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        低滲透油田的石油開采技術(shù)研究

        2021-03-26 14:15:16代立可
        科學(xué)與生活 2021年33期
        關(guān)鍵詞:石油開采油田開發(fā)

        代立可

        摘要:根據(jù)實(shí)際需求選用石油開采技術(shù),開展低滲透油田的開采作業(yè),能夠提升油田的石油產(chǎn)量?;诖?,本文對(duì)油田注水開采技術(shù)、油田壓裂開采技術(shù)、油田酸化解堵開采技術(shù)、油田表面活性劑開采技術(shù)這幾項(xiàng)低滲透油田的石油開采技術(shù)展開了深入研究,希望能夠?yàn)橛吞锸烷_采領(lǐng)域的發(fā)展提供助力。

        關(guān)鍵詞:油田開發(fā);石油開采;酸化解堵

        引言:低滲透油田是指油層滲透率為(0.1~50)×10-3μm2的油田,此類油田通常具有油層儲(chǔ)層產(chǎn)能低、豐度低、滲透率低等特點(diǎn),而且富含油氣資源。據(jù)統(tǒng)計(jì),其的油藏儲(chǔ)量占據(jù)我國(guó)總儲(chǔ)量的2/3以上,具有巨大的開發(fā)潛力,這使得此類油田的開采技術(shù)逐漸成為石油開采領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。

        油田注水開采技術(shù)

        此項(xiàng)開采技術(shù)是指,借助注水井將水壓入油藏中,使其恢復(fù)、保持一定的壓力,賦予油藏更大的驅(qū)動(dòng)力,由此改善油田開采作業(yè)效率的開采技術(shù)。一般來(lái)說(shuō),低滲透油田的油藏壓力本身就小,而待其投產(chǎn)后,油藏壓力還會(huì)迅速降低,因此,人們經(jīng)常會(huì)選用此方法,來(lái)優(yōu)化油藏壓力狀態(tài),降低開采難度。但在實(shí)踐和研究中,人們發(fā)現(xiàn)低相較于高滲透油田,低滲透油田對(duì)壓力更加敏感,也更容易在壓力作用下,受到傷害,由此經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)注水壓力升高、注水量下降的情況,導(dǎo)致注水開采技術(shù)并不能達(dá)到預(yù)期的效果。在此背景下,有研究者經(jīng)過(guò)實(shí)踐、假設(shè)與研究,提出了早期注水措施,并在研究過(guò)程中,觀察了早期注水、同期注水、滯后注水條件下的石油產(chǎn)量,如圖1,由此看出,早期注水能夠顯著地提升油田開采效率。但在此過(guò)程中,為了避免破壞油層,進(jìn)行注水時(shí),也要根據(jù)實(shí)際情況計(jì)算出注水壓力,由此讓注水技術(shù)的實(shí)施,能夠在滿足油田地層能量需求,提高排液量的同時(shí),防止油層破壞造成的原油損失問(wèn)題,以保證此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用效果。

        此外,還要注意,此項(xiàng)開采技術(shù)對(duì)所用水的水質(zhì)存在一定的要求,因此,在進(jìn)行此項(xiàng)技術(shù)操作時(shí),要嚴(yán)格按照現(xiàn)行的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),選用水體,以保證此項(xiàng)技術(shù)的落實(shí)效果。

        油田壓裂開采技術(shù)

        在低滲透油田的開采中,壓裂技術(shù)是指通過(guò)讓油層產(chǎn)生裂縫,來(lái)提高其滲透率,改善油的流動(dòng)狀態(tài),由此優(yōu)化石油產(chǎn)量的石油開采技術(shù)。就目前來(lái)看,根據(jù)制造裂縫方法的差異,可以將此項(xiàng)技術(shù)劃分為兩個(gè)類型,即水力壓裂技術(shù)、高能氣體壓裂技術(shù)。其中,在水力壓裂技術(shù)下,需要運(yùn)用高壓泵車車組,將流體迅速注入井中,讓井底處形成高壓環(huán)境,由此向巖層施加水壓,使其受壓破裂,由此制造裂縫,改善石油的流動(dòng)狀態(tài),弱化開采難度,如圖2。在此過(guò)程中,考慮到可能會(huì)出現(xiàn)泵車關(guān)停后,裂縫恢復(fù)的情況,因此,需要在流體中摻入粒徑大于地層砂,數(shù)倍的沙子,使其隨著流體進(jìn)入裂縫,撐起裂縫,使其保持開口的狀態(tài),以增強(qiáng)該技術(shù)的應(yīng)用效果。在該技術(shù)的應(yīng)用中,必須確定關(guān)泵壓力、破裂壓力、裂縫擴(kuò)展壓力這幾個(gè)參數(shù),作為技術(shù)操作依據(jù)。為此,可以運(yùn)用公式,、、,來(lái)計(jì)算出上述參數(shù),其中,為最小水平應(yīng)力、為關(guān)泵壓力、為最大水平應(yīng)力、為裂縫擴(kuò)展力、為空隙壓力、為鉛錘應(yīng)力、ρ為巖石密度、H為深度、g為重力加速度。

        在高能氣體壓裂技術(shù)下,需要先將火藥彈設(shè)置在井筒內(nèi)的油層位置,然后進(jìn)行引燃,此時(shí),引燃后的火藥,會(huì)產(chǎn)生溫度超過(guò)1000攝氏度的高壓氣體,這些氣體會(huì)向油層高速施加壓力,讓地層形成長(zhǎng)度10多米的輻射狀裂紋,這些裂紋無(wú)需砂子支撐,也能保持開裂狀態(tài),并極大地改善石油流動(dòng)狀態(tài),弱化石油開采難度。此外,火藥的燃燒,也會(huì)消除堵塞油井的物質(zhì),讓石油的輸出更加暢通,深入優(yōu)化石油開采效果[1]。

        油田酸化解堵開采技術(shù)

        低滲透油田在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的開采后,受種種因素的影響,如儲(chǔ)層溫度變化、固井施工等因素,地層會(huì)被逐漸堵塞,導(dǎo)致油田的滲透率下降,而作為滲透率本身就比較低的低滲透油田,滲透率的進(jìn)一步下降,會(huì)在很大程度上增加開采的難度。此時(shí),就需要運(yùn)用酸化解堵開采技術(shù),提升油田的滲透率,以保證開采工作的正常開展。在此過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)注意,鉆井泥漿、油井水泥經(jīng)常會(huì)在開采作業(yè)中,被帶入地層,而泥漿、水泥中的膨潤(rùn)土,就會(huì)堵塞地層,降低滲透率,此時(shí),就要運(yùn)用酸化解堵開采技術(shù),并考慮到膨潤(rùn)土的成分為Al2SiO14(OH)2,且根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式,Al2SiO14(OH)2+36HF→4H2SiF4+2H3AlF6+12H2O可知,膨潤(rùn)土具有易溶于HF的特點(diǎn),因此,需要選用HF作為酸化解堵技術(shù)的酸性解堵劑。在此過(guò)程中,由于HF會(huì)與地層巖石骨架產(chǎn)生反應(yīng),生成一些沉淀物,如氟硅酸鈉、氟化鈣等,所以,在運(yùn)用該酸性解堵劑之前,一定要用鹽酸作為隔離液,并調(diào)節(jié)好酸液的濃度,以避免對(duì)巖石骨架產(chǎn)生傷害。此外,在該技術(shù)的應(yīng)用中,也要注意,考慮到地層堵塞形成的原因是多樣性的,而不同類型的堵塞,選擇的酸性解堵劑也存在差異,因此,必須先調(diào)查清楚具體的地層堵塞情況,然后根據(jù)實(shí)際情況,調(diào)配解堵劑,以提高低滲透油田的滲透率,改善石油開采工作狀態(tài)[2]。

        油田表面活性劑開采技術(shù)

        在低滲透油田開采中,為了讓注水開采獲得更好的效果,人們通常會(huì)使用表面活性劑這一輔助性的開采技術(shù)。在此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用中,通過(guò)向需要注入的水中摻入表面活性劑,可以降低油水接觸面的張力,讓水更順利地被注入油層中,增加油藏能量,而且也會(huì)使油滴更容易變形,改善石油流動(dòng)狀態(tài),同時(shí),在表面活性劑的作用下,石油的選擇性濕潤(rùn)接觸角會(huì)變小,強(qiáng)化其親水性,由此更容易被開采出去,提高低滲透油田開采作業(yè)效果?,F(xiàn)階段,表面活性劑開采技術(shù)主要有三種,即粘彈性表面活性劑技術(shù)、高濃度表面活性劑技術(shù)、低濃度表面活性劑技術(shù)。但在國(guó)內(nèi),目前最常見的表面活性劑開采技術(shù),為低濃度表面活性劑技術(shù),該技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于,其能夠讓石油的界面張力下降到超低的水平。而僅采用一種活性劑,并不能讓石油的界面張力達(dá)到超低,因此,在運(yùn)用此項(xiàng)技術(shù)時(shí),需要根據(jù)實(shí)際情況,通過(guò)反復(fù)分析和試驗(yàn),制定出與實(shí)際情況相匹配的表面活性劑配方。目前,借助該技術(shù),基本能夠達(dá)到10-3mN/m的界面張力,但為了降低注水壓力,人們經(jīng)常會(huì)向水中加入一些堿類物質(zhì),而這些物質(zhì),會(huì)與地層中的鈣離子、鎂離子,產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),最終生成沉淀,堵塞地層,因此,在進(jìn)行表面活性劑配置時(shí),需盡量達(dá)到在不加入堿類物質(zhì)的情況下,讓石油達(dá)到理想的界面張力,由此消除上述的技術(shù)應(yīng)用不足。此外,在表面活性劑配置過(guò)程,也要注意考慮經(jīng)濟(jì)性因素,讓此項(xiàng)技術(shù)更加可行,由此獲得更佳的石油開采作業(yè)效果[3]。

        結(jié)論:綜上所述,增強(qiáng)石油開采技術(shù)的應(yīng)用效果,有助于低滲透油田石油開采生產(chǎn)水平的提升。在低滲透油田開采中,通過(guò)制定并執(zhí)行石油開采技術(shù)方案,能夠提高石油開采生產(chǎn)效率、降低油田開采難度、增強(qiáng)低滲透率油田開發(fā)效果,從而推動(dòng)石油產(chǎn)能水平的可持續(xù)優(yōu)化。

        參考文獻(xiàn):

        [1]宋新愛,劉天時(shí),魏航信. 特低滲透油藏抽油決策優(yōu)化模型[J]. 西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2021,36(06):96-102.

        [2]王希龍. 低滲透竄槽水平井暫堵重復(fù)壓裂分段改造技術(shù)的應(yīng)用[J]. 化學(xué)工程與裝備,2021,(11):113-114+110.

        [3]張匡鈺. 低滲透油田壓裂技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 化學(xué)工程與裝備,2021,(11):201-202.

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