提升采油采收率的關(guān)鍵技術(shù)

秦霖，湯延帥(延長油田股份有限公司七里村采油廠，陜西 延長 717100)

0 引言

近年來，隨著石油的不斷被開采，世界范圍內(nèi)的油田大多數(shù)已經(jīng)過了采油的初期環(huán)節(jié)，油田的出油率與石油的質(zhì)量相比以往都有了較高的差別，采用傳統(tǒng)的石油開采技術(shù)已經(jīng)很難在原油田中取得不錯(cuò)的開采率。針對這種情況，各國政府與研究機(jī)構(gòu)都積極研發(fā)先進(jìn)的采油技術(shù)，找到如何提升原油開采率的關(guān)鍵技術(shù)就成為了科學(xué)界亟待解決的課題。隨著各國努力參與技術(shù)開發(fā)，各種先進(jìn)的原油開采技術(shù)逐漸被開發(fā)出來，在維持原油石油開采質(zhì)量的基礎(chǔ)上，其效率顯著加快，為石油國家持續(xù)貢獻(xiàn)GDP增長的同時(shí)，也緩解了石油價(jià)格上漲所帶來的地緣沖突與國際矛盾，為世界范圍內(nèi)的和平穩(wěn)定作出了貢獻(xiàn)。

1 石油采收率的影響因素

在石油開采的過程中，經(jīng)常受到諸多因素的影響，在實(shí)踐中主要可以分為兩大類：油田環(huán)境等主觀因素和人為等客觀因素。

1.1 主觀因素

影響石油開采的主觀因素有很多，在實(shí)踐中，由于地質(zhì)環(huán)境、氣溫環(huán)境、季節(jié)的不同，各個(gè)區(qū)域油田的特點(diǎn)也各有其獨(dú)到之處，例如處于海底的石油礦井與地面較淺部位的石油礦井相比，其石油所處位置的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、天然儲(chǔ)量、開采成本等條件之間都有著非常大的差別。這些因素本身不會(huì)被開采人員的自身活動(dòng)所影響，而是其自身獨(dú)有的特殊性質(zhì)，因此相關(guān)人員將其歸類到主觀因素中，這些主觀因素對石油開采率的影響最大，對石油開采的結(jié)果具有決定性的影響。

1.2 客觀因素

學(xué)者們將通過人為方式對石油開采率造成的影響歸類到客觀因素中，石油開采的主體是人，服務(wù)的對象也是人，因此，人類活動(dòng)的內(nèi)容對石油采收率的影響也是十分重要的。例如，在實(shí)踐過程中，開采人員向油田中注入的材料質(zhì)量、開采技術(shù)、以及開采人員素質(zhì)等諸多因素都會(huì)對導(dǎo)致石油開采率的上升或者下降。與主觀因素相比，客觀因素具有靈活性與可變性，具體來說，影響石油開采率的主觀因素，如：地質(zhì)條件、地理位置等，具備固定、短期內(nèi)不可變的屬性。而客觀因素不同，由于客觀因素主要是人為因素對油田開采量產(chǎn)生的影響，因此相關(guān)石油開采企業(yè)很容易通過相關(guān)措施對其進(jìn)行改變，如在實(shí)踐中，相關(guān)人員可以通過優(yōu)化開發(fā)技術(shù)等方式對客觀因素進(jìn)行改變。因此，相關(guān)企業(yè)在進(jìn)行石油開采的過程中，應(yīng)該注意控制客觀因素的重要性，優(yōu)化開采過程管理質(zhì)量、提升人員素質(zhì)、采用先進(jìn)的開采技術(shù)，這些措施有助于石油開采效率的提升。

2 提升采收率的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 調(diào)剖技術(shù)

調(diào)剖技術(shù)可以很好地強(qiáng)化采油動(dòng)能，進(jìn)一步提高采油效率。此技術(shù)的應(yīng)用的必要條件是要建立在PI決策的基礎(chǔ)上。在運(yùn)用過程中：首先，要以注水壓力和充滿度為調(diào)控?cái)?shù)值，進(jìn)行調(diào)剖程序的識(shí)別與判斷；其次，要構(gòu)建應(yīng)堵劑系統(tǒng)，確保注水壓力與充滿度兩項(xiàng)指標(biāo)的實(shí)際工作數(shù)值大于理論值。

2.2 有限度三次采油技術(shù)

該技術(shù)主要在調(diào)剖后的油層內(nèi)部，加入高效驅(qū)油劑等化學(xué)物質(zhì)來調(diào)整油層表面活動(dòng)，使油層內(nèi)氣液關(guān)系得到顯著改善，進(jìn)而提升采收率[1]。該技術(shù)的投入成本降低，可以實(shí)現(xiàn)提高采收率與控制成本的雙重目標(biāo)。在具體應(yīng)用的過程中，首先要合理設(shè)計(jì)驅(qū)油劑的配比，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，對驅(qū)油劑的用量動(dòng)態(tài)調(diào)控，以達(dá)成最優(yōu)驅(qū)油效果。

2.3 立體井網(wǎng)層系重構(gòu)技術(shù)

油田開發(fā)后期，水驅(qū)控制程度與注采關(guān)系處于低下、失衡狀態(tài)，井網(wǎng)多呈現(xiàn)出不規(guī)則特征，利用率降低，因此不利于油田的可持續(xù)開發(fā)。針對上述情況，必須對立體井網(wǎng)層系進(jìn)行重構(gòu)[2]，使單砂體、剩余油得以精細(xì)化描述，針對縱向上對層系、平面上井網(wǎng)等進(jìn)行優(yōu)化重組，進(jìn)一步完善注采關(guān)系、優(yōu)化水驅(qū)控制水平，實(shí)現(xiàn)水驅(qū)開發(fā)采收率提升的終極目標(biāo)。

3 提高油田石油開采率的技術(shù)措施

近年來，由于國際上眾多國家與組織都在積極研發(fā)先進(jìn)的石油開采技術(shù)，因此相關(guān)的先進(jìn)技術(shù)層出不窮，本文列舉了其中幾個(gè)較為常見的技術(shù)手段，并對其優(yōu)勢進(jìn)行了分析。

3.1 完善井網(wǎng)布局

當(dāng)前，我國的大部分油田的年齡普遍很大，已經(jīng)經(jīng)歷了多年的開采，其出油率以及出油質(zhì)量都較以往產(chǎn)生了巨大的差別，在對大多數(shù)老的石油產(chǎn)地進(jìn)行勘探的過程中，研究人員發(fā)現(xiàn)，大部分油田井的環(huán)境都較差，且存在大規(guī)模的水油混合現(xiàn)象，極大地增加了開采過程的難度。對于這一現(xiàn)狀，相關(guān)人員可以通過完善井網(wǎng)布局的方法對其進(jìn)行解決。完善井網(wǎng)布局的具體方法如下：(1)相關(guān)單位在石油開采之前，應(yīng)該對所在區(qū)域的地質(zhì)條件、地理環(huán)境進(jìn)行深入的勘探與勘察，并繪制詳細(xì)的地質(zhì)地形圖供研究人員參考；(2)研究人員需要根據(jù)所在地區(qū)的實(shí)際地質(zhì)條件，進(jìn)一步采取科學(xué)手段對所在區(qū)域的石油儲(chǔ)量、開采難度等細(xì)節(jié)進(jìn)行更加細(xì)致的評估，并得出相應(yīng)評估結(jié)論；(3)在得出評估結(jié)論之后，施工人員應(yīng)該與研究人員進(jìn)行信息的交互與探討，根據(jù)實(shí)際情況完善所在區(qū)域的井網(wǎng)布局。只有通過以上手段，才能顯著提高石油的開采效率。

3.2 加強(qiáng)開采過程中的管理

在傳統(tǒng)的石油開采過程中，大多數(shù)單位只在乎石油的生產(chǎn)效率，著重強(qiáng)調(diào)先進(jìn)石油開采技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新，進(jìn)而忽視了石油開采過程中管理活動(dòng)的重要性。然而，石油開采的管理活動(dòng)本身也是非常重要的，一個(gè)良好的場地管理可以顯著提高所在油井工人的施工效率，從而促進(jìn)整體生產(chǎn)效率的提升。在石油開采之前，相關(guān)企業(yè)應(yīng)該指派相關(guān)人員完成對油田地理位置、地質(zhì)環(huán)境等的勘測，并根據(jù)實(shí)際情況，選擇手頭具有相關(guān)油田開采經(jīng)驗(yàn)、具備一定管理知識(shí)的專業(yè)人才對整個(gè)的石油開采過程進(jìn)行管理。管理人員在實(shí)際施工過程中應(yīng)該做好以下兩點(diǎn)：(1)制定相應(yīng)的規(guī)章，對施工的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行權(quán)責(zé)的厘清，將責(zé)任分配到個(gè)人，并根據(jù)相應(yīng)完成情況制定一定的獎(jiǎng)懲措施，這一方式可以充分提升工人的工作積極性；(2)對所在區(qū)域的工人進(jìn)行定期的技術(shù)培訓(xùn)，解決其工作中遇到的困難，提升施工人員的技術(shù)水平，進(jìn)而提高針對性施工的效率。

3.3 加強(qiáng)注水過程的管理

油田開采過程中的注水效果能夠直接影響油田最后的采收率，具體原理如下：油田的開采需要水的參與，開采環(huán)節(jié)中的回注污水環(huán)節(jié)有可能會(huì)阻塞地層，底層的堵塞會(huì)導(dǎo)致欠注井與欠注層數(shù)量的顯著增多。因此，相關(guān)企業(yè)應(yīng)該采取合理、科學(xué)的措施對水井進(jìn)行注水，最大程度避免阻塞現(xiàn)象的發(fā)生。在實(shí)際工作中，油田開采相關(guān)單位應(yīng)該掌握所有時(shí)間段油井的動(dòng)態(tài)生產(chǎn)效率，并根據(jù)監(jiān)測過程中產(chǎn)生的問題對水井進(jìn)行科學(xué)的調(diào)節(jié)，才能改變小層的吸收情況；還要利用自動(dòng)化水嘴等技術(shù)對小層注水進(jìn)行合理調(diào)控，進(jìn)而保障油田采油的動(dòng)態(tài)過程中注水的合理性。實(shí)現(xiàn)對注水的合理控制能夠大幅度提升采油過程的效率及其穩(wěn)定性，有效防范開采過程中經(jīng)常出現(xiàn)的水淹問題。此外，相關(guān)單位在實(shí)際施工過程中，還應(yīng)結(jié)合油田實(shí)際情況，實(shí)時(shí)把控油井?dāng)?shù)量及采油量的實(shí)時(shí)數(shù)值，進(jìn)而保障后期開采工作的順利進(jìn)行。

3.4 優(yōu)化三次采油技術(shù)

在一些年限較長油田的開采過程中，施工人員往往會(huì)面臨需要開采剩余油的問題。剩余油處在油田底部或地質(zhì)狹縫中，其開采難度較大、效率也較為低下。針對這種情況，相關(guān)技術(shù)人員開發(fā)出了高效率的三次采油技術(shù)。在實(shí)踐中，工人可以采用氣驅(qū)法、熱力采油法等三次采油技術(shù)[3]，首先，可以將氮?dú)狻⒍趸嫉任镔|(zhì)打入地層中，進(jìn)而強(qiáng)化輕油油藏的開采效率。其中，二氧化碳注入法是現(xiàn)實(shí)中較為常見的方式，其價(jià)格也較為廉價(jià)，有助于企業(yè)效益的提升。其次，對于二氧化碳法無法解決、油層孔隙率較高、總體密度較低的油井，施工人員可以采取熱力采油法，即利用火燒油層、注入蒸汽等方式提升所在油井的采油效率。再次，化學(xué)驅(qū)油法也是提升采油效率的一種，其主要通過在石油表面注入活性劑、堿水驅(qū)油等方式實(shí)現(xiàn)的，適用于一些較為復(fù)雜的低油率地形，與二氧化碳法相比，其施工成本較高。最后，對于一些瀕臨枯竭的油井，施工人員可以采取微生物灌注法，將一些生物代謝物或者是微生物本身直接輸送到油層中，這種方式對于停止流動(dòng)的原油具有較高的開采效率，也能夠有效延長枯竭井的使用壽命。

3.5 MEOR技術(shù)

MEOR技術(shù)是我國較為常見的石油開采技術(shù)，其主要是通過增加油層底部微生物活躍程度的方法，增強(qiáng)枯竭油井石油的流動(dòng)幅度，進(jìn)而加快石油的開采效率。我國在應(yīng)用該技術(shù)時(shí)主要通過兩種方式，一個(gè)是外源微生物，即上文中所提出的微生物灌注法。另一個(gè)則是內(nèi)源微生物法，顧名思義，內(nèi)源微生物法需要油田內(nèi)部本就存在一定數(shù)量的微生物才能進(jìn)行[4]，在實(shí)踐中，只需工人向油田中注入一定的氮、磷等物質(zhì)即可實(shí)現(xiàn)?？偟膩碚f，無論是內(nèi)源微生物還是外源微生物技術(shù)，其實(shí)施成本與難度并不高，且操作便利，有助于提高企業(yè)的開采效率。

4 結(jié)語

當(dāng)前，我國正處在經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展期，急需大量的石油礦產(chǎn)資源的支持，然而我國的石油開采正處在一個(gè)較為尷尬的時(shí)間段，大多數(shù)油田面臨即將開采完畢的窘境，其石油開采的質(zhì)量及效率大不如前。針對這種情況，各大油田應(yīng)該積極考慮影響自身開采量的主觀因素及客觀因素，結(jié)合當(dāng)前國際上先進(jìn)的采油理論，對原有技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并加快新技術(shù)的研究速度。只有這樣，才能讓石油企業(yè)創(chuàng)造出更高的利潤，進(jìn)而滿足社會(huì)發(fā)展過程中對石油資源的需求。