采油工艺技术新进展及发展趋势

王志坚(中石化中原油田分公司采油六厂)

一、前言

石油的价格趋势一直会影响石油的价格。 油价若较高，那么会大大促进技术快速的发展，也会带动石油理论的研究，若价格较低，则会严重制约石油技术的发展。 那么，为了能获得更好的经济效益，我们必须研究开发石油实用技术，但是对于那些基础理论技术研究会受到一定的影响[1]。20 世纪九十年以后，很少在发现大型的油田， 以前的老油田逐渐衰退， 有时石油价格又偏低，这严重限制了基础理论的发展，例如高新技术和传统基础理论；反而促进了实用技术的发展，例如一些非常实用、价格低廉和成果容易转化为生产力的技术得到了迅速发展， 并进入了应用，这些技术会大大促进油田开发，并提供技术支持和保证[2]。

二、人工举升技术

开发油田时，地下岩层中的能量会降低，最后会出现由于能量低，石油不能出现自喷，有些油田还没有开采，也会出现不会自喷，这主要是由于能量低或者石油比较稠。 如果油不能自喷，那么就必须采取机械措施来进行采油， 机械措施主要有杆泵抽油技术，这种技术也是普遍应用的技术，即人工举升技术。 我国现在75%以上的油井都采用杆抽油技术。 所以，这种技术对我国来说非常重要。 杆抽设备通常有三个部分组成：一是抽油机，现在一般使用游梁式抽油机；二是抽油泵；三是抽油杆柱。 除了这三部分外，还有一些其它设备，就是油管柱、油套管环形空间以及井口装置等。

近二十年来， 有杆抽油设备与技术取得了长足的发展与进步。 在美国，采用超高强度组合抽油杆往的泵挂深度已达4420m（14500ft）； 采用玻璃钢一钢复合抽油杆柱的最大泵挂深度已达5120m（16800ft）。

三、水力压裂技术

自从Stanolind 石油公司于1949 年首次采用水力压裂技术以来，到今天全球范围内的压裂施工作业量将近有250 万次。 目前大约百分之六十新钻的井都要经过压裂改造。 压裂增产改造不但增加油井产量， 而且由于这项技术使得以前没有经济开采价值的储量被开采了出来 （仅美国自1949 年以来就约有90 亿桶的石油和超过700 万亿立方英尺的天然气因压裂改造而额外被开采出来）。 另外，通过促进生产，油气储量的静现值也提高了。

压裂技术可以追溯到十八世纪六十年代， 当时在美国的宾夕法尼亚州、纽约、肯塔基州和西弗吉尼亚州，人们使用液态的硝化甘油压浅层的、 坚硬地层的油井。 目的是使含油的地层破裂，增加初始产量和最终的采收率。 虽然使用具有爆炸性的硝化甘油进行压裂是危险并且很多时候是违法的， 但操作后效果显著。 因此这种操作原理很快就被应用到了注水井和气井。

在十九世纪三十年代， 人们开始尝试向地层注入非爆炸性的流体（酸）用以压裂改造。 在酸化井的过程中，出现了一种“压力从逢中分离出来”现象。 这是由于酸的蚀刻会在地层生成不能完全闭合的裂缝，进而形成一条从地层到井的流动通道，从而大大提高了产量。 这种“压力从逢中分离出来”的现象不但在酸化的施工现场，在注水和注水泥固井的作业中也有发生。

但人们就酸化、 注水和注水泥固井的作业中形成地层破裂这一问题一直没有很好的理解， 直到Farris 石油公司 （后来的Amoco 石油） 针对观察井产量与改造压力关系进行了深入的研究。 通过此次研究，Farris 石油萌生出了通过水力压裂地层从而实现油气井增产的设想。

四、堵水调剖技术

油田开发到末期，需要对油井进行能量补充，一般使用注水补充能量，因为油层存在不均质性，所以会出现“突进”和“窜流”现象，这大大影响了油田的开发。 目前为了改善注水效果和油田开采效率，我国通常采取堵水调剖技术措施。

（1）吸水剖面与调剖

注水井由于岩层的非均质性，地层的吸水量会出现不平衡，每一层的每一部分的吸水量也大大不同，这主要反映在剖面上。

由于岩层的非均质性， 为了能很好的提高注入水的波及系数，就要封堵住那些吸水能力很强的高渗透层，这个过程称为调剖。

（2）产液剖面与堵水

油井的产油量与含水率一般差别也非常大。 那么对高产水层进行封堵，改善产液状态，叫做堵水。 堵水一般可以提高注入水的波及系数。 目前可以用直接测定产液剖面外，也可以使用井温测井等方法来确定出水层位。

五、水平井和分枝井开采技术

水平井和分枝井开采技术是国外八十年代就开始发展起来并进行了大量推广应用。 提高原油产量的高新技术和实用技术也得到了快速的发展， 这些技术的发展也改善了注水波及率的提高。 水平井和分支井技术的发展，使采油技术进入了另外一个发展时期。 现在国外很多领域都在发展水平井和分支井，并且这两项技术得到了大量的推广应用。 目前， 正是因为油藏工程研究、油藏地质研究、配套的工艺技术装备、工艺优化设计及工具方面都取得了很大的进展，逐渐形成了配套技术。

六、结论及建议

我国的采油技术与国外相比，在基础研究、硬件和先进技术方面差别比较大， 在应用研究、 软件和常规技术方面差距比较小。 要缩小与国外的差距，一是要加强基础理论的研究，以此带动应用技术的发展， 二是要投入一定的资金在硬件上补充我们的实力，三是要加强对外技术交流与合作，缩小在软件开发上的差距。 这样才能迎头赶上世界石油技术发展的步伐，提高我们的采油工艺技术水平。

[1] 张刚．世界石油科技发展展望，石油情报，1998，(59) ．

[2] 万仁溥，罗英俊等．采油技术手册．北京：石油工业出版社，1992．