，复合驱可提高采收率15%～20% 。1997年，中国聚合物驱增油量达303×104t，预计“九五”期间将增油1 500×104t。

3.1.2 热力驱油技术不断获得突破

当今的热采工艺根据热量产生的地点分为两类:(1)从地面通过井筒注入到油层;(2)在油层内部产生。热驱法既可以降低流体阻力，又可以提供驱油动力［1］。自1984年单家寺油田蒸汽吞吐先导试验开始，到“九五”末，热力采油已覆盖1.79×108t稠油储量。到2007年底热力驱油累计动用地质储量 3.71 ×108t，比“九五”末增加了 1.92 ×108t。“十五”以来热力驱油技术的不断突破，扭转了“九五”稠油热采产量持续下降的趋势，实现了稠油产量增加，由2000年的165×104t上升至2007年的364×104t。

3.1.3 气驱先导试验初步展示良好应用前景

中原油田文88块天然气驱先导试验，2006年7月开始正式注气，截至2008年6月，累计注气2 857×104m3，累计增油8 600 t，预计提高采收率22%。

3.1.4 微生物驱已开展系统研究

1996年以来，吉林油田与日本石油公司合作，探究了微生物采油技术在扶余油田东189站的29口井进行的吞吐试验，21口井见效，见效率达70%［9］。胜利油田在上个世纪90年代开始研究微生物采油技术［4］，2000年底，胜利油田东辛采油厂引进了美国NPC公司的耐高温菌种，在Y—16井组进行了耐高温微生物驱油提高采收率研究和现场试验，结果表明，采收率43.41%，增加可采储量1.81×104t，施工后当年增油615.5 t。胜利油田罗801区块外源微生物驱油技术现场试验提高采收率2.66%。

3.2 三次采油的前景

我国油田主要分布在陆相沉积盆地，以河流，三角洲沉积体系为主。受气候和河流频繁摆动的影响，储油层砂体纵横向分布和物性变化均比海相沉积复杂，泥质含量高，泥砂交错分布，油藏非均质性远高于主要为海相沉积的国外油田;陆相盆地生油母质为陆生生物，原油含蜡高、粘度高。这种陆相沉积环境和生油条件，加大了油田开发难度［3］。目前，我国新区勘探难度越来越大，单纯靠新区增加可采储量已满足不了生产需要，而老油田剩余近百亿吨储量靠二次采油又采不出来。在这种情况下，应加强三次采油技术的研究，使之工业化生产。目前，我国进口的石油逐年增加。海湾地区石油物美价廉，是我们主要的进口地区［6］。现在我们三次采油技术不成熟，具有成本高、油质差、处理程序复杂、费用高等特点。

多次采油技术的接替已经发展到聚合物驱的工业推广与应用时期，并且已经进入了复合驱的试验以及泡沫复合驱实验室的攻关研究阶段。多次采油即时依照室内研究，工业性试验、先导试验，推广应用的依次展开模式，研发国际前沿技术，努力促进采收率获得提高［10］。但是，绝不能盲目去追求进度，要结合实践和实验，争取以低成本换回高回报，稳步成长，实现我国三次采油技术的不断前进。

4 结语

通过对世界三次采油技术的发展历程、现状和趋势的分析研究，并对国内化学驱、热力驱、微生物驱和气驱的发展认识及前景展望，三次采油技术是复杂的，目前仍是世界性高新技术。驱油机理有待认识，适应不同类型油藏地质条件的新方法有待开发，围绕降低成本的新技术有待发展，任重而道远。减少石油储量损失，最大限度地提高采收率，将是油田开发工作者的终身职责。

［1］张绍帅，杨静萱，于腾蛟.采油技术的发展现状及前景展望［J］.中国石油和化工标准与质量.2013(20).

［2］李梅霞.国内外三次采油现状及发展趋势［J］.当代石油石化.2009，16(12):19 －25.

［3］冈秦麟.论我国的三次采油技术［J］.油气采收率技术.1998，5(4):1－7.

［4］李玉明.浅谈我国石油行业采油技术的发展情况［J］.中国新技术新产品.2012(22):78－78.

［5］袁庆峰.认识油田开发规律科学合理开发油田［J］.大庆石油地质与开发.2004，23(5):60－66.

［6］牟建海，李干佐.三次采油技术的发展现状及展望［J］.化工科技市场.2000，23(7):17－20.

［7］杨志钢.三次采油技术及进展［J］.化工进展.2011，1.

［8］眭纯华，厉华，毕新忠.世界三次采油现状及发展趋势［J］.国外油田工程.2011(12):13－16.

［9］王霞，潘成松，范舟，等.微生物采油技术的发展现状［J］.石油地质与工程.2007，21(5):65－68.

［10］刘景忠.现阶段应用采油技术存在的问题及展望［J］.中国石油和化工标准与质量.2014(4).