提高石油採收率
正文
指除依靠油藏天然能量和注水、注氣(見注水開採)以外的人工提高採收率的方法。也有把注水、注氣方法包括在內的。多數油藏在注水或注氣(即所謂二次採油)後再選用其他提高採收率方法，因此，也常稱三次採油。影響油藏採收率不高的因素較多，克服其中一個或幾個因素，就有可能提高採收率。熱力驅法 又稱熱力開採，簡稱熱采，加熱可使原油膨脹，粘度降低，相對滲透率提高，在地層中的流動能力增加，同時產生蒸餾、原油熱裂解等物理化學作用。實驗證明蒸汽驅油的效率比水驅高。熱力驅特別適用於稠油（美國等工業國家稱為重質油 heavy oil）開採。常用的熱力開採法為:①蒸汽吞吐法（圖1)，將蒸汽通過生產井注入油層,短期關井，蒸汽將井底附近油層加熱，稠油受熱後，粘度降低，易於流動，開井生產時同一井中的採油量可大幅度增加。當油產量降到某一極限後，再次加熱採油,如此多次重複,能提高採收率5～10％。蒸汽吞吐法已實現工業化,具有投資少、效率高，後期可直接轉入蒸汽驅等優點，中國於60年代中期開始套用。②蒸汽驅法，將蒸汽從專門的注入井不斷地注入油層，蒸汽在油層內向周圍生產井連續擴散，隨著蒸汽的冷卻和凝結,形成蒸汽帶、熱水帶和冷水帶,使原油通過降粘、高溫蒸餾、溶劑抽提和在蒸汽壓力的推動作用下,流向生產井井底然後采出（圖2）。因原油和儲層特點不同，採收率在35～50％之間。蒸汽驅法受水的臨界溫度和沿程熱損失的限制，不適用於深層。③層內燃燒法，俗稱火燒油層，將點火器下入井底，將油層面加熱到原油燃點以上，並逐漸注入空氣，原油中的重質部分即被點燃（圖3）。有時也只用注入的空氣與原油氧化，使原油在油藏中自燃。以後繼續注空氣保持連續燃燒。
提高石油採收率
提高石油採收率
提高石油採收率混相驅法 將一種能與原油無限互溶的流體注入地層，以消除界面張力，稱混相驅。目前主要是氣體混相驅。有三類：①烴混相驅，注入的烴與原油互溶，以提高驅油效率。有乾氣驅、濕氣驅和液化石油氣驅。乾氣驅需較高的注入壓力（一般超過200atm）；濕氣驅在注入較低的壓力下即可混相；液化石油氣驅時與原油更易混相。因此，在注乾氣或濕氣前先注一段液化氣（稱為液化石油氣-石油段塞）,可以大幅度降低注入壓力。近年來烴混相驅逐漸被 CO2混相驅所代替。後者能更好地利用能源。②CO2混相驅，CO2在油層溫度和壓力下易溶於原油和水中，可降低原油的粘度和密度。它與原油接觸後，可逐漸抽提原油中的輕質組分，達到動力接觸混相，獲得很高的驅替原油的效果。為提高 CO2混相驅的體積波及係數,近來廣泛採用CO2與水交替注入或同時注入泡沫的方式。③惰性氣體混相驅，即煙道氣和高壓氮氣驅。注N2是為解決注入氣源問題而發展起來的。N2氣驅的混相壓力很高，一般達300atm以上，僅適用於輕質油藏,優點是N2價廉。煙道氣混相壓力介於CO2與N2之間但防腐等處理過程複雜，因此煙道氣和N2主要用來做注CO2段塞後的驅動劑。混相驅法一般適用於埋藏較深的輕質油藏。
化學驅法 可分為：①聚合物水驅，又稱稠化水驅。把少量高分子化合物（如聚丙烯醯胺）溶於水中，增加注入水的粘度，改變油水流度比，擴大水的體積波及係數；它對驅油效率影響不大，適用於中等粘度原油或油層非均質性較嚴重的油藏。聚合物水驅也可配合其他化學劑共同使用，起到輔助其他化學劑控制流度比的作用，即所謂表面活性劑-聚合物驅、鹼水-聚合物驅等。②鹼水驅,適用於含酸性原油的油藏。要求油的酸值大於0.1（酸值以中和每克原油時所需以毫克計的 KOH量表示）。注入的鹼性化學劑主要為苛性鈉和原矽酸鈉，與原油中的有機酸形成天然的表面活性劑。可通過降低油水界面張力、改變岩石表面潤濕性等機理，擴大水的體積波及係數，促使殘餘油流動，增加驅油效率。鹼與岩石反應，鹼耗大，酸性原油中瀝青膠質含量較高,油-水界面粘度，界面電性等界面現象,在驅油中起著較大的作用,機理比較複雜,但鹼的價格便宜,故仍有潛力。③表面活性劑驅，將少量表面活性劑,主要是石油磺酸鹽加入水中,同時配以助劑，在最佳含鹽量時可獲得超低界面張力(＜10-6 N/m)，分高濃度體系（膠束、微乳液驅、活性劑濃度大於2％）和低濃度體系,在礦場套用時一般先注預洗液，依次為活性劑體系段塞、流度控制段塞（聚合物水溶液）、驅替流體（一般為後置液或水）。表面活性劑驅在室內試驗效果顯著，但由於活性劑損失大，界面現象尚未完全清楚，波及係數不夠大，礦場試驗效果並不理想。但表面活性劑與其他方法相比，由於是注水油田的自然延伸，而且驅油效率高，仍然很受重視。
礦井採掘法 對於瀝青油砂或極稠油藏或能量完全枯竭的油藏可用立井、斜井通至油層，按固體礦床地下開採方法掘進水平巷道並鑽小孔匯集原油至坑底，也可回採油砂，運到地面乾餾採油。
以上各種方法中，蒸汽吞吐法、蒸汽驅法已經工業化，另外CO2驅法套用也較廣,其他均在試驗階段，而且各有其適用範圍，不能普遍推廣。提高採收率的研究試驗工作仍在發展中。
全球規模
2012年提高石油採收率(EOR)的全球市場規模為210億美元。預測該市場將在2013年達到226億美元。本調查報告預測這個市場將在2018年之前達到大約344億美元，預測期間的年複合成長率(CAGR)將為8.8％。
藉由採用EOR的現行技術及即將上市的新技術，而能翻新正在老舊化的全球油田。根據BCC Research指出，目前藉由EOR技術約生產5％的全球原油產量，該技術已漸漸成為對全球石油產業的發展來說日益重要度的基礎技術。和水力壓裂法等最新的採油技術並列，EOR技術可增強和復甦原油回收量，而對全球石油生產而言日益重要。
EOR技術的投入與運作，需要內建噴射泵、井口設備、專用油管、chemicalfeeder systems、空氣分離裝置、氣體壓縮機、鼓風機、蒸汽發生器、專用貯存容器，以及其他各種設備和設施等各種產品和零件。此外還有重要的EOR用產品如表面活性劑、聚合物、鹼金屬的化學品、液態氮、和二氧化碳等的原油回收用介質。
目前市場狀況和最近EOR技術的進步，再加上業界加深了對EOR技術有效適用法的相關認識，都是推動該市場持續擴大的主要因素。再加上全球性原油價格的上升降低了EOR成本增加的影響，其結果便大大提升了EOR技術的經濟性可用性。技術成熟化、全球石油產業中各種服務企業和設備廠商強力推動、引進EOR技術的經驗在業界廣泛普及化、還有EOR技術在增加全球油田的原油產量上其有效性獲得實證，都是促進該市場成長的要素。
