简析化学复合驱技术研究与应用现状及发展趋势

张家琦

曲阜师范大学化学与化工学院

简析化学复合驱技术研究与应用现状及发展趋势

张家琦

曲阜师范大学化学与化工学院

从石油开采实践来看，我国油田以陆相沉积类型为主，品质不均匀，且蜡、芳烃的含量较高，原油黏度过大，注水开采难。当前，国内主要借助碱、表面活性剂协同作用而构建低浓度复合驱体系，以提高趋油效率。但在应用中，因普遍面临的成本高、处理难度大等问题，复合驱技术在国内发展受限。本文主要阐述化学复合驱技术的原理、应用现状，并分析其发展和应用趋势。

化学复合驱技术；应用现状；发展趋势

石油是保障国家生存和发展的重要能源。就我国油田而言，大多为陆相沉积，油藏呈现非均质性的特点，其中蜡、芳烃含量较高，传统水驱开采石油的方法难以收获良好的成效，阻碍我国石油开采事业的发展。化学复合驱作为一种新技术，对提高原油采收率具有促进作用。

一、化学复合驱技术的原理

驱油效率、波及效率等因素直接决定着原油采集率。化学复合驱技术主要用于原油采集。有效应用化学复合驱技术，可提高驱油率和波及率。化学复合驱由碱驱、表面活性剂驱、聚合物驱等多个驱构成，各驱之间相互作用，发生化学反应，能提高驱油效率。此外，化学复合驱技术应用中的高分子聚合物试剂，可增加水溶液的粘稠程度，并降低水分子、石油原液流度比例，能实现增加波及效率。与此同时，ASP三元复合驱具有乳化的良好性能，为提高驱油率奠定基础。在乳化的作用下，原油更易分散，形成油滴，易被开采[1]。

二、化学复合驱技术的应用现状

（一）整装砂岩油藏的应用现状

大庆油田是比较典型的整装砂岩油藏，属低含硫石蜡基原油。自21世纪初以来，大庆油田自主研发表面活性剂产品、石油硫酸盐产品，分别利用强碱和弱碱进行试验，采用三元复合驱进行先导性试验取得良好的效果，主要表现在以下方面：

首先，利用三元复合驱进行试验，使原油采收率明显提高。基于强碱的三元复合驱作用，将采收率提高22%；基于弱碱的三元复合驱作用，将采收率提高20%。其次，在化学复合驱技术应用中，大庆油田逐渐形成化学剂生产体系，且表面活性剂、聚合物、碱等的质量都明显提高。再次，原油开采工程具有复杂性的特点，要充分发挥化学复合驱技术优势，就必须明确相关工艺流程和制定合理的应用方案，使各项工作有条不紊的进行。大庆油田的操作人员在实际操作过程中针对技术应用而制定科学合理的注入方案、地面工程优化方案，为提高应用效果奠定良好基础。最后，自化学复合驱技术应用以来，油田的防垢能力、阻垢能力明显提高等[2]。

化学复合驱技术在应用中，虽然取得良好成效，但也暴露出诸多问题：首先，基于碱的复合驱应用后，易出现结垢、腐蚀的问题，给维护工作增加了难度，且缩短了检查工作的周期。其次，液乳化的开采量较大，加大处理工作难度，且处理成本相对较高，不利于油田经济效益的最大化[3]。

（二）砾岩油藏、复杂断块油藏的应用现状

当前，化学复合驱技术在砾岩油藏中也有应用。以新疆克拉玛依砾岩为例。新疆克拉玛依砾岩为环烷基原油，其储集层为砾岩（粒砂砾岩、粉砂砾岩为主），且砾石的含量达到40%左右。该地区采用石油硫酸盐进行弱碱三元复合驱的先导性试验，将原油采收率提高约25%[4]。

化学复合驱技术应用于复杂断块油藏中，以胜利孤岛油田为典型。该油田的原油属含硫环烷-中间基类型，粉细砂岩为主，成岩较差，多泥质物质。应用化学复合驱技术时，采用三元复合驱进行先导性试验，将原油采收率提高13.4%[5]。

三、化学复合驱技术的发展及应用趋势

（一）化学复合驱技术的发展

现阶段，化学复合驱技术得到快速发展，配方的方式主要有两种：第一种，国外高浓度小段塞体系中，利用表面活性剂和催化剂，将油和水的混合物进行乳化，以达到提高驱油率的目的。经实践证明，高浓度小段塞体系中的表面活性剂浓度较高，在水中形成胶束，使油和水构成微乳液体系，从而增加原油的乳化能力，更有助于技术人员对原油的收集，其驱油率能够提高80%以上。第二种，低浓度大段塞方式，配合碱试剂、表面活性试剂，其中碱的浓度为0.6%-1.4%，强碱和弱碱均可；表面活性剂的浓度为0.05%-0.4%，以增加油水界面的张力，不仅能够降低原油的生产成本，而且可提高效率。以大庆油田为例，应用化学复合驱技术，对油田的油水界面进行张力测试，其结果表明，在表面活性剂浓度和碳酸钠浓度分别为0.05%-0.3%和0.4%-1.4%时，油水界面的张力最低。化学复合驱技术成为目前国内外采油界使用最为广泛的技术之一[6]。

但是，化学复合驱技术在发展也面临着一定的瓶颈。油藏环境的高温度、高盐度，阻碍了化学复合驱技术的应用。因为在高温、高盐度的作用下，高分子聚合、表面活性剂缺失，将导致化学复合驱技术难以发挥其作用。由此可见，相关科技人员在研究化学复合驱技术时，应充分考虑该问题，攻克技术难关，促进化学复合驱技术的持续发展。

（二）化学复合驱技术的应用趋势

大庆油田的化学复合驱技术应用试验数据进一步表明，该技术应用过程中，可提高原油采集率，具有良好的应用前景。但化学复合驱技术应用中，虽能在一定程度上提高采集率，但也面临诸多阻碍。如，碱溶液浓度过高，要求相关人员必须缩短检查工作的周期，且面临着设备维护难度加大、采出液处理难度增加、资金投入大等问题。

化学复合驱技术的应用趋势主要表现在以下方面：首先，向着低成本、高效率的方向发展。在化学复合驱技术应用实践中，该技术虽然提高了原油采集的效率，但成本仍然较高，阻碍技术的应用进程。因此，相关科技人员在发展化学复合驱技术时，必将向着低成本和高效率的方向而努力。其次，开发能够适应复杂油藏环境的表面试剂，如聚合物表面试剂。油藏环境复杂且恶劣，受高温、高盐度的影响，现有材料的抗高温和抗腐蚀性能较差，不能更好适应复杂恶劣的环境。再次，该技术未来应用中，必将朝着技术升级的方向发展。最后，在化学复合驱技术的基础上，增加实时跟踪技术、调整技术，以更好应用于原油采集中[7]。

目前，化学复合驱技术在驱油机、化学试剂配方中有应用，伴随该项技术研究的不断深入，能够降低成本和提高经济效益，促进原油开采工作的有序进行。然而，就化学复合驱技术应用现状看，仍存在一定的缺陷，亟需科技人员施以改进方法。化学复合驱技术发展是漫长的过程，相关人员必须加大科研力度，结合其应用现状而提高技术水平，将其更好应用于社会领域中。

[1]王学明.聚合物驱后热/化学复合驱提高原油采收率理论研究[D].东北石油大学,2014.

[2]陈秋华.水泥化学复合灌浆技术在锦屏一级拱坝基础处理中的应用[J].岩石力学与工程学报,2015,S2:4351-4359.

[3]梁忠庆.聚驱后热/化学复合驱进一步提高采收率技术研究[D].大庆石油学院,2010.

[4]许耀波.特低渗透裂缝性油藏多功能复合调驱技术研究[D].中国石油大学,2012.

[5]王玉斗,周彦煌,陈月明,等.热/化学复合采油技术研究现状与进展[J].南京理工大学学报（自然科学版）,2011,04:444-448.

[6]刘伟.热化学复合体系提高超稠油油藏采收率机理研究[D].中国石油大学（华东）,2012.

[7]申德勇.热—化学复合驱提高稠油采收率机理的实验研究[D].中国石油大学,2011.

张家琦，曲阜师范大学化学与化工学院2013级，应用化学专业。