談石油采油工程技術(shù)存在問(wèn)題

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摘要：我國(guó)是一個(gè)富煤貧油的能源需求大國(guó)，隨著工業(yè)產(chǎn)能的不斷上升，對(duì)石油的需求量逐年上漲。為了滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)的工業(yè)生產(chǎn)石油需求，除了從石油大國(guó)進(jìn)口原油外，我國(guó)還加大了對(duì)國(guó)內(nèi)油田的開(kāi)采。目前，我國(guó)部分開(kāi)采時(shí)間較長(zhǎng)的油田基本到了中后期，面臨著開(kāi)采難度上升、開(kāi)采問(wèn)題頻發(fā)的現(xiàn)狀，想要穩(wěn)定產(chǎn)量和開(kāi)采安全水平，我國(guó)需要進(jìn)行采油工程技術(shù)方面的改進(jìn)和優(yōu)化，保證我國(guó)石油事業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。本文主要圍繞石油采油工程中存在的技術(shù)問(wèn)題展開(kāi)分析和探討，希望可以為推動(dòng)我國(guó)石油開(kāi)采事業(yè)的發(fā)展提供一些思路，僅供參考。

關(guān)鍵詞：石油工程；采油技術(shù)；問(wèn)題；對(duì)策

引言

我國(guó)在不可再生能源石油方面的技術(shù)研究起步較晚，但近些年來(lái)的進(jìn)展迅速，也解決了不少石油開(kāi)采中遇到的問(wèn)題，為我國(guó)的石油開(kāi)采事業(yè)形成了不小的助力。石油畢竟是位于地殼以下的礦藏，開(kāi)采過(guò)程中不得不解決石油開(kāi)采壓力、地下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等問(wèn)題，需要解決諸如水驅(qū)開(kāi)發(fā)、三次采油、外圍油田等技術(shù)應(yīng)用中的問(wèn)題，暴露出了不少技術(shù)上的短板。這些技術(shù)問(wèn)題得不到妥善解決，對(duì)我國(guó)石油開(kāi)采事業(yè)會(huì)產(chǎn)生不小的負(fù)面影響。

1石油采油工程技術(shù)中存在的問(wèn)題分析

我國(guó)的采油技術(shù)起步時(shí)間是在20世紀(jì)50年代，最初有蘇聯(lián)方面提供技術(shù)支持，后隨著兩國(guó)關(guān)系惡化，蘇聯(lián)技術(shù)人員撤出，我國(guó)采油技術(shù)進(jìn)入了一段停滯時(shí)期，實(shí)際開(kāi)采效率得不到保障，不能滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)需求。之后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)始終面臨西方國(guó)家各方面的技術(shù)封鎖，依靠進(jìn)口技術(shù)設(shè)備來(lái)進(jìn)行石油開(kāi)采，導(dǎo)致我國(guó)的采油技術(shù)與西方發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大差距。石油是一種不可再生的能源，開(kāi)采越多、余量越少、能源危機(jī)越嚴(yán)重，在當(dāng)今國(guó)際社會(huì)情況下，采油技術(shù)本身高能耗的問(wèn)題必須得到突破，實(shí)現(xiàn)能耗降低、提高開(kāi)采率是推動(dòng)石油采油工程技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。

1.1注水技術(shù)問(wèn)題

注水是石油開(kāi)采期間重要的技術(shù)，通過(guò)向石油井下注水來(lái)驅(qū)動(dòng)石油上浮，提高石油的開(kāi)采效率，降低開(kāi)采難度，同時(shí)填充石油開(kāi)采后造成的地下巖層空洞，保證地下巖層穩(wěn)定。我國(guó)應(yīng)用的注水技術(shù)從最初的籠統(tǒng)注水逐漸發(fā)展到分層注水，后又細(xì)分為固定式分層配水、活動(dòng)式分層配水，隨著油田開(kāi)發(fā)面積不斷擴(kuò)大，偏心配水器應(yīng)運(yùn)而生。隨著油田開(kāi)采進(jìn)入中期，地下水柱的磨損、腐蝕迫使技術(shù)人員研發(fā)小直徑偏心配水器和壓差式封隔器，分層石油開(kāi)采中的注水技術(shù)開(kāi)始有了更多契合實(shí)際情況的劃分。但目前來(lái)看，注水技術(shù)始終存在有效性和效率的問(wèn)題，這與注水井的測(cè)調(diào)難度高有關(guān)。不能有效注水的情況下，水驅(qū)開(kāi)發(fā)效率必然受到制約，浪費(fèi)現(xiàn)象隨之而來(lái)，再加上地下注水管線必然存在的磨損和腐蝕現(xiàn)象，石油開(kāi)采陷入高成本、低回報(bào)的困境。

1.2三次采油技術(shù)問(wèn)題

在石油開(kāi)采領(lǐng)域中，一次采油過(guò)程POR是利用地層天然壓力進(jìn)行采油的過(guò)程，石油采收率僅為10%—20%，二次采油過(guò)程SOR是通過(guò)注水、注氣的方式來(lái)補(bǔ)充地層天然壓力，石油采收率可提高至30%。但一次采油和二次采油所獲得的石油并不能滿(mǎn)足石油的工業(yè)使用需求，因此，專(zhuān)家學(xué)者們提出了三次采油的技術(shù)概念。三次采油自20世紀(jì)60年代起就成為我國(guó)提高油田采收率的重要技術(shù)。世界范圍內(nèi)的三次采油技術(shù)主要包括化學(xué)驅(qū)、熱力驅(qū)、混合驅(qū)、微生物驅(qū)四種，其中有效率最高的目前是化學(xué)驅(qū)，最受研究人員矚目的是表面活性劑驅(qū)。我國(guó)也在表面活性劑驅(qū)方面投入了大量的研究，以應(yīng)對(duì)油田越來(lái)越復(fù)雜的開(kāi)采現(xiàn)狀，但常用的陰離子表活在面對(duì)高溫高鹽高含水的油藏開(kāi)采時(shí)效果經(jīng)常不理想。復(fù)配表活理論上驅(qū)油效果應(yīng)當(dāng)比較時(shí)候復(fù)雜油藏，但實(shí)際驅(qū)油效果遠(yuǎn)低于實(shí)驗(yàn)室值，這與地下油藏實(shí)際情況不斷變化、油層數(shù)值不斷降低等情況都有關(guān)。找到更理想的化學(xué)驅(qū)油技術(shù)配方是改善三次采油技術(shù)問(wèn)題的關(guān)鍵。

1.3外圍油田開(kāi)采技術(shù)問(wèn)題

外圍油田多指開(kāi)采面積不一、石油儲(chǔ)量不一、滲透率低、層次不分明、開(kāi)采難度大的油田，比如大慶油田的外圍油田。外圍油田開(kāi)采技術(shù)主要是注水驅(qū)油技術(shù)難使用的問(wèn)題，企業(yè)投入了很大的成本進(jìn)行開(kāi)采，但得到的石油總量和質(zhì)量去與預(yù)期有很大差距。外圍油田的開(kāi)采技術(shù)問(wèn)題明顯體現(xiàn)了我國(guó)在開(kāi)采技術(shù)上的不足。

2石油采油工程技術(shù)問(wèn)題解決對(duì)策

2.1注水技術(shù)問(wèn)題的解決對(duì)策

注水技術(shù)問(wèn)題是石油采油工程技術(shù)問(wèn)題中相對(duì)突出的一種。在石油開(kāi)采正式施工期間，注水技術(shù)容易因?yàn)榈叵掠筒丨h(huán)境的改變而受到影響，出現(xiàn)無(wú)效注水的情況；反過(guò)來(lái)，無(wú)效注水情況也有可能促使地下油藏環(huán)境發(fā)生進(jìn)一步惡化，比如形成高含水率油藏。無(wú)效注水問(wèn)題長(zhǎng)時(shí)間得不到有效解決，所造成的短期和長(zhǎng)期后果必然會(huì)對(duì)石油開(kāi)采工程形成不利的影響，進(jìn)而影響到石油開(kāi)采工程中的挖潛處理工作和油水井分層控水工作的處理效果。為了應(yīng)對(duì)石油開(kāi)采水驅(qū)過(guò)程中的無(wú)效注水問(wèn)題，可采取的對(duì)策主要有以下幾種：第一，為了避免無(wú)效注水對(duì)分層控水工作的影響，在開(kāi)采新油田期間就需要采取一定的對(duì)策，不要等到含水率上升后再考慮處理措施。新油田開(kāi)采過(guò)程中，技術(shù)人員可結(jié)合新油田的實(shí)際情況選擇更新、更先進(jìn)的細(xì)分控制壓裂技術(shù)。傳統(tǒng)的壓裂技術(shù)在遇到小層數(shù)多、油層薄、隔層薄、井段長(zhǎng)、水淹情況復(fù)雜的小油層時(shí)，或者遇到物性差、斷層多、應(yīng)力情況復(fù)雜的小油層時(shí)，往往壓后單井小油層的產(chǎn)能達(dá)不到開(kāi)發(fā)需求，采用細(xì)分控制壓裂技術(shù)后，能夠?qū)⑿∮蛯拥拈_(kāi)采率提升上來(lái)，降低壓后井下含水率的上浮比例，提高井下產(chǎn)能。細(xì)分控制壓裂技術(shù)的實(shí)施，需要多個(gè)預(yù)測(cè)技術(shù)奠基，比如水平縫縫間干擾預(yù)測(cè)技術(shù)、難壓層預(yù)測(cè)技術(shù)等；細(xì)分控制壓裂技術(shù)中的控制技術(shù)主要包括分層工藝控制、射孔控制等。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，細(xì)分控制壓裂技術(shù)能夠有效提高對(duì)難壓層的預(yù)測(cè)，提高對(duì)小油層解放數(shù)量的提升，提升幅度在23.5%左右；在垂直縫薄互層分層壓裂方面，比例提高至87.7%，提高了油儲(chǔ)層的動(dòng)用程度，從而有效提高了小油層的開(kāi)采率。第二，在高含水期油田開(kāi)采的過(guò)程中，技術(shù)人員可使用油水井分層注水技術(shù)，改善層內(nèi)、層間、平面的狀況，提高注水效果，提高油田開(kāi)采產(chǎn)量。分層注水技術(shù)主要是為了應(yīng)對(duì)油藏各層之間不均質(zhì)性、吸水能力不同而是用的技術(shù)，只有這樣才能提高注水效率和效果，避免無(wú)效注水，提高油田產(chǎn)量。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，分層注水技術(shù)產(chǎn)量占油田總產(chǎn)量70%以上，其效果遠(yuǎn)超傳統(tǒng)注水技術(shù)。除注水技術(shù)外，限流完井技術(shù)也是油田水驅(qū)油開(kāi)采過(guò)程中的一項(xiàng)重要技術(shù)。限流完井技術(shù)受到石油開(kāi)采實(shí)際環(huán)境的限制比較大，需要技術(shù)人員在開(kāi)采前著重分析油田地質(zhì)環(huán)境，判斷是否適合使用限流完井技術(shù)，預(yù)測(cè)單井產(chǎn)量及油田總產(chǎn)量。且限流完井技術(shù)與細(xì)化控制壓裂技術(shù)相結(jié)合能夠有效應(yīng)對(duì)新型厚油層開(kāi)采需求，增大對(duì)地層壓力的釋放控制，增加油井的產(chǎn)能。

2.2三次采油技術(shù)問(wèn)題的解決對(duì)策

在三次采油過(guò)程中，可能影響油田開(kāi)采質(zhì)量和效率的問(wèn)題主要有幾個(gè)方面：污垢、油層物性改變。第一，污垢的存在，是造成油層物性改變的原因，且會(huì)對(duì)井下開(kāi)采部分設(shè)備機(jī)器的運(yùn)行產(chǎn)生影響，限制油層的開(kāi)采效率。面對(duì)這種情況，技術(shù)人員需要采取一定的防垢手段應(yīng)用在井下開(kāi)采設(shè)備機(jī)器上，物理防垢和化學(xué)防垢手段均可。常見(jiàn)的物理防垢手段如螺桿泵防垢處理，目的是通過(guò)加強(qiáng)井下開(kāi)采部分設(shè)備本身的性能來(lái)實(shí)現(xiàn)防垢，保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)；化學(xué)防垢手段主要是指有效的防垢劑等，化學(xué)防垢劑通過(guò)抑制污垢形成或溶解已形成污垢的方式來(lái)預(yù)防污垢對(duì)井下設(shè)備的影響。除此外，物理和化學(xué)融合的三元復(fù)合防垢技術(shù)也是抑制污垢對(duì)油田開(kāi)采影響的重要技術(shù)。第二，為了應(yīng)對(duì)油層物性發(fā)生改變對(duì)油田開(kāi)采的影響，技術(shù)人員可考慮應(yīng)用分層注水的方式來(lái)解決油層問(wèn)題，分層注水的優(yōu)勢(shì)在上一點(diǎn)中已經(jīng)有所闡述。除此外，世界范圍內(nèi)的油田開(kāi)采工程技術(shù)研究人員都將新型驅(qū)油技術(shù)列為研究重點(diǎn)，表面活性劑驅(qū)油成為領(lǐng)域研究的主要對(duì)象，我國(guó)高等院校實(shí)驗(yàn)室、研究機(jī)構(gòu)也在相關(guān)方面進(jìn)行著不懈的嘗試，努力找到油田實(shí)際應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)之間差距的原因所在，以期提高新型驅(qū)油技術(shù)的應(yīng)用效果。對(duì)于表面活性劑驅(qū)油的研究已經(jīng)逐步從陰離子表活經(jīng)過(guò)兩性表活和非離子表活發(fā)展到表活復(fù)配階段，表面活性劑在油田中驅(qū)油的原理主要包括如花、降低界面張力、提高表面電荷密度、改變?cè)土髯冃浴⒕鄄⑿纬捎蛶У取Ｄ壳?，脂肪醇聚氧乙烯醚乙酸鹽和芥酸酰胺丙基甜菜堿這兩種表活復(fù)配體系是油田化學(xué)驅(qū)的研究重點(diǎn)之二，但想要縮小油田實(shí)際化學(xué)驅(qū)油產(chǎn)能與實(shí)驗(yàn)室數(shù)值的差距，研究人員還有很長(zhǎng)的路要走。

2.3外圍油田開(kāi)采技術(shù)問(wèn)題的解決對(duì)策

外圍油田普遍存在滲透率低、層次不分明等問(wèn)題，常見(jiàn)油田開(kāi)采工程技術(shù)的應(yīng)用有一定的難度。外圍油田開(kāi)采需要技術(shù)人員先做好勘探工作，確定油田的儲(chǔ)油量、深度、范圍、巖石屬性、地質(zhì)結(jié)構(gòu)，為開(kāi)采過(guò)程中使用細(xì)分控制壓裂技術(shù)等精細(xì)技術(shù)創(chuàng)造基礎(chǔ)條件，提高小油層壓開(kāi)率，提高外圍油田開(kāi)采產(chǎn)量。在應(yīng)用壓裂技術(shù)過(guò)程中，技術(shù)人員需要對(duì)單井壓裂泥漿等參數(shù)進(jìn)行有效分析，盡可能在地貌斷塊、儲(chǔ)油層滲透率低等情況下提高外圍油田的采收率，提高外圍油田的產(chǎn)能和經(jīng)濟(jì)效益。

3結(jié)束語(yǔ)

石油是當(dāng)今世界最重要的資源，且是一種不可再生資源。石油的不可再生性為我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)，如何提高石油的開(kāi)采率，降低采油成本，是我國(guó)石油開(kāi)采行業(yè)必須攻克的技術(shù)難關(guān)。我國(guó)石油開(kāi)采事業(yè)雖然起步較晚，但發(fā)展比較迅速，已經(jīng)開(kāi)始遇到技術(shù)上的難題。采油工程技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)家學(xué)者需要從技術(shù)角度入手，實(shí)現(xiàn)對(duì)技術(shù)的優(yōu)化，推動(dòng)我國(guó)石油開(kāi)采事業(yè)始終走可持續(xù)發(fā)展道路。

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作者：劉臻勝 單位：大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠第三油礦生產(chǎn)辦