📝 摘要
全球可用的石油储量经过勘探和商业化开发，以获得其中所含的化石燃料。多年来，由于持续开采，这些储量逐渐枯竭，这促使人们要么发现新的储量，要么提出更有效的方法来提取化石燃料。提高采收率的实施是为了提取在一次采油和二次采油机制中无法采出、以残余油形式 trapped 在储层中的剩余油。
碱驱不仅是最便宜的EOR方法之一，也是最经济的方法之一，因为它易于获取且不是非常复杂的物质。碱驱的基本概念是以一定的浓度和速率将碱注入储层，碱与原油中的酸性物质反应生成皂类，即一种原位表面活性剂。由于这一反应，生成的表面活性剂降低了油与储层岩石之间的界面张力，从而提高了波及效率。
本研究的目的是利用计算机建模集团软件中的储层流体和岩石数据构建模拟模型，评估改变碱浓度、注入速率和注入时间的影响。进行了敏感性分析，结果表明，除了改变碱参数也能提高产量外，井网和射孔层位对生产也有显著影响。
关键词：提高采收率；EOR；三次采油；碱驱；界面张力；IFT；数值模拟；CMG；STARS
🖥️ 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 |
| 模型尺寸 | 7 × 7 × 6 层，共293个网格块，每块尺寸315 × 315 × 10 ft |
| 井网模式 | 反五点井网（4口生产井 + 1口注入井） |
| 储层特点 | 弱油膨胀、强水驱、无断层、等温 |
| 模拟阶段 | 一次采油（天然能量）→ 二次采油（注水）→ 三次采油（碱驱） |
| 敏感性分析内容 | ① 碱浓度 ② 注入速率 ③ 注入时间（连续 vs. 间歇） |
文中明确指出：STARS模拟器被用于构建储层模型，并分别模拟了三个采油阶段，以确定最优的井网配置、射孔层位和碱驱参数。
✅ 主要结论
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碱浓度与界面张力的关系：碱浓度增加时，界面张力值下降——这一趋势持续到最佳浓度点（约1.0%）。超过此点后，界面张力反而再次上升。
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界面张力与采收率的关系：界面张力降低意味着采收率提高。IFT越低，原油采收率越高，累计产油量也越大。
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注入速率的影响：碱的注入速率增加时，采收率提高。但速率过高会减少碱与原油的接触时间与接触面积，导致反应不充分，引发早期水突破。
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注入速率过低的问题：碱注入速率过低时，无法提供足够的能量促进相互作用，导致产量低下。
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注入时间的影响：碱驱时间越长，采收率越高。连续注入优于间歇注入，且应在注水采油不再经济可行时尽早开始碱驱。
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碱驱的潜力：通过本次模拟研究证明，采用碱驱方法的化学驱EOR在石油工业中具有巨大潜力。
📊 不同采油阶段结果对比
| 采油阶段 | 采收率 (%) | 累计产油量 (bbl) | 增量 (bbl) |
|---|---|---|---|
| 一次采油 | 48% | 1,700,000 | — |
| 二次采油（注水） | 57% | 2,000,000 | +300,000 |
| 三次采油（碱驱） | 64% | 2,300,000 | +300,000 |
💰 经济评价
| 项目 | 数值 |
|---|---|
| 碱注入总量 | 38,000 桶（19年） |
| 碱体积 | 6,042 m³ |
| NaOH密度 | 1,250 kg/m³ |
| NaOH需求量 | ≈ 7,553 吨 |
| NaOH单价（阿里巴巴） | USD 600/吨 |
| 总成本 | ≈ USD 450万元 |
🏛️ 作者及单位信息（中文）
| 作者 | 单位 |
|---|---|
| Yuhashinee Ravichandran（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，拥有特里波利大学学士学位、悉尼大学硕士学位及科廷大学博士学位（均为化学工程），并获西澳大学油气研究生文凭。专长包括海底系统多相流模拟（管道、跨接管、立管中的压降和持液率评估）、弯管水合物堵塞风险评估。近期研究方向包括储层基质酸化（岩心驱替实验，观察虫孔和沉淀反应）以及利用不同注入流体（CO₂、水、聚合物、表面活性剂）在老油田实施提高采收率。
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