采油工程新技術(shù)的研究與展望
2012-12-31 00:00:00畢志國
【摘 要】目前的采油技術(shù)主要是用到水驅(qū)采油技術(shù)，但是其油藏采收率不到50%，水驅(qū)完成后，地下仍然滯留了大量的原油。而隨著地球上地下油藏儲量的日漸減少，同時人類的生產(chǎn)生活對石油的消耗和依賴大大增加，所以迫切需要對石油開采的新技術(shù)進行不懈的研究工作，以不斷地提高原油采收率，使有限的資源能夠得到充分的應用，滿足世界對石油的合理需求。文章將對目前采油工程主要的新技術(shù)進行介紹，通過分析提出對其發(fā)展趨勢的展望。
【關(guān)鍵詞】采油工程；新技術(shù)；采收率
采油工程指的是石油開采時所包含的各種油藏開發(fā)的工程技術(shù)，其需要利用理論技術(shù)和實施技術(shù)并結(jié)合各種具體措施來增加原油產(chǎn)出的總量和采收的效率。由于世界各地的地質(zhì)情況千差萬別，使得油藏的實際存在狀態(tài)也是各種各樣，針對不同地質(zhì)條件下的原油，石油采收所利用的技術(shù)也各有不同，采油的技術(shù)水平直接制約了石油開采的產(chǎn)量，石油產(chǎn)量的每一次增長和革命都是新的采收技術(shù)被應用的結(jié)果。
1.采油工程的新技術(shù)
1.1熱處理油層采油技術(shù)
該采油技術(shù)是指通過能源對原油進行升溫處理，使油藏的粘度減小，然后將地下的石油開采出來。此方法最關(guān)鍵的技術(shù)是利用加熱使原油溫度升高從而降低它的粘度，另外用流體的熱漲冷縮的作用下，原油的體積會膨脹，進而增加了原油提升到地面的動力。目前，熱處理油層采油技術(shù)的常用方法主要有蒸汽激勵、蒸汽驅(qū)動和火燒油層。
蒸汽激勵方法是配備高溫的飽和蒸汽，并按一定比例壓入到井中，然后關(guān)閉井口，利用蒸汽的熱量對油層進行加熱升溫，數(shù)天后再打開井口進行采油作業(yè)。該方法的優(yōu)點是工藝簡單、技術(shù)易掌握、增產(chǎn)的效果也很明顯、經(jīng)濟性價比高。由于其風險小、回報高，在稠油油層開采中，此種方法應用得十分廣泛。
蒸汽驅(qū)動采油技術(shù)是將高溫的蒸汽注入到注入井中，然后通過油藏，從生產(chǎn)井中隨原油一起出井。在其行進的過程中，對整個油層進行了加熱，可以大大增加稠油油藏的原油采油效率。但是此種技術(shù)耗能量多、經(jīng)濟投資高，也有一定的工藝與技術(shù)風險，所以沒能得到推廣應用。
火燒油層采油技術(shù)通過注入井向油層中注入氧氣，然后人為地進行點火或者讓原油發(fā)生自燃現(xiàn)象，這樣井下的部分原油將進行燃燒產(chǎn)生熱能對其他部分的油層進行加熱，從而促進原油的開采。
1.2微生物采油技術(shù)
微生物采油技術(shù)也稱細菌采油技術(shù)，其原理是向油層中注入某種細菌，讓細菌在油層中發(fā)生酵化反應，而細菌發(fā)酵活動及其它的生命活動會推動井下殘留的原油逐漸開采出來，從而提高原油開采率。該技術(shù)在含水比較多以及油藏將開采完的老油田的開采作業(yè)中顯示出了廣闊的應用前景。
1.3水力振動采油技術(shù)
該技術(shù)利用油管將井下激振器安裝到井下，激振器產(chǎn)生一定頻率的脈沖波動，脈沖波驅(qū)動水力作用，在地下油層中傳波進行原油的處理。水力波可以對井底的固相雜質(zhì)、泥漿已經(jīng)膠質(zhì)沉積物等進行清理，使地下的鹽類沉積巖發(fā)生諧振破壞，從而造成不規(guī)則的縫隙或不閉合的孔洞。經(jīng)過持續(xù)的周期性地脈沖沖擊作用，逐漸形成網(wǎng)絡裂縫，并且逐漸深入到底深處的地層。另外脈沖波在油層中傳遞使原油受到交變應力的作用，從而改變原油的流動性能、分子構(gòu)造、表面張力等性質(zhì)。
水力振動采油提高原油的采收效率，主要體現(xiàn)在三個方面。第一，提高地質(zhì)對原油的滲透性能。第二，減少原油中水份的含量。第三，產(chǎn)生聲波的作用對原油進行處理。
1.4納米材料采油技術(shù)
目前納米材料在石油工業(yè)上的應用主要是納米MD膜驅(qū)動原油技術(shù)。MD驅(qū)動膜是將納米級的驅(qū)動劑分子解除其膠合或膠束的形態(tài)，而處于分散的狀態(tài)。它由多種組分隨機任意組合而成，主要的基本原料有水溶液的聚集混合物、平面的環(huán)形大分子、生物類的酶類、蛋白質(zhì)以及其它的有機物的微小粒子。它用水溶液來進行流態(tài)化。通過分子間的靜電荷作用，使其它的各種組分油層的表面，逐漸形成十分有韌性和堅固的MD膜，從而減小原油對巖石的粘附作用，改善原油與水溶液的流動性能對比。在沿程逐漸形成MD膜的過程中，原油在水力的作用下也隨之脫離巖石的束縛被攜帶出地層，從而提升原油的驅(qū)動效果和地面的采收效率。
1.5熱超導采油技術(shù)
熱超導指的是讓一定的物質(zhì)經(jīng)過特定的處理處于生產(chǎn)所需要的狀態(tài)下，此時該物質(zhì)的熱阻減小為零或近似于零的新的技術(shù)。該技術(shù)的實現(xiàn)方法就是將配置混合好的一定的化學物質(zhì)壓入到密閉的管柱當中，并通過加熱使該管柱兩端的受熱不均勻，此時化學物質(zhì)將立即發(fā)生化學相的轉(zhuǎn)變，激發(fā)氣態(tài)的分子增強了運動，發(fā)生不規(guī)則的碰撞，產(chǎn)生非常大的能量并以聲波的形式來傳遞熱量。熱超導技術(shù)應用于采油工程的技術(shù)措施目前主要有兩種：能耗自平衡稠油采油技術(shù)和超導加熱熱洗技術(shù)。
能耗自平衡稠油采油技術(shù)的原理是將超臨界導熱液體通過中空的抽油管線注入到井底，然后借助超臨界導熱液體對熱量優(yōu)異的傳導性能將井底的自身的熱量傳遞到地面。此技術(shù)不用配備電力加熱的設備即可提升地面井口生產(chǎn)出的流體的溫度，從而清楚井筒的結(jié)蠟、降低了流體的粘度、增加了采收效率，為油井的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)提供了保障。
超導加熱熱洗技術(shù)是在能耗自平衡稠油采油技術(shù)的基礎(chǔ)上，將套管伴隨產(chǎn)生的氣體作為燃料，對井口產(chǎn)出的液體進行加熱升溫后，再反注入到油管與油套的環(huán)形空間中，實現(xiàn)超導液的循環(huán)運行，在循環(huán)過程中井筒整體都受熱溫度升高，從而使井筒中的結(jié)蠟溶化解除。該技術(shù)實現(xiàn)了工作液的循環(huán)利用，其具有經(jīng)濟性能好、低污染、安全性能高的特點，有著十分廣闊的應用前景。
2.采油工程技術(shù)的發(fā)展趨勢
21世紀以來，各種高新技術(shù)的發(fā)展日新月異，特別是信息技術(shù)、生物工程、材料技術(shù)以及能源的發(fā)展對采油工程技術(shù)的更新發(fā)展起到了極大的促進作用。未來采油技術(shù)的發(fā)展方向主要有以下幾個方面：（1）向集合加成與智能控制方向發(fā)展；（2）向信息技術(shù)與數(shù)字模擬方向發(fā)展；（3）向即時性與自動化方向發(fā)展；（4）向低污染低能耗與以人為本的方向發(fā)展；（5）向勘察、探測、開采一體化綜合新概念方向發(fā)展。
3.結(jié)束語
我國的石油行業(yè)發(fā)展晚底子薄，在管理與生產(chǎn)技術(shù)上都與世界水平有一定的差距，另外我國石油資源分布的地形復雜，地理環(huán)境多樣化，對勘探開采的技術(shù)要求苛刻。所以應該加大采油高新技術(shù)發(fā)展的投入，加快高新技術(shù)在采油工程中的應用，滿足社會生產(chǎn)生活日益增長的需求。
【參考文獻】
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