石油工程中采油技术存在的问题及对策

董 凯

（胜利油田鲁胜公司，山东东营 257000）

石油开采主要包括三个阶段，即一采、二采和三采。其中，一采阶段无须借助于人工与机械，利用石油存储地层的自然压力差完成采油过程，这一阶段需要花费的时间较短，采油量较少。二采阶段是根据水的比重大于原油比重的原理，通过油田注水的方法进行石油开采，而三采阶段则是结合物理、化学、生物等技术改变原油对岩石的吸附性开采石油。由于一采阶段持续时间短，因此，采油技术存在的问题几乎都集中在二采与三采阶段。

1 采油技术的重要性分析

1.1 关系到原油产量与质量

石油工程采油技术主要包括注水采油技术、水力压裂技术、酸化处理技术以及稠油开采技术等多种技术类型。新中国成立后，我国的原油年产量仅为120kt，而2019 年的原油总产量达到1.9亿t，这惊人的数字也说明了我国的石油工程采油技术实现了跨越式发展。因此，采油技术与石油产量的高低密不可分。另一方面，原油通过提炼可以制取石油燃料、润滑油脂、沥青材料以及多种石油化工产品，如果采油技术落后，将直接影响这些终端产品的质量。在科技研发以及技术人员的共同努力下，近年来，我国的采油技术已经日渐成熟，并逐步在国际市场竞争当中站稳了脚跟。

1.2 在保护生态环境中的重要作用

石油开采过程中极易破坏地表环境或者污染海洋水体，尤其在海上开采时，一旦发生井喷事故，将给海洋生物的生存环境造成恶劣影响。因此，近年来，在石油工程采油技术领域不断研制出环保型石油开采设备以及新型开采技术，为保护自然生态环境做出了积极贡献。

1.3 助推国民经济持续增长

石油开采技术的先进性与国民经济发展密切相关，因为社会各行各业的生产、运作、经营都需要动力设备的支持，而这些设备运转时所需要的能源都来自石油，如果开采技术落后，石油的开采量就会大幅下降，虽然依靠于国外进口能够暂时满足生产需求，但是，投入的成本却水涨船高。所以，要想促进社会各领域持续稳步发展，推动国民经济持续增长，必须提高石油工程采油技术水平，以开采出更多的石油能源[1]。

2 二次采油技术存在的问题

2.1 测试调整技术缺陷

二次采油技术也称之为水驱动力开发技术，这种技术主要根据水比重大于原油比重的原理，以水为驱动介质将原油顶到水层表面来获取原油。在开采过程中，测试调整技术始终占据着主导位置，它直接影响原油的产量与采收率。比如在热采水平井中，约80%的水平井存在水平段动用不均现象，水平段动用程度仅为30%～50%，这就使原油开采量大幅下降。因此，需要借助于测试调整技术对原油进行逐层测调。目前，二采阶段的测调技术主要包括直读式与联动式2种工艺类型。以联动式工艺为例，需要大量的技术人员进行协调配合与操作，才能完成原油的开采过程，如果在某一个原油层出现问题，将直接影响测试调整的精度。

2.2 限流完井压裂技术缺陷

这种方法需要严格控制射孔密度，以增大注入排量进行压裂施工，该技术的关键点在于分层压裂管柱的选取。在实际应用过程中，由于地下原油层存大量的岩体，其结构变化速度较快，即便在地质勘探环节已经掌握了地下岩层的基本信息，但是，岩层仍然出现突发性的结构变化，这就使得采油环境发生改变，而限流完井压裂技术与采油环境发生冲突，进而给开采进度造成严重影响。

2.3 无效孔隙的存在

二采技术需要以水为驱动力，现场作业人员利用注水的方法将原油顶到水层表面，但是，在注水时，常常遇到一些无效孔隙或者地下岩层吸水量较大，当地下岩层吸水量达到饱和状态时，就会发生突发性事故，甚至损坏井套，这时也无法完成注水工序。如果出现这种无效注水的情况，石油开采企业将面临巨大的资源与能量损耗，进而加大了企业投入成本。此外，由于这些无效孔隙的存在，使得部分原油聚集在油层顶部，这就给开采工作增加了难度[2]。

3 三次采油技术存在的问题

三次采油技术是通过向井下注入除水以外的其他流体，利用物理、化学、热量、生物等方法来改变油藏岩石与流体性质，以提升水驱后原油的采收率。常见的三次采油技术包括化学驱油技术、气驱油技术、热采技术以及微生物采油技术等。

3.1 化学驱油技术存在的问题

该技术在实际应用当中主要存在以下4个方面的问题。①采油时用到的聚合物由于耐温耐盐性差，使聚合物极易降解而影响开采效率。②受到开采环境的影响，水质与工艺设备的参数对原油黏度具有较大影响。③开采过程中产生的污水处理工序复杂，处理效果差强人意。④由于开采过程使用大量的聚合物，这些聚合物容易堆积到原油底层，从而造成底层堵塞。

3.2 气驱油技术存在的问题

气驱油主要包括二氧化碳驱油、液化石油气驱油、烟道气驱油、氮气驱油等技术类型。其中二氧化碳驱油技术与液化石油气驱油技术效果较好，易混相。但由于二氧化碳与液化石油资源成本较高，因此，应用频率较低。烟道气驱油技术虽然驱油效果好，但是不易混相，同时该技术与地域条件也有着密切关联。而氮气驱油技术相比于其他气驱油技术，应用效果相对较好，而且难以混相，加之该技术无污染、无腐蚀，在石油工程当中较为常用。

3.3 热采技术存在的问题

热采技术全称热力采油技术，主要是利用热能加热油藏来降低原油黏度，以此完成原油的开采过程，主要包括蒸汽吞吐、蒸汽驱油以及火烧油层等技术类型。但是，热采技术需要用到第三方热量供应介质，这就增加了石油开采成本，而且热采技术实施难度大，安全风险高，容易给石油开采企业增加额外的经济负担。

3.4 微生物采油技术存在的问题

微生物采油技术以微生物菌液与营养液为主要介质，将其注入地下原油层，当微生物菌液、营养液与地下油层接触后，微生物快速生长繁殖，进而促进采油代谢产物的形成。但是，该技术在应用过程中，极易受到周围环境的影响，而使原油采收率下降。如在外界温度偏低的情况下，微生物的生长繁殖速度放缓，这时，采油量就会下降，尤其在冬季采油时，微生物采油效果往往不尽人意。

4 针对石油工程采油技术存在的问题而采取的有效对策

4.1 创新二次采油技术

对于采油技术人员来说，应当根据二次采油技术存在的问题不断对采油技术进行创新，淘汰与实际开采过程不相匹配的技术类型，以提高石油开采过程中的测试调整技术水平，确保测试精准度。二次采油技术的关键点在于注水效率的高低。因此，技术人员应当事先对地下岩层结构、稳定性以及单层压力值进行精准计算，使每一层水流的压力值都能够得到精准控制，避免压力值计算错误而发生管道破裂或者冲垮岩层事故。

4.2 提高岩层监测技术水平

原油当中含有的聚合物杂质始终是影响原油质量的突出问题，为了有效解决这一问题，降低聚合物杂质的含量，技术人员应当进一步提高岩层监测技术水平，以获取油层沉积物与各种杂质的确凿数据。目前，一些较为先进的物理防垢与化学防垢技术逐步在石油开采当中得到推广应用，这些新型技术不仅提高了原油的分离效率，而且也加快了采油进度。如螺杆泵防垢新技术，能够有效分离原油中的聚合物杂质，同时，这种技术能够延长检测泵的使用寿命，大大减少了设备维修成本[3]。

4.3 普及推广节能采油技术

在石油开采的三个阶段当中，一次采油完全利用自然条件，采油过程不会消耗大量的能源。而二次采油与三次采油技术则需要借助于驱动介质以及各种大型的开采设备，这就需要消耗大量能源，给企业增加了开采成本。如以一个中等规模的石油开采企业为例，每年在石油开采环节消耗的电力能源，大约为6.3×107kW·h，如果将消耗的能源转化为百分比，大约占据该企业成本总支出的7%左右。因此，为了降低能源消耗，减少成本支出，石油开采企业应当大力推广使用新型的节能开采技术，如活动式螺杆泵的提捞采油技术，能够节省大量的电力能源，这主要是由于该技术不用借助于集油管线以及电力设施，而且操作流程简便，也能够节省大量的人力资源成本。

4.4 应用垂直薄层分析技术

外围油田开采作业容易发生不可预知的开采风险，而影响开采进度，增加开采成本，因此，石油开采企业应高度重视外围油田的开采工作，尤其是对地下岩层结构的勘探与检测，应当获取更加精准的数据，并且根据岩层结构数据及时对开采计划进行优化和调整。目前，垂直薄层分析是外围油田开采过程中较为常用的是岩层分析技术，该技术能够减少对地下原油所处岩层的破坏，进而提升工作效率。

4.5 健全内部培训体系

技术人员的专业技术水平是影响石油开采效率的关键要素，虽然近年来，我国的石油开采技术有了突飞猛进的发展，但是，在技术应用过程中，仍然存在许多问题和漏洞，这就给技术人员的专业水平、综合素养提出了更高的要求，因此，石油开采企业应当根据现有技术人员的实战水平以及岗位职责权限，建立一个科学完善的内部培训体系，将新型的石油开采技术、同行业的开采经验以及个人职业素养等内容纳入培训计划当中，对技术人员、管理人员以及现场作业进行集中培训或者远程线上培训，以提高各岗位人员的专业水平与综合素养。为了验证培训效果，企业应当及时考核受训人员，对考核不合格的人员遵循“能者上、平者让、庸者下”的原则，给技术水平高、个人素质好的专业型人才提供更加广阔的发展平台。另外，由于石油开采行业具有较大的风险，为了帮助技术人员与现场作业人员树立高度的风险意识与责任意识，应当经常性地对全体人员进行实战演练，将安全事故的发生概率降到最低。

5 结束语

石油工程采油技术专业性强、风险性高、不确定因素多，尤其在石油需求量大幅增加的背景之下，对采油技术的专业性、高效性、适用性提出了更高的要求。因此，石油开采企业应当始终秉持与时俱进的观念，不断对采油技术进行创新和升级，积极借鉴先进的技术经验，来弥补自身的不足。与此同时，采油技术人员应不断提高专业技术水平，以高度的事业心与责任感承担起石油开采的光荣使命，为我国的经济建设做出更多贡献。