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[摘要]当前我国处于社会转型时期,现代化建设与居民生产生活需要消耗大量能源,2012原油生产为2.5亿吨,而进口原油达2.8亿吨,我国对石油资源对外依存度呈现上升趋势。在能源紧缺背景下,如何提高油田油气产量,加大战略石油储备显得十分关键。本文以辽河油田为例,对该油田采油工程技术应用现状进行分析,然后对比国内外的采油工程技术的优劣,最后,结合我国基本国情和能源内需,对采油工程信息技术发展趋势做合理的展望,以综合指导采油工程技术的新突破。
[关键词]采油工程采油技术采油装备
中图分类号:TE35 文献标识码:TE 文章编号:1009―914X(2013)31―0048―01
1.引言
《2013中国油气产业发展分析与展望报告蓝皮书》指出,2012年全球原油需求创下2009年来新低,约8,900万桶/日,发达国家石油消费大幅下降,其中美国下降1.05%,欧洲下降2.97%,整个OECD国家则下降0.76%;中国石油消费增长5.0%;前苏联地区消费增长2.39%;拉美、中东和非洲合计增长2.52%。我国是发展中大国,加强原油开采技术,提高采收率,才能保证能源供应稳定。
2.辽河油田常用采油工程新技术
2.1稠油油藏开采新技术
辽河油田开发已40多年,常年油气吞吐,地下石油矿藏资源逐渐减少,原油含水量不断上升,对更深层次的稠油油藏开发难度越来越大,为了应对稠油开采粘度大的难题,辽河油田技术人员采用了泡沫辅助热驱技术,并进行了相关实验。例如,在高升区块进行的部分油井进行系列火驱试验,火驱井组位于区块内采出程度最高、压力水平最低的区块中部。目前有火驱点火井8口,开井8口;火驱一线井组共有油井30口,开井27口;二线井组共有油井14口,开井10口。日产液由驱前的64.1吨上升至115.3吨,日产油由驱前的23.9吨上升至40.3吨。泡沫火驱技术充分结合了泡沫的封闭效果和热驱的体积扩张效果。
2.2高渗水驱油藏集成配套新技术
高渗水驱油需要结合油藏性质、地质情况、储藏分布的不同来制定不同的渗水方案,以适应多元化开发需求。通常高渗水油藏分为整装构造类油藏、高渗透断块油藏、低渗透油藏、殊岩性油藏、稠油断块油藏等。高渗水驱油配套技术逐渐成熟,通过实验设计和现场实验,逐步建立起了一整套对油藏保护、提供井口渗透率、丛式井与水平井分层开发的技术。对不同地层和不同环境下采油工艺,合理的进行分层注水、调剖、柔和开采技术等,有针对性的开展补偿注水工艺,例如,通常采用多管、多方位角、周期性注水,从而优化井底油气流动状态。对采油工况优化,主要通过对封隔器运营状态下的安全性能检测、井底参数动态纪录、井底除垢、防腐措施等。
2.3掺稀降粘采油技术
稠油油井占据了辽河油田的绝大部分,辽河油田稠油油藏中,包含了普通稠油、特稠油和超稠油三种类型。以齐40块莲Ⅱ油层、洼38块沙三油层、杜229块兴隆台油层分别代表普通稠油、特稠油、超稠油的典型油藏。稠油开采一直以来是辽河油田的重点和难点,辽河油田的技术人员对于稠油开采进行了多年的技术探索。由于可溶沥青粒子相互缠结,导致了稠油开采阻力大,有些稠油开采出来后呈现固体状态,为此对可溶性沥青粒子进行稀释是减低稠油粘度的重要方法。掺稀油能够使得沥青的质量比降低,相当于在沥青分子之间起到了润滑的作用,从而达到掺稀降稠目的。掺稀油在降稠的同时,还能能够增大井底压差,提高产量,对于螺杆抽油机的润滑作用效果是明显的,对降低抽油机能耗,提高抽油机工作效率有帮助。同时,这种操作工艺对于延长了洗井、检泵周期,且工艺简单、温和且安全性高。
3.采油工程新技术展望
3.1声波采油技术
声波采油技术既清洁又方便,主要运用于声波驱油、声波破乳脱水、声波处理油层,以辅助改善井底环境。声波的穿透地层的能力明显强于电磁波。声波处理油藏增长机理为,当声波对油水界面进行处理时,油体在在井眼循环时,越靠近井眼,越能够受到声波的驱动,进而增大了渗透作用。在强烈的声波场当中,原油分子进行有规律的排列,沥青分子之间的缠结作用降低。不论是强声场、还是弱声场当中,都会跟随波长波动向井底流动。当井底压力由于过饱和而出现水锁现象时,声波可以分解出饱和油气水当中的气泡,气泡进入岩层空隙,从而疏通了渗透通道。声波当中的超声波,能够就稠油当中为凝固或者正在凝固的胶质打散,从分子级别降低介质的表面张力,降低稠油的胶质分子之间的纠缠作用,比机械搅拌和热化学稠油开采更加方便。同时,超声波在防腐、除垢和脱蜡等工艺当中表现优越。
3.2微生物采油技术
微生物采油由来已久,但是在大规模推广方面具有难度。近年来,国内外生物工程技术的发展,基因技术创造了具有能够适应恶劣环境,改善储层状况的石油工程细菌、石油工程微生物。微生物采油技术,主要是将储油层看作是微生物的培养皿,微生物在繁殖过程中的副产物及为人类需要的石油资源。地底环境相对复杂,但是在盖层当中的环境稳定,且较为单一。微生物的新陈代谢过程当中,微生物以原有物质为原料,将排泄出来的副产物将会是更加容易开采的轻质油,经过产时间的培养,盖层当中形成了稳定的环境,原本品质不好的原油,通过微生物的转化,利用价值更高。微生物采油技术的微生物菌种容易得到,投放成本地,微生物的繁殖和抵抗外界能力强,其次,微生物对于油藏的不会造成破坏性的污染,如果控制得当,能够增强储油层的油气生成能力。同时微生物技术仍然存在很多技术性的问题,例如,人在菌种对自然环境平衡的影响,微生物难以适应底层的温度梯度而影响正常生长,微生物的回收等都还处于理论研究阶段。
3.3喷射泵采油技术
针对海上采油需要较大抗风险能力的需求,BHR公司旗下的Caltec公司针对海上钻井平台的采油系统开发了,对排量大效率高的喷射泵,24mm的孔径满足了采集的压力需求。该喷射泵实际使用效果较好,例如,壳牌公司Inde天然气采气平台更换了Caltec生产的吸入式大排量喷射泵,单口产量提高了25%以上。在采气量显著提高之外,还帮助解决了这两口气井吸入压力受限的问题。该喷射泵吸入能力强,解决了天然气压缩机对出口天然气压力的最低限制,保证了压缩机安全稳定工作,同时提高了产量。该喷射泵经过改造,也同样可以用于稠油的开采,特别是经过蒸汽驱油的采集方面,喷射泵对原油和气体都有很好的吸入效果。
3.4游动凡尔采油技术
Eagle公司为了防止螺杆泵等采油过程中发生气锁,开发了游动凡尔。该技术在全世界各大油田都得到了广泛的运用,该工具的底层适应性和可操作性强,产生了绝大的经济效益。区别于传统凡尔,游动凡尔处于柱塞底部,并且该种游动凡尔与固定球阀和密封器件形成了连锁牵引系统,该游动凡尔均匀的排液和承受载荷,保证了螺杆泵等井下工作时机械运动过程的平稳性,省略了井下配套设施的安装。
4.结束语
总会,我国采用工艺开发和技术装备制造与国外差距很大,加上管理方面的问题,采油工程领域面临的问题也越来越多。今后的采油工程新技术发展趋势有,高科技化、人工智能化、标准化作业体系和地下情况模拟等方面,围绕着高效、可靠、安全来进行技术革新。
参考文献
[1] 祝金利,姜汉桥,梁春梅.多分支井技术在辽河稠油油藏中的应用[J]. 西安石油大学学报(自然科学版). 2008(02)
[2] 张爱花.原油采收技术的创新与发展前景[J]. 科技资讯. 2009(19)
[3] 李宗田,刘应红.采油工艺技术新进展及发展趋势[J]. 断块油气田. 2000(01)
作者简介
万遥(1982.10.01—— ),男,汉,湖北天门,双学士学位(本科),职称:助工,研究方向 采油类。
[关键词]采油工程采油技术采油装备
中图分类号:TE35 文献标识码:TE 文章编号:1009―914X(2013)31―0048―01
1.引言
《2013中国油气产业发展分析与展望报告蓝皮书》指出,2012年全球原油需求创下2009年来新低,约8,900万桶/日,发达国家石油消费大幅下降,其中美国下降1.05%,欧洲下降2.97%,整个OECD国家则下降0.76%;中国石油消费增长5.0%;前苏联地区消费增长2.39%;拉美、中东和非洲合计增长2.52%。我国是发展中大国,加强原油开采技术,提高采收率,才能保证能源供应稳定。
2.辽河油田常用采油工程新技术
2.1稠油油藏开采新技术
辽河油田开发已40多年,常年油气吞吐,地下石油矿藏资源逐渐减少,原油含水量不断上升,对更深层次的稠油油藏开发难度越来越大,为了应对稠油开采粘度大的难题,辽河油田技术人员采用了泡沫辅助热驱技术,并进行了相关实验。例如,在高升区块进行的部分油井进行系列火驱试验,火驱井组位于区块内采出程度最高、压力水平最低的区块中部。目前有火驱点火井8口,开井8口;火驱一线井组共有油井30口,开井27口;二线井组共有油井14口,开井10口。日产液由驱前的64.1吨上升至115.3吨,日产油由驱前的23.9吨上升至40.3吨。泡沫火驱技术充分结合了泡沫的封闭效果和热驱的体积扩张效果。
2.2高渗水驱油藏集成配套新技术
高渗水驱油需要结合油藏性质、地质情况、储藏分布的不同来制定不同的渗水方案,以适应多元化开发需求。通常高渗水油藏分为整装构造类油藏、高渗透断块油藏、低渗透油藏、殊岩性油藏、稠油断块油藏等。高渗水驱油配套技术逐渐成熟,通过实验设计和现场实验,逐步建立起了一整套对油藏保护、提供井口渗透率、丛式井与水平井分层开发的技术。对不同地层和不同环境下采油工艺,合理的进行分层注水、调剖、柔和开采技术等,有针对性的开展补偿注水工艺,例如,通常采用多管、多方位角、周期性注水,从而优化井底油气流动状态。对采油工况优化,主要通过对封隔器运营状态下的安全性能检测、井底参数动态纪录、井底除垢、防腐措施等。
2.3掺稀降粘采油技术
稠油油井占据了辽河油田的绝大部分,辽河油田稠油油藏中,包含了普通稠油、特稠油和超稠油三种类型。以齐40块莲Ⅱ油层、洼38块沙三油层、杜229块兴隆台油层分别代表普通稠油、特稠油、超稠油的典型油藏。稠油开采一直以来是辽河油田的重点和难点,辽河油田的技术人员对于稠油开采进行了多年的技术探索。由于可溶沥青粒子相互缠结,导致了稠油开采阻力大,有些稠油开采出来后呈现固体状态,为此对可溶性沥青粒子进行稀释是减低稠油粘度的重要方法。掺稀油能够使得沥青的质量比降低,相当于在沥青分子之间起到了润滑的作用,从而达到掺稀降稠目的。掺稀油在降稠的同时,还能能够增大井底压差,提高产量,对于螺杆抽油机的润滑作用效果是明显的,对降低抽油机能耗,提高抽油机工作效率有帮助。同时,这种操作工艺对于延长了洗井、检泵周期,且工艺简单、温和且安全性高。
3.采油工程新技术展望
3.1声波采油技术
声波采油技术既清洁又方便,主要运用于声波驱油、声波破乳脱水、声波处理油层,以辅助改善井底环境。声波的穿透地层的能力明显强于电磁波。声波处理油藏增长机理为,当声波对油水界面进行处理时,油体在在井眼循环时,越靠近井眼,越能够受到声波的驱动,进而增大了渗透作用。在强烈的声波场当中,原油分子进行有规律的排列,沥青分子之间的缠结作用降低。不论是强声场、还是弱声场当中,都会跟随波长波动向井底流动。当井底压力由于过饱和而出现水锁现象时,声波可以分解出饱和油气水当中的气泡,气泡进入岩层空隙,从而疏通了渗透通道。声波当中的超声波,能够就稠油当中为凝固或者正在凝固的胶质打散,从分子级别降低介质的表面张力,降低稠油的胶质分子之间的纠缠作用,比机械搅拌和热化学稠油开采更加方便。同时,超声波在防腐、除垢和脱蜡等工艺当中表现优越。
3.2微生物采油技术
微生物采油由来已久,但是在大规模推广方面具有难度。近年来,国内外生物工程技术的发展,基因技术创造了具有能够适应恶劣环境,改善储层状况的石油工程细菌、石油工程微生物。微生物采油技术,主要是将储油层看作是微生物的培养皿,微生物在繁殖过程中的副产物及为人类需要的石油资源。地底环境相对复杂,但是在盖层当中的环境稳定,且较为单一。微生物的新陈代谢过程当中,微生物以原有物质为原料,将排泄出来的副产物将会是更加容易开采的轻质油,经过产时间的培养,盖层当中形成了稳定的环境,原本品质不好的原油,通过微生物的转化,利用价值更高。微生物采油技术的微生物菌种容易得到,投放成本地,微生物的繁殖和抵抗外界能力强,其次,微生物对于油藏的不会造成破坏性的污染,如果控制得当,能够增强储油层的油气生成能力。同时微生物技术仍然存在很多技术性的问题,例如,人在菌种对自然环境平衡的影响,微生物难以适应底层的温度梯度而影响正常生长,微生物的回收等都还处于理论研究阶段。
3.3喷射泵采油技术
针对海上采油需要较大抗风险能力的需求,BHR公司旗下的Caltec公司针对海上钻井平台的采油系统开发了,对排量大效率高的喷射泵,24mm的孔径满足了采集的压力需求。该喷射泵实际使用效果较好,例如,壳牌公司Inde天然气采气平台更换了Caltec生产的吸入式大排量喷射泵,单口产量提高了25%以上。在采气量显著提高之外,还帮助解决了这两口气井吸入压力受限的问题。该喷射泵吸入能力强,解决了天然气压缩机对出口天然气压力的最低限制,保证了压缩机安全稳定工作,同时提高了产量。该喷射泵经过改造,也同样可以用于稠油的开采,特别是经过蒸汽驱油的采集方面,喷射泵对原油和气体都有很好的吸入效果。
3.4游动凡尔采油技术
Eagle公司为了防止螺杆泵等采油过程中发生气锁,开发了游动凡尔。该技术在全世界各大油田都得到了广泛的运用,该工具的底层适应性和可操作性强,产生了绝大的经济效益。区别于传统凡尔,游动凡尔处于柱塞底部,并且该种游动凡尔与固定球阀和密封器件形成了连锁牵引系统,该游动凡尔均匀的排液和承受载荷,保证了螺杆泵等井下工作时机械运动过程的平稳性,省略了井下配套设施的安装。
4.结束语
总会,我国采用工艺开发和技术装备制造与国外差距很大,加上管理方面的问题,采油工程领域面临的问题也越来越多。今后的采油工程新技术发展趋势有,高科技化、人工智能化、标准化作业体系和地下情况模拟等方面,围绕着高效、可靠、安全来进行技术革新。
参考文献
[1] 祝金利,姜汉桥,梁春梅.多分支井技术在辽河稠油油藏中的应用[J]. 西安石油大学学报(自然科学版). 2008(02)
[2] 张爱花.原油采收技术的创新与发展前景[J]. 科技资讯. 2009(19)
[3] 李宗田,刘应红.采油工艺技术新进展及发展趋势[J]. 断块油气田. 2000(01)
作者简介
万遥(1982.10.01—— ),男,汉,湖北天门,双学士学位(本科),职称:助工,研究方向 采油类。