浅谈采油工程技术现状及展望

  本文关键词：采油工程　　

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1 浅谈采油工程技术现状及展望 采油工程的目的是使油气升至地面，为实现油田开发指标和完成原油生产任务提供技术保证。采油工程技术是由多项学科，，多项技术融合而成，这其中包括机械、化工、材料力学、计算机、电子等多项领域。采油工程技术是实现油田开发方案的重要手段,是决定油田产量高低、采油速度快慢、最终采收率大小、经济效益的优劣等重要问题的关键。中国采油工程技术大致经历了探索、试验阶段、分层开采工艺配套技术、发展多种油藏类型采油工艺技术、采油工程新技术阶段。随着技术的进步,采油工程已经取得了显著的发展,这是有目共睹的，然而，为满足日益增长的市场的需求，工程采油技术仍需我们改进。 一、采油工程技术现状 我国采油技术经历了多次改革。从 1982 年开始，我国石油科技部门和国家有关科研院所,联合组织科技攻关,开展聚合物驱、三元复合驱和多元泡沫驱等三次采油技术研究,取得突破性进展。其中最先进的聚合物驱油技术,在大庆油田的应用规模堪称世界之最,并在聚合物驱油配套工程技术上取得了突破性进展,继注水驱油后又开采出石油储量的20％。可是，由于受复杂的地质条件限制,油田开发按传统的自喷、水驱技术,只能分别采出地下石油储量的 20％和 2 15％ ，导致剩余资源无法得到有效的开发和利用。 目前，我国采用较多的采油工程技术系列主要包括：采油过程中油气层的保护、油气井的防砂技术、采油机械设备的配套、压裂酸化设施的配套、稠油的热采配套设施、浅海采油、三次采油以及石油微生物等系列。三次采油技术无疑是石油技术的重大进展,我国的其他油田,相继开始了三次采油技术的实验和应用，大大提高了地下石油资源采收率。然而，三次采油技术也不可避免地存在一些问题：油品聚合物的驱替对象已开始向二、三类油层的开发转向。同时，平面与纵向上的非均质性表现得更加严重，油的物理性质变差，油层的厚度变薄，导致油层的配注量差异出现明显变化，有的油井甚至出现了对 3 种分子量需要同时注入的需求，这极大的提高了分层分质注聚工艺的技术水平与指标。其次，采用强碱三元复合驱采的方式使得油井结垢的现象明显，这样使得机采井的检泵周期远远短于水驱和聚驱的采油方式的周期，部分生产井的检泵周期不到 50 d。这大大降低了其工作效率，并极大的增加了采油成本。 除此之外，近年来微生物采油技术也得到有效地利用，取得了重大成果。生物技术被认为是石油工业中一种必不可少的方法。它能够通过提高从上游经营、中间运输部门到下游部门整个链条的附加值,最终带来有形的利益。新颖的生物技术设计、流线型的模拟以及油田的实际监测得到大家的 3 一致认可，也取得了可喜成果。然而，微生物采油方法也并非十全十美的，也有其自身的局限性：①对于高温（＞89°C）或高含盐量（ ＞10%）的地层通常不能适用。②营养基中有时含有一定量的重金属离子，可能对微生物有副作用。③某些细菌能产生黏性渗出液即菌胶团，堵塞地层。④钢套管、油管及泵受到硫酸盐还原菌产生的腐蚀性化学物质的侵蚀，能使低硫原油性能破坏。⑤由于硫酸盐还原产生的 H2S 在地层中与铁反应生成硫酸亚铁黑色沉淀，经常堵塞污染生产管线。⑥有些微生物能导致用于泵油工艺的化学剂降解。 鉴于以上弊端，目前研究的微生物只能在适中的温度，盐含量及压力下存活。如果地理条件多变，这些微生物的有效利用会受到限制。然而，有显著的证据可以说明石油储存库不像一些实验室研究所表明的那样是微生物经受不住的环境，事实上微生物能从深的储存库中得到分离，并且它们可能已发展了专门的机制来克服低氧。一些不需氧的微生物已被分离了。对这些微生物的进一步研究可能会利于石油工业中有用微生物的开发。另外，也可对现有采油微生采用基因修饰等手段以克服其局限性。 以上几种采油工程技术是我国目前使用得最为普遍的技术，经过时间的检验，在实际应用中显示出了各自的优势与劣势。随着科学技术的迅速发展，经济水平的不断提高，人们已经探索出了一些更加高效、安全、环保的采油工程技 4 术，以实现采油工程业的长足、稳定进步，以及国家经济的全面、协调、可持续发展。 二、采油工程技术的展望 1.生物工程技术 生物技术产业涉及医疗、粮食、环境、能源等领域。据估算，生物技术产业的市场容量约是信息产业市场的十倍。若 21 世纪的头十年是 IT 产业时代，下一个十年将是生物技术产业时代。随着老油田的综合含水的不断上升，油田污水处理问题越来越突出，应积极探索生物法处理污水技术，为油田污水处理提供新的技术保证。可以预料，随着生物技术的进一步发展，生物工程技术将在提高原油采收率方面发挥巨大的积极作用。 2.纳米技术 纳米技术是研究~m 内原子、分子和其它类型物质的运动和变化的学科。由于纳米微粒的小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等，使得它们在磁、光、电、敏感等方面呈现出常规材料不具备的特性，在磁性材料、电子材料、光学材料、高致密度材料的烧结、催化、传感、陶瓷增韧等方面具有广阔的应用前景。如用碳纳米管这样轻而柔软又非常结实的材料制作油管或抽油杆，将比现在使用的钢质油管和抽油杆更具有优越性；纳米陶瓷可用来制造超硬但不脆裂的钻头及切削工具、抽油泵的柱塞，还可用于井下工具，彻 5 底解决井下工具的腐蚀问题；纳米橡胶技术可提高封隔器及其它井下工具的密封胶圈的使用寿命；同时，纳米生物技术是一项涵盖生物学、化学和物理学的综合性跨越领域技术，可以借鉴这一技术帮助油田清理管道堵塞和井下腊卡及防砂治砂，甚至用来疏通地层中的原油流动通道，改善地层流体能力。 3.微电子及人工智能技术 我们知道，油井井下狭小的空间使很多技术难有用武之地。微电子技术的发展则可充分利用井下狭小空间发展高新采油工艺。人工智能技术的应用，将提高故障诊断符合率。 4.信息技术 在传统行业中，石油行业是应用计算机最早、对信息技术依赖程度最高的行业。在计算机的发展初期，采油工程中的石油勘探资料处理和解释就与计算机紧紧联系在一起，成为计算机主机时代的主要用户。目前信息技术在采油工程的应用和发展是多领域、多层次的，这其中包含了多项关键技术，例如：盆地模拟、地震成像、油藏模拟、虚拟实现技术、过程模拟、实施优化等技术。 5.高科技仪器仪表 新型仪器仪表与元器件将正朝着微型化、集成化、成套化、电子化、数字化、多功能化、智能化、网络化、计算机化、综合自动化、光机电一体化的方向发展。毋庸置疑，高 6 新技术的仪器仪表可比较广泛地应用于石油计量、自动控制、机械加工及设计领域。 进入 21 世纪后，随着科学技术的高速发展及其在日常生活中的广泛应用，信息、生物、新材料、纳米、能源等高新技术将得到迅猛发展，整个采油工业将处于高新技术营造的崭新世界中，采油工业将获得新的发展机遇，同时也面临严峻的挑战。中国石油工业面临高含水油田开采、低渗透油田开发、西部沙漠超深油田开采、滩海油田开发建设和稠油、超稠油油田改善热力开采等诸多难题和挑战。为了把握机遇、迎接挑战，石油公司必须依靠新技术，改善经营管理方法，处理好企业迫切讲求效益与高新技术前期投入之间的关系，避免乱花钱引进技术，单纯依靠大量的资金获得长足的进步，这是片面且错误的。应该做到真正运用恰当的高新技术，依靠自己的研究且提前进行统筹规划。在应用部门重点支持的同时，提倡市场经济原则，鼓励创办高新技术产业、兴办公司等多种形式，促进高新技术在采油工程中的应用。只有顺应时代发展的需求，加强高新技术在采油工程中的运用，才能保证我国的石油行业取得长足、稳定的可持续发展，才能在世界的能源行业中处于屹立不败之地，走在世界的前沿，为我国建设成能源大国、能源强国提供充足的保障！ 作者简介：刘敏艳，女，1982 年 1 月出生，陕西长安人。目前就读于西安石油大学油气储运工程专业。 7