📝 摘要
超过一半的原始地质储量在一次采油和二次采油后仍被滞留在储层中无法采出。提高采收率对于进一步开采这些剩余油至关重要。本文采用化学驱中的表面活性剂驱油方法。表面活性剂能够吸附在油水界面，将界面张力降低至 10−210−2 mN/m 以下的超低值。由于界面张力降低，原油更易被启动，油水相对渗透率提高，储层润湿性也向更亲水方向转变，从而驱替出更多剩余油，提高原油采收率。
本研究使用的储层模型基于利比亚某油田，采用CMG公司开发的STARS软件进行数值模拟。模拟结果显示：一次采油阶段（1987-1995年）利用天然能量（强水驱）生产；二次采油阶段（1995年起）采用注水驱油，最优注水速率为3000桶/天，注水时间为5年（至2000年）。2000年后进入表面活性剂驱油阶段，通过敏感性分析优化了表面活性剂浓度、注入速率和注入时间。结果表明：在表面活性剂浓度0.8%（重量）、注入速率3000桶/天、注入时间6年（2000-2006年） 的条件下，可额外采出167,167桶原油。
关键词：提高采收率；表面活性剂驱油；三次采油；STARS；数值模拟；界面张力；EOR；IFT；CMG
🖥️ CMG软件应用情况总结
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 所用软件 | CMG公司开发的STARS模拟器 |
| 软件用途 | 建立实验室和油田尺度的化学驱模型，模拟表面活性剂驱油过程 |
| 模型尺寸 | 7 × 7 × 6 层，共294个网格块，每块尺寸315 × 315 × 50 ft |
| 井网模式 | 反五点井网（中心1口注入井，四角4口生产井） |
| 模拟阶段 | 一次采油（天然能量）→ 二次采油（注水）→ 三次采油（表面活性剂驱） |
| 敏感性分析内容 | ① 表面活性剂浓度 ② 注入速率 ③ 注入时间 |
| 验证依据 | 前人实验与STARS模拟结果匹配良好（含水率、累计产油量） |
文中明确指出：STARS模拟器能够模拟实验室和油田尺度的化学驱行为，且已有多个研究（如Chaipornkaew等2013、Santos等2011、Rai等2015）验证了其可靠性。
✅ 主要结论
- 表面活性剂驱油是化学EOR中具有良好潜力的方法，可有效提高注水后的累计产油量。
- 表面活性剂浓度与界面张力的关系：浓度增加，界面张力降低，但达到临界胶束浓度后，界面张力趋于恒定。界面张力降低与采收率提高呈正相关。
- 注入时间越长，采收率越高，但增幅随时间延长逐渐减小（与浓度效应类似）。
- 注入速率越高，毛细管数越大，采收率越高。但速率过高会增加成本，且可能因剪切作用损害表面活性剂分子。
- 本油田优化后的一次采油采收率为55.5%，二次采油（注水）采收率为56.3%（强水驱是主因）。
- 本油田的主要问题是原油粘度较高，而表面活性剂不能显著改变流体粘度，因此优化后表面活性剂驱仅带来约5%的采收率提升（约16.7万桶原油）。
- 初步经济评价：表面活性剂注入成本约550万美元，额外采出原油价值约835万美元，净收益约285万美元。
🏛️ 作者及单位信息（中文）
| 作者 | 单位 |
|---|---|
| Brian Robin Stanislaus（第一作者） | 马来西亚科廷大学石油工程系 |
| Hisham Khaled Ben Mahmud（通讯作者） | 马来西亚科廷大学石油工程系 |
通讯作者简介：Hisham Khaled Ben Mahmud 博士，拥有悉尼大学和科廷大学的化学工程学士、硕士及博士学位，西澳大学油气研究生文凭。研究方向包括多相流模拟（管道、跨接管、立管）、水合物堵塞风险评估、储层基质酸化（岩心驱替实验）、以及提高采收率（CO₂、水、聚合物、表面活性剂驱）。
第一作者简介：Brian Robin Stanislaus（1993年3月23日出生），2017年7月获得马来西亚科廷大学石油工程学士学位（二等上荣誉），目前正在寻求油气行业职业发展。
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