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节约能源还看提高采收率

时间:2013-10-22 16:17 来源: 作者:houjingru

美国是世界上最早投入石油开采与利用的国家之一,其石油开采技术水平世界领先。相比之下,我国一方面石油资源短缺,另一方面石油采收率尚待全面提高,开发过程中破坏性开采比较严重。我国陆上油田采用常规的注水方式开发,平均采收率只有33%左右,大约有三分之二的储量仍滞留在地下,因而,提高原油采收率是从源头节约石油资源的最有效的途径之一。

美国石油开采技术为经济性而动

美国石油开采技术研发现状 近年来,随着油价的走低,美国各种提高石油采收率方法的实施项目在减少,只有CO2混相驱项目一直在稳定增加。美国有十分丰富的天然CO2气源,并在高油价下已经修好了3条输送CO2的管道,可以把CO2从产地直接输送到用地;由于CO2驱技术得到快速发展,其成本大幅度下降,使一些较小的项目也有利可图,从而促进了CO2驱的发展。随着CO2价格的下降,CO2注入量有所增加,提高采收率的幅度增大。CO2驱的项目一般可提高采收率8%~15%(地质储量),成功的CO2混相驱预计每增产1bbl(桶,1bbl=159L)油需1.1万ft3CO2(立方英尺,1立方英尺=0.0283168立方米)。

化学驱自1986年以来一直呈下降趋势,特别是表面活性剂驱几乎停止。但应用聚合物凋剖仍有很大的发展前景。美国已把调剖和聚合物驱、钻加密井,水平井等列为改进的二次采油。特别是深度调剖,它已不再是单纯的增产措施,在一定条件下它可以代替聚合物驱,或与聚合物驱结合,使聚合物驱获得更大成效。它与聚合物驱相比,具有所用化学剂量较少、投资回收快等特点。其中新的深度调剖体系(胶体分散凝胶CDG)近几年受到普遍重视。这种凝胶是一种半流体状态,在地层中可以缓慢流动,由于聚合物浓度很低,不仅使成本大大降低,同时由于其粘度很小,不会使注入压力明显提高,因而进入低渗透层的量相对减少。并且由于是缓慢交联,可以更深入地层内部,大大提高了调剖效果。美国已进行29个矿场试验,其中19个获得成功。  

美国石油开采技术发展潜力和远景 由于二次采油的机理十分复杂,并有投资大、成本高、风险大等特点,因此,各国对提高采收率方法的潜力分析工作都十分重视。美国在1976年、1984年曾两次由美国国家石油委员会(NPC)组织几百名专家对美国各油田进行了潜力分析和预测,为美国能源部发展化石能源提供了科学依据。

美国总的探明地质储量为5,330亿bbl,至1991年年底已采出1570亿bbl,在当时经济条件下剩余可采储量为250亿bbl。这样,将有3,510亿bbl原油需依靠新型有效的采油方法才能开采。在这3,510亿bbl中可分成2类:一类是可以由水驱驱替,此为旁通或不与水接触而不能采出的可流动油;另一类是由于粘滞力和毛细管力而捕集在油藏孔隙中不能被水驱替的不可流动油。可流动油可用改进的二次采油方法开采,如钻加密井、调剖、聚合物驱、钻水平井等,主要是尽量扩大扫及效率。这些过程成本比较低,并可快速提高生产水平。

EOR的潜力受油价的影响极大,特别是化学驱,即表面活性剂驱和我们所谓的复合驱。利用现有技术,当油价低于20美元/bbl时,化学驱潜力基本为零,即在这个油价下不能使用化学驱。只有在油价高于24美元/bbl时,化学驱才能得到应用,并明显受油价影响,即使油价高于32美元/bbl,其增加可采储量也不到5亿bbl。EOR技术如果进一步得到发展,其化学驱的潜力将得到明显提高,这说明化学驱的技术还不成熟,还未达到工业性应用的程度,要等待技术的进一步发展和油价的提高。

我国提高石油采收率须多方考虑

地质特点是选择提高采收率方法的基础 三次采油与二次采油或一次采油的明显不同之处,就是前者的适应范围有限。比如,热采中的注蒸汽,它要求油藏比较浅,油层比较厚,原油密度和粘度较高;而注气混相驱则与之恰恰相反,它要求油层比较深,以满足混相压力,油层比较薄以减少粘性指数和重力超复,原油密度和粘度小,以易于混相。二者都要求油藏相对均质,而聚合物驱则对中度和较严重非均质更为有效,粘度要求介于二者之间。

我国东部地区除了CO2和天然气比较贫乏之外,其油藏主要是河流相沉积,非均质比较严重,并且原油密度和粘度较大,与天然气很难达到混相,因此,我国东部地区必然以化学驱特别是以聚合物驱为主;而西部地区原油较轻,其地质特点比较适合注气混相驱,则应发展注气技术。

物料来源决定提高采收率发展方向 从美国CO2的注气提高采收率的实例来看,物料来源决定提高采收率的发展方向。美国二迭盆地由于有丰富的CO2供应,适合发展CO2混相驱或非混相驱。而阿拉斯加由于有丰富的天然气资源,并且在近处又无销路,因此适合采用注烃混相驱。我国西部与阿拉斯加有类似之处,因而注气混相驱或非混相驱大有用武之地。在考虑各种提高采收率方法的潜力和制定提高采收率发展战略时,必须考虑物料来源这一因素,否则,将变成无米之炊。

我国东部地区从地质条件看,比较适合化学驱,化学剂(如聚合物、表面活性剂等)的国产化就十分重要。制定规划时,要事先考虑这个因素。

油价决定提高采收率的规模和时机 方法不同,风险程度也不同。三次采油是一个投资大、成本高、风险大、见效慢的采油方法,因此油价是对三次采油技术发展最为敏感的问题。在低油价下,宜采取技术相对成熟、投资较少、风险较小的方法,如聚合物驱、调剖等所谓先进的二次采油方法。复合驱,特别是三元复合驱目前技术还不成熟,风险也比较大,只有在油价高的时候才能采用。但它毕竟是一种十分有效且很有前途的三次采油方法,现在还需加强机理性研究,进行不同规模的先导性试验,暴露矛盾,做好技术储备。随着技术的发展,还可以使成本与风险降低,时机成熟可大规模应用。

地质、油藏工程研究是提高采收率的关键 三次采油是个极端复杂的采油方法,它需要化学家、地质学家、油藏工程师、测井、数值模拟等各方面专家的共同努力才能完成。现在许多矿场试验之所以失败,有许多主要是对地下地质情况认识不清。因此地质、油藏工程、数值模拟以及测井、试井等监测手段的研究非常重要。在这方面我们与国外的差距较大,必须迎头赶上,以提高我们矿场应用的成功率。

石油开采须更新安全理念 石油开采过程特别是深海油气开采,具有工艺复杂、生产条件要求苛刻、生产装置大型化等特点,因此,如何保障油气的安全生产成为全行业、全社会关注的焦点。

墨西哥湾漏油事故给全球海洋石油开采提出了一个严重的警示,使全球的海洋石油开采标准更加严格,对海上石油开采装备性能也提出了更高的要求。因此必须高度重视海上石油开采技术装备在安全性与可靠性方面的要求。亡羊补牢远不如曲突徙薪,防患于未然是油气开发行业必须具有的安全警备意识。面对屡屡出现的原油污染,石油开采要建立严格的监控体系和完备的应急预案,制定严格的入行标准和相关政策。同时,要不断提高过程工业监测监视特别是在线监测的技术水平,加强技术的互相沟通与交流,进一步完善石油开采工业过程安全的管理水平。

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