用信息技术提高采收率大有可为

本刊记者 何世念

一提到提高油田采收率，人们通常会想到通过注水、注气、注聚合物、注碱、注表面活性剂等物理化学方法进行驱油，以提高采收率，而很少想过，要想最大限度地提高采收率，现代信息技术也是必不可少的手段。

“信息技术是现代科技的基础，将现代信息技术和基础油田化学研究相结合，是油田企业今后在提高采收率方面的主要发展方向，国内油田企业应该对此有清醒的认识，并予以充分重视。” IBM（国际商业机器公司）专家这样说。

现代信息技术从三方面提高采收率

对于提高油田采收率，现代信息技术会在哪些方面发挥作用呢？据IBM专家介绍，就目前的实践经验来看，现代信息技术在提高油田采收率方面的作用主要表现在以下三个方面。

一是通过信息技术帮助选择合适的驱油剂配方。通常一次采油和二次采油可采收30%～40%左右原油，三次采油还有60%～70%的开采潜力，因此世界各产油国对三次采油都很重视。目前提高油田采收率主要依靠三次采油技术，如通过注聚合物、注碱、注表面活性剂、纳米驱油等，以提高采收率。其中最关键的就是要选择适合特定地质条件的合适有效的驱油剂配方，而现代计算机信息技术在帮助选择驱油剂配方上能发挥很大的作用。目前一些著名的国际油公司正在和IBM研究院合作，进行驱油剂与束缚水性能的关系研究，进行驱油剂分子级重构，以选择适合油田地质条件的驱油剂配方，激活束缚水，释放被束缚水分子包裹的原油分子，从而提高采收率。在这项研究过程中的关键技术，是用先进的计算机科学对三采驱油物理机制模型化，对大量的实验数据进行计算处理，得出束缚水和驱油剂配方的参数组合，最终实现指导油田开发，以提高油田采收率。

二是通过提高油藏认知度提高采收率。提高对油藏的认知，对油藏进行精细化描述，是提高采收率的基础。IBM研发的GPU+CPU的高性能计算机，使RTM（逆时反演）地震成像技术的普及推广成为可能。这项技术可以实现对盐丘、断层等复杂地质构造更好地成像。近年来，IBM和一些国际油公司合作，利用计算机技术进行“大型盆地建模”、“地震射线追踪”、“辅助历史拟合”、“盆地规模大型反演”等多方面的广泛联合研发。这些研究的目的是提高对油藏的深入认识，从而发现原来普通技术很难发现的圈闭环境，实现对整个油藏的深度开发，提高采收率。

三是利用油水分离技术提高采收率。在世界各国的油田，目前采出的原油不能实现与油田水完全分离，从而导致分离后的油田水还含有一定的原油和盐类，回注到地层，一方面损失了部分原油，另一方面还污染地层，对环保不利。IBM近来在材料科学方面取得了进展，利用强大的高性能计算技术进行纳米材料的设计开发，成功研发了纳米膜材料，可以成功地分离水和原油及盐类，使分离后的油田水完全达到环保要求。在提高原油采收率的同时，还满足了环保要求。

不断展开的实践

一些国际石油公司早就开始了运用信息技术提高采收率的实践。挪威石油公司在上世纪90年代末最早开始大规模使用计算机信息技术。当时北海油田减产，挪威的油田大多是老旧油田，作业成本上升，融资难度增加。出于削减成本、减少海上作业人数的考虑，挪威石油公司开始推广使用信息技术，把公司的勘探、开发、钻井、销售甚至地震数据集成起来在数据中心处理，使油田的可靠性和产油率都得到明显提升。

挪威石油的成功实践很快被一些国际石油巨头复制。如在壳牌的挪威海上Draugen油田项目中，海水深度达200米，条件相当恶劣。壳牌利用了4D地震技术（即3D地震技术再加上时间维度）。通过以不同时长为周期向地层发射地震波，采油工程队在2001年至2004年期间确定的油井不仅实现了防水，油田的目标采收率也从最初的50%提升到73%。

壳牌和欧洲最大的管理咨询公司凯捷最近对壳牌旗下50处应用了智能信息技术的资产进行了评估，发现剔除其他技术、管理改革的促进作用，保守估计，在上个十年为这50处资产实现了50亿美元的资产增值。而根据IBM最新提供的数据，该公司的“智能油田”解决方案单为一家客户就节约了14亿美元的成本。

作为全球领先的信息技术咨询服务公司，IBM目前正在与不少国际石油公司开展用信息技术提高采收率方面的项目合作。如与意大利石油公司开展大型盆地建模（改进地质模型的复杂处理过程）、地震射线追踪（优化测线设计改进地震成像）的合作项目研究，与壳牌合作开展逆时偏移+蓝色基因（实现对复杂构造的深入认识）的研究，与加拿大油藏模拟公司开展辅助历史拟合（油藏描述中的非线性优化和反演）的研究等。

在国内，IBM正在与某油田企业商谈开展三次采油方面和油水分离技术方面的合作研发项目。研发内容主要包括进行表层束缚水的研究，探明束缚水分子动力学和热力学性质以其阻隔原油分子采出的物理机制；开展复合驱的物理模型化，研究油田特殊的近晶黏土的动力学、热力学和去湿性等化学性质以及一系列和油田相关的外部条件对其的影响，同时扩展到新型表面活性剂和纳米材料的设计；研究开发污水处理的油水分离技术，实现从油田废水中去除残留的油渍。

信息技术提高采收率潜力巨大

现代信息技术已成为当今世界各类科技研究的基础手段，利用计算机模拟技术，可以更高效地进行各类基础科学的研究，而在运用信息技术开展地质勘探和油藏研究方面具有广阔的发展空间和巨大的潜力。

IBM专家告诉记者，IBM一直在推进充分利用信息化技术的智慧油田建设，从最基础的驱油技术入手，进行分子级重构的深入研究，在提高油田采收率方面具有巨大的潜力，更具有长远的社会效益。实现先进信息技术和基础油田化学研究相结合，是油田在今后在提高采收率方面的主要发展方向。

与国际油公司相比，目前国内油田企业在应用信息技术方面还存在不小的差距，一些企业还处于数字化建设阶段，信息化建设程度有待提高，需要进行全面加速信息化建设。在提高采收率研究方面，多数油田企业还是以周期较长的实验室研究为主要手段，同时存在研究设备环境较差等因素，很难较快地取得较大的突破。在国际日益扩大开放合作的大环境下，油田企业应大胆进行国际合作，快速地把国外的先进技术引进来，利用国外大型公司的设备环境和技术资源，展开深入的联合研发，真正做到用人之长补我所短，寻求合作双赢的发展道路。而与先进的信息技术服务公司合作，充分利用现代信息技术开展提高油田采收率研究，可以加快在提高采收率方面研究步伐，加快实现技术突破。