提高采收率（EOR）中的方法

 簡介 油井的壽命會經(jīng)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(shù)將原油產(chǎn)量保持在高水平。運用這些技術(shù)最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(shù)，通常稱為提高采收率（EOR），可以大大提高開采效率。相關(guān)實驗室研發(fā)了包括復制油井和儲層條件的裝置。巖心驅(qū)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(shù)的實驗室。
 

油井開發(fā)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(chǎn)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(xù)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(chǎn)能的一小部分。二次采油技術(shù)可以將產(chǎn)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(qū)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(qū)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(jù)提高采收率的過程，巖心驅(qū)替新引入的流體可能需要在高壓力和低流速下連續(xù)注入數(shù)小時至幾天，以取代巖石樣品中的油。從巖芯驅(qū)替獲得的數(shù)據(jù)來看，進行EOR的公司可以設(shè)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：

01 加熱法

注蒸汽歷來是應(yīng)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(huán)注汽，其中首先注入蒸汽，然后從同一井中采油；連續(xù)蒸汽噴射（注至井中的蒸汽驅(qū)動油分離生產(chǎn)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(qū)”，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(chǎn)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(fā)一些較輕的碳氫化合物，以幫助混相置換油

4.產(chǎn)生蒸汽，用蒸汽蒸餾殘留油

 

02混相法

該方法在德克薩斯州西部被廣泛應(yīng)用，通常采用超臨界CO2驅(qū)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(zhì)，同時具有液體密度。注入的混相CO2將與儲層內(nèi)的原油徹底混合，從而有效地消除這兩種物質(zhì)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(qū)油。
CO2、氮氣、碳氫化合物氣體和煙道氣也被注入，以不混相驅(qū)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(jù)油的性質(zhì)、氣體成分、壓力和溫度，驅(qū)油效率可達到或接近混相驅(qū)油。CO2也以“吞吐”或循環(huán)注入模式注入，如循環(huán)蒸汽注入。

 

03化學法

三種化學驅(qū)油工藝包括聚合物驅(qū)油、表面活性劑聚合物驅(qū)油和堿性表面活性劑聚合物驅(qū)油。在聚合物驅(qū)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(qū)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(qū)替殘余的原油。雖然目前還沒有大規(guī)模的表面活性劑聚合物驅(qū)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(zhuǎn)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(qū)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(zhì)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(jīng)常被用來戰(zhàn)略性地堵塞裂縫（或其他極易滲透的通道）。

04其他方法

多年來，已經(jīng)產(chǎn)生了許多其他創(chuàng)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(yīng)用前景，但在這些應(yīng)用變得普遍之前還需要進一步的開發(fā)。

 

為什么選擇ISCO泵

無脈沖-這是巖芯驅(qū)替研究的一個關(guān)鍵特征，其中壓力變化會被監(jiān)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(wěn)定性。

精度-數(shù)字伺服控制提供低速精度和流量精度。

連續(xù)流動-流體通常被泵入巖芯數(shù)小時或數(shù)天。兩臺配有閥門組件的Isco柱塞器泵可實現(xiàn)無限量的連續(xù)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最可行的選擇。

液化氣體-二氧化碳等氣體需要低泄漏，預(yù)冷卻以改善填充和溫度控制。