[科普中国]-多次接触混相驱

多级接触混相驱是气体混相驱油方法的一种，是指排驱气体在地层中推进时，多次(级)与地层中的原油接触后才能达到混相的排驱过程，它可以进一步分为凝析气驱(如富气驱)和蒸发气驱(如二氧化碳驱、干气驱、氮气驱、烟道气驱等)。1

简介气体混相驱是提高采收率（EOR）的一种方法，其目的是利用注入气体能与原油达到混相的特性，使注入流体与原油之间的界面消失，即界面张力降低至零，从而驱替出油藏的残余油。气体混相驱按混相机理可分为一次接触混相驱和多次接触混相驱。2

多次接触混相驱是指在注入气体后，油藏原油与注入气之间出现就地的组分传质作用，形成一个驱替相过渡带，其流体组成由原油组成变化过渡为注人流体的组成，这种原油与注入流体在流动过程中重复接触而靠组分的就地传质作用达到混相的过程，称作“多次接触混相”或“动态混相”。3

机理用于注气开采的气体，在具体应用过程中各有利弊。烷烃气体具有地层油的某些特性，在注入时不污染、不损坏地层，特别是它同地层油之间可以进行十分有利的物质传递，以至达到混相，使注入气同接触的区域内残留油饱和度很低。因此，烃类气体用于气驱是很有诱惑力的。

烃类气可以是甲烷(干气)、富气以及像丙烷这样的液化气，这些气体在相对低的压力下依地层油的组成及温度可以与原油混相，或者在驱替过程中发展成混相。即使注人气和原油之间不能达到混相，通过气一液的传质作用、气体的溶解也会使原油体积膨胀、黏度降低，地层能量补充以及重力稳定驱替等机理也可以起到提高采收率的作用。3

分类干气混相驱干气是指甲烷含量超过85%的天然气。高压干气混相驱是指在高压下将甲烷为主的干气注入油层，通过干气与原油多次接触达到混相的驱替过程。注入的干气与原油多次接触后形成了一个由富含C2～C6气体与原油的混相带，如图1所示。这种方法不像富气驱是通过富气中C2～C6中间组分凝析到原油中达到混相，而是干气从原油中抽提出中间组分加富而已，使注入气体的组成和与之相接触的原油的组成接近，从而达到混相。

如果原油中富含C2～C6组分，而且地层压力很高，干气驱才能是混相驱。高压干气驱方法的优点在于成本低，干气可循环注入。但是，高压干气驱的注气压力要求很高，对注入设备和原油的组成要求很严，因此其适用性较差。此外，重力分异效应较严重，尤其是在非均性油藏中更为突出。2

二氧化碳驱CO2驱是指注入的CO2段塞通过降低原油黏度、膨胀原油体积，以及多次接触混相等机理提高油藏采收率的方法。在中等压力下注入的CO2开始与原油接触时，并不能立即达到混相，但可以形成一个类似于干气驱的混相前缘，CO2抽提原油中大量的C2～C6组分达到混相。但是在高压下，CO2有时又类似于富气驱，CO2可以溶解于原油中，相当于富气驱的中间组分凝析到原油中那样。图2为CO2驱工艺示意图。在CO2段塞前缘是CO2一原油混相带，其中富含C2～C6组分。为了控制CO2驱的流度，通常采取CO2一水交替注入的方法。

一般注入的CO2段塞尺寸为12%～40%孔隙体积，后面接着注入的是泡沫或水。因为CO2、泡沫或水交替注入可以大大地降低流度比，提高注入流体的波及效率。相对来说，CO2驱在低压下能够达到混相，比高压注干气方法的应用范围更广，但受到CO2资源量的限制，除非存在大型天然的气藏。此外，CO2驱会带来严重的腐蚀、结垢、沥青沉积等问题。尽管如此，CO2驱仍是应用最广的气体混相驱方法，在提高采收率方法中占有显著的位置。2

氮气驱N2驱与高压干气驱类似，是指注入N2与原油通过多次接触达到混相的一种提高采收率方法。注入的N2与原油接触，抽提原油中的C2～C6中间组分，使N2自身不断地富化，接近原油的组成，从而达到动态混相。在N2驱时，除了混相驱机理外，N2的重力排驱及保持油藏压力效应均有用助于提高采收率。

N2驱要求原油中必须含有足够的C2～C6中间组分，而且地层压力较高，因此，N2驱适应于高压轻质油藏。N2驱成本低，气源来源于空气，其成本是天然气的1/4，是CO2的1/3～1/2。N2气源还可以从烟道气中获得，从而缓解环境压力，变废为宝。但是，N2驱混相的条件较为严格，只有在高压、轻质油藏，才能达到混相。在相同条件下，N2与原油达到混相所需的压力比CO2和富气高得多。2

应用在气体多次接触混相驱的应用中，富气驱和CO2驱所需的混相压力较低，对原油组成的要求也低；而干气驱、N2驱和烟道气驱所需的混相压力高，对原油的要求也高。因此，对于一定的油藏，富气驱和CO2驱能够获得较高的采收率。鉴于注气的成本和最终采收率，CO2驱是气体混相驱中最有吸引力的提高采收率方法。1

在油层压力和温度合适的条件下，二氧化碳可以高度溶于油和水。当油和水内含有大量溶解的二氧化碳时，它们的黏度、密度和压缩性都得到改善，有助于提高采油效率。4

本词条内容贡献者为:

王强 - 副教授 - 西南大学