采油工程新技術(shù)分析及展望

摘 要：隨著全球能源的緊張，石油作為一種不可再生能源，成為各國(guó)爭(zhēng)搶的目標(biāo)。目前各國(guó)之間的許多爭(zhēng)端其實(shí)最終目的都是為了爭(zhēng)搶石油資源。石油資源與我們的生活息息相關(guān)，做為當(dāng)前最重要的能源之一，其開(kāi)采水平也是各國(guó)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的有力證明。地下石油資源儲(chǔ)量較為豐富，目前采油工藝多以水驅(qū)法為主，這種方法采取率較低，采完后還有很大一部分原油還儲(chǔ)藏于地下。近年來(lái)在石油開(kāi)采業(yè)的快速發(fā)展和不斷的完善過(guò)程中，采油工程技術(shù)也取得了較大的進(jìn)展。文章對(duì)各種新型采油技術(shù)進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步對(duì)未來(lái)采油技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：采油；工程；新技術(shù)

前言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各行各業(yè)在發(fā)展過(guò)程中對(duì)能源有了更高的需求，日益加大的需求和能源緊張的局面形成了矛盾，在很大程度上制約了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定協(xié)調(diào)發(fā)展。石油在各國(guó)的能源結(jié)構(gòu)中都占有極其重要的位置，在我國(guó)也是如此，石油做為我國(guó)最重要的能源，提高其開(kāi)采速度和開(kāi)采率具有十分重要的意義。目前我國(guó)的石油工業(yè)正處于由產(chǎn)量型向效益型的轉(zhuǎn)型階段，采油工程存在的目的即是把有限有石油資源有效的開(kāi)采出來(lái)，這就需要先進(jìn)的采油工程技術(shù)，保證在任何地質(zhì)條件下都能實(shí)現(xiàn)對(duì)石油的開(kāi)采，從而有效的提高我國(guó)石油工業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益水平。隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，近年來(lái)在采油工程中一些新技術(shù)不斷的研發(fā)出來(lái)，為我國(guó)石油開(kāi)采技術(shù)注入了新的活力。

1 熱處理油層采油法

熱處理油層采油法是對(duì)地下的油藏利用熱能進(jìn)行加熱，從而使石油的粘度降低，同時(shí)在加熱過(guò)程中石油會(huì)產(chǎn)生膨脹，從而產(chǎn)生排出的動(dòng)力，而將原油從地下開(kāi)采出。此采油法的原理是通過(guò)降低原油的粘度來(lái)改變流度比，從而提高波及系數(shù)。

1.1 蒸汽吞吐采油

蒸汽吞吐采油就是把高溫高飽和的一定量蒸汽注入油井內(nèi)，注入后關(guān)井?dāng)?shù)天后再開(kāi)井進(jìn)行回采的循環(huán)采油方法。此方法因其工藝簡(jiǎn)單、不需要多少投資即可產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益，所以在稠油藏和特稠油藏中得以廣泛的應(yīng)用，此方法不存在多少技術(shù)含量，幾乎沒(méi)有任何風(fēng)險(xiǎn)性，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)快速的增產(chǎn)，所以廣泛的應(yīng)用于稠油層的開(kāi)采中，也有部分稠油層先用蒸汽吞吐法進(jìn)行開(kāi)采，然后再用蒸汽驅(qū)采油方法再對(duì)余下的油藏進(jìn)行開(kāi)采。

1.2 蒸汽驅(qū)采油

雖然蒸汽吞吐在稠油的開(kāi)采上具有很大的優(yōu)勢(shì)，但其開(kāi)采率還較低，只限于開(kāi)采出油井井筒附近地層中的原油，對(duì)于下面的原油基本無(wú)法開(kāi)采出來(lái)。所以部分油井在開(kāi)采過(guò)程中，首先用蒸汽吞吐開(kāi)采完成后，還會(huì)使蒸汽驅(qū)對(duì)深層的油藏進(jìn)行繼續(xù)開(kāi)采，這在很大程度上提高了油井的開(kāi)采率，但同時(shí)蒸汽驅(qū)也存在著投資量大，技術(shù)復(fù)雜、風(fēng)險(xiǎn)大等缺點(diǎn)，所以在實(shí)際石油的開(kāi)采過(guò)程中，蒸汽驅(qū)采油量還無(wú)法與蒸汽吞吐采油量相比。

1.3 火燒油層采油

火燒油層是向油層注入空氣（或氧氣），通過(guò)原油的自燃或人工點(diǎn)火，使地層部分原油就地燃燒，利用燃燒前緣推動(dòng)原油的熱采方法。

2 微生物采油技術(shù)機(jī)理

在油田開(kāi)發(fā)中，利用微生物提高原油產(chǎn)量，即提高原油采收率。其原理是使細(xì)菌在油層中發(fā)酵，把油層作為巨大的生物反應(yīng)器，將選擇的微生物注入其中，由于細(xì)菌活動(dòng)及代謝產(chǎn)物的作用，使油層中的殘余油采出，從而提高采收率。

3 震動(dòng)采油技術(shù)機(jī)理

3.1 人工地震法采油機(jī)理

此方法是在保證油水井正常生產(chǎn)的前提下進(jìn)行的，是提高油井增產(chǎn)的一種物理方法，此辦法是通過(guò)人工震源建立起來(lái)波動(dòng)場(chǎng)，并以頻率極低的機(jī)械波形式傳到地層，從而使大面積油層發(fā)生振動(dòng)，從而增加油井的開(kāi)采量，達(dá)到增產(chǎn)、增效的目的。

3.2 水力振動(dòng)采油原理

水力振動(dòng)采油技術(shù)，是利用由油管下入的井下振動(dòng)器建立起高頻（或低頻）的水力脈沖波，通過(guò)脈沖波在地層中傳遞來(lái)處理油層的技術(shù)。水力脈沖波主要用于清除近井地帶的機(jī)械雜質(zhì)、鉆井液和瀝青膠質(zhì)沉積，破壞鹽類(lèi)沉積，形成不閉合的裂縫等。在油層部位產(chǎn)生的振動(dòng)波傳遞到地層，在強(qiáng)烈的膨脹一壓縮波作用下，地層會(huì)產(chǎn)生裂縫網(wǎng)。在周期性壓力下，隨著波動(dòng)的深入，逐漸撐開(kāi)地層深處的裂縫。與此同時(shí)，振動(dòng)波也會(huì)對(duì)地層中的原油產(chǎn)生影響，在變應(yīng)力的作用下，可以改變?cè)徒Y(jié)構(gòu)、降低原油的鉆度、減少表面張力、加快原油向井底的流動(dòng)速度。

3.2.1 改善地層的滲透性

水力脈沖波對(duì)地層的振動(dòng)作用使地層孔隙中的固態(tài)堵塞物松動(dòng)，并在水壓的作用下脫落排除，達(dá)到疏松孔道的作用，當(dāng)振動(dòng)足夠大時(shí)，能在地層中產(chǎn)生裂縫網(wǎng)，從而提高地層的滲透性。

3.2.2 聲波采油機(jī)理

聲波技術(shù)在采油過(guò)程中的應(yīng)用范圍很廣，主要包括聲波防垢、聲波驅(qū)油、聲波降翰、聲波破乳脫水、聲波處理油層等方面。

地層中有油、氣、水等物質(zhì)，對(duì)于這些流動(dòng)物質(zhì)的處理采取波的形式具有很大的可能性，但在實(shí)際油井開(kāi)采過(guò)程中，比較多的還是采用聲波來(lái)進(jìn)行，這主要是由于聲波的穿透性較強(qiáng)，具有電磁波無(wú)法比擬的性質(zhì)，所以在開(kāi)采過(guò)程中都是利用聲波的形式來(lái)影響地層內(nèi)的油、水的流動(dòng)，從而達(dá)到油井增產(chǎn)的目的。

一是當(dāng)聲波作用于飽和的油水層時(shí)，液流在近井地層的孔隙結(jié)構(gòu)內(nèi)做周期性的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)愈靠近井眼聲源處愈強(qiáng)烈，可導(dǎo)致滲透率的提高。

二是在聲場(chǎng)中，原油分子周期性地進(jìn)行結(jié)構(gòu)組合排列，導(dǎo)致原油黏度降低。

三是無(wú)論是強(qiáng)聲場(chǎng)還是弱聲場(chǎng)，都可以促使液體加速流向聲源，向井眼聚集。

四是當(dāng)井底壓力接近飽和壓力時(shí)，聲場(chǎng)可以脫去孔隙內(nèi)液體中的氣體，分解出的氣泡脈動(dòng)地穿過(guò)地層巖石的孔隙，疏通了通道。

超聲波降黏的機(jī)理為：超聲波能使石油在未凝成固相前就被分散為極細(xì)的顆粒而懸浮在油液中。由于超聲波的機(jī)械、熱化學(xué)等效應(yīng)的作用，原油中一些物質(zhì)的分子自旋量子及排列發(fā)生變化，使介質(zhì)的電導(dǎo)率和表面張力下降，從而有利于減弱分子間、分子與輸油管道間的親和力，降低黏度，增加流動(dòng)性。

超聲波脫蠟的機(jī)理是：超聲波在原油內(nèi)振蕩產(chǎn)生摩擦熱，使與管壁接觸的邊界層原油軟化并增大軟化邊界層的厚度。超聲波可使原油中脫出的氣體按螺旋線(xiàn)向前推進(jìn)，并向管壁附集而形成一層氣套，從而阻礙了石蠟在管壁上聚結(jié)；超聲波使石蠟在未凝成固相前就被分散為極細(xì)的顆粒而懸浮于油液中，在超聲波作用下，長(zhǎng)鏈?zhǔn)灍N分子斷裂，從而降低了固化溫度。

4 采油工程技術(shù)的展望

隨著各國(guó)對(duì)石油開(kāi)采力度的加大，大量的油田都處于開(kāi)采的中后期，大量的原油已被開(kāi)采出來(lái)，油藏中少量的石油的開(kāi)采難度就會(huì)越來(lái)越大，這樣開(kāi)采的成本就很高，面對(duì)有限的石油儲(chǔ)量，油田開(kāi)發(fā)形式越來(lái)越嚴(yán)竣，各國(guó)在尋求新油田的同時(shí)，也在充分的對(duì)老油田進(jìn)行開(kāi)采，這就對(duì)油田工程技術(shù)提出了更高的要求，因此通過(guò)石油開(kāi)采技術(shù)發(fā)展的分析，可以吸取先進(jìn)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于我國(guó)的石油開(kāi)采上。

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，各種能源高新技術(shù)已在日常生活中得到廣泛的應(yīng)用，在這種大背景下，采油工業(yè)也面臨著新的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)，我國(guó)石油工業(yè)更是面臨著諸多的難題和挑戰(zhàn)，所以我們只能順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需求，加快高新技術(shù)在采油工程中的應(yīng)用，從而保證我國(guó)石油行業(yè)的穩(wěn)定可持續(xù)性發(fā)展，增加我國(guó)的國(guó)力及世界競(jìng)爭(zhēng)力。

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