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摘 要：石油是一种重要的能源和化工原料，同时也是国家的重要战略物资，对国民经济的发展具有举足轻重的影响，素有"工业血液"之称。石油作为一种非再生的化石能源，是目前所使用的最主要的一种能源，并且消耗量在总能源中所占的比例逐年增加。石油采收率不仅是石油工业界，而且是整个社会普遍关心的问题。
关键词：采油 三元复合驱 微生物 三次采油
一、三元复合驱采油技术
三元复合驱采油技术的应用，极大地延缓了各大油田产量递减的速度，已成为油田产量接替的主要措施。三元复合驱作为一种既经济又有效率的强化采油技术被各大油田广泛采用。三元复合驱技术产生于20世纪80年代初，是指碱（Alkali）、表面活性剂（Surfactant）和聚合物（Polymer）等多元组分复合驱油的技术，缩写为ASP。在三种驱替剂中，目前国内外应用量最大的碱通常为无机碱，如NaOH、Na2CO3、NaSiO3；表面活性剂一般为烷基苯磺酸钠盐和石油磺酸盐；聚合物主要为部分水解的聚丙烯酰胺。这主要是由于这些物质原料来源广，数量大，合成工艺较为成熟，易工业化生产。
三元复合驱常用的化学剂有多种，根据不同的油藏条件，可有不同的选择。一般地说，碱剂的选择除考虑原油中有机酸转变为石油酸皂和地层水的组成外，还取决于油藏岩心的矿物组成、油层温度以及一定地质条件下的有效性和经济性。目前，大庆油田三元复合驱所使用的化学剂中，碱一般为NaOH，质量浓度为1.2%；表面活性剂为烷基苯磺酸盐，质量浓度为0.2%；聚合物为聚丙烯酰胺，质量浓度为0.1%。其中，碱为工业级商品NaOH；表面活性剂为大庆自主研发的重烷基苯磺酸盐，组成为40%～60%的活性物，主要为直链烷基苯磺酸盐（LinearAlkylbenzeneSulfonates，LAS），链长在C14～C24之间；聚合物是由大庆炼化公司生产的高分子量的聚丙烯酰胺，产品组成主要为聚合物形式的聚丙烯酰胺（PAM）、残余单体丙烯酰胺（AM）、少量无机盐类。
ASP是在碱水驱、表面活性剂-聚合物驱和聚合物驱等一元、二元驱基础上发展起来的，将这三种物质以适当比例混合作为驱油剂综合发挥了化学剂作用，充分提高了化学剂效率。既综合了碱驱具有高的驱油效率、低成本和聚合物驱具有的高波及效率的优点，又克服了碱水驱驱油体系粘度低、在驱油过程中易发生碱耗高、聚合物驱油体系中的聚合物在岩石表面吸附损失大的缺点。
二、微生物采油技术
经过70多年的发展，微生物采油技术（MEOR）已经成为继热力驱、化学驱、聚合物驱之后的第4种提高采收率的新的“三采”技术，并且越来越受到人们的重视。微生物采油技术不但包括微生物在油层中的生长、繁殖和代谢等生物化学过程，而且包括微生物菌体、微生物营养液、微生物代谢产物在油层中的运移，以及与岩石、油、气、水的相互作用引起的岩石、油、气、水物性的改变。
广义地说微生物采油基本方法包括两大类，一是利用微生物产品作为油田化学剂进行驱油，称为生物工艺法；另一类是利用微生物地下发酵和代谢产物提高采收率，称为微生物地下发酵提高采收率的方法。狭义的理解微生物采油是指利用微生物地下发酵提高采收率方法。
与其他方法相比，微生物采油技术具有明显的优点：1）成本低，微生物的主要营养源之一是用通常手段难以采出的石油，微生物的繁殖能力和适应性强，作用效果持续时间长这尤其对边际油田吸引力大；2）工序简单，利用常规注入设备即可实施，不必增添井场设备；3）应用范围广，不仅可开采各种类型的原油，更适于开采重油；4）注入的微生物和培养基原料来源广，容易制取，且可根据具体油藏特点，灵活调整微生物的配方；5）易于控制，通过停止注入营养液，即可终止微生物的活动；6）微生物细胞小且运动性强，能进入其他驱油工艺的盲区；7）微生物只在有油的地方繁殖并产生代谢产物，避免了表面活性剂注入或降粘剂段塞的盲目性；8）MEOR产物均可生物降解，不损害地层，不会造成环境污染，且可以在同一井中重复使用多次应用。
三、三次采油技术
三次采油技术，国外称之为强化采油提高采收率技术，是以剩余油中的不可动油为目标，利用物理、化学和生物等技术提高原油采出率的技术。20世纪40年代以前，油田开发主要依靠天然能量进行原油开采，采收率仅5%～10%，这个阶段称之为一次采油。一次采油的开发水平较低，同时使得90%左右的探明石油储量无法采出进行利用。随着对开采过程的不断深化，以及渗流理论的发展，人们逐渐认识到人工保持地层能量在采油过程中的重要性，从而提出了人工注水（气），保持油层压力的二次采油方法，这样使得原油采收率能够提高到30%～40%。目前二次采油仍是世界上各油田的主要开发方式。二次采油过后，仍有60%～70%的油留在地下。从上世纪中期开始，油田开发人员又利用物理或者化学，以及生物的方法进行采油，从而提出了三次采油新方法。
2030年，三次采油产量占石油总产量的比例将由目前的不足3%提高到15～20%。在未来的几十年内，丰富的稠油资源确定了以蒸汽驱为主的热采将成为三次采油的主要方法。注聚合物驱的使用会逐渐减少，随着油价的不断攀升，绿色环保的注二氧化碳驱的发展将迎来新的高峰。对于我国来说，在三次采油方面未来的发展方向应该有以下几点。
1.深化新技术的基础研究，为三次采油的可持续发展提供支撑。重点开展改善注水采油技术研究。加强化学驱油基础研究，尤其是表面活性剂驱油体系、泡沫复合驱体系、聚合物驱油机理的研究，不断深化三次采油的理论认识。开展油气藏流体变组分、变相态开发原理研究。开展稠油开采新技术科学基础研究，以及微生物驱的机理研究。
2.开发新型高效的驱油剂产品，为采收率进一步提高提供产品支持。经过二次采油后，剩余原油储量都集中在高含水、低渗透、稠油、高温高盐等难以动用的地层中。要动用这些储量，就对新型的驱油剂提出了更高的要求。要加大科研投入，针对低渗油藏、高温高盐油藏，稠油降粘开展驱油剂新产品开发，为下一步对此类油藏的开发提供高性能的驱油剂产品。
3.开发高效提高采收率的集成技术，针对复杂油藏，要结合不同的技术优势，研究高效的提高采收率集成技术，将是提高采收率新的发展方向。
四、结语
石油资源是一种重要的战略资源，对国家的经济发展和人民生活水平的提高具有重要作用。然而它并不是取之不尽、用之不竭的，随着勘探开发程度的加深，开采难度会逐步加大，因此提高石油采收率是是关系到一个国家能源安全的重要问题。随着原油需求的不断攀升，开发新的提高采收率技术已经是保证原油产量，确保能源安全的必然的选择。
关键词：采油 三元复合驱 微生物 三次采油
一、三元复合驱采油技术
三元复合驱采油技术的应用，极大地延缓了各大油田产量递减的速度，已成为油田产量接替的主要措施。三元复合驱作为一种既经济又有效率的强化采油技术被各大油田广泛采用。三元复合驱技术产生于20世纪80年代初，是指碱（Alkali）、表面活性剂（Surfactant）和聚合物（Polymer）等多元组分复合驱油的技术，缩写为ASP。在三种驱替剂中，目前国内外应用量最大的碱通常为无机碱，如NaOH、Na2CO3、NaSiO3；表面活性剂一般为烷基苯磺酸钠盐和石油磺酸盐；聚合物主要为部分水解的聚丙烯酰胺。这主要是由于这些物质原料来源广，数量大，合成工艺较为成熟，易工业化生产。
三元复合驱常用的化学剂有多种，根据不同的油藏条件，可有不同的选择。一般地说，碱剂的选择除考虑原油中有机酸转变为石油酸皂和地层水的组成外，还取决于油藏岩心的矿物组成、油层温度以及一定地质条件下的有效性和经济性。目前，大庆油田三元复合驱所使用的化学剂中，碱一般为NaOH，质量浓度为1.2%；表面活性剂为烷基苯磺酸盐，质量浓度为0.2%；聚合物为聚丙烯酰胺，质量浓度为0.1%。其中，碱为工业级商品NaOH；表面活性剂为大庆自主研发的重烷基苯磺酸盐，组成为40%～60%的活性物，主要为直链烷基苯磺酸盐（LinearAlkylbenzeneSulfonates，LAS），链长在C14～C24之间；聚合物是由大庆炼化公司生产的高分子量的聚丙烯酰胺，产品组成主要为聚合物形式的聚丙烯酰胺（PAM）、残余单体丙烯酰胺（AM）、少量无机盐类。
ASP是在碱水驱、表面活性剂-聚合物驱和聚合物驱等一元、二元驱基础上发展起来的，将这三种物质以适当比例混合作为驱油剂综合发挥了化学剂作用，充分提高了化学剂效率。既综合了碱驱具有高的驱油效率、低成本和聚合物驱具有的高波及效率的优点，又克服了碱水驱驱油体系粘度低、在驱油过程中易发生碱耗高、聚合物驱油体系中的聚合物在岩石表面吸附损失大的缺点。
二、微生物采油技术
经过70多年的发展，微生物采油技术（MEOR）已经成为继热力驱、化学驱、聚合物驱之后的第4种提高采收率的新的“三采”技术，并且越来越受到人们的重视。微生物采油技术不但包括微生物在油层中的生长、繁殖和代谢等生物化学过程，而且包括微生物菌体、微生物营养液、微生物代谢产物在油层中的运移，以及与岩石、油、气、水的相互作用引起的岩石、油、气、水物性的改变。
广义地说微生物采油基本方法包括两大类，一是利用微生物产品作为油田化学剂进行驱油，称为生物工艺法；另一类是利用微生物地下发酵和代谢产物提高采收率，称为微生物地下发酵提高采收率的方法。狭义的理解微生物采油是指利用微生物地下发酵提高采收率方法。
与其他方法相比，微生物采油技术具有明显的优点：1）成本低，微生物的主要营养源之一是用通常手段难以采出的石油，微生物的繁殖能力和适应性强，作用效果持续时间长这尤其对边际油田吸引力大；2）工序简单，利用常规注入设备即可实施，不必增添井场设备；3）应用范围广，不仅可开采各种类型的原油，更适于开采重油；4）注入的微生物和培养基原料来源广，容易制取，且可根据具体油藏特点，灵活调整微生物的配方；5）易于控制，通过停止注入营养液，即可终止微生物的活动；6）微生物细胞小且运动性强，能进入其他驱油工艺的盲区；7）微生物只在有油的地方繁殖并产生代谢产物，避免了表面活性剂注入或降粘剂段塞的盲目性；8）MEOR产物均可生物降解，不损害地层，不会造成环境污染，且可以在同一井中重复使用多次应用。
三、三次采油技术
三次采油技术，国外称之为强化采油提高采收率技术，是以剩余油中的不可动油为目标，利用物理、化学和生物等技术提高原油采出率的技术。20世纪40年代以前，油田开发主要依靠天然能量进行原油开采，采收率仅5%～10%，这个阶段称之为一次采油。一次采油的开发水平较低，同时使得90%左右的探明石油储量无法采出进行利用。随着对开采过程的不断深化，以及渗流理论的发展，人们逐渐认识到人工保持地层能量在采油过程中的重要性，从而提出了人工注水（气），保持油层压力的二次采油方法，这样使得原油采收率能够提高到30%～40%。目前二次采油仍是世界上各油田的主要开发方式。二次采油过后，仍有60%～70%的油留在地下。从上世纪中期开始，油田开发人员又利用物理或者化学，以及生物的方法进行采油，从而提出了三次采油新方法。
2030年，三次采油产量占石油总产量的比例将由目前的不足3%提高到15～20%。在未来的几十年内，丰富的稠油资源确定了以蒸汽驱为主的热采将成为三次采油的主要方法。注聚合物驱的使用会逐渐减少，随着油价的不断攀升，绿色环保的注二氧化碳驱的发展将迎来新的高峰。对于我国来说，在三次采油方面未来的发展方向应该有以下几点。
1.深化新技术的基础研究，为三次采油的可持续发展提供支撑。重点开展改善注水采油技术研究。加强化学驱油基础研究，尤其是表面活性剂驱油体系、泡沫复合驱体系、聚合物驱油机理的研究，不断深化三次采油的理论认识。开展油气藏流体变组分、变相态开发原理研究。开展稠油开采新技术科学基础研究，以及微生物驱的机理研究。
2.开发新型高效的驱油剂产品，为采收率进一步提高提供产品支持。经过二次采油后，剩余原油储量都集中在高含水、低渗透、稠油、高温高盐等难以动用的地层中。要动用这些储量，就对新型的驱油剂提出了更高的要求。要加大科研投入，针对低渗油藏、高温高盐油藏，稠油降粘开展驱油剂新产品开发，为下一步对此类油藏的开发提供高性能的驱油剂产品。
3.开发高效提高采收率的集成技术，针对复杂油藏，要结合不同的技术优势，研究高效的提高采收率集成技术，将是提高采收率新的发展方向。
四、结语
石油资源是一种重要的战略资源，对国家的经济发展和人民生活水平的提高具有重要作用。然而它并不是取之不尽、用之不竭的，随着勘探开发程度的加深，开采难度会逐步加大，因此提高石油采收率是是关系到一个国家能源安全的重要问题。随着原油需求的不断攀升，开发新的提高采收率技术已经是保证原油产量，确保能源安全的必然的选择。