油田注水開發(fā)后期提升采油率的技術(shù)措施分析

任永琳 王 達(dá) 馮浦涌 崔 波 高紀(jì)超 汪 超

中海油田服務(wù)股份有限公司 天津 300459

石油是一種不可再生資源，在國(guó)家經(jīng)濟(jì)、高新技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，是不可缺少的能源，同時(shí)也影響著人們的生活水平。但在油田實(shí)際開采過(guò)程中，傳統(tǒng)開采石油技術(shù)具有高成本、低采油率、嚴(yán)重污染環(huán)境等特點(diǎn)，為提升采油率，近些年采用一些先進(jìn)的技術(shù)手段和設(shè)備，并加強(qiáng)了油田開采相關(guān)人員的專業(yè)培訓(xùn)，以滿足石油開采工作的需求。在油田開采后期，隨著原油能源不斷被消耗，原油會(huì)變得越來(lái)越黏稠，不僅增加了開采的工作量，還降低了采油率。為改善這種情況，在油田開采過(guò)程中，經(jīng)常采用注水法提高采油率，但到了開采后期依然存在一些問(wèn)題，影響采油率。目前，在注水開發(fā)后期主要實(shí)施的技術(shù)有微生物強(qiáng)化采油（MEOR）、注水井高壓流量控制技術(shù)等，不同技術(shù)的特點(diǎn)各有不同，為了滿足實(shí)際需求，需熟悉各技術(shù)實(shí)施過(guò)程的要點(diǎn)。對(duì)油田注水開發(fā)后期如何提升采油率進(jìn)行詳細(xì)分析，同時(shí)為確保開采技術(shù)能處于較高且穩(wěn)定水平提供更多參考。

1 油田注水技術(shù)

在油田開采過(guò)程中，為提升采油率同時(shí)有效控制含水量，可采用油田注水技術(shù)對(duì)剩余油層及高深滲透油層進(jìn)行重新劃定井網(wǎng)，并開展相應(yīng)的開采作業(yè)。其具體有兩種方法，一是正注法，將水注入水井內(nèi)同時(shí)利用油管向油層注水的方法；二是反注法，利用油管的環(huán)形空間進(jìn)行注水的方法。如果將所有注水井看成是一個(gè)層段，并實(shí)施注水的方法稱為籠統(tǒng)注水法；如果將井下分成多層并實(shí)施注水的方法稱為分層注水法。對(duì)低滲透層的滲透率存在較大差異的情況下，不能采用籠統(tǒng)注水法，但可實(shí)施分層注水法進(jìn)行注水，以提升采油率。油田開發(fā)后期，因原油不斷被消耗，使得油層壓力下降，同時(shí)因其黏度增加，若不采用一些技術(shù)手段，可能會(huì)導(dǎo)致停產(chǎn)，降低采油率。為了在后期提升采油率需重新規(guī)劃井網(wǎng)，并結(jié)合細(xì)分層的注水模式，對(duì)其實(shí)施合理的注水法，提升水驅(qū)動(dòng)開發(fā)效率和質(zhì)量[1]。

另外，在油田開發(fā)過(guò)程中采用注水法，雖然初期提高了采油率，但開采出的原油含水量比較高，同時(shí)到了開采后期，也會(huì)出現(xiàn)采油率大幅度下降的情況，為改善這一情況發(fā)生，需要對(duì)注水法進(jìn)行優(yōu)化，如對(duì)低滲透油層加強(qiáng)注水，控制高滲透油層的注水量，以提高油田的采油量。

2 油田注水開發(fā)后期采油率現(xiàn)狀分析

隨著時(shí)代的發(fā)展，在任何時(shí)期，石油都是我國(guó)工業(yè)發(fā)展中重要的基礎(chǔ)能源，因不同油田所處的地質(zhì)條件差異較大，很多時(shí)候開采方案需要不斷改進(jìn)，這樣會(huì)增加開采難度，還會(huì)增加成本投入。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越先進(jìn)的采油設(shè)備被研發(fā)出來(lái)，采用先進(jìn)設(shè)備雖然降低了開采難度，但在開采后期依然存在很多問(wèn)題，尤其隨油層不斷被消耗，采油率也在下降，故目前油田注水開采提升后期采油率是主要研究方向。

石油是不可再生能源，故在油田開發(fā)后期，提升采油率是很關(guān)鍵的問(wèn)題，不僅能滿足社會(huì)石油的使用需求，還可減少環(huán)境污染，其方法有很多種，如注水、注氣等，其中注水法較常用，其目的通過(guò)注水法增加油層的氣壓，提升油層原油的流動(dòng)性，改善原油的黏稠度，使其更容易被采集，以滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)石油能源的需求。

3 提高采收率的不同方法的比較

油田開采工程中，為提高采油率采用了很多方法，如傳統(tǒng)方法中常有熱采油、化學(xué)采油和溶劑采油等方法。此外，開采石油過(guò)程中，有效控制石油的噴射量及注入率，減少能源消耗也是很重要的問(wèn)題。但開采過(guò)程中，地下的巖石會(huì)與流體相互作用，導(dǎo)致高鹽度狀態(tài)下的敏感性增強(qiáng)，從而消耗較多化學(xué)物質(zhì)，故為減少成本，選擇化學(xué)試劑時(shí)需進(jìn)行比較，應(yīng)選擇有意義的特定化學(xué)系數(shù)的試劑[2]。

傳統(tǒng)采油方法不僅成本高，且對(duì)環(huán)境的污染也非常大，利用現(xiàn)代高科技方法進(jìn)行采油，如微生物強(qiáng)化采油（MEOR）、注水法采油等，其中MEOR 技術(shù)是利用微生物生長(zhǎng)增值及代謝，與水、油等形成復(fù)雜的機(jī)制，可達(dá)到提升采油率的目的。

4 提升油田注水開發(fā)后期采油率的技術(shù)措施分析

在油田注水開發(fā)后期，為了提升采油率，改善油層的流動(dòng)性，還應(yīng)考慮實(shí)際開采成本，選擇一種最適合的開采方法，促進(jìn)原油開采量及效率。

4.1 優(yōu)化提高采油率技術(shù)

在油田注水開發(fā)后期，其采油率會(huì)逐步下降，為了提高采油率，需要利用先進(jìn)的注水方式，而優(yōu)化注水方式，應(yīng)對(duì)油田下的地質(zhì)進(jìn)行勘測(cè)，并對(duì)油層進(jìn)行分層注水，形成一個(gè)水驅(qū)連通的層位，利于提高原油開采。以實(shí)際原油開采情況來(lái)講，對(duì)其后期可分為三個(gè)階段，為了提升采油率、降低成本，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況選擇合適的開采方式。在后期階段，向油層注入聚合物溶液，提升油層的分布面積，提高原油的流動(dòng)性，將油層內(nèi)的“死油”直接驅(qū)替到開采區(qū)域[3]。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，可采用二氧化碳驅(qū)油技術(shù)或泡沫驅(qū)油技術(shù)，不僅可提高采油率，還可以實(shí)現(xiàn)環(huán)保施工效果，減少對(duì)環(huán)境的污染?，F(xiàn)階段，利用先進(jìn)技術(shù)提升油田的產(chǎn)量，到后期階段，將剩余原油開采出來(lái)，能提高采油率，為社會(huì)需求提供充足能源。

4.2 MEOR技術(shù)

4.2.1 MEOR 技術(shù)分類

MEOR 是利用微生物提升原油采收率各種技術(shù)的總稱，只要與微生物有關(guān)的開采技術(shù)均屬于MEOR 技術(shù)。

現(xiàn)階段，MEOR 技術(shù)提升了微生物開采原油的工藝，是一項(xiàng)比較成熟的技術(shù)，根據(jù)油井及油的性質(zhì)將MEOR技術(shù)分為兩種。一是外源性MEOR 技術(shù)，這種技術(shù)的實(shí)施是利用地面上發(fā)酵罐提供微生物所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，促使微生物代謝產(chǎn)生代謝產(chǎn)物，并將代謝產(chǎn)物注入油層以提高采油率的方法；二是內(nèi)源性MEOR 技術(shù)，這一方法是直接將微生物注入油層，并為其提供足夠的養(yǎng)分，促使微生物在油層進(jìn)行繁殖，產(chǎn)生代謝產(chǎn)物，當(dāng)生成代謝產(chǎn)物的速度大于微生物降解速度時(shí)，便能提升采油率的方法。

具體采取哪一種MEOR 技術(shù)，需要結(jié)合實(shí)際情況而定。實(shí)施內(nèi)源性MEOR 技術(shù)時(shí)，了解環(huán)境因素后還需要分析微生物形成與繁殖特性，從而找到微生物群落適合生長(zhǎng)與繁殖的條件，選出科學(xué)合理的環(huán)境因素，以促進(jìn)微生物繁殖，提高采收率。

4.2.2 MEOR 技術(shù)原理

MEOR 技術(shù)主要是利用微生物代謝產(chǎn)物與油層結(jié)合以提高采油率，微生物產(chǎn)生各種氣體，如二氧化碳、甲烷等，可增加油層壓力，降低原油黏度；微生物產(chǎn)生的有機(jī)溶劑，如酮類、醇類等，可降低表面張力和油水界面張力，以促進(jìn)原油乳化；微生物產(chǎn)生的聚合物，可調(diào)整注水油層的吸水剖面，控制高滲透地帶的流動(dòng)性，改善地層滲透率；微生物產(chǎn)生的分解酶，可裂解原油中重質(zhì)烴類及石蠟成分，達(dá)到提升原油流動(dòng)性的作用[4]。

4.2.3 MEOR 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

目前，MEOR 技術(shù)是開采石油常用的技術(shù)手段，包括微生物改良原油提取的工藝，其優(yōu)勢(shì)有很多方面。

（1）成本較低，很多微生物是以原油為原料，采用MEOR 技術(shù)時(shí)，其使用設(shè)備多為常規(guī)設(shè)備，無(wú)須增加新的設(shè)備，同時(shí)配備人員數(shù)量無(wú)須增加，降低了成本。

（2）操作簡(jiǎn)單，實(shí)施MEOR 技術(shù)時(shí)，很多提取工藝需進(jìn)行調(diào)整，可根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)對(duì)微生物進(jìn)行操作。

（3）采集率比較高，與其他技術(shù)相比，利用MEOR 技術(shù)可提升原油的采集率。

（4）環(huán)保，利用MEOR 技術(shù)不會(huì)對(duì)地質(zhì)造成損害，且無(wú)環(huán)境污染，是一項(xiàng)可重復(fù)實(shí)施的技術(shù)[5]。

MEOR 技術(shù)有以上優(yōu)勢(shì)，故這一技術(shù)應(yīng)用變得越來(lái)越廣泛。在油田開采過(guò)程中，可能因開采工藝、設(shè)備等不足，導(dǎo)致?lián)]發(fā)性有機(jī)物出現(xiàn)泄漏，增加空氣污染的概率，而MEOR 技術(shù)可從源頭減少?gòu)U氣的排放，還可以保護(hù)原有的地質(zhì)環(huán)境，值得被廣泛推廣。

4.3 注水井高壓流量控制技術(shù)

在油田開采后期，為提升采油率不僅利于油田自身的發(fā)展，還能為社會(huì)創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益。在后期提升采油率時(shí)，采用注水井高壓流量控制技術(shù)是非常重要的，且這一技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，目前是最頂尖的提高采油率技術(shù)之一。通過(guò)這一技術(shù)可將注入多余的水引到開采的油層內(nèi)，提高油層含水量來(lái)控制其黏稠度，不僅利于勘測(cè)地質(zhì)，還可提升油層的流動(dòng)性，達(dá)到提高采油率的目的。但在進(jìn)行注水井高壓流量控制時(shí)，因過(guò)程煩瑣，且操作難度較大，尤其對(duì)油田開采后期，采用注水法時(shí)對(duì)技術(shù)要求更高，故需要非常專業(yè)的人員才能起到良好效果[6]。

在注水井高壓流量控制技術(shù)的實(shí)際操作中，包含了很多方面，如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)化操作技術(shù)及重要系統(tǒng)的工程操作技術(shù)等，其中計(jì)算機(jī)技術(shù)是整個(gè)過(guò)程的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)，很多操作都需計(jì)算機(jī)完成。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)操作運(yùn)行過(guò)程中，必須在進(jìn)行縝密計(jì)算后，確定無(wú)誤再發(fā)出相應(yīng)的精確指令，整個(gè)過(guò)程對(duì)操作人員技術(shù)性的要求非常高，對(duì)相關(guān)程序的操作人員應(yīng)按規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)及操作規(guī)范完成各步操作。注水井高壓流量控制過(guò)程中，對(duì)注水量的要求非常嚴(yán)格，其精確度應(yīng)符合一定要求，以免因人為誤差導(dǎo)致嚴(yán)重問(wèn)題發(fā)生?？衫糜?jì)算機(jī)技術(shù)精確控制注水量的多少、水井壓力的大小等，還可監(jiān)測(cè)各操作過(guò)程是否符合標(biāo)準(zhǔn)，提高工作效率，不僅降低了成本，還提高了采油率。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)發(fā)展，對(duì)資源的需求不斷增大，尤其是石油資源，不僅交通出行需要石油，很多領(lǐng)域也需求石油。但石油能源是一種不可再生資源，為了提升采油率，在油田開采石油過(guò)程中，采用注水法能提升采油率。但到了開采后期，隨著原油不斷被消耗，其黏稠度升高，流動(dòng)性下降，大幅度降低了采油率，為了解決這一問(wèn)題，到開采后期提高采油率是十分重要的技術(shù)問(wèn)題。綜上所述，了解油田開采后期的原油特點(diǎn)后，再結(jié)合注水法自身的技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行改善，結(jié)合具體實(shí)際情況調(diào)整注水井的位置，改為MEOR 技術(shù)或通過(guò)控制高壓流量達(dá)到提升采油率的目的，這些技術(shù)的改進(jìn)對(duì)油田注水開發(fā)后期提高采油率有很大促進(jìn)作用，可解決我國(guó)對(duì)石油資源的亟須問(wèn)題。