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【摘要】如何科学、合理、高效地开发低渗透油田是我国石油产业在今后长期、重要的战略目标和任务，对油层加电技术便是应运而生的一种提高低渗透油田的开发效率，改善开采环境从而提高采收率的技术工艺。实际在油田的开采中存在一定的电场作用，地层液体的渗流及驱油过程都是在电场的作用下进行的，油体流动时在岩-油接触面上产生一定的电动力阻碍了原油的移动，从而降低了原油的有效渗透率。用直流电直接作用于油层部位，在油层部位建立电场，对油层及其介质进行长时间的电场作用，从而消除了油层堵塞，改变了岩层的物理特性，增加了原油在油层中的渗流速度，最终达到了提高原油采收率的目的。该项技术不会对油层造成额外的污染及危害，而且电加热效应对改善固液界面的渗流特性和提高原油采收率具有重要的现实意义，在油层的开发开采中具有很好的应用前景。
【关键词】直流电加热 低渗透 高含水 增产机理
1 油层加电技术简述
随着能源需求的加大和油气勘探的不断深入，非常规油藏的勘探开采显得越来越重要，尤其是近年来缝洞型碳酸盐岩及高含水等具有储量规模大、高产能特点的非常规油藏的的开发开采，使得各种采油新技术也应运而生，油层加电技术即是其中的一种。油层加电，就其技术手段和处理目的而言，可分为油层加交流电技术和油层加直流电技术。交流电技术主要是加热油层，提高原油的流体温度从而达到降低原油粘稠度的目的，其主要用于开采稠油油藏；直流电技术可用于改善油层的孔隙结构、固液或液液界面的性质及油水在介质中的流动状态、调整油水的相互渗透率，从而提高了原油的采收率。而我们说的电加热一般是针对直流电加热油层技术而言。低渗透油藏储层具有物性差、孔隙小、微细孔隙发育、流体与岩石界面力显著、敏感矿物含量高等特点，注水采收率低、产量低、含水率上升快，应用油层加电技术很好地实现了油田的高产和稳产。此项采油技术经国内外的专家研究证明，一次采油中电加热油层可以提高采收率10%左右，增产效果较显著。
2 油层加电提高采油率的技术原理
直流电加热油层是一项提高低渗透油田开发效益的辅助技术，具有疏通油层、解除近井地带空隙堵塞的作用。它利用了岩石、油、水三者的电性差，通过电物理场对饱和流体的岩石介质施加作用，使地层中发生各种电化学效应以及电渗、电泳等多种电动力学效应，从而改变油水的渗流规律，提高油田的采收率。此项技术经过在电物理场作用下，液体在油层中的渗流产生物理化学场，综合作用于油层使原油增产，在微观上表现为电场作用下的矿物表面的电动现象和油层中流体渗流的化学反应。
2.1 电场作用下矿物表面的电动现象
在地层水的分解作用下，矿物表面会附带一定的电荷，例如，砂岩的负电荷矿物表面负电荷与地层水中的正离子发生库伦力作用，矿物表面将形成扩散双电层，当外加电位差时，扩散层中的阳离子向负极运动并拖拉水分子，导致水分子的流动，油层中的流体在运动过程中剪切扩散层或外加电场产生电动作用，比如电泳、电渗流、流动电势、沉降电势等。
2.2 电场作用下油层流体渗流的化学效应
油层流体中含有细小的砂粒、黏土粒等带电微粒，这些带电微粒在电场作用下可以产生电泳并改变其表面性质，使其在运动过程中聚集变粗，从而提高储层的渗流速度，降低流体阻力。在电场的作用下油层导电，包括电子导电和离子导电，并通过地层水传导电流，其电解过程提高了油体的渗流和岩石的润湿性。
2.3 增产机理
首先，在油层加电驱油的过程中，直流电场作用下油层矿物中的油和水两相流动产生电渗效应，在采用时通过阻滞水流而间接对油体的流动起到了推动作用；其次在电场作用下，油层产生电泳效应，导致了矿物岩层中微细颗粒的聚结和粘土矿物性质的改变，使储层结构更加疏松，渗透率提高，从而有利于油水的流动。而且在直流电场的作用下，黏土矿物质放电，使流体在其中的阻力降低，从而提高了岩石的渗透率，提高了采油率；三是流体的电解产生的离子或带电微粒间的相互移动反应可产生表面活性剂，具有降低油水界面张力的作用，从而提高了采收率；四是油层通电使岩石的润湿性增加从而改变了油水的分布状态和流动规律，使润湿性向残余油聚集的方向移动，增大了波及系数而提高了采收率。
3 油层加电技术适用的对象
这项采油新技术尤其适用于提高固液界面及液液界面作用强烈的低渗透油层的原油采收率，同时这项技术也可以用来降低油田井的含水率，在电流的作用下，注入井周围可以形成碱性环境，从而增强了注水驱油的效果。另外，利用直流电场提高原油采收率技术对储油层的岩性、渗透率等没有严格的要求，在油田各个开发阶段都可达到增油降水的效果，对于高含水开采期效果更加显著。举个例子来说，目前我国大庆油田、胜利油田等已进入高含水甚至特高含水的开采期，主力油层剩余油分布零散，导致注水效果较差，而新增储量的油层大多数是渗透率低、物理性质差的薄油层。对于高含水开采期剩余油的挖掘和低渗透、特低渗透、高泥质油层的开采运用直流电场加热油层技术，对于控制原油的含水量、提高采收率从而实现原油的高产稳产起到了显著的效果。这项技术经国内外的几个大油田（比如美国德克萨斯州Little Tom油田、华北油田等）的实验效果表明，油层加直流电确实起到了增油降水的预期效果，提高了原油的采收率。
4 结语
油层加直流电场技术具有非常广阔的发展前景，无论在提高原油采收率还是在油层及井口通电设备的安全性方面都具有良好的实际效果，目前在各大油田应用已经取得了预期的增产效果。该项技术对储层的岩性及渗透性没有特别严格的要求，在石油开采的各个阶段均可实行，对高含水开采区效果尤其显著。如今油田的开采进入了高含水和特高含水的开采阶段，主油层内部的剩余油层分布零碎，注水效果较差，而新增加的油储主要是低渗透率、物理性质较差的薄油层，所以利用直流电加热油层的技术能够在一定程度上提高原油的采收率，达到增产的效果。
虽然油层加电技术经过层层的实践研究确实保证了油田的开采实现了稳产及高效性，但是为了达到工业大量生产的目的，这项技术还需要广大的科研工作者进行更加深入的研究，以便更好地实现科技服务于生产力的总体目标，造福于人民。
【关键词】直流电加热 低渗透 高含水 增产机理
1 油层加电技术简述
随着能源需求的加大和油气勘探的不断深入，非常规油藏的勘探开采显得越来越重要，尤其是近年来缝洞型碳酸盐岩及高含水等具有储量规模大、高产能特点的非常规油藏的的开发开采，使得各种采油新技术也应运而生，油层加电技术即是其中的一种。油层加电，就其技术手段和处理目的而言，可分为油层加交流电技术和油层加直流电技术。交流电技术主要是加热油层，提高原油的流体温度从而达到降低原油粘稠度的目的，其主要用于开采稠油油藏；直流电技术可用于改善油层的孔隙结构、固液或液液界面的性质及油水在介质中的流动状态、调整油水的相互渗透率，从而提高了原油的采收率。而我们说的电加热一般是针对直流电加热油层技术而言。低渗透油藏储层具有物性差、孔隙小、微细孔隙发育、流体与岩石界面力显著、敏感矿物含量高等特点，注水采收率低、产量低、含水率上升快，应用油层加电技术很好地实现了油田的高产和稳产。此项采油技术经国内外的专家研究证明，一次采油中电加热油层可以提高采收率10%左右，增产效果较显著。
2 油层加电提高采油率的技术原理
直流电加热油层是一项提高低渗透油田开发效益的辅助技术，具有疏通油层、解除近井地带空隙堵塞的作用。它利用了岩石、油、水三者的电性差，通过电物理场对饱和流体的岩石介质施加作用，使地层中发生各种电化学效应以及电渗、电泳等多种电动力学效应，从而改变油水的渗流规律，提高油田的采收率。此项技术经过在电物理场作用下，液体在油层中的渗流产生物理化学场，综合作用于油层使原油增产，在微观上表现为电场作用下的矿物表面的电动现象和油层中流体渗流的化学反应。
2.1 电场作用下矿物表面的电动现象
在地层水的分解作用下，矿物表面会附带一定的电荷，例如，砂岩的负电荷矿物表面负电荷与地层水中的正离子发生库伦力作用，矿物表面将形成扩散双电层，当外加电位差时，扩散层中的阳离子向负极运动并拖拉水分子，导致水分子的流动，油层中的流体在运动过程中剪切扩散层或外加电场产生电动作用，比如电泳、电渗流、流动电势、沉降电势等。
2.2 电场作用下油层流体渗流的化学效应
油层流体中含有细小的砂粒、黏土粒等带电微粒，这些带电微粒在电场作用下可以产生电泳并改变其表面性质，使其在运动过程中聚集变粗，从而提高储层的渗流速度，降低流体阻力。在电场的作用下油层导电，包括电子导电和离子导电，并通过地层水传导电流，其电解过程提高了油体的渗流和岩石的润湿性。
2.3 增产机理
首先，在油层加电驱油的过程中，直流电场作用下油层矿物中的油和水两相流动产生电渗效应，在采用时通过阻滞水流而间接对油体的流动起到了推动作用；其次在电场作用下，油层产生电泳效应，导致了矿物岩层中微细颗粒的聚结和粘土矿物性质的改变，使储层结构更加疏松，渗透率提高，从而有利于油水的流动。而且在直流电场的作用下，黏土矿物质放电，使流体在其中的阻力降低，从而提高了岩石的渗透率，提高了采油率；三是流体的电解产生的离子或带电微粒间的相互移动反应可产生表面活性剂，具有降低油水界面张力的作用，从而提高了采收率；四是油层通电使岩石的润湿性增加从而改变了油水的分布状态和流动规律，使润湿性向残余油聚集的方向移动，增大了波及系数而提高了采收率。
3 油层加电技术适用的对象
这项采油新技术尤其适用于提高固液界面及液液界面作用强烈的低渗透油层的原油采收率，同时这项技术也可以用来降低油田井的含水率，在电流的作用下，注入井周围可以形成碱性环境，从而增强了注水驱油的效果。另外，利用直流电场提高原油采收率技术对储油层的岩性、渗透率等没有严格的要求，在油田各个开发阶段都可达到增油降水的效果，对于高含水开采期效果更加显著。举个例子来说，目前我国大庆油田、胜利油田等已进入高含水甚至特高含水的开采期，主力油层剩余油分布零散，导致注水效果较差，而新增储量的油层大多数是渗透率低、物理性质差的薄油层。对于高含水开采期剩余油的挖掘和低渗透、特低渗透、高泥质油层的开采运用直流电场加热油层技术，对于控制原油的含水量、提高采收率从而实现原油的高产稳产起到了显著的效果。这项技术经国内外的几个大油田（比如美国德克萨斯州Little Tom油田、华北油田等）的实验效果表明，油层加直流电确实起到了增油降水的预期效果，提高了原油的采收率。
4 结语
油层加直流电场技术具有非常广阔的发展前景，无论在提高原油采收率还是在油层及井口通电设备的安全性方面都具有良好的实际效果，目前在各大油田应用已经取得了预期的增产效果。该项技术对储层的岩性及渗透性没有特别严格的要求，在石油开采的各个阶段均可实行，对高含水开采区效果尤其显著。如今油田的开采进入了高含水和特高含水的开采阶段，主油层内部的剩余油层分布零碎，注水效果较差，而新增加的油储主要是低渗透率、物理性质较差的薄油层，所以利用直流电加热油层的技术能够在一定程度上提高原油的采收率，达到增产的效果。
虽然油层加电技术经过层层的实践研究确实保证了油田的开采实现了稳产及高效性，但是为了达到工业大量生产的目的，这项技术还需要广大的科研工作者进行更加深入的研究，以便更好地实现科技服务于生产力的总体目标，造福于人民。