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)油田的開采。目前，我國(guó)部分開采時(shí)間較長(zhǎng)的油田基本到了中后期，面臨著開采難度上升、開采問(wèn)題頻發(fā)的現(xiàn)狀，想要穩(wěn)定產(chǎn)量和開采安全水平，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)題展開分析和探討，希望可以為推動(dòng)我國(guó)石油開采事業(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采中遇到的問(wèn)題，為我國(guó)的石油開采事業(yè)形成了不小的助力。石油畢竟是位于地殼以下的礦藏，開采過(guò)程中不得不解決石油開采壓力、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)際開采效率得不到保障，不能滿足工業(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，提高石油的開采效率，降低開采難度，同時(shí)填充石油開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，分層石油開采中的注水技術(shù)開始有了更多契合實(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足石油的工業(yè)使用需求，因此，專家學(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外圍油田開采技術(shù)問(wèn)題

外圍油田多指開采面積不一、石油儲(chǔ)量不一、滲透率低、層次不分明、開采難度大的油田，比如大慶油田的外圍油田。外圍油田開采技術(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。外圍油田的開采技術(shù)問(wèn)題明顯體現(xiàn)了我國(guó)在開采技術(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)石油開采工程形成不利的影響，進(jìn)而影響到石油開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)不到開發(fā)需求，采用細(xì)分控制壓裂技術(shù)后，能夠?qū)⑿∮蛯拥拈_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采率。第二，在高含水期油田開采的過(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)受到石油開采實(shí)際環(huán)境的限制比較大，需要技術(shù)人員在開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)井下開采部分設(shè)備機(jī)器的運(yùn)行產(chǎn)生影響，限制油層的開采效率。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)用在井下開采設(shè)備機(jī)器上，物理防垢和化學(xué)防垢手段均可。常見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?、聚并形成油帶等。目前，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，常見油田開采工程技術(shù)的應(yīng)用有一定的難度。外圍油田開采需要技術(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，提高小油層壓開率，提高外圍油田開采產(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)，如何提高石油的開采率，降低采油成本，是我國(guó)石油開采行業(yè)必須攻克的技術(shù)難關(guān)。我國(guó)石油開采事業(yè)雖然起步較晚，但發(fā)展比較迅速，已經(jīng)開始遇到技術(shù)上的難題。采油工程技術(shù)領(lǐng)域的專家學(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