关于海上采油工艺发展的思考

吴怀志 吴 昊

（1.中海油研究总院； 2.澳大利亚西奥大学）

关于海上采油工艺发展的思考

吴怀志1吴 昊2

（1.中海油研究总院； 2.澳大利亚西奥大学）

为提高海上油气田的采收率，满足企业高速高效发展的需要，采油工艺必须解决好层间矛盾、层内矛盾及井筒自身矛盾，解决好油水分离、含油污水处理等问题，与油藏研究、钻完井设计、工程设计及油田生产等实现无缝衔接，注重新技术的研究。

海上 采油工艺 发展思考 提高采收率

石油上游企业发展的基础和基石是能够发现更多的油气储量，而发展的质量和快慢程度则取决于油气产量的多少。假如在一定时期内石油企业发现的油气储量是一定的，那么谁的采油技术先进，谁能够把采收率提高上去，谁的发展速度和发展质量也一定会取得更好更快的效果。因此，着力研究采油工艺技术，推动提高采收率就有着特别重要的意义。

在石油生产过程中，采油工艺发挥着将油气储量转变为油气产量，进而转化为商品的桥梁和纽带作用，是石油企业成长壮大的推手。为发挥好这样的桥梁和纽带作用，采油工艺应担负起以下三大任务：第一，与其他专业密切配合，深入开展前期研究，保证向油公司提交高质量的油气田开发方案；第二，与油田生产密切联系，及时协助解决生产过程中遇到的重点难点问题，保证油气田开发的高质量和高效益；第三，适时开展创新性、实用性工艺技术研究，以满足发展的需要。为此，关于海上采油工艺的发展有如下思考。

1 作为油气储量与油气产量的桥梁，采油工艺需要解决三类矛盾

（1）解决层间矛盾

在油气井投产之时，为了高效开发油气田的需要，往往选择若干个油气层同时射开，同时投入生产。但是，由于地层的非均质性、地层之间的压力供给系统存在差异、各个地层与其中流体性质的不同等因素[1－3]，经过一段时间的生产以后，地层能量的衰竭程度就会产生差异。于是，地层向井筒内输送液体的能力开始发生变化：有的地层厚度大、展布广、地层的均质性相对较好，压力供给系统稳定，可以继续向井筒供给油气；有的地层则由于种种原因停止了向井筒供给油气；有的地层虽然继续向井筒供给液体，但是油气的成分在减少，而水的成分在增加；而有的地层不但停止了向井筒供给液体，反而从井筒向地层吸入液体。注重层间矛盾，就是要把这种从井筒吸入液体的地层和停止向井筒供液的地层堵住。对部分出水的地层有选择地进行控制，使流出油气的比例提高。解决层间矛盾，就是把该堵的地层堵住，把该开的地层打开，使井筒在生产期间发挥产出油气的最佳效果。

（2）解决层内矛盾

解决层内矛盾，就是要根据油气井产量的变化，广泛利用各种资料，对油气层进行合乎客观规律性的分析。综合使用各种技术以及实验[4－5]，定期或不定期地跟踪地层内剩余油所在的位置，弄清楚剩余油之所以存在于该区域的原因。然后，有针对性地制定措施，最大限度地把地层内的剩余油开采出来。

（3）解决井筒自身矛盾

由于井筒是油气生产的唯一通道，所以维护好井筒，保证井筒不串、不漏，是全部获得地层产出油气的唯一保障[6－7]。为了使油气井投入生产，不仅下入生产管柱，而且按照钻完井设计，在完成每段钻井作业以后，还在井筒内下入套管。在套管与地层之间注入水泥浆，希望通过水泥浆的固化形成水泥石，不仅把套管与地层之间进行封固，而且把地层与油气层之间进行封堵，以防止地层之间出现串槽或者漏失。但是，油气井投产之后，油管和套管会因腐蚀而遭受损坏；随着生产制度的变化，温度会随之而不断变化，油套管与水泥石随温度变化而产生热胀冷缩的幅度存在着很大差异。这种变化幅度上的差异会破坏水泥石与套管之间形成的第一界面，甚至破坏水泥石与地层之间形成的第二界面，从而导致漏失或串槽。另外，由于钻井打破了地层的应力平衡关系，在这种被破坏的地层应力作用下，地层会产生搓动，从而挤坏水泥石，甚至使套管变形或者断裂。上述所有原因造成的漏失和串槽，不仅会减少油气商品的数量，成为企业财富的漏洞，而且可能污染某个地层，对该地层造成永久性的损害。因此，对油套管和水泥环及其2个界面的任何损坏，必须随时探测清楚并及时进行修复，以保证油气生产通道完好畅通。

2 作为油气产量与商品之间的桥梁，采油工艺需要解决两方面问题

一般说来，作为油气产量与商品之间的桥梁，采油工艺需要解决好以下两方面的问题：一是将产出的流体进行分离，把油气中所含的水分和杂质脱去，以输出符合质量要求的商品原油；二是将分离出的含油污水进一步处理，以达到环境保护的要求。

由于海上环境保护的要求日益严格，经处理后符合标准的污水，将不再允许向海中排放。因此，将处理合格后的含油污水回注到地层里面将成为唯一的选择。虽然把经过处理达到标准以后的含油污水回注到正在生产油气的地层当中去，既能够满足环境保护的要求，又能够达到保持地层能量、提高采收率的目的，但是这并不是一件轻而易举的事情，还存在着很多不容易克服的困难和需要解决的问题。首先是如何长期保持注水水质相对稳定的问题；其次是如何长期保持注水量相对恒定的问题；三是如何解决注入压力随着注入时间的延长而逐步升高的问题；四是注入流程防腐防垢的问题。所有这些问题都需要结合每个油气田的具体情况，进行深入研究，不断探索解决的办法和途径。

3 在前期研究阶段，采油工艺要主动做到4个无缝衔接

（1）与油藏研究之间的无缝衔接

就采油采气来说，油气藏实际上是一个流体场，当在油气藏中钻了井，开始生产的时候，这个流体场内的压力平衡就被打破了，原来储存在这个流体场内的压力就逐步的由势能转化为动能，通过挤压而驱动储存在这个流体场内的流体从四面八方向井筒流动，从而生产出油气。研究和解决如何布井才能更为有效地利用这个流体场内的能量，最大限度地把这个流体场内的油气开采出来。对于一个封闭性的油气藏而言，当生产进行到一定的阶段以后，这个能量场的能量一定会出现衰竭。当能量衰竭到一定程度的时候，要不要补充能量？如果要补充能量的话，如何布置注水井更合理？对于一个非封闭性的油气藏而言，伴随着油气藏的开发，近井地带的能量会逐渐衰竭，其补充能量不论是边水还是底水，都会以挤压推进的方式，沿着渗透率高的方向形成泄流的优势通道。原本作为能量补充的水，就会沿着这种优势通道，很快地推进到生产井中。这种优势通道一旦形成，就会造成能量阻隔，而这种能量阻隔会极大地阻遏油气向井筒输送泄漏。因此，延缓这种优势通道的形成，在更广阔的范围内进一步利用这个能量场内的能量，提高油气采收率，就成为研究课题之一。

（2）与钻完井设计之间的无缝衔接

因为井筒是获得油气产量的唯一通道，井筒在油气藏相关位置的合理与否，对于有效利用油气藏内的能量（包括人工注入能量），提高油气藏的泄油效果和采收率都具有十分重要的意义。因此，钻完井设计不仅是井眼轨迹和钻完井程序的设计，更是若干条井眼轨迹在油气藏整体布局的设计，是每一条井眼轨迹对油气藏能量控制力的设计。因此，设计合理与否，对于充分利用油气藏的能量、提高采收率、以至减少油气藏废弃时的最终剩余油而言，都是至关重要的。同时，在钻井过程中，当钻头打开油气藏的时候，不仅可以获得地层最原始的资料，而且在钻井活动中保护好油气藏，对于油田投产后以适当的采油速度、提高采收率也是十分重要的。

以完井为标志的井筒建成以后，根据完井设计而下入井筒内的管柱成为获得油气产量的唯一通道。随着生产时间的延长，前述三类矛盾会逐渐产生，也就会逐渐地影响到油气产量。完井管柱是解决这三类矛盾的依据和基础，因此，要改变观念，完井不仅仅是钻完井工程的结束，更是采油工程的开始。这样，从完井设计开始，打好后期解决三类矛盾的基础，是提高采油速度和提高采收率的根本环节。

（3）与工程设计之间的无缝衔接

与工程设计之间的无缝衔接就是要充分发挥油气产量与商品之间的桥梁作用，输出合格的商品，为公司创造不断增加的价值。具体说来，有三方面的原因需要考虑：第一，根据工程设计建造的海上设施，是将油气产量转换为商品的场所，其生产流程的合理性及其可改进性，能够有效地展现企业的技术水平；第二，随着生产过程的推进，随着对油气藏认识的深入，需要依据可采储量的变化对产量进行调整并对生产流程进行改造，工程设计为这些改造提供了基础；第三，随着油气田的老化，产出物中的含水越来越高，水处理的压力越来越大，还需要留有余地，以适应因后期变化而进行改造的需要。

（4）与油田生产之间的无缝衔接

采油工艺技术还必须与油田生产之间做到无缝衔接，跟踪各个油气田、甚至某些重点井的生产动态，及时发现问题并帮助他们解决问题。由于现阶段人力资源紧缺，还没有力量做到动态跟踪。针对这个问题，目前可以对油田进行定期或不定期的访问，了解生产过程中遇到的重点难点问题，集中力量，协助解决，并在这个过程中抓紧发现和培养人才，以适应今后发展的需要。所有这些，都应在前期研究过程中给以充分考虑，以保证在油气田寿命期间，用最小的调整、最少的投入获得最佳的产出，保证公司效益最大化。

4 为满足企业高速高效发展的需要，采油工艺要注重新技术研究

为了满足今后公司发展的需要，不仅要集中精力对海上稠油油田开采技术、三低油藏开采技术、老油田稳油控水技术等方面开展研究，发挥作用，更要放眼全球，广泛关注石油行业内新技术和新工艺的最新成果和发展动向。同时，还要充分注意到其他行业的科技成果。只要能够为提高和改善采油技术所用，就要通过自主研发、合作研发、或者直接引进的形式，来满足企业高速高效发展的需要。

目前，采油工艺要注重以下7个方面的技术研究：①以提高采收率为目标的井筒检测和维护技术；②不起管柱、不压井的稳油控水技术；③高效分离技术；④高效水处理技术；⑤稳恒注水技术；⑥深层调剖技术；⑦根据石油工业的的需要，移植并完善其他行业可以用以提高采收率的技术。

5 结束语

提高采收率是油田开发长期关注的问题。本文就采油工艺在提高采收率方面的发展作了初步探讨。随着海洋石油开发的不断发展，对新技术的需求越来越高，要不断地超越自我，不断地创新思维，创新技术，为企业实现又好又快的发展目标做出更大的贡献。

[1] 韩大匡，万仁溥等.中国油藏开发模式丛：多层砂岩油藏开发模式[M].北京：石油工业出版社，1999.

[2] 周守为.海上油田高效开发新模式探索与实践[M].北京：石油工业出版社，2007.

[3] 邹信波，罗东红，刘永杰，等.海陆过渡相块状砂岩油藏“内嵌”夹层对开发效果的影响及开发技术对策[J].中国海上油气，2010，22（5）：309－313.

[4] 袁士义.中国石油“十五”科技进展丛书：油气藏工程技术进展[M].北京：石油工业出版社，2006.

[5] 袁士义.化学驱和微生物驱提高石油采收率的基础研究[M].北京：石油工业出版社，2010.

[6] 吴怀志.关于油田服务企业成长的思考[J].中国石油和化工经济分析，2007（15）：46－47.

[7] 丘宗杰.海上采油工艺新技术与实践[M].北京：石油工业出版社，2009.

Thinking about development of offshore petroleum engineering

Wu Huaizhi1Wu Hao2
（1.CNOOC Research Institute，Beijing，China，100027；2.The University of Western Australia，Crawley Perth，Australia，6009）

To enhance oil recovery of offshore oil and gas fields and meet the needs of rapid and efficient enterprise development，the petroleum engineering must resolve the interlayer contradiction，Intra formation contradiction and bore hole contradiction；solve the problems in oil and water separation and oily water treatment；integrate the reservoir research，drilling and completion design and engineering design seamlessly；as well as focus on the new technology researches.

offshore；petroleum engineering；thinking about development；EOR

吴怀志，男，高级工程师，1982年毕业于原华东石油学院采油专业，现任中海油研究总院采油总师，目前主要从事海上采油工艺研究。地址：北京市东城区东直门外小街6号海油大厦（邮编：100027）。

2011－10－19

（编辑：崔护社 孙丰成）