提高稠油采收率的主要方法和机理
在低的碱质量分数和低的盐含量下，由于低界面张力使油乳化在碱水相中，但油珠半径较大。因此当它向前移动时，就被捕集，增加了水的流动阻力，即降低了水的流度，从而改善了流度比，增加了波及系数，提高了采收率。
(4)由油湿反转为水湿(OW→WW)机理
在高的碱质量分数和低的盐含量下，碱可通过改变吸附在岩石表面的油溶性表面活性剂在水中溶解度而解吸，恢复岩石表面原来的亲水性，使岩石表面由油湿反转为水湿，提高了洗油效率，同时也可以使油水相对渗透率发生变化，形成有利的流度比，提高了波及系数。
(5)由水湿反转为油湿(WW→OW)机理
在高的碱质量分数和高的盐含量下，碱与石油酸反应生成的表面活性剂主要分配到油相并吸附到岩石表面上来，使岩石表面从水湿转变为油湿。这样，非连续的剩余油变成连续的油相，为原油流动提供通道。如图所示2-3所示。
图2-3 通过WW→OW机理提高采收率
(6)自发乳化与聚并机理 在最佳的碱质量分数下，原油可自发乳化到碱水之中，这种自发乳化现象是由于油中的石油酸与碱水中的碱在表面上反应产生表面活性剂，先是浓集在界面上，然后扩散至碱水中引起的。
(7)增溶刚性膜机理
在三次采油时，油处在分散状态，沥青质可在油水界面上形成一层刚性
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提高稠油采收率的主要方法和机理
膜。这种膜的存在，使油珠通过孔喉结构时不易变形通过，使水不能油效排驱剩余油。碱水的注入，增加了沥青质的水溶性，使它刚性减小，提高了剩余油的流动能力。
2.2.3.2 碱驱油藏的筛选标准
符合表2-6要求的油田适合碱驱[20]。
表2-6注蒸汽开采技术与火烧油层技术的油藏筛选标准
参 数 原油 水 油藏 密度/(g·cm-3) 粘度/( mPa·s) 成分 矿化度/(mg·L-1) Ca2+、Mg2+含量/(mg·L-1) 含油饱和度/VP 厚度/m 渗透率×103/μm2 埋深/m 温度/℃ 岩性 要 求 <0.934 <35 不限 <4×104 <500 >0.35 不限 >10 <2740 <93 砂岩(少含石膏和粘土) 2.2.3.2 碱驱的存在问题
碱驱主要存在四个问题：
(1)碱耗，碱主要损耗与地层和地层水中的二价金属离子反应。这里的碱耗是指1g矿物所损耗的以mmol为单位表示的氢氧化钠的量，二价金属离子含量高的地层水会引起可观的碱耗。在这种情况下，可用淡水预冲洗地层，使这部分地层与后来注入的碱水隔开。
(2)结垢，配碱溶液用水的Ca2+、Mg2+可引起注入系统和注入井近井地带结垢；碱与地层矿物反应产生的可溶性硅酸盐和铝酸盐，也可在油井产出时与其它方向的来水中的Ca2+、Mg2+反应，引起油井近井地带和生产系统结垢。可用防垢剂(主要为氨基多磷酸盐和氨基多羧酸盐)防垢。在注入井中，防垢剂可加到配碱用水中使用；在油井中，防垢剂可注到结垢部位使用，但
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提高稠油采收率的主要方法和机理
最好使将防垢剂挤入地层，让它吸附或沉积在地层表面，随后为产出水逐渐解吸或溶解而起防垢作用。
(3)乳化，乳化机理是碱驱的重要机理，碱驱的产出液为原油与水的乳状液，碱与石油酸反应生成表面活性剂在低盐含量条件下为水溶性表面活性剂，可生成水包油乳状液，在高盐含量条件下为油溶性表面活性剂，可生成油包水乳状液。若碱驱产出液为水包油乳状液，则可用水包油乳状液破乳剂和(或)高频高压交流电场破乳。若碱驱产出液为油包水乳状液，则可用油包水乳状液破乳剂和(或)高压交流电场或高压直流电场破乳。
(4)流度控制，由于碱水的流度高，而油的流度低，所以碱水很易沿高渗透层指进入油井而不起驱油作用。当碱驱用于开采粘度较高而碱驱机理又是按低界面张力和乳化-携带机理设计时，这个问题显得特别突出。因此在注入碱水之后必须注入流度控制剂控制碱水的流度，使它能平稳地通过起驱油作用。
2.3 微生物驱采油技术
微生物采油技术已有70多年的历史，上世纪20年代，美国Beckman就指出细菌有利于开采石油。稠油微生物开采技术是微生物采油技术的延伸，也是人们对稠油开采的一种新的尝试。美国、加拿大等欧美国家早在上世纪60～70年代就开始应用这种方法开采稠油，我国起步相对较晚。上世纪末辽河油田率先在国内开展稠油微生物开采技术的室内研究和现场试验，取得一定成果。随后大庆、胜利、新疆、大港、青海等油田相继开始稠油微生物开采技术的研究和应用。从整体上讲，目前该技术在国内外还处于试验研究阶段，真正实现工业化的项目还不多。近年来，随着稠油微生物开采技术研究的不断深入及其在稠油开采领域良好潜力的展现，该技术在国内许多油田开始受到重视。
应用微生物提高石油采收率有三种方法。
(1)生物工艺法采油。以地面上发酵好的培养液中提取出胞外的代谢产物，再将这些物质的溶液注入油藏促进石油的采出。
(2)异源微生物采油。细菌的孢子与所需的营养物一道注进油藏，在油藏条件下它们生长并生产出在某些方面有利于石油采出的生物产物。
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提高稠油采收率的主要方法和机理
(3)本源微生物采油。根据油层微生物种类、数量和生长特性，研制相应的激活剂激活那些对提高石油采收率有利的微生物，从而产生大量代谢产物，增加出油量。
第一种方法包括生物表面活性剂和生物聚合物(黄原胶)，均有商业化应用，只是成本较高。目前研究的重点是通过现代分子学生物技术筛选并培育 高产优势菌株，简化分离工艺，降低成本。
第二种和第三种方法在油田较容易实现，被广泛采用[21]。 2.3.1 微生物开采机理
微生物在油藏条件下增加石油采收率可能的机理总结如下： (1)微生物降解高分子量石油烃，主要是正构烷烃和脂环烃及芳烃侧链从面降低原油粘度或凝固点，改善其流动性，增加出油量。
(2)产生低分子量有机酸，溶蚀孔喉中岩石表面的碳酸盐矿物或无机垢改善地层的渗透性，提高原油产量。
(3)产生气体如二氧化碳、甲烷、氮气等，增加地层压力，降低原油粘度，二氧化碳还能溶解碳酸盐矿物，增加渗透性，这些均可提高出油量。 (4)产生低分子量有机溶剂，如醇、酮、酯类等溶于原油中，降低原油粘度，或作为助表面活性剂，改善其流动性。
(5)产生表面活性物质，降低界面能力，改变润源性，提高注入水的洗油能力，表面活性物质还能使原油分散、重油乳化，从而提高稠油采收率。 (6)产生生物聚合物，增加注入水的粘度，改善流度比，并能封堵高渗透层，深部调剂，改善水的波及效率，增加剩余油采收率。
(7)细菌残体还能封堵高渗透层，改变水流方向，改善水驱效果，增加产油量。
2.3.2 稠油微生物开采技术的优势及问题
与传统的稠油开采技术相比，稠油微生物开采技术具有施工简单、成本低廉、效果好。对地层非均质性敏感性小，不损害地层，不污染环境，可在同一油藏或油井反复使用等优点。但就目前而言，仍存在一些问题。从菌种方面来讲，稠油微生物开采对菌种要求高，要筛选出高效、广谱菌种难度大；所筛选的稠油微生物开采菌种长时间使用后会发生变异，采油效果重复性差。从外界条件方面来讲，油田复杂的地质条件如高温、高压、高矿化度等
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提高稠油采收率的主要方法和机理
对微生物生长不利，稠油微生物开采菌种的生长和功效受阻，直接影响稠油微生物开采的效果；不同的油田或油井对菌种的要求不同，同一菌种在不同油田或油井使用时开采效果不稳定，在菌种使用上易产生盲目性。
稠油微生物开采中菌种是决定开采效果的重要因素，对稠油微生物开采菌种的研究，应以筛选培养出对恶劣油藏地质条件适应性强、高效、广谱的稠油降粘菌为重点和方向[22]。
2.4 本章小结
本章介绍了几种提高采收率的主要技术，包括热力采油(蒸汽驱、蒸汽吞吐、火烧油层)、化学驱(聚合物驱、表面活性剂驱、碱驱)、微生物驱、等，通过具体分析得出以下结论：
(1)注蒸汽开发方法，包括蒸汽吞吐和蒸汽驱，都是最有效、也是最主要的稠油热采技术。
(2)多轮次的蒸汽吞吐开发后，其经济效益已越来越差，转换开发方式已势在必行。
(3)化学采油技术由于成本的限制，开发一种价格低廉、高温稳定性好的化学剂是稠油开发的关键。
(5)利用微生物开采，通过微生物的作用将稠油降解，这就需要积极寻找优良菌种，对其进行研究开发，使其达到降解的目的。
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