石油采油工程技术问题探究

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石油采油工程技术问题探究

摘要:我国是一个富煤贫油的能源需求大国,随着工业产能的不断上升,对石油的需求量逐年上涨。为了满足国内的工业生产石油需求,除了从石油大国进口原油外,我国还加大了对国内油田的开采。目前,我国部分开采时间较长的油田基本到了中后期,面临着开采难度上升、开采问题频发的现状,想要稳定产量和开采安全水平,我国需要进行采油工程技术方面的改进和优化,保证我国石油事业的稳步发展。本文主要围绕石油采油工程中存在的技术问题展开分析和探讨,希望可以为推动我国石油开采事业的发展提供一些思路,仅供参考。

关键词:石油工程;采油技术;问题;对策

引言

我国在不可再生能源石油方面的技术研究起步较晚,但近些年来的进展迅速,也解决了不少石油开采中遇到的问题,为我国的石油开采事业形成了不小的助力。石油毕竟是位于地壳以下的矿藏,开采过程中不得不解决石油开采压力、地下结构稳定等问题,需要解决诸如水驱开发、三次采油、外围油田等技术应用中的问题,暴露出了不少技术上的短板。这些技术问题得不到妥善解决,对我国石油开采事业会产生不小的负面影响。

1石油采油工程技术中存在的问题分析

我国的采油技术起步时间是在20世纪50年代,最初有苏联方面提供技术支持,后随着两国关系恶化,苏联技术人员撤出,我国采油技术进入了一段停滞时期,实际开采效率得不到保障,不能满足工业生产需求。之后很长一段时间内,我国始终面临西方国家各方面的技术封锁,依靠进口技术设备来进行石油开采,导致我国的采油技术与西方发达国家存在较大差距。石油是一种不可再生的能源,开采越多、余量越少、能源危机越严重,在当今国际社会情况下,采油技术本身高能耗的问题必须得到突破,实现能耗降低、提高开采率是推动石油采油工程技术发展的关键。

1.1注水技术问题。注水是石油开采期间重要的技术,通过向石油井下注水来驱动石油上浮,提高石油的开采效率,降低开采难度,同时填充石油开采后造成的地下岩层空洞,保证地下岩层稳定。我国应用的注水技术从最初的笼统注水逐渐发展到分层注水,后又细分为固定式分层配水、活动式分层配水,随着油田开发面积不断扩大,偏心配水器应运而生。随着油田开采进入中期,地下水柱的磨损、腐蚀迫使技术人员研发小直径偏心配水器和压差式封隔器,分层石油开采中的注水技术开始有了更多契合实际情况的划分。但目前来看,注水技术始终存在有效性和效率的问题,这与注水井的测调难度高有关。不能有效注水的情况下,水驱开发效率必然受到制约,浪费现象随之而来,再加上地下注水管线必然存在的磨损和腐蚀现象,石油开采陷入高成本、低回报的困境。

1.2三次采油技术问题。在石油开采领域中,一次采油过程POR是利用地层天然压力进行采油的过程,石油采收率仅为10%—20%,二次采油过程SOR是通过注水、注气的方式来补充地层天然压力,石油采收率可提高至30%。但一次采油和二次采油所获得的石油并不能满足石油的工业使用需求,因此,专家学者们提出了三次采油的技术概念。三次采油自20世纪60年代起就成为我国提高油田采收率的重要技术。世界范围内的三次采油技术主要包括化学驱、热力驱、混合驱、微生物驱四种,其中有效率最高的目前是化学驱,最受研究人员瞩目的是表面活性剂驱。我国也在表面活性剂驱方面投入了大量的研究,以应对油田越来越复杂的开采现状,但常用的阴离子表活在面对高温高盐高含水的油藏开采时效果经常不理想。复配表活理论上驱油效果应当比较时候复杂油藏,但实际驱油效果远低于实验室值,这与地下油藏实际情况不断变化、油层数值不断降低等情况都有关。找到更理想的化学驱油技术配方是改善三次采油技术问题的关键。

1.3外围油田开采技术问题。外围油田多指开采面积不一、石油储量不一、渗透率低、层次不分明、开采难度大的油田,比如大庆油田的外围油田。外围油田开采技术主要是注水驱油技术难使用的问题,企业投入了很大的成本进行开采,但得到的石油总量和质量去与预期有很大差距。外围油田的开采技术问题明显体现了我国在开采技术上的不足。

2石油采油工程技术问题解决对策

2.1注水技术问题的解决对策。注水技术问题是石油采油工程技术问题中相对突出的一种。在石油开采正式施工期间,注水技术容易因为地下油藏环境的改变而受到影响,出现无效注水的情况;反过来,无效注水情况也有可能促使地下油藏环境发生进一步恶化,比如形成高含水率油藏。无效注水问题长时间得不到有效解决,所造成的短期和长期后果必然会对石油开采工程形成不利的影响,进而影响到石油开采工程中的挖潜处理工作和油水井分层控水工作的处理效果。为了应对石油开采水驱过程中的无效注水问题,可采取的对策主要有以下几种:第一,为了避免无效注水对分层控水工作的影响,在开采新油田期间就需要采取一定的对策,不要等到含水率上升后再考虑处理措施。新油田开采过程中,技术人员可结合新油田的实际情况选择更新、更先进的细分控制压裂技术。传统的压裂技术在遇到小层数多、油层薄、隔层薄、井段长、水淹情况复杂的小油层时,或者遇到物性差、断层多、应力情况复杂的小油层时,往往压后单井小油层的产能达不到开发需求,采用细分控制压裂技术后,能够将小油层的开采率提升上来,降低压后井下含水率的上浮比例,提高井下产能。细分控制压裂技术的实施,需要多个预测技术奠基,比如水平缝缝间干扰预测技术、难压层预测技术等;细分控制压裂技术中的控制技术主要包括分层工艺控制、射孔控制等。在实际应用过程中,细分控制压裂技术能够有效提高对难压层的预测,提高对小油层解放数量的提升,提升幅度在23.5%左右;在垂直缝薄互层分层压裂方面,比例提高至87.7%,提高了油储层的动用程度,从而有效提高了小油层的开采率。第二,在高含水期油田开采的过程中,技术人员可使用油水井分层注水技术,改善层内、层间、平面的状况,提高注水效果,提高油田开采产量。分层注水技术主要是为了应对油藏各层之间不均质性、吸水能力不同而是用的技术,只有这样才能提高注水效率和效果,避免无效注水,提高油田产量。在实际应用过程中,分层注水技术产量占油田总产量70%以上,其效果远超传统注水技术。除注水技术外,限流完井技术也是油田水驱油开采过程中的一项重要技术。限流完井技术受到石油开采实际环境的限制比较大,需要技术人员在开采前着重分析油田地质环境,判断是否适合使用限流完井技术,预测单井产量及油田总产量。且限流完井技术与细化控制压裂技术相结合能够有效应对新型厚油层开采需求,增大对地层压力的释放控制,增加油井的产能。

2.2三次采油技术问题的解决对策。在三次采油过程中,可能影响油田开采质量和效率的问题主要有几个方面:污垢、油层物性改变。第一,污垢的存在,是造成油层物性改变的原因,且会对井下开采部分设备机器的运行产生影响,限制油层的开采效率。面对这种情况,技术人员需要采取一定的防垢手段应用在井下开采设备机器上,物理防垢和化学防垢手段均可。常见的物理防垢手段如螺杆泵防垢处理,目的是通过加强井下开采部分设备本身的性能来实现防垢,保证设备正常运转;化学防垢手段主要是指有效的防垢剂等,化学防垢剂通过抑制污垢形成或溶解已形成污垢的方式来预防污垢对井下设备的影响。除此外,物理和化学融合的三元复合防垢技术也是抑制污垢对油田开采影响的重要技术。第二,为了应对油层物性发生改变对油田开采的影响,技术人员可考虑应用分层注水的方式来解决油层问题,分层注水的优势在上一点中已经有所阐述。除此外,世界范围内的油田开采工程技术研究人员都将新型驱油技术列为研究重点,表面活性剂驱油成为领域研究的主要对象,我国高等院校实验室、研究机构也在相关方面进行着不懈的尝试,努力找到油田实际应用和实验室数据之间差距的原因所在,以期提高新型驱油技术的应用效果。对于表面活性剂驱油的研究已经逐步从阴离子表活经过两性表活和非离子表活发展到表活复配阶段,表面活性剂在油田中驱油的原理主要包括如花、降低界面张力、提高表面电荷密度、改变原油流变性、聚并形成油带等。目前,脂肪醇聚氧乙烯醚乙酸盐和芥酸酰胺丙基甜菜碱这两种表活复配体系是油田化学驱的研究重点之二,但想要缩小油田实际化学驱油产能与实验室数值的差距,研究人员还有很长的路要走。

2.3外围油田开采技术问题的解决对策。外围油田普遍存在渗透率低、层次不分明等问题,常见油田开采工程技术的应用有一定的难度。外围油田开采需要技术人员先做好勘探工作,确定油田的储油量、深度、范围、岩石属性、地质结构,为开采过程中使用细分控制压裂技术等精细技术创造基础条件,提高小油层压开率,提高外围油田开采产量。在应用压裂技术过程中,技术人员需要对单井压裂泥浆等参数进行有效分析,尽可能在地貌断块、储油层渗透率低等情况下提高外围油田的采收率,提高外围油田的产能和经济效益。

3结束语

石油是当今世界最重要的资源,且是一种不可再生资源。石油的不可再生性为我国的可持续发展带来了巨大的挑战,如何提高石油的开采率,降低采油成本,是我国石油开采行业必须攻克的技术难关。我国石油开采事业虽然起步较晚,但发展比较迅速,已经开始遇到技术上的难题。采油工程技术领域的专家学者需要从技术角度入手,实现对技术的优化,推动我国石油开采事业始终走可持续发展道路。

参考文献

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作者:刘臻胜 单位:大庆油田有限责任公司第三采油厂第三油矿生产办