用信息技術提高采收率大有可為

本刊記者 何世念

一提到提高油田采收率，人們通常會想到通過注水、注氣、注聚合物、注堿、注表面活性劑等物理化學方法進行驅油，以提高采收率，而很少想過，要想最大限度地提高采收率，現代信息技術也是必不可少的手段。

“信息技術是現代科技的基礎，將現代信息技術和基礎油田化學研究相結合，是油田企業今后在提高采收率方面的主要發展方向，國內油田企業應該對此有清醒的認識，并予以充分重視。” IBM（國際商業機器公司）專家這樣說。

現代信息技術從三方面提高采收率

對于提高油田采收率，現代信息技術會在哪些方面發揮作用呢？據IBM專家介紹，就目前的實踐經驗來看，現代信息技術在提高油田采收率方面的作用主要表現在以下三個方面。

一是通過信息技術幫助選擇合適的驅油劑配方。通常一次采油和二次采油可采收30%～40%左右原油，三次采油還有60%～70%的開采潛力，因此世界各產油國對三次采油都很重視。目前提高油田采收率主要依靠三次采油技術，如通過注聚合物、注堿、注表面活性劑、納米驅油等，以提高采收率。其中最關鍵的就是要選擇適合特定地質條件的合適有效的驅油劑配方，而現代計算機信息技術在幫助選擇驅油劑配方上能發揮很大的作用。目前一些著名的國際油公司正在和IBM研究院合作，進行驅油劑與束縛水性能的關系研究，進行驅油劑分子級重構，以選擇適合油田地質條件的驅油劑配方，激活束縛水，釋放被束縛水分子包裹的原油分子，從而提高采收率。在這項研究過程中的關鍵技術，是用先進的計算機科學對三采驅油物理機制模型化，對大量的實驗數據進行計算處理，得出束縛水和驅油劑配方的參數組合，最終實現指導油田開發，以提高油田采收率。

二是通過提高油藏認知度提高采收率。提高對油藏的認知，對油藏進行精細化描述，是提高采收率的基礎。IBM研發的GPU+CPU的高性能計算機，使RTM（逆時反演）地震成像技術的普及推廣成為可能。這項技術可以實現對鹽丘、斷層等復雜地質構造更好地成像。近年來，IBM和一些國際油公司合作，利用計算機技術進行“大型盆地建模”、“地震射線追蹤”、“輔助歷史擬合”、“盆地規模大型反演”等多方面的廣泛聯合研發。這些研究的目的是提高對油藏的深入認識，從而發現原來普通技術很難發現的圈閉環境，實現對整個油藏的深度開發，提高采收率。

三是利用油水分離技術提高采收率。在世界各國的油田，目前采出的原油不能實現與油田水完全分離，從而導致分離后的油田水還含有一定的原油和鹽類，回注到地層，一方面損失了部分原油，另一方面還污染地層，對環保不利。IBM近來在材料科學方面取得了進展，利用強大的高性能計算技術進行納米材料的設計開發，成功研發了納米膜材料，可以成功地分離水和原油及鹽類，使分離后的油田水完全達到環保要求。在提高原油采收率的同時，還滿足了環保要求。

不斷展開的實踐

一些國際石油公司早就開始了運用信息技術提高采收率的實踐。挪威石油公司在上世紀90年代末最早開始大規模使用計算機信息技術。當時北海油田減產，挪威的油田大多是老舊油田，作業成本上升，融資難度增加。出于削減成本、減少海上作業人數的考慮，挪威石油公司開始推廣使用信息技術，把公司的勘探、開發、鉆井、銷售甚至地震數據集成起來在數據中心處理，使油田的可靠性和產油率都得到明顯提升。

挪威石油的成功實踐很快被一些國際石油巨頭復制。如在殼牌的挪威海上Draugen油田項目中，海水深度達200米，條件相當惡劣。殼牌利用了4D地震技術（即3D地震技術再加上時間維度）。通過以不同時長為周期向地層發射地震波，采油工程隊在2001年至2004年期間確定的油井不僅實現了防水，油田的目標采收率也從最初的50%提升到73%。

殼牌和歐洲最大的管理咨詢公司凱捷最近對殼牌旗下50處應用了智能信息技術的資產進行了評估，發現剔除其他技術、管理改革的促進作用，保守估計，在上個十年為這50處資產實現了50億美元的資產增值。而根據IBM最新提供的數據，該公司的“智能油田”解決方案單為一家客戶就節約了14億美元的成本。

作為全球領先的信息技術咨詢服務公司，IBM目前正在與不少國際石油公司開展用信息技術提高采收率方面的項目合作。如與意大利石油公司開展大型盆地建模（改進地質模型的復雜處理過程）、地震射線追蹤（優化測線設計改進地震成像）的合作項目研究，與殼牌合作開展逆時偏移+藍色基因（實現對復雜構造的深入認識）的研究，與加拿大油藏模擬公司開展輔助歷史擬合（油藏描述中的非線性優化和反演）的研究等。

在國內，IBM正在與某油田企業商談開展三次采油方面和油水分離技術方面的合作研發項目。研發內容主要包括進行表層束縛水的研究，探明束縛水分子動力學和熱力學性質以其阻隔原油分子采出的物理機制；開展復合驅的物理模型化，研究油田特殊的近晶黏土的動力學、熱力學和去濕性等化學性質以及一系列和油田相關的外部條件對其的影響，同時擴展到新型表面活性劑和納米材料的設計；研究開發污水處理的油水分離技術，實現從油田廢水中去除殘留的油漬。

信息技術提高采收率潛力巨大

現代信息技術已成為當今世界各類科技研究的基礎手段，利用計算機模擬技術，可以更高效地進行各類基礎科學的研究，而在運用信息技術開展地質勘探和油藏研究方面具有廣闊的發展空間和巨大的潛力。

IBM專家告訴記者，IBM一直在推進充分利用信息化技術的智慧油田建設，從最基礎的驅油技術入手，進行分子級重構的深入研究，在提高油田采收率方面具有巨大的潛力，更具有長遠的社會效益。實現先進信息技術和基礎油田化學研究相結合，是油田在今后在提高采收率方面的主要發展方向。

與國際油公司相比，目前國內油田企業在應用信息技術方面還存在不小的差距，一些企業還處于數字化建設階段，信息化建設程度有待提高，需要進行全面加速信息化建設。在提高采收率研究方面，多數油田企業還是以周期較長的實驗室研究為主要手段，同時存在研究設備環境較差等因素，很難較快地取得較大的突破。在國際日益擴大開放合作的大環境下，油田企業應大膽進行國際合作，快速地把國外的先進技術引進來，利用國外大型公司的設備環境和技術資源，展開深入的聯合研發，真正做到用人之長補我所短，尋求合作雙贏的發展道路。而與先進的信息技術服務公司合作，充分利用現代信息技術開展提高油田采收率研究，可以加快在提高采收率方面研究步伐，加快實現技術突破。