油田注水开发后期提升采油率的技术措施分析

任永琳 王 达 冯浦涌 崔 波 高纪超 汪 超

中海油田服务股份有限公司 天津 300459

石油是一种不可再生资源，在国家经济、高新技术发展过程中，是不可缺少的能源，同时也影响着人们的生活水平。但在油田实际开采过程中，传统开采石油技术具有高成本、低采油率、严重污染环境等特点，为提升采油率，近些年采用一些先进的技术手段和设备，并加强了油田开采相关人员的专业培训，以满足石油开采工作的需求。在油田开采后期，随着原油能源不断被消耗，原油会变得越来越黏稠，不仅增加了开采的工作量，还降低了采油率。为改善这种情况，在油田开采过程中，经常采用注水法提高采油率，但到了开采后期依然存在一些问题，影响采油率。目前，在注水开发后期主要实施的技术有微生物强化采油（MEOR）、注水井高压流量控制技术等，不同技术的特点各有不同，为了满足实际需求，需熟悉各技术实施过程的要点。对油田注水开发后期如何提升采油率进行详细分析，同时为确保开采技术能处于较高且稳定水平提供更多参考。

1 油田注水技术

在油田开采过程中，为提升采油率同时有效控制含水量，可采用油田注水技术对剩余油层及高深渗透油层进行重新划定井网，并开展相应的开采作业。其具体有两种方法，一是正注法，将水注入水井内同时利用油管向油层注水的方法；二是反注法，利用油管的环形空间进行注水的方法。如果将所有注水井看成是一个层段，并实施注水的方法称为笼统注水法；如果将井下分成多层并实施注水的方法称为分层注水法。对低渗透层的渗透率存在较大差异的情况下，不能采用笼统注水法，但可实施分层注水法进行注水，以提升采油率。油田开发后期，因原油不断被消耗，使得油层压力下降，同时因其黏度增加，若不采用一些技术手段，可能会导致停产，降低采油率。为了在后期提升采油率需重新规划井网，并结合细分层的注水模式，对其实施合理的注水法，提升水驱动开发效率和质量[1]。

另外，在油田开发过程中采用注水法，虽然初期提高了采油率，但开采出的原油含水量比较高，同时到了开采后期，也会出现采油率大幅度下降的情况，为改善这一情况发生，需要对注水法进行优化，如对低渗透油层加强注水，控制高渗透油层的注水量，以提高油田的采油量。

2 油田注水开发后期采油率现状分析

随着时代的发展，在任何时期，石油都是我国工业发展中重要的基础能源，因不同油田所处的地质条件差异较大，很多时候开采方案需要不断改进，这样会增加开采难度，还会增加成本投入。随着科学技术的发展，越来越先进的采油设备被研发出来，采用先进设备虽然降低了开采难度，但在开采后期依然存在很多问题，尤其随油层不断被消耗，采油率也在下降，故目前油田注水开采提升后期采油率是主要研究方向。

石油是不可再生能源，故在油田开发后期，提升采油率是很关键的问题，不仅能满足社会石油的使用需求，还可减少环境污染，其方法有很多种，如注水、注气等，其中注水法较常用，其目的通过注水法增加油层的气压，提升油层原油的流动性，改善原油的黏稠度，使其更容易被采集，以满足经济发展对石油能源的需求。

3 提高采收率的不同方法的比较

油田开采工程中，为提高采油率采用了很多方法，如传统方法中常有热采油、化学采油和溶剂采油等方法。此外，开采石油过程中，有效控制石油的喷射量及注入率，减少能源消耗也是很重要的问题。但开采过程中，地下的岩石会与流体相互作用，导致高盐度状态下的敏感性增强，从而消耗较多化学物质，故为减少成本，选择化学试剂时需进行比较，应选择有意义的特定化学系数的试剂[2]。

传统采油方法不仅成本高，且对环境的污染也非常大，利用现代高科技方法进行采油，如微生物强化采油（MEOR）、注水法采油等，其中MEOR 技术是利用微生物生长增值及代谢，与水、油等形成复杂的机制，可达到提升采油率的目的。

4 提升油田注水开发后期采油率的技术措施分析

在油田注水开发后期，为了提升采油率，改善油层的流动性，还应考虑实际开采成本，选择一种最适合的开采方法，促进原油开采量及效率。

4.1 优化提高采油率技术

在油田注水开发后期，其采油率会逐步下降，为了提高采油率，需要利用先进的注水方式，而优化注水方式，应对油田下的地质进行勘测，并对油层进行分层注水，形成一个水驱连通的层位，利于提高原油开采。以实际原油开采情况来讲，对其后期可分为三个阶段，为了提升采油率、降低成本，应结合实际情况选择合适的开采方式。在后期阶段，向油层注入聚合物溶液，提升油层的分布面积，提高原油的流动性，将油层内的“死油”直接驱替到开采区域[3]。结合现场的实际经验，可采用二氧化碳驱油技术或泡沫驱油技术，不仅可提高采油率，还可以实现环保施工效果，减少对环境的污染。现阶段，利用先进技术提升油田的产量，到后期阶段，将剩余原油开采出来，能提高采油率，为社会需求提供充足能源。

4.2 MEOR技术

4.2.1 MEOR 技术分类

MEOR 是利用微生物提升原油采收率各种技术的总称，只要与微生物有关的开采技术均属于MEOR 技术。

现阶段，MEOR 技术提升了微生物开采原油的工艺，是一项比较成熟的技术，根据油井及油的性质将MEOR技术分为两种。一是外源性MEOR 技术，这种技术的实施是利用地面上发酵罐提供微生物所需营养物质，促使微生物代谢产生代谢产物，并将代谢产物注入油层以提高采油率的方法；二是内源性MEOR 技术，这一方法是直接将微生物注入油层，并为其提供足够的养分，促使微生物在油层进行繁殖，产生代谢产物，当生成代谢产物的速度大于微生物降解速度时，便能提升采油率的方法。

具体采取哪一种MEOR 技术，需要结合实际情况而定。实施内源性MEOR 技术时，了解环境因素后还需要分析微生物形成与繁殖特性，从而找到微生物群落适合生长与繁殖的条件，选出科学合理的环境因素，以促进微生物繁殖，提高采收率。

4.2.2 MEOR 技术原理

MEOR 技术主要是利用微生物代谢产物与油层结合以提高采油率，微生物产生各种气体，如二氧化碳、甲烷等，可增加油层压力，降低原油黏度；微生物产生的有机溶剂，如酮类、醇类等，可降低表面张力和油水界面张力，以促进原油乳化；微生物产生的聚合物，可调整注水油层的吸水剖面，控制高渗透地带的流动性，改善地层渗透率；微生物产生的分解酶，可裂解原油中重质烃类及石蜡成分，达到提升原油流动性的作用[4]。

4.2.3 MEOR 技术优势

目前，MEOR 技术是开采石油常用的技术手段，包括微生物改良原油提取的工艺，其优势有很多方面。

（1）成本较低，很多微生物是以原油为原料，采用MEOR 技术时，其使用设备多为常规设备，无须增加新的设备，同时配备人员数量无须增加，降低了成本。

（2）操作简单，实施MEOR 技术时，很多提取工艺需进行调整，可根据实际情况随时对微生物进行操作。

（3）采集率比较高，与其他技术相比，利用MEOR 技术可提升原油的采集率。

（4）环保，利用MEOR 技术不会对地质造成损害，且无环境污染，是一项可重复实施的技术[5]。

MEOR 技术有以上优势，故这一技术应用变得越来越广泛。在油田开采过程中，可能因开采工艺、设备等不足，导致挥发性有机物出现泄漏，增加空气污染的概率，而MEOR 技术可从源头减少废气的排放，还可以保护原有的地质环境，值得被广泛推广。

4.3 注水井高压流量控制技术

在油田开采后期，为提升采油率不仅利于油田自身的发展，还能为社会创造更多经济效益。在后期提升采油率时，采用注水井高压流量控制技术是非常重要的，且这一技术应用较为广泛，目前是最顶尖的提高采油率技术之一。通过这一技术可将注入多余的水引到开采的油层内，提高油层含水量来控制其黏稠度，不仅利于勘测地质，还可提升油层的流动性，达到提高采油率的目的。但在进行注水井高压流量控制时，因过程烦琐，且操作难度较大，尤其对油田开采后期，采用注水法时对技术要求更高，故需要非常专业的人员才能起到良好效果[6]。

在注水井高压流量控制技术的实际操作中，包含了很多方面，如计算机网络、自动化操作技术及重要系统的工程操作技术等，其中计算机技术是整个过程的关键技术点，很多操作都需计算机完成。在计算机系统操作运行过程中，必须在进行缜密计算后，确定无误再发出相应的精确指令，整个过程对操作人员技术性的要求非常高，对相关程序的操作人员应按规定的标准及操作规范完成各步操作。注水井高压流量控制过程中，对注水量的要求非常严格，其精确度应符合一定要求，以免因人为误差导致严重问题发生。可利用计算机技术精确控制注水量的多少、水井压力的大小等，还可监测各操作过程是否符合标准，提高工作效率，不仅降低了成本，还提高了采油率。

5 结语

随着社会发展，对资源的需求不断增大，尤其是石油资源，不仅交通出行需要石油，很多领域也需求石油。但石油能源是一种不可再生资源，为了提升采油率，在油田开采石油过程中，采用注水法能提升采油率。但到了开采后期，随着原油不断被消耗，其黏稠度升高，流动性下降，大幅度降低了采油率，为了解决这一问题，到开采后期提高采油率是十分重要的技术问题。综上所述，了解油田开采后期的原油特点后，再结合注水法自身的技术特点，对其进行改善，结合具体实际情况调整注水井的位置，改为MEOR 技术或通过控制高压流量达到提升采油率的目的，这些技术的改进对油田注水开发后期提高采油率有很大促进作用，可解决我国对石油资源的亟须问题。