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提高采收率（EOR）的方法

來源：培安有限公司 2021年04月12日 14:12

簡介

油井的壽命會經歷三個不同的階段，在這三個階段中，開采單位會采用各種技術將原油產量保持在高水平。運用這些技術重要的是將油注入井口，以便將其泵入地面。第三階段采用的技術，通常稱為提高采收率（EOR），可以大大提高開采效率。相關實驗室研發了包括復制油井和儲層條件的裝置。巖心驅替泵或巖芯分析泵，如Teledyne Isco柱塞泵，適用于這些提高采收率技術的實驗室。

油井開發的三個階段

一次采油- 在一次采油中，由于原油中存在氣體產生的壓力，原油被強制排出。

二次采油- 在二次采油過程中，儲層會受到注水或注氣壓力的影響，以保持繼續將原油輸送到地面。

三次采油- 三次采油，也稱之為提高采收率（EOR），引入降低粘度和改善流動性的流體。這些流體由能夠和油、蒸汽、空氣或氧氣、聚合物溶液、凝膠、表面活性劑聚合物制劑、堿性表面活性劑聚合物制劑或微生物制劑等混溶的氣體組成。

提高采收率的重要性

一次采油通常只能獲得油藏總產能的一小部分。二次采油技術可以將產量提高到三分之一或更多。三次采油（EOR）能夠提取多達一半以上的油藏原始含油量，這取決于油藏和采用的EOR工藝。

巖心驅替和柱塞泵

在開采井采用EOR方法之前，必須進行研究，以找到合適的方法和配方。提高采收率研究的一部分被稱為“巖芯驅替”。從油藏中，用空心鉆頭切割圓柱形巖石樣品。然后柱塞泵將流體引入到巖芯夾持器。根據提高采收率的過程，巖心驅替新引入的流體可能需要在高壓力和低流速下連續注入數小時至幾天，以取代巖石樣品中的油。從巖芯驅替獲得的數據來看，進行EOR的公司可以設計出盡可能多的原油回收的好方法。

提高采收率方法

一些常用的提高采收率方法如下：

加熱法

注蒸汽歷來是應用廣泛的提高采收率方法。來自蒸汽或熱水的熱量能顯著降低原油的粘度，使其更容易流動。該工藝有許多變化，包括循環注汽，其中首先注入蒸汽，然后從同一井中采油；連續蒸汽噴射（注至井中的蒸汽驅動油分離生產井）、熱水注入和蒸汽輔助重力排水（SAGD）等。另一套加熱方法，原位燃燒或“火驅”，涉及注入空氣或氧氣。在這個過程中，一些油的氧化作用如下：

1.產生熱量降低存油的粘度

2.把一些高分子量的碳氫化合物裂解成小分子

3.蒸發一些較輕的碳氫化合物，以幫助混相置換油

4.產生蒸汽，用蒸汽蒸餾殘留油

混相法

該方法在德克薩斯州西部被廣泛應用，通常采用超臨界CO2驅替具有適當特征的枯竭油藏（典型含“輕”油）。通過壓力和溫度的變化，二氧化碳可以形成氣體、液體、固體或超臨界流體。當壓力和溫度達到臨界點以上時，超臨界CO2可以保持氣體的性質，同時具有液體密度。注入的混相CO2將與儲層內的原油*混合，從而有效地消除這兩種物質之間的界面張力。CO2還可以通過溶解、溶脹和降低油的粘度來提高采收率。在深層高壓儲層中，壓縮氮氣被用來代替二氧化碳。在一些大型油藏中，烴類氣體也被用于混相驅油。

CO2、氮氣、碳氫化合物氣體和煙道氣也被注入，以不混相驅油。在一種惡劣情況下，這些位移可能僅僅相當于儲層中的“壓力維持”（二次采油過程）。根據油的性質、氣體成分、壓力和溫度，驅油效率可達到或接近混相驅油。CO2也以“吞吐”或循環注入模式注入，如循環蒸汽注入。

化學法

三種化學驅油工藝包括聚合物驅油、表面活性劑聚合物驅油和堿性表面活性劑聚合物驅油。在聚合物驅油方法中，水溶性聚合物增加了注入水的粘度，從而使中等粘度的油更有效地被驅替。非常特殊的情況下，聚合物配方中的表面活性劑可以將油水界面張力降低到幾乎為零，從而驅替殘余的原油。雖然目前還沒有大規模的表面活性劑聚合物驅油，但該工藝具有相當大的采油潛力。

這個過程的一個變化是在表面活性劑聚合物配方中加入堿。對于某些油，堿可以將原油中的一些酸轉化為表面活性劑，從而有助于原油的回收。堿也可對減少表面活性劑在巖石中的滯留起到有益的作用。對于所有的化學驅油過程，都需要加入增粘劑（通常是水溶性聚合物），以便使昂貴的化學物質有效地通過儲層。

在注入相對昂貴的化學溶液、可混溶氣體或蒸汽之前，凝膠也經常被用來戰略性地堵塞裂縫（或其他極易滲透的通道）。

其他方法

多年來，已經產生了許多其他創新的提高采收率工藝，包括注入碳酸水、微生物、泡沫、堿性劑（不含表面活性劑）和其他配方。這些方法顯示出不同程度的應用前景，但在這些應用變得普遍之前還需要進一步的開發。

為什么選擇ISCO泵

無脈沖-這是巖芯驅替研究的一個關鍵特征，其中壓力變化會被監測和記錄。對于使用的泵，本身不引入任何壓力變化是很重要的。即使低流速下沒有脈沖，意味著好的分秒穩定性。

精度-數字伺服控制提供低速精度和流量精度。

連續流動-流體通常被泵入巖芯數小時或數天。兩臺配有閥門組件的Isco柱塞器泵可實現無*的連續無誤計量。

粘性流體-使用極粘性流體或液化氣體時，使用Teledyne Isco柱塞泵在許多情況下是可行的選擇。

液化氣體-二氧化碳等氣體需要低泄漏，預冷卻以改善填充和溫度控制。

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