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高新技术在采油工程中的应用

2019-09-10张陆元

科学导报·科学工程与电力 2019年32期
关键词:采油工程高新技术

【摘 要】进入21世纪以来,随着各国经济发展的不断深入,各国对于石油资源的需求日益增加,石油资源的开采伴随着科技的进步不断的焕发着新的活力,科学技术的每一次超越,都为石油资源的开采带来新的希望。新时期,石油开发难度日渐增加,老油田面临资源枯竭,在现有条件下,只有不断采用的新的开采工艺、新科技,才能不断的提高石油资源的储量,增加石油的开采率,保证我国石油资源的供应,为我国经济的可持续发展提供不竭动力。本文针对采油作业中近年来出现的新工艺进行分析探讨,为我国石油采油作业提供客观的指导。

【关键词】高新技术;采油工程;提高采收率

0 引言

石油工业从其诞生到至今经历的时间并不算太长,然而近十几年来,石油资源在人类生产生活中变得不可或缺。石油产业已经从从前的资源密集型变为科学技术密集型,特别是随着科技的进步,为石油企业的发展带来了质的变化。石油开采工艺中新技术新材料的应用渐渐成为衡量一个石油企业能否成功的标志,同时也成为衡量一个国家石油采收能力的象征。一个国家拥有再多的石油资源,如果不能开采,将严重影响一个国家生存和发展,石油开采工艺从来都是一个复杂的过程,通过应用先进的石油采集技术可以极大的提高石油产量,适应多变的油气储集条件,降低油气开采成本,提高油气采收率。在我国,现阶段主要依靠新科技和老技术相结合,来提高油气采收率,降低开采成本,提高经济效益,保证我国石油资源的供给。

1 采油工程技术现状

石油开采作为一项复综合性极强的系统工程,需要多方面技术的支撑,通过理论与实际相互结合,可以提高石油的开采效率,经过几十年的快速发展,我国油田无论是在技术上还是采收设备上都取得了长远发展,但是仍然存在一些问题,影响我国油气田的采收率,如各种井液对原油设备的腐蚀、井喷、重复堵水、井液泄漏等问题。

1.1 水驱开发过程中的问题

为了提高油田的采收率,水驱作为一种行之有效的手段被广发应用,但是受制于测试技术自动化低,技术受限等因素的影响,只能逐层测试,不能达到预期目的,而且,在采油作业过程中,随着原油的不断涌出,油层压力不断释放,储层性质将会不断的变化,受制于完井技术适应弱的特点,不能实现油井连续不断的高采。同时在水驱的过程中,大量的无效注水的存在严重影响油层中水的循环,降低原油的流通效率,加大了开采难度[1]。

1.2 外围油田及老旧油田二次开采中的问题

外围油田及老旧油田由于储层条件差,单井出油率低、储油量少,渗透性不强等因素被长时间闲置或者废弃,即使采用注水、火驱等技术带来的油气产量有限,但是这些油气田又大规模的存在,如何利用新的开采开发工艺和技术提高开发利用率将极大的提高我国油气的储量。

2 高新技术在采油中的应用

采油工程是一个系统工程,涉及到包括机械、电力、电子、钻井、采油、计算机等众多领域的核心技术,随着我国科技的不断的进步,采油领域的专家也引进和研发了各种高科技来提高采油作业的效率,主要有以下高新技术:

2.1 纳米膜驱油技术

纳米膜驱油技术是使用MD膜驱剂,它不同于一般的表面活性剂,MD膜驱剂是由微小的纳米级别的膜驱剂分子以分散形式存在于水溶液当中,包含水溶液的聚合物、大环平面分子、蛋白质和其它有机物组成,通过驱膜剂离子间的强烈的静电排斥力,当其沉积在油层表面时,会形成非常薄的薄膜,这种薄膜可以降低原油和储层岩石之间的粘结力,因此,在不增加溶液体系粘度的条件下,油水的流速比将發生一定的变化,通过成膜作用,由井口随着水流不断的延伸到油层深处,最终在水流的影响下,原油逐渐从岩石表面脱离,形成流油,从而提高石油的采收率。

2.2 微生物驱油技术

微生物驱油技术作为一种高效、低成本、便捷实用的驱油技术,在油气开采中保持着较高的应用水平[2]。采油工程中与微生物驱油相关的主要是微生物驱油技术、清防蜡技术、单井吞吐技术等,微生物的应用可以极大的降低原油粘度,提高差油层的渗透率,比之传统驱油技术如化学驱油,微生物驱油具有更高的效率,还可以降低采油中空气环境压力及地层的变化对采油作业效率的影响,相比化学驱油,可以避免原油受到化学试剂的污染,避免环境污染,而微生物驱油的难点在于优良菌种的培育,不良的菌种的存在将严重影响驱油效率。

2.3 热超导技术

自然界中,如果某些物质的热阻值接近于零则称这种技术为热超导技术,与油气采收工程相关的热超导技术主要有热洗技术和自平衡能耗采油技术。热洗技术主要是借助于套管伴生热,应用热洗技术将油井中井液加热,被加热后的井液放入到油套的环形空间中去,并与油管形成循环关联的状态,其结果是带动整个井筒温度的升高,结蜡融化[2]。相比传统的加热技术,热洗技术具有不污染井筒、加热快速均匀,大大提高了油井加热的效率和安全性。自平衡能耗采油技术是利用超导液良好的导热性,将超导液通过空心轴注入井管中,而后将井中自身存在的热量引出到油井外,可以有效的降低采油作业中电力消耗,减小抽油机悬挂的承受力,提高油泵采油作业效率,在采油作业中具有广泛应用。

2.4 增产改造技术

增产改造技术主要是运用一系列压裂配套技术,来提高老油田渗透率、提高原油的流通性,实现油田企业对不同油层的原油的加密开采,进而提高油田的采油率,提高油田的产量,使得老油田最大限度的发挥经济效益。

2.5 井下存储技术

采油工程中的井下存储技术主要是利用计算机的远程控制技术寻找卡水。借助于计算机编程器,通过科学有效的方法对油井中的智能开关进行时间设定,智能开关中包含有控制程序,用于智能转换,技术人员便可以方便的通过计算来监控井下各个采油作业层进展状况,精确寻找各层出水层位置,通过计算机远程控制系统反馈的信息为卡水作业计算提供精确数据。井下存储技术使用时,要确定出水层位置同时还要移动输油管柱位置,进而完成卡水作业。注水井存储测试是利用配水器芯片与存储控制系统、流量监控传感器及采集控制系统借助微电脑芯片完成信息交互,将其放置在井下,把整个系统收集的到各种数据存储在其中,当其回收后,在计算机中对设备和数据进行测试运算,完成井下存储计算。

2.6 分层注水技术

分层注水技术主要是依据地下油层不同深度不同油层之间物理化学性质及压力的不同,通过分层注水来消除或者减小这种差异,实现不同油层之间依据沸点不同来进行分层开采,分层注水技术中管式活动配水器、支撑式封闭器都能够提高分层注水技术的效果,进一步提高采油作业的采收率,增加油田效益[3]。

2.7 人工智能和微电子技术

原油开采受制于井筒的大小,大型器械无法使用,而微小的电子元器件可以充分利用井下狭小空间,借助于人工智能技术、云计算、AI等和微型芯片、探测器的使用,可以有效的监控地下油气的开采状况,及时调整各种开采技术,同时降低开采过程中的危险事故,提高采油作业效率,降低采油作业成本。

3 结语

当前随着我国经济的高速发展,对油气资源的需求越来越大,而我国现有的油田好多都面临无油可采的地步,通过新技术、新工艺、新材料等的使用,将可以极大的提高这些油田的采收率,降低企业成本,为我国经济的发展提供不竭动力。

参考文献:

[1] 王伟鑫.高新技术在采油工程中的应用现状及展望[J].化学工程与装备,2018(02):246-247.

[2] 张辉.高新技术在采油工程中的应用现状与展望[J].化学工程与装备,2017(10):198-199.

[3] 张云鹤.新技术在采油工程中的应用及展望[J].石化技术,2017,24(01):227.

作者简介:

张陆元(1989-),女,汉族,辽宁盖州人,本科,助理工程师,主要从事采油工程方面的工作。

(作者单位:中石油辽河油田高升采油厂)

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