低渗透油藏化学驱研究现状—文献调研摘要：针对低渗透油藏可探明储量增加，开发难度大，压裂酸化、注水和注气等手段已经不能满足现阶段的低渗透油藏开发，化学驱在低渗油藏中的应用不断受到重视。
本文综述了低渗透油藏的特点、开发现状以及化学驱在其中的应用和渗流机理。
综合分析表明：由于缔合聚合物经过强烈剪切后恢复能力强，合理的聚合物分子质量在渗透率为（40×10-3μm2-50×10-3μm2）时能够有效的提高低渗透层的原油产出程度。
而表面活性剂能降低渗透油层的渗流启动压力梯度，很好地降低低渗透层界面张力和毛管自吸势能。
ASP驱结合了三者的优点，能够一定程度上增加低渗透层的产量。
化学驱在低渗透油藏开发中仍有很大的潜力。
关键词低渗透油藏化学驱渗流机理研究现状1引言随着我国国民经济的迅速发展，油气资源的消耗不断在增大，2007年我国进口原油1.59亿吨，预计2020年我国对原油的需求至少达到4-4.3亿吨，而我国的石油产量只能增至2亿吨左右[1]，因此对于不可再生的石油资源的开采程度要求不断提高。
我国也加大了国内外的勘探力度，正在不断挤入世界油气勘探开发领域。
然而挖掘现有油田潜力，保持稳产，提高采收率也势在必行，尤其是低渗透油藏开发。
因为低渗透油藏已成为我国近几年油藏开发的主战场。
从国土资源部获悉，截止2010年底我国石油累计探明地质储量为312.8亿吨，其中低渗透油藏总量200多亿吨，可探明储量为140多亿吨，占总地质储量的50%多，新增油藏储量中低渗透油藏储量占70%以上。
由于低渗透油藏具有天然裂缝发育，基块渗透性差，非均质严重，孔喉细小、毛细管现象突出、油气流动阻力大，黏土矿物含量高等特点。
国外一般采用压裂酸化、注水和注气开采。
但水驱受到注入压力高，含水上升快，水驱动用程度较低，采收率低等因素的制约。
气驱受到气源和经济的限制。
而微生物采油受到温度、矿化度、PH、压力等一系列因素的制约，使得开展困难。
由于化学驱的不断完善和发展已经不断的成为油田开采过程中的主导力量，但在低渗透油藏下还不够成熟，对这方面的研究还比较少。
还存在着一些问题。
但却有着很大的发展空间。
2低渗透油藏概述2.1低渗透油藏形成条件和概念我国低渗透油层，形成于山麓冲积扇－水下扇三角洲沉积体系和浊积扇沉积体系，有砾岩油层、跞状砂岩(或含跞砂岩)油层、砂岩(粗中细砂岩)和粉砂岩油层四种岩石类型。
主要包括由近源沉积的油层分选差、矿物成熟度低、成岩压实作用、近源深水重力流和远源沉积物形成的油层[2]。
世界上对于低渗透油藏的概念没有统一的标准，只是一个相对的概念。
顾名思义，就是其渗透率很低、油气水赖以流动的通道很微细、渗流的阻力很大、液固界面及液液界面的相互作用力显著。
它导致渗流规律产生某种程度的变化而偏离达西定律。
并且存在启动压力梯度。
2.2低渗透油层及油田划分标准由于不同国家、不同时期的地质环境、经济、技术水平差异。
世界上没有统一的划分标准。
根据我国生产实践和理论研究，对于低渗透油层的范围和界限已经有了比较一致的认识。
根据渗透率对采收率的影响程度及渗透率与临界压力梯度曲线的研究，渗透率在40×10-3μm2前后有较大的变化，即渗透率低于40×10-3μm2后，采收率明显降低，临界压力梯度明显加大，从油田生产实际看，渗透率低于50×10-3μm2的储层，虽然具有工业油流，但一般都要进行压裂改造，经过增产措施后，才能有效地投入正常开发。
大庆油田在外围三肇地区专门对特低深透油层进行单层试油，证明渗透率低于1×10-3μm2的油层经过压裂改造后，仍有一定的生产能力。
我国开发最早的延长油田其油层渗透率只有(0.1~1.0)×10-3μm2，经过简单压裂改造后初期单井日产量可达0.3~1.0t[3-4]。
由此可见，低渗透油层是指渗透率在1×10-3μm2~50×10-3μm2之间的油层。
但国外也有把小于100×10-3μm2的油层称之为低渗透油层，例如俄罗斯等国家。
我国根据低渗透砂岩储层平均渗透率大小又将低渗透油田分为三类：第一类是一般渗透率油田，油层渗透率在10.1×10-3μm2~50×10-3μm2，，这类油田接近正常油田标准，油井能够达到工业油流标准。
第二类是特低渗透油田，油层平均渗透率在1.1×10-3μm2~10×10-3μm2，这类油层与正常油层差别比较明显，需要采取有效地采油手段才能有效地进行工业开发。
第三类是超低渗透油田，油层平均渗透率在(0.1~1.0)×10-3μm2，这类油层不具备自然产能，不具备工业开发价值，但综合经济因素和油层实际情况下也可以进行适当的开采[5]。
2.3低渗透油藏开发现状和特点2.3.1低渗透油藏的特点从低渗透油藏储量来看，目前发现的低渗透油藏储层以中深埋藏深度为主。
低渗透油藏中特地渗透和超低渗透储量占有较大的比例。
我国低渗透油藏岩性以砂岩为主。
还有少部分的变质岩和石灰岩等特殊岩性油藏。
从低渗透油藏地质角度观察，我国低渗透油藏类型单一，储层物性差，孔隙度和渗透率低，孔喉细小孔喉半径一般小于1.5μm。
溶蚀孔发育，储层非均质性严重。
裂缝发育，裂缝的延伸长度大多小于100m，裂缝孔隙度一般小于1%。
油水的原始含水饱和度较高，一般在30%-60%之间。
储层敏感性极强，容易受到各种伤害。
但原油的性质较好，这也是低渗透油藏开发的一个有力的因素[9-10]。
2.3.2低渗透储层开发技术研究现状据最新石油储量评价结果表明，全国低渗透油藏储量210.7x108t。
对于该类油藏目前一般采用常规注水开发方式，注入压力高，含水上升较快，水驱动用程度较低，油藏水驱采收率不到20%，大部分石油滞留于油层中。
主要原因是低渗透储层的单层厚度薄、含油性差、孔隙结构复杂、粘土含量大、存在较大的启动压力；油水井间有效驱动压差小，油井受效较差，低产低效井较多；并时常出现水井注不进、油井采不出的情况，注水波及体积小、驱油效率差，导致采收率很低，平均仅25%左右[6-8]。
目前国内外对低渗透油藏的开发技术主要包括以下几点：1.注水开发低渗透油藏的井网型式和井网密度。
90年代以来，我国在低渗透油气资源开发中成功地实施了水平裸眼分段压裂，取得良好效果。
利用水平井开采，实现“稀井网、强驱油”。
此前，美国、俄罗斯等国多年来研究得出的共同结论是对低渗透油气田的开发，必须采用“密井网，强驱油”。
密井网无疑会增加成本，所以水平井，特别是低压钻水平井技术是解决这一问题的良好方法。
即以稀井网实现“强驱替”。
2.低渗透储层的增产改造技术。
低渗透储层一般必须经过增产改造才能获得工业生产价值，早期最常用的方法是水力压裂，但许多低渗透储层的水敏、强水锁等特性使之不适合采用水力压裂。
因而国外发展起来了CO2加砂压裂技术(又称干式压裂技术)，最近出现了液态CO2井下配置加砂压裂技术，超长水平井技术取代压裂缝技术等。
3.水平井和多分支井开发低渗透油藏新技术。
包括低渗透油藏水平井开采的适用性筛选标准以及钻井、完井和采油等技术。
4.利用自然能量和人工手段开采。
国内外研究认为，低渗透储藏最好首先采用自然能量开采，尽量延长无水开采、低含水开采期。
因为油气层一旦见水，稳产难度就很大。
而低渗透气田的自然能量主要是弹性驱和溶解气驱。
一般一次采收率可达10%—20%，二采可达25%—30%，三采技术还不大成熟。
为提高驱替效率，我国又发展起来了气驱、水气交替驱替、混相驱、微生物采油、化学驱、振动波法、层内爆炸技术、电动力学方法等一系列的提高采收率手段。
5.关于小井眼技术，应用仅限于探井和自喷井，这是因为其配套设施还不完备，大部分井下设备和测量仪器无法下入井中的缘故。
3低渗透油藏化学驱渗流机理渗流是流体在多孔介质中的流动，主要取决于三大要素的变化，即流体（主要是流体的组成和物理化学性质）、多孔介质（主要是多孔介质的孔隙结构和物理化学性质）、流动状况（主要是流动的环境、条件和流体-固体之间的相互作用）。
然而低渗透油藏的渗流特征与中高渗透层显著不同，那么在化学驱过程中所表现的渗流状况也就完全不同。
低渗透层属于非达西渗流规律，对于达西渗流规律的研究已经有一百多年的历史，而对非达西渗流规律的研究只有十几年的历程，因此对非达西渗流规律的研究还任重而道远[11]。
在非牛顿流体渗流和低渗透油田的开发过程中在多孔介质中，单相流体一维流动时，其压力梯度与流速之间的关系曲线一般有如下特征[12]：l)在压力梯度低于某一界限时，流体不能克服流动的阻力，不发生流动，也就是说存在启动压力梯度。
2)在压力梯度大于启动压力梯度后，压力梯度与流量之间的关系不是简单的线性关系，而是复杂的非线性渗流。
3)只有当压力梯度继续增大到某一数值后，压力梯度与流速之间的关系才呈线性关系。
其延长线的截距(流速为零时的压力梯度)被称为拟启动压力梯度。
根据调查研究我国的低渗透油藏化学驱主要就是：碱驱、表面活性剂驱、聚合物驱、复合驱这几个主要的驱替方法。
然而我们知道原油是多族分的烃类化合物，也含有少量的氧、硫、氮及金属元素的络合物。
当有层中存在油、化学剂、水时，在岩石-原油，岩石-原油-水-化学剂系统中的界面现象起着重要的作用。
岩石与原油的相互作用主要表现在静态条件下，原油的某些组分吸附在岩石的矿物质表面。
吸附主要分为物理吸附和化学吸附。
流体在低渗透油藏中流动属于层流。
原油与化学剂之间主要是发生化学反应降低原油粘度，并且通过控制油水的流度能力，堵塞孔隙结构的能力等来有效地提高原油的采收率。
另外固体表面与附近的分子、原子之间的相互作用力，即边界层的形成也有着重要的影响。
不同的化学驱在低渗透油藏中的微观渗流存在着很大的差异[13-15]。
①在碱驱过程中，碱主要是与低渗透油藏中原油中的部分酸发生化学反应，形成表面活性剂，有很强降低界面张力能力，达到降低原油粘度的作用。
②在表面活性剂去中，表面活性剂具有降低表面张力、起泡、乳化、分散、润湿、增溶等性能。
在低渗透油藏中，非均质性严重，良好的降低界面张力能力，润湿和增溶能力，改善水驱的流动能力，增强可动油的能动性。
然而起泡和乳化作用反而在非均质性很强的低渗透层中起到反作用，不利于原油开采。
③在聚合物驱中，聚合物溶液注入油层后将产生两项基本作用，一方面对于低渗透层高含水地带，降低了水淹层段中水相流度，改善流度比，提高了水淹层段的层内波及效率；另一方面，对于一定的低渗透油层，聚合物自身的剪切恢复性较好，再较低的粘度下注入，在地下能够建立较好的粘度恢复。
④在复合驱中，主要是充分利用碱、表面活性剂、聚合物三者的优点，碱可以使得界面张力达到最低，表面活性剂能显著降低毛管自吸势能，并降低启动压力梯度，预防水相圈闭损害，生成较少的沉淀。