隨著世界對石油需求量的不斷增加，石油作為有限非再生能源，再發(fā)現(xiàn)較大儲油油田的機遇減少，已開發(fā)油田正在老化，未開采的油田多為稠油、超稠油等難采儲量，這就迫使業(yè)界把注意力投向提高老油田采收率的技術。三次采油技術是一項能夠利用物理、化學和生物等新技術提高原油采收率的重要石油開采技術。在過去數(shù)十年內(nèi)，美國、加拿大和委內(nèi)瑞拉等石油大國都把如何提高原油采收率作為研究工作的重點。
三次采油發(fā)展歷程
世界三次采油技術的發(fā)展經(jīng)歷了3次飛躍。
第一次飛躍發(fā)生在20世紀50年代后期至60年代中期，這是蒸汽驅(qū)油項目的高速發(fā)展時期。50年代后期，蒸汽在委內(nèi)瑞拉首次用于重油開采，從此在世界范圍內(nèi)打開了重油這個資源寶庫。60年代中期，美國蒸汽項目和產(chǎn)量激增，實施中的蒸汽項目達到了132個，其中蒸汽吞吐項目達94個，蒸汽驅(qū)項目38個。
第二次飛躍發(fā)生在20世紀80年代，化學驅(qū)的發(fā)展達到高峰期。據(jù)1971年調(diào)查，美國三次采油項目共有133個，其中蒸汽驅(qū)53個，火燒油層38個，化學驅(qū)19個，注氣驅(qū)23個。雖然蒸汽項目仍是主要的，但其他項目的數(shù)量加起來已超過蒸汽驅(qū)項目數(shù)。80年代，美國化學驅(qū)項目數(shù)從1980年的42個激增至1986年的206個，但到1988年卻快速降到了124個，此后逐年下降，直到現(xiàn)在的2個。造成化學驅(qū)發(fā)展變緩的原因主要是化學注劑比熱采和注氣的成本高，且化學驅(qū)后對地下情況認識還有許多不確定因素。盡管在此期間化學驅(qū)項目數(shù)量要多于注氣驅(qū)，但產(chǎn)量卻遠低于注氣驅(qū)，如1986年化學驅(qū)產(chǎn)量為1.69萬桶/日，而注氣驅(qū)產(chǎn)量卻高達10.82萬桶/日。
第三次飛躍發(fā)生在20世紀90年代初至今，混相注氣驅(qū)技術得以快速發(fā)展。最早獲得成功利用的注氣驅(qū)技術是烴類混相驅(qū)，加拿大運用該技術在許多油田獲得成功。隨后，由于烴類氣體價格上漲和天然二氧化碳氣藏的發(fā)現(xiàn)以及二氧化碳混相驅(qū)技術適用范圍大、成本較低等優(yōu)勢，二氧化碳混相驅(qū)逐漸發(fā)展起來。到90年代，世界上已有上千個注氣工程，其中美國最多，其注氣采油量約占三次采油總產(chǎn)量的53.5%。近年來，隨著全球氣候變暖要求減少二氧化碳排放以及各國隨之制定的不同優(yōu)惠政策和排放稅等措施，使得二氧化碳混相驅(qū)得以迅速發(fā)展，世界各大石油公司利用二氧化碳驅(qū)油后。將其埋存在油藏中，這種方法不僅可以提高石油采收率，而且能消減溫室效應。
四大三次采油技術
目前，世界上已形成四大三次采油技術系列，即化學驅(qū)、熱力驅(qū)、注氣驅(qū)和微生物驅(qū)。其中，化學驅(qū)包括聚合物驅(qū)，表面活性劑驅(qū)，堿驅(qū)及其復配的二元、三元復合驅(qū)，泡沫驅(qū)等；熱力驅(qū)包括蒸汽吞吐、熱水驅(qū)、蒸汽驅(qū)和火燒油層等；注氣驅(qū)包括二氧化碳混相/非混相驅(qū)、氮氣驅(qū)、烴類氣驅(qū)和煙道氣驅(qū)等；微生物驅(qū)包括微生物調(diào)剖或微生物驅(qū)油等。四大三次采油技術中，有的已形成工業(yè)化應用，有的正在開展先導性礦場試驗，還有的處于理論研究之中。
化學驅(qū)
自20世紀80年代美國化學驅(qū)達到高峰以后的近20多年內(nèi)，化學驅(qū)在美國運用越來越少，但在中國卻得到了成功應用。中國的化學驅(qū)技術已代表世界先進水平。中國聚合物驅(qū)技術于1996年形成工業(yè)化應用。“十五”期間大慶油田形成了以烷基苯磺酸鹽為主劑的“堿+聚合物+表面活性劑”二元復合驅(qū)技術，勝利油田形成“聚合物+表面活性劑”的無堿二元復合驅(qū)技術。目前，已開展“堿+聚合物+表面活性劑+天然氣”泡沫復合驅(qū)室內(nèi)研究和礦場試驗。
化學驅(qū)油目前存在著3個不同的研究方向。首先，從改善油水的流度比出發(fā)，除使原油降黏外，相應的辦法是提高驅(qū)油劑的黏度，降低其流度，應用此原理開發(fā)了聚合物溶液、泡沫液等驅(qū)油法。其次，從改善驅(qū)油劑的洗滌能力以及巖石的不利潤濕性出發(fā)，開發(fā)了活性水驅(qū)油法。再其次，就是介于前兩種之間的化學驅(qū)油法，稱為堿性水驅(qū)，利用堿性水與原油組分就地形成活性水劑而改善潤濕性或就地使原油乳化。
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