曾羽佳(長(zhǎng)江大學(xué)武漢校區(qū)石油工程院, 湖北 武漢 430100)
油水井增產(chǎn)增注及提高采收率新技術(shù)
曾羽佳
(長(zhǎng)江大學(xué)武漢校區(qū)石油工程院, 湖北 武漢 430100)
隨著油田的發(fā)展,油田開發(fā)進(jìn)入到三次采油階段,為了最大的挖掘油田的潛能,獲得更多的油氣資源,石油行業(yè)在不斷研究油水井的增產(chǎn)增注措施,為提高油田采收率做著不懈的努力,隨著科技的進(jìn)步和一代又一代石油人的科研攻關(guān),各種行之有效的油水井增產(chǎn)增注及提高采收率的新技術(shù)被不斷的發(fā)掘,并在油氣田內(nèi)推廣應(yīng)用。
三次采油;采收率;增產(chǎn)
目前油氣田的開發(fā)可大致劃分為三個(gè)階段。一次采油:利用油藏天然能量開采原油的方法,如利用溶解氣驅(qū)、氣頂驅(qū)、天然水驅(qū)、巖石和流體彈性能驅(qū)及重力排驅(qū)等能量;二次采油:采用人工補(bǔ)充地層能量(如注水、注氣、注汽)的采油方法。許多油藏一開發(fā)就進(jìn)入了注水的二次采油過程。這樣可以使注水后的采收率有所提高;三次采油:向地層中注入流體(化學(xué)劑或氣體溶劑)、能量。包括聚合物驅(qū)、各種化學(xué)驅(qū)(活性水驅(qū)、微乳液驅(qū)、堿性水驅(qū))及復(fù)合化學(xué)驅(qū)、氣體混相驅(qū)(不是以保壓為目的的注氣)等。
油藏在經(jīng)過一、二次采油(天然能量采油和注水采油)后,還有很大一部分原油滯留在巖石孔隙中,如何將這一部分原油采出就是提高采收率的目的。經(jīng)過注水后滯留在油層中的原油包括兩部分,剩余油和殘余油。
一個(gè)油田開采的效果如何,通常用采收率來衡量,采收率=可采儲(chǔ)量/原始地質(zhì)儲(chǔ)量??刹蓛?chǔ)量綜合體現(xiàn)了油藏巖石和流體性質(zhì)與所采取的技術(shù)措施的影響,油藏采收率的高低與油藏地質(zhì)條件和開采技術(shù)有關(guān)。
(1)提高采收率的方法 ①提高波及效率類(流度控類):聚全物驅(qū)、泡沫驅(qū)、復(fù)合化學(xué)驅(qū)、水驅(qū)(注水井調(diào)剖和采油井堵水)、微生物采油(調(diào)剖)。②提高洗油效率類:活性水驅(qū)、膠束溶液驅(qū)、微乳液驅(qū)、堿水驅(qū)、復(fù)合化學(xué)驅(qū)、氣體混相和非混相驅(qū)、微生物采油。③降低原油粘度燈:熱采、氣體混相驅(qū)和非混相驅(qū)、微生物采油。④改變?cè)统煞诸悾何⑸锊捎汀?/p>
常見的幾種提高采收率方法機(jī)理:通過向油藏注入化學(xué)劑,以改善流體和巖石間的物化特征,如降低界面張力、改善流度比等,從而提高采收率。包括:聚合物驅(qū)、活性劑驅(qū)、堿驅(qū)和復(fù)合驅(qū)。
驅(qū)油機(jī)理:聚合物的流度控制作用:聚合物可以使水相粘度增加,滲透率降低,以提高波及系數(shù)為主,降低界面張力:表面活性劑或堿與原油中的酸性成份反應(yīng)就地生成的表面活性劑,可降低相間界面張力和殘余油飽和度,另外:復(fù)合驅(qū)還有堿驅(qū)所具有的乳化攜帶、捕集、聚并、潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)等機(jī)理。
(2)氣體混相驅(qū)油法 混相驅(qū):指向油藏中注入一種能與原油在地層條件下完全或部分混相的流體驅(qū)替原油的開發(fā)方法。包括:注液化石油氣驅(qū)油法、富氣驅(qū)油法、高壓干氣驅(qū)油法和二氧化碳驅(qū)油法。驅(qū)油機(jī)理:氣體與原油之間建立混相帶,消除界面張力,提高驅(qū)油效率。
(3)微生物采油法 微生物采油:通過有選擇地向油層注入微生物基液和營(yíng)養(yǎng)液,使得微生物就地繁殖生長(zhǎng),其代謝產(chǎn)物與原油產(chǎn)生物化作用。
①發(fā)展歷程:1979年開始揭開我國(guó)EOR技術(shù)高速發(fā)展的序幕;1982年,在對(duì)國(guó)外主要石油生產(chǎn)過10種EOR方法綜合分析基礎(chǔ)之上,對(duì)我國(guó)23個(gè)主力油田進(jìn)行了EOR方法適應(yīng)性初選;1984年,開始與日、美、英、法等國(guó)在大慶、大港、玉門等油田進(jìn)行聚合物驅(qū)和表面活性劑驅(qū)的技術(shù)合作。②主攻方向:從經(jīng)濟(jì)和才產(chǎn)量角度綜合考慮,化學(xué)驅(qū)是我國(guó)提高采收率的最佳選擇。原因:油藏和原油條件決定水驅(qū)油效率和波及系數(shù)均不高。③聚合物技術(shù)發(fā)展:目前大慶油田聚合物驅(qū)產(chǎn)量已超過1000×104噸/年,已成為世界上聚合物驅(qū)規(guī)模最大、增產(chǎn)效果最好的國(guó)家。
長(zhǎng)慶油田注水開發(fā)產(chǎn)量占全油田的95%,隨著注水開發(fā)不斷深入,一次井網(wǎng)下注入水平面和縱向上突進(jìn)現(xiàn)象越來越嚴(yán)重,而且受儲(chǔ)層物性和裂縫發(fā)育影響,剖面治理難度不斷加大。為了提高一次井網(wǎng)下的水驅(qū)采收率,大力開展了調(diào)剖堵水剖面調(diào)整技術(shù)研究。
20世紀(jì)80年代開始進(jìn)行堵水技術(shù)研究,先期在油井中開展水泥堵底水、顆粒型高度固化調(diào)剖、聚合物堵水調(diào)剖、聚合物+粘土堵水調(diào)剖、聚合物+粘土+封口劑等工藝技術(shù)研究。
在學(xué)習(xí)其它油田及高校的先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上,發(fā)展至今以自主研發(fā)為主,在調(diào)剖機(jī)理認(rèn)識(shí)、堵劑體系配套研發(fā)、工藝優(yōu)化、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)上均取得長(zhǎng)足發(fā)展
經(jīng)過多年的研究與應(yīng)用,堵水調(diào)剖已經(jīng)成為改善水驅(qū)開發(fā)效果的重要技術(shù)手段;近年來 實(shí)施調(diào)剖井?dāng)?shù)逐年增加,2005年起長(zhǎng)慶油田調(diào)剖現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施初具規(guī)模,截至2013年底,已累計(jì)調(diào)剖1961井次。其中2013年實(shí)施475口。實(shí)施效果明顯:增油降水總體效果良好,2010~2013年累計(jì)調(diào)剖1656井次,年均增油8.4萬(wàn)噸、降水11.2萬(wàn)方。通過統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)慶油田調(diào)剖見效率、有效期等主要工藝指標(biāo)逐年變好。
我國(guó)在化學(xué)驅(qū)方面取得了長(zhǎng)足的發(fā)展,目前我國(guó)的化學(xué)驅(qū)不論理論研究水平、應(yīng)用規(guī)模、年增產(chǎn)原油量、技術(shù)配套均屬國(guó)際領(lǐng)先。預(yù)計(jì)年化學(xué)驅(qū)增油量占全國(guó)陸上油田產(chǎn)量的15%。聚合物驅(qū)技術(shù)在我國(guó)各大油田得到了不同程度的應(yīng)用,并取得了很好的增油效果,此項(xiàng)技術(shù)將會(huì)在較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)在我國(guó)各大油田廣泛應(yīng)用,但是也有急待我們解決的問題:如何進(jìn)一步改善聚合物效果,做好聚合物驅(qū)過程中注采調(diào)整工作、減少聚合物用量,進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本,開發(fā)抗鹽、耐溫聚合物,解決污水配置和環(huán)境保護(hù)問題,這些問題將成為我們石油工作者在近階段開展化學(xué)驅(qū)工作的努力方向。