【摘 要】目前的采油技術(shù)主要是用到水驅(qū)采油技術(shù),但是其油藏采收率不到50%,水驅(qū)完成后,地下仍然滯留了大量的原油。而隨著地球上地下油藏儲量的日漸減少,同時人類的生產(chǎn)生活對石油的消耗和依賴大大增加,所以迫切需要對石油開采的新技術(shù)進(jìn)行不懈的研究工作,以不斷地提高原油采收率,使有限的資源能夠得到充分的應(yīng)用,滿足世界對石油的合理需求。文章將對目前采油工程主要的新技術(shù)進(jìn)行介紹,通過分析提出對其發(fā)展趨勢的展望。
【關(guān)鍵詞】采油工程;新技術(shù);采收率
采油工程指的是石油開采時所包含的各種油藏開發(fā)的工程技術(shù),其需要利用理論技術(shù)和實施技術(shù)并結(jié)合各種具體措施來增加原油產(chǎn)出的總量和采收的效率。由于世界各地的地質(zhì)情況千差萬別,使得油藏的實際存在狀態(tài)也是各種各樣,針對不同地質(zhì)條件下的原油,石油采收所利用的技術(shù)也各有不同,采油的技術(shù)水平直接制約了石油開采的產(chǎn)量,石油產(chǎn)量的每一次增長和革命都是新的采收技術(shù)被應(yīng)用的結(jié)果。
1.采油工程的新技術(shù)
1.1熱處理油層采油技術(shù)
該采油技術(shù)是指通過能源對原油進(jìn)行升溫處理,使油藏的粘度減小,然后將地下的石油開采出來。此方法最關(guān)鍵的技術(shù)是利用加熱使原油溫度升高從而降低它的粘度,另外用流體的熱漲冷縮的作用下,原油的體積會膨脹,進(jìn)而增加了原油提升到地面的動力。目前,熱處理油層采油技術(shù)的常用方法主要有蒸汽激勵、蒸汽驅(qū)動和火燒油層。
蒸汽激勵方法是配備高溫的飽和蒸汽,并按一定比例壓入到井中,然后關(guān)閉井口,利用蒸汽的熱量對油層進(jìn)行加熱升溫,數(shù)天后再打開井口進(jìn)行采油作業(yè)。該方法的優(yōu)點是工藝簡單、技術(shù)易掌握、增產(chǎn)的效果也很明顯、經(jīng)濟(jì)性價比高。由于其風(fēng)險小、回報高,在稠油油層開采中,此種方法應(yīng)用得十分廣泛。
蒸汽驅(qū)動采油技術(shù)是將高溫的蒸汽注入到注入井中,然后通過油藏,從生產(chǎn)井中隨原油一起出井。在其行進(jìn)的過程中,對整個油層進(jìn)行了加熱,可以大大增加稠油油藏的原油采油效率。但是此種技術(shù)耗能量多、經(jīng)濟(jì)投資高,也有一定的工藝與技術(shù)風(fēng)險,所以沒能得到推廣應(yīng)用。
火燒油層采油技術(shù)通過注入井向油層中注入氧氣,然后人為地進(jìn)行點火或者讓原油發(fā)生自燃現(xiàn)象,這樣井下的部分原油將進(jìn)行燃燒產(chǎn)生熱能對其他部分的油層進(jìn)行加熱,從而促進(jìn)原油的開采。
1.2微生物采油技術(shù)
微生物采油技術(shù)也稱細(xì)菌采油技術(shù),其原理是向油層中注入某種細(xì)菌,讓細(xì)菌在油層中發(fā)生酵化反應(yīng),而細(xì)菌發(fā)酵活動及其它的生命活動會推動井下殘留的原油逐漸開采出來,從而提高原油開采率。該技術(shù)在含水比較多以及油藏將開采完的老油田的開采作業(yè)中顯示出了廣闊的應(yīng)用前景。
1.3水力振動采油技術(shù)
該技術(shù)利用油管將井下激振器安裝到井下,激振器產(chǎn)生一定頻率的脈沖波動,脈沖波驅(qū)動水力作用,在地下油層中傳波進(jìn)行原油的處理。水力波可以對井底的固相雜質(zhì)、泥漿已經(jīng)膠質(zhì)沉積物等進(jìn)行清理,使地下的鹽類沉積巖發(fā)生諧振破壞,從而造成不規(guī)則的縫隙或不閉合的孔洞。經(jīng)過持續(xù)的周期性地脈沖沖擊作用,逐漸形成網(wǎng)絡(luò)裂縫,并且逐漸深入到底深處的地層。另外脈沖波在油層中傳遞使原油受到交變應(yīng)力的作用,從而改變原油的流動性能、分子構(gòu)造、表面張力等性質(zhì)。
水力振動采油提高原油的采收效率,主要體現(xiàn)在三個方面。第一,提高地質(zhì)對原油的滲透性能。第二,減少原油中水份的含量。第三,產(chǎn)生聲波的作用對原油進(jìn)行處理。
1.4納米材料采油技術(shù)
目前納米材料在石油工業(yè)上的應(yīng)用主要是納米MD膜驅(qū)動原油技術(shù)。MD驅(qū)動膜是將納米級的驅(qū)動劑分子解除其膠合或膠束的形態(tài),而處于分散的狀態(tài)。它由多種組分隨機(jī)任意組合而成,主要的基本原料有水溶液的聚集混合物、平面的環(huán)形大分子、生物類的酶類、蛋白質(zhì)以及其它的有機(jī)物的微小粒子。它用水溶液來進(jìn)行流態(tài)化。通過分子間的靜電荷作用,使其它的各種組分油層的表面,逐漸形成十分有韌性和堅固的MD膜,從而減小原油對巖石的粘附作用,改善原油與水溶液的流動性能對比。在沿程逐漸形成MD膜的過程中,原油在水力的作用下也隨之脫離巖石的束縛被攜帶出地層,從而提升原油的驅(qū)動效果和地面的采收效率。
1.5熱超導(dǎo)采油技術(shù)
熱超導(dǎo)指的是讓一定的物質(zhì)經(jīng)過特定的處理處于生產(chǎn)所需要的狀態(tài)下,此時該物質(zhì)的熱阻減小為零或近似于零的新的技術(shù)。該技術(shù)的實現(xiàn)方法就是將配置混合好的一定的化學(xué)物質(zhì)壓入到密閉的管柱當(dāng)中,并通過加熱使該管柱兩端的受熱不均勻,此時化學(xué)物質(zhì)將立即發(fā)生化學(xué)相的轉(zhuǎn)變,激發(fā)氣態(tài)的分子增強(qiáng)了運(yùn)動,發(fā)生不規(guī)則的碰撞,產(chǎn)生非常大的能量并以聲波的形式來傳遞熱量。熱超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用于采油工程的技術(shù)措施目前主要有兩種:能耗自平衡稠油采油技術(shù)和超導(dǎo)加熱熱洗技術(shù)。
能耗自平衡稠油采油技術(shù)的原理是將超臨界導(dǎo)熱液體通過中空的抽油管線注入到井底,然后借助超臨界導(dǎo)熱液體對熱量優(yōu)異的傳導(dǎo)性能將井底的自身的熱量傳遞到地面。此技術(shù)不用配備電力加熱的設(shè)備即可提升地面井口生產(chǎn)出的流體的溫度,從而清楚井筒的結(jié)蠟、降低了流體的粘度、增加了采收效率,為油井的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)提供了保障。
超導(dǎo)加熱熱洗技術(shù)是在能耗自平衡稠油采油技術(shù)的基礎(chǔ)上,將套管伴隨產(chǎn)生的氣體作為燃料,對井口產(chǎn)出的液體進(jìn)行加熱升溫后,再反注入到油管與油套的環(huán)形空間中,實現(xiàn)超導(dǎo)液的循環(huán)運(yùn)行,在循環(huán)過程中井筒整體都受熱溫度升高,從而使井筒中的結(jié)蠟溶化解除。該技術(shù)實現(xiàn)了工作液的循環(huán)利用,其具有經(jīng)濟(jì)性能好、低污染、安全性能高的特點,有著十分廣闊的應(yīng)用前景。
2.采油工程技術(shù)的發(fā)展趨勢
21世紀(jì)以來,各種高新技術(shù)的發(fā)展日新月異,特別是信息技術(shù)、生物工程、材料技術(shù)以及能源的發(fā)展對采油工程技術(shù)的更新發(fā)展起到了極大的促進(jìn)作用。未來采油技術(shù)的發(fā)展方向主要有以下幾個方面:(1)向集合加成與智能控制方向發(fā)展;(2)向信息技術(shù)與數(shù)字模擬方向發(fā)展;(3)向即時性與自動化方向發(fā)展;(4)向低污染低能耗與以人為本的方向發(fā)展;(5)向勘察、探測、開采一體化綜合新概念方向發(fā)展。
3.結(jié)束語
我國的石油行業(yè)發(fā)展晚底子薄,在管理與生產(chǎn)技術(shù)上都與世界水平有一定的差距,另外我國石油資源分布的地形復(fù)雜,地理環(huán)境多樣化,對勘探開采的技術(shù)要求苛刻。所以應(yīng)該加大采油高新技術(shù)發(fā)展的投入,加快高新技術(shù)在采油工程中的應(yīng)用,滿足社會生產(chǎn)生活日益增長的需求。
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