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【摘要】:本文章综述了目前油田采油技术存在的常规工艺问题,并对多种采油技术的不足进行多方位立体式对比,并结合目前主要的新式采油技术,阐述了采油技术的今后的发展方向。
【关键词】:采油技术问题发展方向
一、目前应用采油技术存在的问题
(一)常规采油工艺难以满足目前开发的需求
1、大泵提液技术难度越来越大,目前应用的大抽油泵在抽油系统冲程损失增大,漏失量增大,泵效下降。甚至有些井出现供液不足,泵效大幅度降低。虽然限量恢复注水以来情况有所缓解,但仍不能完全解决。
2、有杆泵加深泵挂受到限制,这使得普通D级抽油杆难以完成“以液保油”的重任,即使使用H级高强度抽油杆也只能加深泵挂300m,不能满足整个油藏所有油井生产的需要。
3、斜井采抽技术有待突破,由于需要加深泵挂,部分油井的杆、管、泵等抽油设备进入斜井段。特别是近年来增加了侧钻井和定向斜井,使得有杆泵采油需要克服井斜的影响。
4、高温限制了电潜泵应用范围。费用高限制了电泵的经济应用规模,而对高温的适应能力又限制了它的技术应用范围。目前在用的电泵均己达到或即将达到使用年限,工作状态极不稳定,主要表现为泵体质量老化,电机散热不良,烧坏频繁。这也是造成目前电泵井检泵周期短的主要原因。
(二)开发后期垢、锈现象日益严重
近年来,部分抽油井出现了结垢及铁锈卡泵现象,给油井生产带来很大危害。其中,结垢情况主要在抽油泵、电潜泵吸入口、电潜泵叶轮等处,分析原因认为:一方面,经过多年的注水开发,由于地层水、注入水的相互作用、压力下降,原油及岩石的变化等引起原来流体的物理化学平衡破坏,使垢物质析出;另一方面,由于管式泵或电潜泵的机械结构引起在过流断面狭窄处流体流速骤增,压力下降,是垢物质析出所致;另外温度变化也是一个结垢的重要原因。分析铁锈卡泵认为,油藏经过加多年的开发,油井的套管不断发生腐蚀,产生的铁锈,长期积累于套管表面。一方面,在停注降压开采过程中,铁锈因压力变化而崩裂脱落;另一方面,在起下管柱作业时,油管与套管摩擦使锈垢剥落。铁锈悬浮于液体中,并随液流进泵,造成卡泵。近年来,在防垢及铁锈方面进行了一些技术探索,但收效甚微,此需进一步研究、探索和提高。
(三)重复堵水措施效果日益变差
目前我国有的油田主要遵循“堵水+酸洗+人工举升”的开发模式,从近年来的工作实践来看,主要表现出三轮后重复堵水措施选井困难、措施有效期短、效果变差,特别是在重复堵水方面,主要存在下列两方面的问题:
1、堵剂适应差、成本高,强度小,不能有效地挖掘远井地带剩余油的潜力;
2、堵剂耐酸性差,油井堵后酸洗低渗透层段时,容易使堵剂失效,再次沟通底水:
3、堵剂进入地层范围小,深度堵水缺乏理论支持及现场实践。
4、三次采油工艺技术储备不足石灰岩油藏提高采收率技术的发展在国、内外几乎仍是一个技术很少(室内理论评估除外今,中法合作的雁翎注氮项目是该类技术探可借鉴的经验次有益尝试。项目实施结果初步表明:注气是油藏一种比较有利的三次采油途径,但必须与其它先进的采油工艺技术相结合才能发挥作用,这是由于通过注气可以形成局部分布的气油界面;随着油气界面的下移,油水界面随之下移,在两个界面之间形成了一定厚度的含油富集带;当这一含油富集厚度能够满足防气和防水的双重开井生产要求时,才可以进行开采,而目前的采油工艺技术还不能满足注气后形成的次生富集油带的生产要求。从目前来看,对油藏来说,三次采油技术是一个系统工程,而且投资巨大。投资相对较少的单井或井组的三采技术目前仍很缺乏,其它技术如CO2吞吐技术又需自然资源做保证,因此今后一个时期,油藏三次采油技术发展方向仍不明了。
5、集检系统难以满足低产低效井的正常开发,随着开发过程中产液量的不断递减,这种集输模式越来越不适应。一方面,一些井的产液量下降幅度大,温度也随之大幅下降。另一方面,新钻的油藏特殊部位井或扩边井一般产量较低,温度也比较低,这些低温、低产井逐渐成为油藏后期开发的负担。
二、采油工程技术发展趋势
(一)复合驱油法
多种驱油方法的组合是由于各种驱油法,都有各自的优缺点,很难完全满足不同环境下油层的驱油。因此近年来,提出了各种驱油法组合的新型采油技术,有二元复合驱和三元复合驱。二元复合驱目前研究较多的是碱/聚合物复合驱、表面活性剂/聚合物复合驱。对于碱/聚合物复合驱,其中的碱与原油中的环烷酸类可形成皂类而自生出主要是狡酸盐类表面活性剂,不但可以除去原油中的酸类,而且能形成表面活性剂/聚合物驱。三元复合驱是碱/聚合物/表面活性剂体系,该技术引人廉价的碱部分或全部替代昂贵的表面活性剂,既减少表面活性剂的用量,又降低了表面活性剂和聚合物的吸附滞留损耗,还可大幅度降低油水界面张力,提高波及系数和驱油效率。由于上述优点,三元复合驱在国外发展很快,国内研究起步较晚但发展更为迅速。
(二)混相法
混相法是将一种流体注人油层,在一定的温度压力下,通过复杂的相变关系与油藏中的石油形成一个混相区段,混相驱在提高采收率的方法中,具有很大的吸引力,因为它可以使排驱剂所到之处的油百分之百的采出。当这种技术与提高波及系数的技术结合起来时,实际油层的采收率就有可能达到95%以上。可用于混相驱油的气体中有烃类气体与非烃类气体。烃类气体有干气、富气和液化石油气(LPG);非烃类气体有二氧化碳、氮气、烟道气等。气驱能否实现,不仅取决于油藏与设备条件,同样也取决于有无气源。虽然可用于混相的气体有数种,但烃类气体是重要的、昂贵的化工原料。而非烃类气体中的氮气的M P又极高,一般不易达到混相驱,因此混相驱的气体主要采用CO根据混相剂的不同,混相法分为溶剂混相驱、烃混相驱、CO混相驱、NZ混相驱以及其他惰性气体混相驱。在这些混相剂未达到混相压力之前为非混相气驱,近年来又开发出了气一水交替驱(WAG驱)。
(三)热力采油法
一般是通过提供热量、升高油藏温度、降低原油粘度来减小油藏流动阻力。当今使用的热采工艺可根据热量产生的地点分为两类:一类是把热流体从地面通过井筒注人油层;另一类是热量在油层内产生,如火烧油层法.将热流体连续的从一些井注人油层,而从另外一些井产油。热驱法不仅降低流动阻力,而且也提供驱油动力。热力法包括蒸汽驱、火烧油层等。
(四)微生物法
微生物的应用十分广泛,与石油有关的,如早期前苏联科学家就通过分析地面土壤中细菌的种类寻找油矿;1926年,巴斯丁首次发现地层水中含有硫酸盐还原菌(SRB),这是一种厌氧菌,能引起设备腐蚀和地层堵塞。同年萨勒洛夫斯第一次提出利用微生物在地层中的活动来提高采收率的设想。微生物提高原油采收率技术可用于提高大油田的原油产量,减缓腐蚀,控制原油含硫,改善地层渗透率,减缓气锥、水锥等。在国内外的一些油田中应用微生物采油技术,起到了一定收效。三次采油是充分利用石油资源的重要途径,虽然三次采油方法很多和这方面的研究取得巨大的突破,但是除聚合物驱外其它驱油法目前仍处于基础理论研究和先导性试验阶段,特别是现在油价不高的情况下还不宜实现大规模的工业化。随着三次采油技术的不断进步,一些特种表面活性剂成为重要的研究方向,同时各种三次采油的驱油方法,都有不同的适用条件,需要根据不同油田的油藏情况、原油组成、地层状况、盐的种类和含量、经济效益等因素合理选择和充分试验。目前,在三次采油方法中化学复合驱无论是提高采油率幅度,还是降低成本都有很大发展潜力,因此完善化学复合驱采油技术仍是今后三次采油试验研究的主攻方向。
三、总结
随着近几年新投人开发的难开采储量在应用捞油工艺、小泵深抽工艺、无油管、小井眼采油工艺等方面取得了一定的进展。为了提高开采效率,尽快赶上世界先进水平,应该加强装备的选择,系统优化研究,应采用较先进的开采技术。
【关键词】:采油技术问题发展方向
一、目前应用采油技术存在的问题
(一)常规采油工艺难以满足目前开发的需求
1、大泵提液技术难度越来越大,目前应用的大抽油泵在抽油系统冲程损失增大,漏失量增大,泵效下降。甚至有些井出现供液不足,泵效大幅度降低。虽然限量恢复注水以来情况有所缓解,但仍不能完全解决。
2、有杆泵加深泵挂受到限制,这使得普通D级抽油杆难以完成“以液保油”的重任,即使使用H级高强度抽油杆也只能加深泵挂300m,不能满足整个油藏所有油井生产的需要。
3、斜井采抽技术有待突破,由于需要加深泵挂,部分油井的杆、管、泵等抽油设备进入斜井段。特别是近年来增加了侧钻井和定向斜井,使得有杆泵采油需要克服井斜的影响。
4、高温限制了电潜泵应用范围。费用高限制了电泵的经济应用规模,而对高温的适应能力又限制了它的技术应用范围。目前在用的电泵均己达到或即将达到使用年限,工作状态极不稳定,主要表现为泵体质量老化,电机散热不良,烧坏频繁。这也是造成目前电泵井检泵周期短的主要原因。
(二)开发后期垢、锈现象日益严重
近年来,部分抽油井出现了结垢及铁锈卡泵现象,给油井生产带来很大危害。其中,结垢情况主要在抽油泵、电潜泵吸入口、电潜泵叶轮等处,分析原因认为:一方面,经过多年的注水开发,由于地层水、注入水的相互作用、压力下降,原油及岩石的变化等引起原来流体的物理化学平衡破坏,使垢物质析出;另一方面,由于管式泵或电潜泵的机械结构引起在过流断面狭窄处流体流速骤增,压力下降,是垢物质析出所致;另外温度变化也是一个结垢的重要原因。分析铁锈卡泵认为,油藏经过加多年的开发,油井的套管不断发生腐蚀,产生的铁锈,长期积累于套管表面。一方面,在停注降压开采过程中,铁锈因压力变化而崩裂脱落;另一方面,在起下管柱作业时,油管与套管摩擦使锈垢剥落。铁锈悬浮于液体中,并随液流进泵,造成卡泵。近年来,在防垢及铁锈方面进行了一些技术探索,但收效甚微,此需进一步研究、探索和提高。
(三)重复堵水措施效果日益变差
目前我国有的油田主要遵循“堵水+酸洗+人工举升”的开发模式,从近年来的工作实践来看,主要表现出三轮后重复堵水措施选井困难、措施有效期短、效果变差,特别是在重复堵水方面,主要存在下列两方面的问题:
1、堵剂适应差、成本高,强度小,不能有效地挖掘远井地带剩余油的潜力;
2、堵剂耐酸性差,油井堵后酸洗低渗透层段时,容易使堵剂失效,再次沟通底水:
3、堵剂进入地层范围小,深度堵水缺乏理论支持及现场实践。
4、三次采油工艺技术储备不足石灰岩油藏提高采收率技术的发展在国、内外几乎仍是一个技术很少(室内理论评估除外今,中法合作的雁翎注氮项目是该类技术探可借鉴的经验次有益尝试。项目实施结果初步表明:注气是油藏一种比较有利的三次采油途径,但必须与其它先进的采油工艺技术相结合才能发挥作用,这是由于通过注气可以形成局部分布的气油界面;随着油气界面的下移,油水界面随之下移,在两个界面之间形成了一定厚度的含油富集带;当这一含油富集厚度能够满足防气和防水的双重开井生产要求时,才可以进行开采,而目前的采油工艺技术还不能满足注气后形成的次生富集油带的生产要求。从目前来看,对油藏来说,三次采油技术是一个系统工程,而且投资巨大。投资相对较少的单井或井组的三采技术目前仍很缺乏,其它技术如CO2吞吐技术又需自然资源做保证,因此今后一个时期,油藏三次采油技术发展方向仍不明了。
5、集检系统难以满足低产低效井的正常开发,随着开发过程中产液量的不断递减,这种集输模式越来越不适应。一方面,一些井的产液量下降幅度大,温度也随之大幅下降。另一方面,新钻的油藏特殊部位井或扩边井一般产量较低,温度也比较低,这些低温、低产井逐渐成为油藏后期开发的负担。
二、采油工程技术发展趋势
(一)复合驱油法
多种驱油方法的组合是由于各种驱油法,都有各自的优缺点,很难完全满足不同环境下油层的驱油。因此近年来,提出了各种驱油法组合的新型采油技术,有二元复合驱和三元复合驱。二元复合驱目前研究较多的是碱/聚合物复合驱、表面活性剂/聚合物复合驱。对于碱/聚合物复合驱,其中的碱与原油中的环烷酸类可形成皂类而自生出主要是狡酸盐类表面活性剂,不但可以除去原油中的酸类,而且能形成表面活性剂/聚合物驱。三元复合驱是碱/聚合物/表面活性剂体系,该技术引人廉价的碱部分或全部替代昂贵的表面活性剂,既减少表面活性剂的用量,又降低了表面活性剂和聚合物的吸附滞留损耗,还可大幅度降低油水界面张力,提高波及系数和驱油效率。由于上述优点,三元复合驱在国外发展很快,国内研究起步较晚但发展更为迅速。
(二)混相法
混相法是将一种流体注人油层,在一定的温度压力下,通过复杂的相变关系与油藏中的石油形成一个混相区段,混相驱在提高采收率的方法中,具有很大的吸引力,因为它可以使排驱剂所到之处的油百分之百的采出。当这种技术与提高波及系数的技术结合起来时,实际油层的采收率就有可能达到95%以上。可用于混相驱油的气体中有烃类气体与非烃类气体。烃类气体有干气、富气和液化石油气(LPG);非烃类气体有二氧化碳、氮气、烟道气等。气驱能否实现,不仅取决于油藏与设备条件,同样也取决于有无气源。虽然可用于混相的气体有数种,但烃类气体是重要的、昂贵的化工原料。而非烃类气体中的氮气的M P又极高,一般不易达到混相驱,因此混相驱的气体主要采用CO根据混相剂的不同,混相法分为溶剂混相驱、烃混相驱、CO混相驱、NZ混相驱以及其他惰性气体混相驱。在这些混相剂未达到混相压力之前为非混相气驱,近年来又开发出了气一水交替驱(WAG驱)。
(三)热力采油法
一般是通过提供热量、升高油藏温度、降低原油粘度来减小油藏流动阻力。当今使用的热采工艺可根据热量产生的地点分为两类:一类是把热流体从地面通过井筒注人油层;另一类是热量在油层内产生,如火烧油层法.将热流体连续的从一些井注人油层,而从另外一些井产油。热驱法不仅降低流动阻力,而且也提供驱油动力。热力法包括蒸汽驱、火烧油层等。
(四)微生物法
微生物的应用十分广泛,与石油有关的,如早期前苏联科学家就通过分析地面土壤中细菌的种类寻找油矿;1926年,巴斯丁首次发现地层水中含有硫酸盐还原菌(SRB),这是一种厌氧菌,能引起设备腐蚀和地层堵塞。同年萨勒洛夫斯第一次提出利用微生物在地层中的活动来提高采收率的设想。微生物提高原油采收率技术可用于提高大油田的原油产量,减缓腐蚀,控制原油含硫,改善地层渗透率,减缓气锥、水锥等。在国内外的一些油田中应用微生物采油技术,起到了一定收效。三次采油是充分利用石油资源的重要途径,虽然三次采油方法很多和这方面的研究取得巨大的突破,但是除聚合物驱外其它驱油法目前仍处于基础理论研究和先导性试验阶段,特别是现在油价不高的情况下还不宜实现大规模的工业化。随着三次采油技术的不断进步,一些特种表面活性剂成为重要的研究方向,同时各种三次采油的驱油方法,都有不同的适用条件,需要根据不同油田的油藏情况、原油组成、地层状况、盐的种类和含量、经济效益等因素合理选择和充分试验。目前,在三次采油方法中化学复合驱无论是提高采油率幅度,还是降低成本都有很大发展潜力,因此完善化学复合驱采油技术仍是今后三次采油试验研究的主攻方向。
三、总结
随着近几年新投人开发的难开采储量在应用捞油工艺、小泵深抽工艺、无油管、小井眼采油工艺等方面取得了一定的进展。为了提高开采效率,尽快赶上世界先进水平,应该加强装备的选择,系统优化研究,应采用较先进的开采技术。