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1、 問 題 1： 什 么 是 一 次 采 油 ？ 利 用 油 藏 本 身 固 有 的 天 然 能 量 開 采 石 油 ， 這 種 開 采 方 法 稱 一次 采 油 或 自 噴 采 用 ， 也 稱 能 量 衰 竭 法 采 油 。 一 次 采 油 的 特 點 是 投 資 少 、 技 術 簡 單 、 利 潤 高 ， 但 油 田 采 收率 低 ， 最 終 采 收 率 一 般 只 有 10% 15%。 問 題 2： 什 么 是 二 次 采 油 ？ 通 過 人 工 向 油 藏 中 注 水 或 非 混 相 注 氣 ， 提 高 油 層 壓 力 并 驅(qū) 替油 層 中 的 石 油 ， 這 種 方 法 稱 為 二 次

2、 采 油 。 注 水 開 采 也 稱 人 工 注 水采 油 法 或 水 驅(qū) 開 發(fā) 。 與 一 次 采 油 相 比 ， 二 次 采 油 技 術 相 對 復 雜 ， 建 設 投 資 和 生 產(chǎn)成 本 也 較 高 ， 但 油 田 生 產(chǎn) 能 力 旺 盛 ， 經(jīng) 濟 效 益 仍 很 高 最 終 采 收 率一 般 約 為 30% 50%。 問 題 3： 什 么 是 三 次 采 油 ？ 通 過 向 油 層 注 入 化 學 劑 、 熱 介 質(zhì) 或 能 與 原 油 混 滲 的 流 體 ， 在 油 、水 、 巖 石 界 面 上 發(fā) 生 物 理 、 化 學 的 變 化 ， 利 用 油 和 水 性 質(zhì) 的 改 變

3、 來提 高 宏 觀 波 及 系 數(shù) 和 圍 觀 驅(qū) 油 效 率 ， 從 而 提 高 油 田 最 終 采 收 率 ， 這種 開 采 方 法 稱 為 三 次 采 油 ， 也 稱 強 化 采 油 。 與 二 次 采 油 相 比 ， 三 次 采 油 的 特 點 是 高 技 術 、 高 投 入 、 能 使 油田 采 收 率 較 大 幅 度 的 提 高 ， 可 以 獲 得 較 高 的 經(jīng) 濟 效 益 ， 但 應 用 該 方法 風 險 也 較 大 。 三 次 采 油 方 法 較 多 ， 各 種 方 法 提 高 采 收 率 的 幅 度 各不 相 同 。 三 次 采 油 的 最 終 采 收 率 一 般 可 達

4、50% 70%。 三 次 采 油 的 英 文 應 寫 為 tertiary oil recovery， 強 化 采 油 的 英 文 應 寫 為 enhanced oil recovery。 因 為 目 前 對 于 提 高 采 收 率 技 術 廣 泛采 用 的 是 “ 強 化 采 油 ” 一 詞 ， 所 以 三 次 采 油 的 英 文 縮 寫 是 EO R。 主 要 的 三 次 采 油 的 技 術 有 熱 力 采 油 技 術 、 氣 體 混 相 驅(qū) 采 油 技 術 、化 學 驅(qū) 采 油 技 術 和 其 他 采 油 技 術 。 其 他 采 油 技 術 主 要 包 括 微 生 物 驅(qū) 、超 聲 波

5、法 驅(qū) 油 、 電 磁 法 驅(qū) 油 等 。 熱 力 采 油 技 術 包 括 蒸 汽 吞 吐 、 蒸 汽 驅(qū) 、 熱 水 驅(qū) 和 火 燒 油 層 。 氣 體 混 相 驅(qū) 采 油 技 術 包 括 混 相 烴 類 （ 液 化 烴 、 富 氣 烴 、 貧 氣 烴 ）驅(qū) 油 、 二 氧 化 碳 驅(qū) 和 惰 性 氣 體 （ 主 要 是 氮 氣 或 煙 道 氣 ） 驅(qū) 。 化 學 驅(qū) 采 油 技 術 包 括 聚 合 物 驅(qū) 、 表 面 活 性 劑 驅(qū) 、 堿 水 驅(qū) 、 復 合驅(qū) 和 泡 沫 驅(qū) 等 方 法 。 驅(qū) 油 劑 是 指 從 注 入 井 注 入 地 層 ， 并 將 油 驅(qū) 至 采 出 井 的 物

6、質(zhì) ， 也 叫 驅(qū) 替劑 。主 劑 ： 在 化 學 驅(qū) 中 ， 起 主 要 作 用 的 化 學 劑 稱 為 主 劑 。 添 加 劑 ： 在 化 學 驅(qū) 中 ， 為 提 高 主 劑 驅(qū) 油 效 果 ， 減 少 助 劑 損 耗 的 化 學 劑 ， 稱為 添 加 劑 。 從 發(fā) 展 看 ， 驅(qū) 油 劑 表 現(xiàn) 出 如 下 趨 勢 ： 1、 擴 大 驅(qū) 油 劑 的 原 料 來 源 ， 目 前 主 要 來 自 石 油 ， 但 來 自 煤 頁 巖 、 微生 物 和 工 業(yè) 廢 液 的 驅(qū) 油 劑 有 廣 闊 的 發(fā) 展 前 景 。 2、 發(fā) 展 在 苛 刻 條 件 下 使 用 的 驅(qū) 油 劑 ， 這 些

7、苛 刻 條 件 包 括 高 溫 、 高 含鹽 、 高 粘 度 、 高 含 蠟 、 高 粘 土 含 量 、 低 滲 透 等 。 3、 利 用 驅(qū) 油 劑 之 間 的 協(xié) 同 效 應 來 提 高 驅(qū) 油 效 率 ， 各 種 形 式 的 復 合 驅(qū)就 是 這 一 發(fā) 展 趨 勢 的 證 明 。 4、 為 更 好 的 發(fā) 揮 驅(qū) 油 劑 的 效 果 ， 各 種 強 化 驅(qū) 油 劑 （ 如 調(diào) 剖 劑 、 油 井堵 水 劑 、 犧 牲 劑 、 流 度 控 制 劑 等 ） 必 將 隨 著 驅(qū) 油 劑 的 發(fā) 展 而 發(fā) 展 。 三 次 采 油 技 術 存 在 投 資 大 、 風 險 大 的 特 點 ， 因

8、 此 應 嚴 格 按 照 可 行性 研 究 （ 含 室 內(nèi) 試 驗 ） -先 導 型 礦 場 試 驗 -工 業(yè) 型 擴 大 試 驗 -工業(yè) 化 推 廣 應 用 的 程 序 進 行 ， 每 個 階 段 都 要 做 技 術 經(jīng) 濟 評 價 ， 并 嚴 格 按照 技 術 要 求 進 行 實 施 ， 而 且 要 為 下 一 階 段 做 好 準 備 。 先 導 型 礦 場 試 驗 的 目 的 主 要 是 現(xiàn) 場 驗 證 所 選 擇 和 設 計 的 工 程 項 目 的 技術 可 行 性 ， 是 在 室 內(nèi) 研 究 較 成 熟 的 情 況 下 ， 在 油 田 有 代 表 性 的 礦 場 區(qū) 塊 進行 的 小

9、 型 試 驗 ， 試 驗 中 要 觀 察 有 關 技 術 參 數(shù) ， 探 索 和 完 善 相 關 工 藝 技 術 ，為 工 業(yè) 型 試 驗 提 供 依 據(jù) 。 工 業(yè) 型 擴 大 試 驗 的 目 的 是 證 實 工 程 項 目 的 經(jīng) 濟 可 行 性 和 推 廣 應 用 的 可能 性 ， 是 在 先 導 礦 場 試 驗 的 基 礎 上 ， 進 一 步 擴 大 試 驗 規(guī) 模 ， 在 具 有 一 定 代表 性 的 工 業(yè) 生 產(chǎn) 規(guī) 模 條 件 下 進 一 步 評 價 項 目 的 技 術 經(jīng) 濟 效 果 ， 進 一 步 完 善和 改 進 配 套 工 藝 技 術 ， 為 大 規(guī) 模 工 業(yè) 化 應

10、 用 積 累 經(jīng) 驗 。 在 地 層 原 始 條 件 下 ， 具 有 產(chǎn) 油 能 力 的 儲 集 層 中 ， 儲 存 石 油 的 數(shù) 量 稱 地質(zhì) 儲 量 。 在 現(xiàn) 代 開 采 工 藝 技 術 和 經(jīng) 濟 條 件 下 ， 能 從 儲 油 層 中 采 出 的 原 油 儲 量 稱可 采 儲 量 。 采 收 率 是 油 田 采 出 油 量 占 地 質(zhì) 儲 量 的 百 分 數(shù) ， 即 ： 最 終 采 收 率 是 油 藏 經(jīng) 各 種 方 法 開 采 后 ， 最 終 采 出 的 總 采 油 量 占 地 質(zhì) 儲量 的 百 分 數(shù) ， 即 ： 采 出 程 度 也 稱 目 前 采 收 率 ， 指 一 個 油

11、田 開 發(fā) 至 任 一 時 間 內(nèi) 累 積 采 油 量占 地 質(zhì) 儲 量 的 百 分 數(shù) ， 即 ： 天 然 能 量 已 經(jīng) 衰 竭 或 用 二 次 采 油 后 （ 或 同 時 ） ， 運 用 更 復 雜 的 物 理 、化 學 技 術 改 變 或 改 善 排 出 機 理 ， 從 而 提 高 采 收 率 ， 也 稱 強 化 開 采 。 提 高 采 收 率 的 意 義 ： 促 進 油 田 開 發(fā) 技 術 水 平 的 提 高 ， 充 分 利 用 油 藏 資源 ， 提 高 原 油 產(chǎn) 量 ， 獲 得 更 好 的 經(jīng) 濟 效 益 。 提 高 采 收 率 的 主 要 途 徑 ： 包 括 二 次 采 油 和

12、 三 次 采 油 的 所 有 方 法 。 目 前最 廣 泛 應 用 而 且 效 果 最 好 的 是 注 水 驅(qū) 油 ， 聚 合 物 驅(qū) 油 和 三 元 復 合 驅(qū) 等 三 次采 油 方 法 則 是 在 采 用 注 水 驅(qū) 油 以 后 的 又 一 種 有 效 的 方 法 。 采 收 率 是 體 積 波 及 系 數(shù) 和 驅(qū) 油 效 率 的 函 數(shù) 。式 中 ： E-采 收 率 ； Ev-體 積 波 及 系 數(shù) ； ED-驅(qū) 油 效 率 ； Vs-驅(qū) 替 劑 波 及 體 積 ； V-油 藏 的 含 油 體 積 ； Sor-驅(qū) 替 后 的 剩 余 油 飽 和 度 ； So-驅(qū) 替 前 的 含 油 飽

13、和 度 。 體 積 波 及 系 數(shù) ： 天 然 的 或 者 人 工 注 入 的 驅(qū) 替 劑 波 及 的 部 分 油 藏 體 積 與 整 個油 藏 含 油 體 積 之 比 。驅(qū) 油 效 率 ： 在 驅(qū) 替 劑 波 及 范 圍 內(nèi) ， 所 驅(qū) 替 出 的 原 油 體 積 與 總 含 油 體 積 之 比 。 影 響 體 積 波 及 系 數(shù) 的 主 要 因 素 有 ： 層 系 井 網(wǎng) 對 驅(qū) 替 劑 的 面 積 波 及 系 數(shù)和 縱 向 波 及 系 數(shù) ， 油 藏 砂 體 的 沉 積 環(huán) 境 和 分 布 形 態(tài) ， 油 層 縱 向 上 、 平 面 上滲 透 率 分 布 的 不 均 勻 性 及 流 度

14、比 等 。 通 過 對 油 藏 的 研 究 ， 選 擇 適 當 的 層 系井 網(wǎng) ， 可 以 在 一 定 程 度 上 提 高 面 積 波 及 系 數(shù) 、 縱 向 波 及 系 數(shù) ， 使 油 田 采 收率 保 持 在 較 高 的 水 平 。 由 于 沉 積 環(huán) 境 、 物 質(zhì) 供 應 、 水 動 力 條 件 、 成 巖 作 用 等 影 響 ， 使 油儲 集 層 的 不 同 部 位 ， 在 巖 性 、 物 性 、 產(chǎn) 狀 、 內(nèi) 部 結(jié) 構 等 方 面 存 在 顯 著的 差 異 ， 這 種 差 異 稱 為 油 層 的 非 均 質(zhì) 性 。 流 度 是 流 體 在 多 孔 介 質(zhì) 中 的 有 效 滲

15、透 率 與 其 粘 度 的 比 值 。 流 度 表 示 流 體 流動 能 力 大 小 ， 流 度 越 大 ， 流 動 能 力 就 越 大 。式 中 ： -流 體 的 流 度 ； K-流 體 的 有 效 滲 透 率 ； -流 體 的 粘 度 。 水 與 油 的 流 度 比 指 的 是 水 在 油 層 內(nèi) 的 流 度 除 以 油 在 油 層 內(nèi) 的 流 度 。式 中 ： M-水 與 油 的 流 度 比 ； w、 o -水 、 油 的 流 度 ； Kw、 Ko-水 、 油 的 有 效 滲 透 率 ； w、 o -水 、 油 的 粘 度 。 一 般 把 流 度 比 為 1或 小 于 1稱 為 有 利

16、的 流 度 比 ， 而 把 大 于 1以 上 的 稱 為 不 利的 流 度 比 。 由 流 度 比 的 定 義 可 知 ， 流 度 比 與 油 、 水 粘 度 比 成 正 比 ， 油 藏 原 油 粘 度 越 高 ，其 流 度 比 越 大 。 在 水 驅(qū) 開 發(fā) 條 件 下 ， 體 積 波 及 系 數(shù) 也 就 越 小 ， 采 收 率 也 越 低 。所 以 將 流 度 比 控 制 為 有 利 的 流 度 比 ， 對 油 田 開 發(fā) 有 重 要 的 意 義 。 影 響 驅(qū) 油 效 率 的 主 要 因 素 有 毛 細 管 數(shù) 、 孔 隙 結(jié) 構 、 潤 濕 性 和 原 油 粘 度 。 毛 細 管 數(shù)

17、： 水 驅(qū) 油 以 后 殘 留 在 儲 層 中 的 油 量 多 少 與 多 種 因 素 有 關 ， 如 原 油 粘度 、 油 水 間 的 界 面 張 力 、 孔 道 大 小 等 ， 并 與 驅(qū) 替 速 度 或 梯 度 壓 力 等 有 關 。 在 試 驗研 究 中 發(fā) 現(xiàn) 可 以 用 一 個 參 數(shù) 來 表 示 上 述 諸 因 素 的 綜 合 效 應 ， 這 一 參 數(shù) 稱 為 毛 細 管數(shù) 。 提 高 毛 細 管 數(shù) 的 主 要 途 徑 ： 在 毛 細 管 數(shù) 中 ， 驅(qū) 替 速 度 與 注 采 速 度 有 關 ， 在 實際 油 藏 中 受 到 油 層 結(jié) 構 、 油 藏 壓 力 等 固 有

18、條 件 的 限 制 ， 其 提 高 的 幅 度 不 可 能 太 大 。 在 礦 場 條 件 下 ， 提 高 1倍 、 2倍 都 很 困 難 。 提 高 注 入 水 的 粘 度 是 可 行 的 ， 在 注 入 水中 添 加 聚 合 物 ， 其 粘 度 可 提 高 幾 倍 甚 至 幾 十 倍 。 最 有 效 的 途 徑 是 降 低 油 水 界 面 張力 ， 表 面 活 性 劑 驅(qū) 、 三 元 復 合 驅(qū) 等 可 以 把 毛 細 管 數(shù) 提 高 幾 百 倍 、 幾 千 倍 。式 中 ： Nc-毛 細 管 數(shù) ； -驅(qū) 替 速 度 ； -注 入 水 的 粘 度 ； -油 水 間 的 界 面 張 力 降

19、 低 油 水 界 面 張 力 最 直 接 的 方 法 是 在 水 中 加 入 表 面 活 性 劑 。 若 使 用 合適 的 表 面 活 性 劑 ， 可 使 界 面 張 力 降 至 10-3mN/m或 10-4mN/m。 超 低 界 面 張 力 ： 不 相 混 兩 相 流 體 的 界 面 張 力 低 于 10-2mN/m時 ， 稱 為 超低 界 面 張 力 。 已 知 的 超 低 界 面 張 力 達 到 10-6mN/m以下。 為 了 提 高 井 網(wǎng) 對 油 層 的 控 制 程 度 ， 可 以 用 提 高 井 網(wǎng) 密 度 來 實 現(xiàn) 。 一般 來 說 ， 在 油 田 開 發(fā) 中 ， 加 密 鉆

20、井 也 是 提 高 采 收 率 的 一 個 重 要 措 施 。 但井 網(wǎng) 加 密 的 程 度 在 很 大 程 度 上 是 由 經(jīng) 濟 因 素 決 定 的 ， 而 不 僅 是 技 術 因 素決 定 。 當 流 體 通 過 多 孔 巖 石 時 ， 單 位 時 間 通 過 的 體 積 流 量 與 巖 石 兩 端 的 壓 差 、 巖石 的 滲 透 率 及 巖 石 的 截 面 積 成 正 比 ， 而 與 巖 石 的 長 度 、 流 體 的 粘 度 成 反 比 ， 這一 規(guī) 律 是 法 國 人 Darcy發(fā) 現(xiàn) 的 ， 所 以 稱 達 西 定 律 。 達 西 定 律 是 滲 流 力 學 的 基 本定 律

21、。式 中 ： Q-體 積 流 量 ； K-絕 對 滲 透 率 ； A-流 體 通 過 的 橫 截 面 積 ； p-兩 個 滲 流 截 面間 的 壓 差 ； -流 體 的 粘 度 ； L-兩 個 滲 流 截 面 間 的 長 度 ； -流 體 的 流 度 。達 西 滲 流 ： 流 體 在 多 孔 介 質(zhì) 中 的 流 動 符 合 達 西 定 律 ， 稱 為 達 西 滲 流 。 油 氣 在 孔隙 儲 集 層 中 的 滲 流 就 是 一 種 達 西 滲 流 。 非 達 西 滲 流 ： 流 體 在 多 孔 介 質(zhì) 中 流 動 不 符 合 達 西 定 律 ， 稱 為 非 達 西 滲 流 。 一 般 ，油 氣

22、 在 裂 縫 型 儲 集 層 中 的 滲 流 就 是 一 種 非 達 西 滲 流 。 在 一 定 壓 差 下 ， 巖 石 允 許 流 體 通 過 的 能 力 稱 為 滲 透 率 。 對 不 同 的 巖 石 ， 當 幾 何 尺 寸 、 外 部 條 件 、 流 體 性 質(zhì) 一 定 時 ， 流 體 的 通 過 量Q的 大 小 取 決 于 反 映 巖 石 滲 透 性 的 比 例 常 數(shù) K的 大 小 。 K稱 為 巖 石 的 滲 透 率 ， 單位 為 m2或 D（ 達 西 ） 。 式 中 ： K-滲透率； Q-流 體 的 流 量 ； A-巖 石 的 截 面 積 ； p-壓 差 ； -流 體 的粘 度

23、； L-巖 石 的 長 度 。 絕 對 滲 透 率 ： 又 稱 物 理 滲 透 率 ， 指 單 相 流 體 在 多 孔 介 質(zhì) 中 流 動 ， 不 與 之 發(fā) 生 物理 化 學 反 應 ， 并 且 流 體 的 流 動 符 合 達 西 定 律 所 求 得 的 滲 透 率 值 。 通 常 采 用 空 氣進 行 測 定 ， 因 此 又 稱 空 氣 滲 透 率 。 它 是 評 價 儲 集 層 物 性 好 壞 的 重 要 指 標 。相 對 滲 透 率 ： 當 巖 石 中 有 多 種 流 體 共 存 時 ， 每 一 種 流 體 的 有 效 滲 透 率 與 絕 對 滲透 率 的 比 值 稱 為 相 對 滲

24、透 率 ， 以 小 數(shù) 或 百 分 數(shù) 表 示 。有 效 滲 透 率 ： 當 巖 石 中 有 兩 種 以 上 流 體 共 存 時 ， 巖 石 對 其 中 某 一 種 流 體 的 通 過能 力 稱 為 有 效 滲 透 率 ， 又 稱 相 滲 透 率 。 有 效 滲 透 率 不 僅 與 巖 石 本 身 性 質(zhì) 有 關 ，而 且 與 流 體 性 質(zhì) 及 其 數(shù) 量 比 例 有 關 。 巖 石 顆 粒 之 間 未 被 固 體 物 質(zhì) 填 充 的 空 間 稱 為 孔 隙 。 孔 隙 既 是 儲 油 空 間 又 是石 油 流 向 井 底 的 通 道 。 孔 隙 按 其 成 因 分 類 ， 可 分 為 原

25、生 孔 隙 和 次 生 孔 隙 ； 按 油 氣 在 砂 巖 孔 隙 中 流動 的 可 能 性 分 類 ， 可 分 為 有 效 孔 隙 和 無 效 孔 隙 。 凡 是 在 沉 積 和 成 巖 過 程 中 形 成 的 孔 隙 叫 原 生 孔 隙 ； 在 成 巖 以 后 因 受 構 造 運動 、 風 化 、 地 下 水 溶 蝕 及 其 他 化 學 作 用 等 產(chǎn) 生 的 孔 隙 叫 次 生 孔 隙 。 直 徑 大 于 0.0002mm， 流 體 可 以 通 過 的 連 通 孔 隙 ， 稱 為 有 效 孔 隙 。 直 徑 小 于0.0002mm， 由 于 孔 隙 壁 分 子 引 力 使 流 體 難 于

26、 流 動 的 微 毛 細 管 孔 隙 和 同 其 他 孔 隙不 連 通 的 “ 死 ” 孔 隙 ， 稱 為 無 效 孔 隙 。 孔 隙 體 積 是 指 巖 心 或 所 研 究 的 儲 集 層 內(nèi) 有 效 孔 隙 的 總 容 積 。 孔 隙 體 積 可 用作 注 入 流 體 的 一 種 計 量 單 位 。絕 對 孔 隙 度 ： 指 巖 樣 中 包 括 有 效 孔 隙 和 無 效 孔 隙 在 內(nèi) 的 總 孔 隙 體 積 與 巖 樣 體 積的 比 值 ， 以 百 分 數(shù) 或 小 數(shù) 表 示 。有 效 孔 隙 度 ： 巖 樣 中 有 效 孔 隙 體 積 與 巖 樣 體 積 的 比 值 ， 以 百 分

27、數(shù) 或 小 數(shù) 表 示 。計 算 儲 量 和 評 價 油 氣 層 特 性 的 孔 隙 度 是 指 有 效 孔 隙 度 。式 中 ： a-絕 對 孔 隙 度 ； V tp-總 孔 隙 體 積 ； Vf-巖 樣 體 積 。式 中 ： e-有 效 孔 隙 度 ； Vep-有 效 孔 隙 體 積 ； Vf-巖 樣 體 積 。 利 用 注 入 油 層 的 化 學 劑 改 善 地 層 原 油 化 學 劑 溶 液 巖 石 之 間 的 物 化特 性 ， 從 而 提 高 原 油 采 收 率 的 驅(qū) 油 方 法 叫 化 學 驅(qū) 。 化 學 驅(qū) 包 括 聚 合 物 驅(qū) 、 表 面 活 性 劑 驅(qū) 、 堿 水 驅(qū) 、

28、 復 合 驅(qū) 和 泡 沫 驅(qū) 等 。 一 般 把 液 氣 接 觸 面 稱 為 表 面 ； 把 液 液 接 觸 面 稱 為 界 面 。 現(xiàn) 象 包 括 ： （ 1） 乳 化 和 破 乳 ； （ 2） 油 滴 分 散 和 聚 并 ； （ 3） 發(fā) 泡 和 消 泡 ； （ 4） 膠 束 化 和 反 相 膠 束 ； （ 5） 增 溶 油 和 增 溶 水 ； （ 6） 潤 濕 和 潤 濕 性 反 轉(zhuǎn) ； （ 7） 吸 附 和 脫 附 ； （ 8） 毛 細 管 效 應 。 聚 合 物 驅(qū) 油 是 指 將 水 溶 性 高 分 子 量 的 聚 合 物 添 加 到 注 入 水 中 ， 以 提 高 注 入 水 黏

29、 度 、改 善 水 油 流 度 比 、 擴 大 水 驅(qū) 波 及 體 積 （ 繞 流 作 用 和 調(diào) 剖 作 用 )， 從 而 提 高 原 油 采 收 率的 方 法 。 與 一 般 水 驅(qū) 相 比 ， 聚 合 物 驅(qū) 油 可 以 加 速 采 油 過 程 ， 改 善 經(jīng) 濟 效 益 ， 在 化 學 驅(qū)油 中 注 入 工 藝 及 設 備 較 簡 單 、 成 本 較 低 。聚合物驅(qū)成功的方案一般可提高采收率7%-15%。 聚 合 物 注 入 油 層 中 ， 將 會 產(chǎn) 生 兩 種 重 要 作 用 ： 一 是 增 加 水 相 黏 度 ， 二 是 聚 合 物 的滯 留 引 起 油 層 滲 透 率 下 降

30、。 因 此 ， 聚 合 物 注 入 油 層 后 ， 將 產(chǎn) 生 兩 種 作 用 機 理 ： 一 方 面是 控 制 水 淹 層 段 中 水 相 流 度 ， 改 善 水 油 流 度 比 ， 提 高 水 的 實 際 驅(qū) 油 效 率 ； 另 一 方 面 是降 低 高 滲 透 率 的 水 淹 層 段 中 流 體 的 總 流 度 。 低 滲 透 率 層 段 見 水 線 推 進 速 度 差 ， 調(diào) 整 吸水 剖 面 ， 提 高 實 際 波 及 系 數(shù) 。 黏 度 越 高 ， 殘 余 阻 力 系 數(shù) 越 大 ， 驅(qū) 替 相 的 流 度 就 越 小 ，驅(qū) 替 相 與 被 驅(qū) 相 流 度 比 就 越 小 ， 聚

31、合 物 驅(qū) 擴 大 油 層 宏 觀 和 微 觀 波 及 效 率 的 作 用 就 越 大 ， 采 出 值 就 越 高 。 繞 流 作 用 ： 由 于 聚 合 物 進 入 高 滲 透 層 后 ， 增 加 了 水 相 的 滲 流 阻 力 ， 產(chǎn)生 了 由 高 滲 透 層 指 向 低 滲 透 層 的 壓 差 ， 使 得 注 入 液 發(fā) 生 繞 流 ， 進 入 到中 、 低 滲 透 層 中 ， 擴 大 水 驅(qū) 波 及 體 積 ， 這 種 作 用 稱 為 繞 流 作 用 。調(diào) 剖 作 用 ： 由 于 聚 合 物 改 善 了 水 油 流 度 比 ， 控 制 了 注 入 液 在 高 滲 透 層中 的 前 進

32、速 度 ， 使 得 注 入 液 在 高 、 低 滲 透 層 中 以 較 均 勻 的 速 度 向 前 推進 ， 改 善 非 均 質(zhì) 層 中 的 吸 水 剖 面 ， 這 種 作 用 稱 為 調(diào) 剖 作 用 。 在 油 田 聚 合 物 驅(qū) 油 工 程 中 ， 常 用 的 聚 合 物 有 兩 種 ： 一 種 是 人 工 合 成的 聚 合 物 ， 主 要 是 丙 烯 酰 胺 單 體 聚 合 而 成 的 聚 丙 烯 酰 胺 ， 常 用 的 是 部 分水 解 聚 丙 烯 酰 胺 ； 另 一 種 是 天 然 聚 合 物 ， 使 用 最 多 的 是 黃 胞 膠 ， 原 名 黃原 膠 。 天 然 聚 合 物 黃

33、胞 膠 雖 然 具 有 較 好 的 抗 剪 切 和 耐 鹽 性 能 ， 但 由 于 其價 格 比 較 昂 貴 來 源 少 ， 注 入 性 能 差 ， 溶 解 較 難 ， 因 而 除 非 在 條 件 比 較 惡劣 的 油 層 中 （ 高 礦 化 度 、 剪 切 嚴 重 的 油 藏 ） ， 一 般 都 使 用 聚 丙 烯 酰 胺（ PAM， polyacrylamide） 。 抗 鹽 聚 合 物 是 宏 觀 溶 液 粘 度 隨 著 體 系 礦 化 度 的 增 高 略 有 降 低 或 不 變化 ， 有 的 甚 至 升 高 以 達 到 增 稠 的 效 果 ， 從 而 實 現(xiàn) 抗 鹽 目 的 的 聚 合

34、 物 。 常用 的 抗 鹽 聚 合 物 有 超 高 相 對 分 子 質(zhì) 量 聚 合 物 ， 疏 水 型 締 合 聚 合 物 和 中 、低 分 子 抗 鹽 聚 合 物 。 使 用 抗 鹽 聚 合 物 驅(qū) 的 目 的 ： 一 是 有 利 于 在 高 礦 化 度 和 高 溫 油 藏 環(huán) 境下 進 一 步 提 高 聚 合 物 驅(qū) 采 收 率 ； 二 是 抗 鹽 聚 合 物 可 以 使 用 經(jīng) 過 處 理 的 油田 采 出 水 配 制 ， 有 利 于 采 出 水 的 循 環(huán) 利 用 ， 達 到 產(chǎn) 、 注 平 衡 。 室 內(nèi) 研 究 特 性 ： 常 規(guī) 理 化 性 能 、 抗 鹽 性 、 耐 溫 性 、

35、 抗 剪 切 性 、 穩(wěn) 定性 和 流 變 性 。 驅(qū) 油 用 聚 合 物 應 具 備 以 下 基 本 特 征 ： （ 1） 高 分 子 量 ： 一 般 驅(qū) 油 用 HPAM的 分 子 量 為 1千 萬 到 幾 千 萬 ； （ 2） 多 分 散 性 ： HPAM的 分 子 量 具 有 不 均 一 性 ， 是 分 子 量 不 等 的 同 系 聚 合 物 的混 合 物 ； （ 3） 幾 何 結(jié) 構 多 樣 化 ： 聚 合 物 的 幾 何 結(jié) 構 有 線 型 、 支 型 和 體 型 三 種 形 態(tài) ； （ 4） 物 化 性 能 穩(wěn) 定 ： HPAM具 有 穩(wěn) 定 的 化 學 性 質(zhì) 和 特 殊 的

36、物 理 性 能 ， 以 滿 足 驅(qū)油 的 要 求 。 通 過 對 聚 合 物 驅(qū) 油 機 理 的 分 析 ， 新 型 水 溶 性 聚 合 物 的 性 能 指 標 主 要 是 在 于 增加 油 水 流 度 比 即 具 有 增 粘 性 。 另 外 ， 聚 合 物 溶 液 由 于 要 在 地 層 條 件 下 能 通 過 多 孔介 質(zhì) 運 移 傳 播 ， 并 最 終 被 采 出 地 面 。 所 以 還 應 具 有 濾 過 性 、 粘 彈 性 、 穩(wěn) 定 性 以 及無 污 染 性 等 。 （ 1） 水 溶 性 ： 這 是 聚 合 物 能 否 應 用 于 石 油 開 采 的 首 要 條 件 ， 通 過 水

37、 分 子 和 聚 合 物 的極 性 側(cè) 基 之 間 形 成 氫 鍵 使 其 溶 于 水 。 水 溶 性 聚 合 物 最 終 應 用 時 都 要 配 制 成 驅(qū) 替 液 ， 溶 解過 程 中 可 能 形 成 的 超 分 子 聚 集 或 微 凝 膠 ， 都 會 降 低 注 入 性 能 ， 引 起 地 層 傷 害 。 （ 2） 增 粘 性 ： 較 低 濃 度 下 就 具 有 較 高 表 觀 粘 度 的 水 溶 性 聚 合 物 。 （ 3） 剪 切 稀 釋 性 和 觸 變 性 ： 在 泵 送 聚 合 物 溶 液 時 ， 聚 合 物 溶 液 的 粘 度 能 降 低 以 節(jié) 省泵 功 率 ， 即 聚 合

38、物 溶 液 應 具 有 剪 切 稀 釋 性 。 另 外 ， 聚 合 物 溶 液 被 注 入 地 層 后 ， 粘 度 恢 復起 到 增 粘 的 作 用 ， 即 觸 變 性 。 （ 4） 粘 彈 性 ： 聚 合 物 驅(qū) 替 液 通 過 多 孔 介 質(zhì) 時 ， 具 有 一 定 的 粘 彈 性 ， 分 子 鏈 可 以 拉 伸收 縮 帶 出 一 部 分 未 波 及 到 區(qū) 域 （ 如 R端 ） 的 殘 余 油 ， 提 高 驅(qū) 油 效 率 。 （ 5） 穩(wěn) 定 性 ： 由 于 聚 合 物 溶 液 需 要 長 期 處 于 地 層 環(huán) 境 中 ， 一 般 見 效 期 在 半 年 以 上 。因 此 聚 合 物

39、溶 液 在 地 層 應 具 有 長 期 穩(wěn) 定 性 ， 包 括 與 地 層 水 、 巖 石 及 粘 土 礦 物 的 配 伍 性 ， 以 及 剪 切 穩(wěn) 定 性 、 化 學 穩(wěn) 定 性 、 熱 穩(wěn) 定 性 和 生 物 穩(wěn) 定 性 。 （ 6） 環(huán) 保 性 ： 聚 合 物 要 求 無 毒 無 化 學 污 染 ， 采 出 聚 合 物 污 水 要 容 易 處 理 。 粘 彈 性 是 指 聚 合 物 溶 液 同 時 具 有 粘 性 和 彈 性 的 性 質(zhì) 。 聚 合 物 溶 液 粘彈 性 行 為 的 產(chǎn) 生 ， 是 因 為 在 外 力 作 用 下 分 子 構 象 可 以 改 變 ， 蜷 曲 的 高 分子

40、 鏈 可 以 拉 伸 伸 展 ， 當 拉 伸 力 去 掉 后 又 恢 復 其 自 然 蜷 曲 狀 。 但 鏈 段 在 外力 作 用 下 調(diào) 整 其 構 想 緩 慢 ， 所 以 分 子 的 形 變 滯 后 于 應 力 而 表 現(xiàn) 出 粘 彈 性 。（ 合 格 的 產(chǎn) 品 應 當 在 30min內(nèi) 溶 液 粘 度 達 到 溶 液 最 終 粘 度 的 80%） 配 制 溶 液 時 ， 為 了 獲 得 良 好 的 分 散 效 果 ， 顆 粒 狀 或 粉 狀 的 聚 合 物 應當 緩 慢 的 在 攪 拌 過 程 中 加 入 水 中 ， 避 免 形 成 “ 魚 眼 ” 而 影 響 分 散 溶 解 速度 ；

41、 溶 水 后 的 聚 合 物 分 子 呈 無 規(guī) 蜷 曲 線 團 狀 ， 每 一 個 水 溶 高 分 子 都 是 為水 分 子 包 圍 的 線 團 （ 球 ） ， 該 線 團 稱 為 流 體 力 學 線 團 球 ； 根 據(jù) “ 極 性 相近 相 溶 ” 原 則 ， 由 于 PAM和 PHPAM含 有 -CONH2和 -COOH極 性 基 ， 因 此 水 和 鹽水 是 其 良 溶 劑 ， 有 機 溶 劑 則 是 其 不 良 溶 劑 。 配 制 成 的 聚 合 物 溶 液 應 當 進 行 靜 置 、 老 化 使 聚 合 物 分 子 充 分 伸 展 、 溶 脹 、 溶 解 、熟 化 （ aging）

42、 。 由 于 聚 合 物 分 子 在 溶 劑 分 子 中 的 溶 解 過 程 需 要 經(jīng) 過 “ 溶 脹 ” 和“ 擴 散 ” 兩 個 階 段 ， 因 此 聚 合 物 的 溶 解 是 一 個 緩 慢 的 過 程 ， 一 般 要 經(jīng) 過 幾 小 時 、 幾天 甚 至 幾 周 的 時 間 。 聚 合 物 溶 液 在 熟 化 過 程 中 水 分 子 充 分 的 滲 入 到 聚 合 物 分 子 內(nèi) 部 ，使 聚 合 物 分 子 充 分 的 溶 脹 ， 然 后 溶 脹 的 聚 合 物 分 子 充 分 的 擴 散 到 水 分 子 中 ， 達 到 聚合 物 分 子 的 充 分 溶 解 ， 形 成 均 勻 的

43、 單 相 溶 液 。 因 此 ， 無 論 在 室 內(nèi) 實 驗 或 者 現(xiàn) 場 施 工 過 程 為 了 使 聚 合 物 充 分 的 溶 解 并 形 成 均 相溶 液 ， 配 制 成 的 聚 合 物 溶 液 必 須 經(jīng) 過 一 定 時 間 的 靜 置 熟 化 過 程 ， 熟 化 時 間 取 決 于 聚合 物 的 相 對 分 子 質(zhì) 量 、 濃 度 ， 一 般 相 對 分 子 質(zhì) 量 大 、 濃 度 高 的 聚 合 物 溶 液 的 熟 化 時間 要 長 （ 一 般 要 經(jīng) 過 12小 時 ） 。 (1)機 理 限 制 ： 主 要 是 增 大 波 及 系 數(shù) (可 有 限 提 高 洗 油 效 率 )；

44、 (2)聚 合 物 限 制 ： 常 規(guī) 驅(qū) 油 用 聚 合 物 耐 溫 耐 鹽 性 差 、 易 降 解 ； (3)環(huán) 境 條 件 限 制 ： 水 質(zhì) 和 工 藝 設 備 參 數(shù) 對 粘 度 的 影 響 很 大 ； (4)沉 降 脫 水 難 度 大 ： 沉 降 脫 水 時 間 成 倍 增 加 ， 脫 水 質(zhì) 量 變 差 ； (5)殘 余 聚 合 物 ： 對 地 層 造 成 堵 塞 、 地 層 殘 余 聚 合 物 的 利 用 ； (6)后 續(xù) 接 替 技 術 ： 亟 待 提 高 效 果 和 開 發(fā) 后 續(xù) 接 替 技 術 。 (1)獲 得 具 有 穩(wěn) 定 物 理 化 學 性 質(zhì) 的 高 分 子 聚

45、 合 物 水 溶 液 ， 包 括 水溶 液 的 穩(wěn) 定 性 、 流 變 性 與 油 層 環(huán) 境 （ 溫 度 、 地 層 水 、 注 入 水 、 孔 隙 介質(zhì) 等 ） 的 配 伍 能 力 ； (2)確 定 和 掌 握 聚 合 物 水 溶 液 在 巖 石 多 孔 介 質(zhì) 中 的 流 動 特 性 ； (3)設 計 合 理 的 注 入 方 案 并 正 確 確 定 聚 合 物 溶 液 對 油 層 的 注 入 能力 ； (4)建 立 適 應 于 聚 合 物 溶 液 的 地 面 注 入 設 備 、 完 善 的 井 底 完 井 結(jié)構 和 嚴 格 規(guī) 范 的 工 程 實 施 ； (5)及 時 進 行 油 藏 驅(qū)

46、 替 動 態(tài) 觀 察 、 測 試 、 評 價 ， 并 根 據(jù) 現(xiàn) 場 實 施情 況 和 問 題 進 行 相 應 的 調(diào) 整 ； (6)建 立 適 宜 的 采 出 液 分 離 和 污 水 處 理 系 統(tǒng) ， 防 止 對 環(huán) 境 的 任 何污 染 等 。 （ 1） 降 低 滯 留 油 的 毛 細 管 力 使 滯 留 的 油 流 動 ， 適 當 匹 配 的 表 面 活 性 劑 溶 液 體 系 具 有 很 高 的表 面 活 性 ， 其 與 原 油 間 具 有 非 常 低 的 界 面 張 力 （ 大 大 低 于 油 水 界 面 張 力 ） ， 能 夠 使 多 孔 介質(zhì) 中 作 用 于 油 水 界 面 的

47、 毛 細 管 力 降 低 至 足 以 使 滯 留 油 流 動 。（ 2） 改 變 巖 石 孔 隙 壁 表 面 的 潤 濕 性 由 親 油 為 親 水 ， 或 者 使 潤 濕 角 小 于 90 ， 從 而 使 粘 附 的油 膜 剝 落 ； 這 是 由 于 驅(qū) 油 過 程 中 表 面 活 性 劑 溶 液 內(nèi) 的 表 面 活 性 劑 能 夠 定 向 吸 附 在 巖 石 孔 隙表 面 ， 使 潤 濕 性 轉(zhuǎn) 換 。（ 3） 增 溶 孔 隙 內(nèi) 的 剩 余 油 使 其 形 成 乳 狀 液 從 而 投 入 流 動 。（ 4） 表 面 活 性 劑 在 剩 余 油 滴 的 油 水 界 面 定 向 吸 附 （

48、極 性 基 向 水 ， 非 極 性 基 向 油 ） 增 加 了 界面 的 電 荷 ， 增 強 了 油 滴 與 原 本 荷 負 電 的 巖 石 表 面 間 的 靜 電 荷 斥 力 ， 使 油 滴 容 易 在 孔 隙 中 流動 。（ 5） 剩 余 油 的 分 散 油 滴 由 于 驅(qū) 油 劑 具 有 降 低 界 面 粘 度 的 作 用 ， 在 驅(qū) 油 段 塞 前 產(chǎn) 生 聚 并 富 集 形 成 富 集 油 帶 ， 成 為 連 續(xù) 的 流 動 相 ， 油 相 滲 透 率 增 加 ， 流 度 增 加 ， 致 使 富 集 油 帶 不 斷 擴 大從 而 采 收 率 增 加 。 表 面 活 性 劑 是 一 種

49、 具 有 表 面 活 性 的 物 質(zhì) ， 它 在 加 入 量 很 少 的 情 況下 能 夠 顯 著 降 低 溶 劑 的 表 面 張 力 或 液 液 界 面 張 力 ， 改 變 體 系 的 界 面狀 態(tài) 。 表 面 活 性 劑 分 子 的 化 學 結(jié) 構 由 極 性 的 、 親 水 （ 疏 油 ） 基 團 和 非極 性 的 、 親 油 （ 疏 水 ） 基 團 兩 部 分 組 成 ， 而 且 這 兩 部 分 處 于 分 子 的 兩端 形 成 不 對 稱 結(jié) 構 ， 是 一 種 又 親 水 又 親 油 的 兩 性 物 質(zhì) 。 表 面 活 性 劑 的 分 類 一 般 以 親 水 基 的 結(jié) 構 為 依

50、 據(jù) ， 根 據(jù) 表 面 活 性 劑在 水 中 是 否 電 離 分 為 ： 陰 離 子 性 、 陽 離 子 性 、 非 離 子 性 和 兩 性 表 面 活性 劑 四 大 類 。 生 物 表 面 活 性 劑 是 指 由 微 生 物 的 代 謝 作 用 或 生 物 酶 的 生 物 催 化 作 用 產(chǎn) 生 的 具 有表 面 活 性 的 化 合 物 。 這 類 表 面 活 性 劑 具 有 與 合 成 表 面 活 性 劑 不 同 的 結(jié) 構 和 無 法 替 代 的 許 多 性 質(zhì) ， 對環(huán) 境 污 染 小 、 易 于 降 解 和 生 產(chǎn) 方 便 、 價 格 低 廉 等 特 點 ， 在 表 面 活 性 劑

51、 中 具 有 很 大 的應 用 潛 力 。 根 據(jù) 親 水 基 可 以 將 生 物 表 面 活 性 劑 分 為 下 列 幾 類 ： 1、 糖 脂 類 ， 例 如 鼠 李 糖 脂 、 甘 露 糖 脂 、 槐 糖 脂 和 海 藻 糖 脂 等 ； 2、 酰 基 縮 氨 酸 類 ， 例 如 N-酰 化 氨 基 酸 類 、 羰 基 氨 基 酸 類 、 烷 基 化 氨 基 酸 類 等 ； 3、 磷 脂 類 ， 例 如 甘 油 磷 脂 、 鞘 氨 磷 脂 等 ； 4、 脂 肪 酸 類 ， 例 如 膽 汁 酸 等 ； 5、 高 分 子 生 物 表 活 劑 。 孿 連 表 面 活 性 劑 具 有 兩 個 單 親

52、 油 基 鏈 、 兩 個 單 親 水 基 團 和 一 個 在 親 水 基 團 附 近 將 二 者 連 接起 來 的 橋 聯(lián) 基 （ Spacer） 構 成 的 分 子 。 分 子 結(jié) 構 的 形 狀 酷 似 “ 連 體 的 孿 生 嬰 兒 ” ， 其 連 接 基 團 可 以 是 親 水 或 疏 水 ， 也 可 以 是 柔 性或 剛 性 基 團 。 由 于 連 接 基 團 阻 抑 了 表 面 活 性 劑 有 序 聚 集 過 程 中 的 頭 基 分 離 力 ， 極 大 提 高 了 其 表面 活 性 。 主 要 表 現(xiàn) 在 ： 1、 更 易 在 氣 液 界 面 吸 附 ， 從 而 更 有 效 的 降

53、 低 水 溶 液 的 表 面 張 力 。 2、 在 水 中 更 易 聚 集 成 膠 束 ， 使 其 CMC比 一 般 離 子 表 面 活 性 劑 低 1-2個 數(shù) 量 級 。 3、 有 較 好 的 增 溶 水 不 溶 性 非 離 子 表 面 活 性 劑 的 能 力 ， 因 而 與 其 他 表 面 活 性 劑 有 較 好 的 協(xié)同 作 用 。 4、 Gemini表 面 活 性 劑 還 具 有 較 好 的 水 溶 性 ， 其 Kraft點 很 低 。 Kraft點 又 稱 Kraft溫 度 陰 離 子 表 面 活 性 劑 一 般 在 低 溫 下 溶 解 困 難 ， 隨 著 水 溶 液 濃 度 上

54、升 ， 溶 解 度 達 到 極 限 時 ， 就會 析 出 水 合 的 活 性 劑 。 但 是 ， 當 水 溶 液 溫 度 上 升 到 一 定 值 時 ， 由 于 膠 束 溶 解 ， 溶 解 度 會 急 劇 增大 ， 這 時 的 溫 度 稱 為 臨 界 膠 束 溶 解 溫 度 ， 即 Kraft點 （ 溫 度 ） 當 表 面 活 性 劑 濃 度 足 夠 低 時 ， 表 面 活 性 劑 以 單 個 分 子 狀 態(tài) 分 散 在 溶 液 中 ，由 于 其 雙 親 性 質(zhì) 引 起 的 疏 水 效 應 ， 部 分 分 子 定 向 吸 附 在 液 體 表 面 降 低 表 面 自由 能 ， 隨 著 濃 度 的

55、 增 加 ， 分 散 的 單 個 分 子 濃 度 增 加 ， 表 面 吸 附 逐 漸 趨 于 飽 和 ，表 面 自 由 能 降 至 最 低 值 ， 溶 液 中 分 散 的 分 子 開 始 克 服 分 子 的 熱 運 動 （ 布 朗 作用 ） 。 由 于 親 油 基 的 疏 水 作 用 產(chǎn) 生 相 互 聚 結(jié) （ 自 聚 ） ， 形 成 親 油 基 向 內(nèi) 、 親水 基 向 外 （ 與 水 接 觸 ） 的 聚 結(jié) 體 （ Aggregate） ， 即 所 謂 膠 團 （ Micelle） 也稱 為 膠 束 。 形 成 膠 束 時 的 濃 度 ， 稱 為 表 面 活 性 劑 的 臨 界 膠 束 濃

56、 度 （ Critical Micelle Concentration,CMC） ,通 常 以 CMC表 示 。 在 加 入 表 面 活 性 劑 和 外 力 的 作 用 下 使 不 相 混 的 兩 種 液 體 形 成 有 一 定 穩(wěn) 定性 的 液 液 分 散 體 系 ， 在 這 種 體 系 中 一 種 液 體 （ 分 散 相 ） 以 小 液 珠 的 形 式 分散 在 連 續(xù) 的 另 一 種 液 體 （ 分 散 介 質(zhì) 或 連 續(xù) 相 ） 中 ， 這 種 體 系 稱 為 乳 狀 液 。 形 成 乳 狀 液 的 兩 種 液 體 通 常 一 相 為 水 ， 另 一 相 為 “ 油 ” 。 分 散 相

57、 為 油 ，分 散 介 質(zhì) 為 水 的 乳 狀 液 稱 為 水 包 油 乳 狀 液 ， 以 O/W表 示 ； 反 之 ， 稱 為 油 包 水 乳狀 液 ， 以 W/O表 示 。 乳 狀 液 是 熱 力 學 不 穩(wěn) 定 體 系 ， 最 終 平 衡 應 該 是 液 滴 聚 并 ， 油 水 分 離 、 分相 、 分 層 ， 乳 狀 液 破 壞 ， 這 作 用 稱 為 破 乳 。 （ 1） 表 面 活 性 劑 水 驅(qū) （ 活 性 水 驅(qū) ） ， 注 入 較 低 的 表 面 活 性 劑 溶 液 增 加 驅(qū) 油 效 率 ；（ 2） 膠 束 驅(qū) ， 注 入 的 表 面 活 性 劑 的 濃 度 在 臨 界 膠

58、 束 濃 度 以 上 以 利 用 大 幅 度 的 降 低 界 面張 力 和 膠 束 的 增 溶 作 用 增 加 驅(qū) 油 效 率 ；（ 3） 微 乳 狀 液 驅(qū) ， 在 較 高 的 表 面 活 性 劑 濃 度 下 形 成 中 相 微 乳 液 以 在 油 /水 界 面 的 混 相 作用 增 加 驅(qū) 油 效 率 ；（ 4） 表 面 活 性 劑 聚 合 物 驅(qū) （ SP驅(qū) ） 或 膠 束 聚 合 物 驅(qū) （ MP驅(qū) ） ， 以 高 分 子 聚 合 物 為增 粘 劑 作 為 驅(qū) 替 過 程 中 主 驅(qū) 油 段 塞 的 保 護 段 塞 ， 提 高 主 驅(qū) 油 段 塞 的 波 及 體 積 ；（ 5） 表 面

59、 活 性 劑 堿 聚 合 物 三 元 復 合 驅(qū) （ SAP驅(qū) ） ， 將 三 種 物 質(zhì) 以 一 定 的 比 例 進 行 復配 形 成 的 驅(qū) 油 體 系 ， 或 者 在 表 面 活 性 劑 /聚 合 物 主 驅(qū) 油 段 塞 前 先 注 入 一 個 堿 預 沖 洗 段 塞 ；（ 6） 泡 沫 驅(qū) ；（ 7） 泡 沫 復 合 驅(qū) 或 稱 低 界 面 張 力 泡 沫 驅(qū) ， 以 三 元 復 合 體 系 為 發(fā) 泡 液 加 入 不 同 的 氣 體 形 成 復 合 驅(qū) 油 體 系 。 表 面 活 性 劑 驅(qū) 油 的 表 面 活 性 劑 段 塞 配 方 體 系 ， 根 據(jù) 油 層 溫 度 、 原油 性

60、 質(zhì) 、 地 層 水 含 鹽 度 （ 包 括 二 價 離 子 ） 、 巖 石 礦 物 組 成 及 粘 土 含 量等 進 行 優(yōu) 選 。 配 方 的 主 要 組 成 為 ： 表 面 活 性 劑 、 助 表 面 活 性 劑 、 助 溶 劑 （ 醇 ） 、添 加 劑 、 鹽 水 和 油 。 將 氣 體 和 表 面 活 性 劑 溶 液 以 不 同 的 方 式 注 入 油 層 作 為 驅(qū) 油 劑 進 行 采 油 的 方法 ， 稱 為 泡 沫 驅(qū) 油 法 。 一 般 可 提 高 采 收 率 10%-20%。 氣 體 作 為 分 散 相 、 表 面 活 性 劑 作 為 分 散 介 質(zhì) 的 混 合 體 系 ，

61、 泡 沫 具 有 比 氣 體 、表 面 活 性 劑 溶 液 高 得 多 的 視 粘 度 ， 其 在 油 層 中 流 動 時 的 流 動 阻 力 遠 遠 高 于 注 入水 或 者 氣 體 ， 從 而 降 低 了 驅(qū) 油 劑 的 流 度 ， 改 善 了 驅(qū) 油 劑 和 油 的 流 度 比 ， 增 加 了波 及 系 數(shù) ； 由 于 氣 泡 的 形 狀 具 有 可 變 形 和 膨 脹 能 力 ， 因 此 具 有 調(diào) 整 驅(qū) 油 剖 面 的功 能 ， 減 緩 了 驅(qū) 油 劑 沿 大 孔 道 或 者 高 滲 透 層 帶 的 “ 竄 流 ” 和 “ 指 進 ” ； 另 外 ，由 于 泡 沫 液 是 表 面

62、活 性 劑 溶 液 ， 因 此 降 低 了 泡 沫 液 與 油 的 界 面 張 力 ， 同 時 表 面活 性 劑 能 夠 改 善 油 層 巖 石 的 表 面 潤 濕 性 使 其 向 親 水 性 轉(zhuǎn) 換 ， 從 而 增 加 了 驅(qū) 油 劑的 驅(qū) 油 效 率 。 氣 體 、 起 泡 劑 、 助 起 泡 劑 （ 或 穩(wěn) 泡 劑 ） 和 水 。 起 泡 劑 為 ： 脂 肪 酸 鈉 、 烷 基 苯 磺 酸 鈉 、 烷 基 苯 硫 酸 鈉 、 月 硅 酸 鈉 、 烷 基 聚氧 乙 烯 硫 酸 醚 等 。 助 起 泡 劑 ： 十 二 醇 、 月 桂 酰 二 乙 醇 胺 、 十 二 烷 基 二 甲 基 胺 的

63、 氧 化 物 、 高 分子 水 溶 性 聚 合 物 等 。 氣 體 ： 天 然 氣 、 氮 氣 、 二 氧 化 碳 和 空 氣 。 但 是 ， 二 氧 化 碳 具 有 較 好 的 溶 水和 溶 油 能 力 ， 因 此 泡 沫 的 穩(wěn) 定 性 較 差 ； 空 氣 中 的 氧 ， 由 于 同 油 層 中 的 天 然 氣 混合 達 到 一 定 比 例 后 具 有 自 爆 的 危 險 ， 因 此 使 用 時 應 當 慎 重 。 1、 地 面 成 泡 ， 即 在 地 面 形 成 泡 沫 后 再 注 入 油 層 ； 2、 層 內(nèi) 成 泡 ， 即 向 油 層 分 別 注 入 泡 沫 液 和 氣 體 ， 在

64、油 層 內(nèi) 部 形成 泡 沫 ， 通 常 采 取 泡 沫 液 和 氣 體 輪 換 注 入 的 方 式 。 如 果 油 層 的 破 裂 壓 力 比 較 低 ， 最 好 采 用 層 內(nèi) 成 泡 法 ， 同 時 層 內(nèi) 成泡 法 油 層 內(nèi) 泡 沫 形 成 的 可 能 性 較 大 ， 風 險 較 小 。 層 內(nèi) 泡 沫 是 否 形 成 是 泡 沫 驅(qū) 油 的 關 鍵 ， 一 般 判 斷 方 法 是 觀 察 注 入壓 力 的 變 化 ， 注 入 壓 力 隨 著 注 入 量 的 增 加 而 明 顯 增 加 是 泡 沫 形 成 的 主要 標 志 之 一 。 原 油 對 泡 沫 的 消 泡 作 用 使 泡

65、沫 穩(wěn) 定 性 降 低 ； 起 泡 劑 在 油 層 巖 石 中 的 損 耗 （ 巖 石 礦 物 的 吸 附 、 同 多 價 金 屬 離 子的 反 應 等 ） 使 泡 沫 衰 減 等 ； 在 采 用 天 然 氣 做 分 散 相 時 ， 天 然 氣 在 管 道 中 形 成 的 “ 水 合 物 ” 往往 造 成 管 道 的 堵 塞 。 加 入 液 體 中 能 夠 產(chǎn) 生 并 形 成 泡 沫 的 化 學 劑 ， 稱 為 起 泡 劑 或 發(fā) 泡 劑 。 泡 沫 是 氣 體 分 散 在 液 體 中 的 多 相 分 散 體 系 ， 氣 體 為 分 散 相 （ 非 連續(xù) 相 ） ， 液 體 為 分 散 介 質(zhì)

66、 （ 連 續(xù) 相 ） 。 由 于 氣 體 和 液 體 的 密 度 差 別 很 大 ， 在 液 體 中 的 氣 泡 浮 到 液 體 表 面形 成 由 少 量 液 體 隔 開 的 氣 泡 聚 集 物 ， 稱 為 泡 沫 。 泡 沫 只 有 在 起 泡 劑 存 在 下 才 能 產(chǎn) 生 并 具 有 一 定 的 穩(wěn) 定 性 。 在 注 入 水 中 加 入 苛 性 堿 （ 氫 氧 化 鈉 、 氫 氧 化 鉀 ） 、 碳 酸 鈉 、 碳 酸氫 鈉 或 硅 酸 鈉 等 廉 價 的 堿 劑 ， 形 成 堿 性 溶 液 ， 注 入 油 層 提 高 石 油 采 收率 的 技 術 ， 稱 為 堿 水 驅(qū) 油 ， 也 稱 苛 性 水 驅(qū) 油 。 堿 水 驅(qū) 油 的 必 要 條 件 是 要 求 原 油 含 有 一 定 量 的 有 機 酸 ， 才 能 獲 得驅(qū) 油 效 果 ， 通 常 實 施 堿 水 驅(qū) 油 的 油 田 原 油 的 酸 值 要 大 于 0.2mgKOH/g。在 驅(qū) 油 過 程 中 ， 堿 同 原 油 中 的 有 機 酸 反 應 ， 生 成 有 機 酸 皂 ， 它 能 夠 吸附 在 油 水 界 面 降