海上油田采油工藝新技術現(xiàn)狀及發(fā)展方向

李雅君

中國海洋石油有限公司 北京 100010

受到我國社會快速發(fā)展對能源需求量提升的影響，同時，受到我國陸地能源產(chǎn)量及儲備量逐漸降低的影響，對海上油氣資源進行開發(fā)十分關鍵，社會的快速發(fā)展以及技術的進步可以為海上油氣資源的開發(fā)奠定基礎，但是海上油田在生產(chǎn)作業(yè)開展的過程中具有較強的特殊性，對采油工藝以及相關技術的要求相對較高[1]。通過對目前海上油田的開發(fā)技術進行深入研究發(fā)現(xiàn)，盡管在技術和工藝領域的發(fā)展速度相對較快，但是部分采油工藝仍然存在缺陷，這些缺陷的存在將會導致海上油田的產(chǎn)能無法得到充分的釋放，這將會對海上油田的開發(fā)效率以及開發(fā)質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。事實上，盡管各個國家都十分重視海上油田的開發(fā)問題，但是在實際開發(fā)作業(yè)的過程中存在眾多的問題。本次研究主要是對海上采油工藝進行總結(jié)和分析，對開發(fā)過程中存在的問題進行探討，根據(jù)開發(fā)中存在的問題提出海上采油工藝的發(fā)展方向，為推動我國海上油田開發(fā)技術的進一步發(fā)展奠定基礎。

1 海上采油工藝類型分析

目前常見的海上采油工藝主要可以分為4種類型，分別是電潛泵提液配套機采技術、低滲透油藏配套機采技術、海上稠油冷采技術以及水平井提液配套技術。對于電潛泵提液配套機采技術而言，其主要是通過使用油管，進而可以將多級離心泵下放到井筒中，在對潛油電機進行供電的過程中，需要使用專用的電纜線，以此保證離心泵處于穩(wěn)定的運行狀態(tài)，保證離心泵可以將井筒中的原油開發(fā)出地面，在井底供液相對較足且產(chǎn)液量相對較大的前提下，該工藝技術的適用性相對較強，已經(jīng)在我國眾多海上油田中得到了推廣及應用[2]。對于低滲透油藏配套機采技術而言，其主要是適用于滲透率相對較低的油田，該類型油田主要具有低孔、低滲、低豐度的基本特點，單井的產(chǎn)能相對較低，油層中的物性也相對較差，油層中膠結(jié)物的含量相對較高，儲層中巖石的發(fā)育規(guī)模相對較小，如果使用傳統(tǒng)的技術對其進行開發(fā)，其開發(fā)的效率相對較低。事實上，無論是對于海上的低滲透油田還是陸地的低滲透油田，對于開發(fā)技術的要求都相對較高，需要使用低滲透油藏配套機采技術，即將酸化壓裂技術、微生物技術以及大壓差采油技術聯(lián)合使用，進而使得油田的開發(fā)效率可以得到一定的提升。對于海上稠油冷采技術而言，其主要是在不注入熱量以及不采取防砂措施的前提下，對螺桿泵進行合理的應用，進而將地層中的原油和砂石同時開采出地面，在地面對原油進行合理的處理，該技術在使用過程中涉及到2個原理，分別是“蚯蚓洞”原理和“泡沫油”原理，對于膠結(jié)相對較為疏松的稠油油藏而言，該技術的適用性相對較強。對于水平井提液配套技術而言，該技術在使用的過程中具有眾多的優(yōu)勢，可以使得儲層能源的動用量大幅提升，其采收率相對較高，油田的開發(fā)效益也相對較高，該技術適用于多種類型的油藏，在對海上油田進行開發(fā)作業(yè)的過程中，該技術可以充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢[3]。

除了上述4種常見的采油技術以外，水平井控水完井技術、適度防砂技術以及地層自流注水技術也已經(jīng)在海上油田開發(fā)作業(yè)的過程中得到了應用。在水平井控水完井技術方面，我國在水平井開發(fā)領域的發(fā)展速度相對較快，常見的控水完井技術主要可以分為2種類型，分別是水平井分段變密度篩管技術以及中心管技術，對于水平井分段變密度篩管技術而言，其主要是根據(jù)油藏的滲透率變化情況，對每一段水平井的篩管密度進行合理的優(yōu)化，以此實現(xiàn)生產(chǎn)壓差均衡的目標，同時，還可以對流量進行合理的調(diào)節(jié)，對于中心管技術而言，對于高滲高產(chǎn)地層較為適用，該種類型油藏在進行開發(fā)作業(yè)的過程中，井筒中的摩阻相對較高，水平段的距離相對較長，邊底水將會對油藏的開發(fā)作業(yè)產(chǎn)生嚴重的影響，通過使用中心管技術，可以延緩底水的錐進[4]。在適度防砂技術方面，適度防砂主要是有選擇的對地層進行防砂處理，該技術對于輸送砂巖稠油油藏較為適用，可以使得單井產(chǎn)能得到大幅提升。目前，該技術已經(jīng)在我國渤海油田得到了合理的應用，在使用該技術的過程中特殊篩管主要可以分為2種類型，分別是金屬棉蠕動篩管和金屬網(wǎng)布復合篩管，對于金屬棉蠕動篩管而言，其主要是將優(yōu)質(zhì)的無縫鋼管作為主要的基管，在基管的兩端使用絲扣進行連接，然后在基管上鉆孔，對于基管階梯孔和濾砂室而言，主要是通過螺紋進行連接，以此使其抗拉和抗扭性能得到全面提升，由于過濾單元相對較為獨立，因此，流動壓力損失相對較小。對于金屬網(wǎng)布復合篩管而言，其主要是引入了不銹鋼金屬纖維，并將其作為主要的過濾介質(zhì)，對于該種類型的過濾介質(zhì)而言，其耐腐蝕性和耐高溫性都相對較強，在使用過程中的過濾精度，可以根據(jù)適度防砂的基本要求進行合理的調(diào)節(jié)。通過對2種類型的特殊篩管進行分析發(fā)現(xiàn)，金屬棉蠕動篩管的適度防砂性能相對較好。在使用適度防砂技術的過程中，需要使用低頻泵對生產(chǎn)壓差進行合理的控制，在下入防砂管柱之前，首先需要對井眼進行全面的清潔，以此使得泥漿中的巖屑含量降低，防止巖屑堵塞篩管，對于海上的采油處理工藝而言，需要具備含砂原油的處理能力，在下放防砂管柱后，需要在合理的位置處安裝扶正器，以此保障篩管處于居中的位置，防止在篩管下放的過程中引發(fā)刮擦井壁的問題。為了更好地對生產(chǎn)壓差進行控制，需要在井下安裝壓力檢測裝置，在實際開展生產(chǎn)作業(yè)的過程中，需要對油井的出水情況進行實時監(jiān)控，采取合理的措施防止出現(xiàn)油井大規(guī)模出砂的問題。另一方面，油井的產(chǎn)油量和砂量之間存在一定的線性管理，對于適度防砂井而言，如果其含砂量低于0.05%，則說明該油井為正常生產(chǎn)井，如果其含砂量大于0.05%，則需要對生產(chǎn)壓差進行合理的控制，對油嘴進行合理的調(diào)節(jié)，同時需要做好取樣分析工作，如果在采取一系列的措施后，油井的含砂量仍然提升，則需要在關井以后采取控制措施[5]。在地層自流注水技術方面，自流注水主要指的是對地層水進行充分利用，引導其流入需要補充能量的油藏之中，在使用該技術的過程中，可以縮短注水作業(yè)開展過程中的水質(zhì)處理及注入環(huán)節(jié)。目前，該技術在國外海上油氣田中得到了成功的應用，可以使得油藏開發(fā)效果得到明顯的改善，油藏的開發(fā)效益也將會大幅提升。

2 海上采油工藝存在的問題分析

目前在進行海上油田開發(fā)作業(yè)的過程中面臨的問題主要可以分為2個方面，分別是開發(fā)效率相對較低以及井筒的維護難度相對較大。事實上，盡管國內(nèi)外在海上油田開發(fā)技術領域的發(fā)展速度相對較快，但是目前仍然面臨眾多的困難以及問題，其中開發(fā)效率屬于海上油田開發(fā)作業(yè)中的首要問題，開發(fā)效率主要受到不同油氣層開發(fā)程度的嚴重影響。對于不同地層中的油氣資源而言，在性質(zhì)方面存在一定的差距，部分海上油氣田的開發(fā)時間相對較早，目前已經(jīng)進入到開發(fā)的中后期階段，地層中的能量也產(chǎn)生了一定的變化，能量的衰竭程度處于不斷變化的狀態(tài)，地層向井筒輸送液體的能力出現(xiàn)了嚴重的偏差，因此，在油田開發(fā)作業(yè)的過程中，需要對地層的非均質(zhì)性情況以及壓力的變化情況進行合理的跟蹤，同時，如果地層中的含水量提升，地層中的能量嚴重不足，此時需要對生產(chǎn)井進行合理的處理，在處理不當?shù)那疤嵯?，將會出現(xiàn)低產(chǎn)低效的問題，此時的生產(chǎn)井將難以發(fā)揮自身作用。在進行海上油田開發(fā)作業(yè)的過程中，井筒屬于能源開采的唯一通道，如果井筒出現(xiàn)問題，則生產(chǎn)效率必然會大幅降低，對于我國部分海上油田而言，開發(fā)作業(yè)過程中的油井出砂問題相對較為嚴重，這不但會對井筒產(chǎn)生一定的損傷，還將對生產(chǎn)設備的運行產(chǎn)生一定的影響，因此，需要全面做好井筒的維護工作。另一方面，部分油氣資源中含有大量的腐蝕性物質(zhì)，只有在油氣資源開發(fā)出地面以后，才能對其進行合理的處理，腐蝕性的物質(zhì)也將會對井筒產(chǎn)生一定的影響，最終導致井筒的使用壽命縮短，如果無法對井筒進行合理的維護，油氣生產(chǎn)作業(yè)也將難以進行。

3 海上采油工藝優(yōu)化方向分析

未來在海上油田開發(fā)作業(yè)發(fā)展的過程中，需要對采油工藝和集輸流程進行合理的優(yōu)化。在采油工藝優(yōu)化方面，目前海上平臺的整體設計與集輸流程存在較多不合理的現(xiàn)象，工藝設計不合理的現(xiàn)象較為突出，因此，需要對生產(chǎn)工藝進行合理的改進，首先需要對采油工藝技術進行合理的選擇。在上文中指出，目前常見的海上采油工藝技術類型相對較多，不同類型技術的適用范圍存在一定的差異，且大多數(shù)的采油工藝都存在應用優(yōu)勢和劣勢，需要根據(jù)油藏的基本特征以及開采條件，對采油工藝進行合理的選擇，采油工藝需要與油藏進行無縫銜接，從生產(chǎn)的角度出發(fā)進行分析可以發(fā)現(xiàn)，油藏具有很強的流動性，屬于典型的流動場，在進行開發(fā)作業(yè)的過程中，油藏中的壓力平衡將會逐漸被打破，壓力將會逐漸轉(zhuǎn)化為動能，使得油藏中的流體可以通過井筒流出，在進行工藝優(yōu)化的過程中，需要明確采油工藝與油藏之間的關系，通過對非封閉性油藏進行分析發(fā)現(xiàn)，隨著開發(fā)作業(yè)的持續(xù)進行，在靠近生產(chǎn)井的位置處油藏可能會出現(xiàn)能量枯竭的現(xiàn)象，無論是采用何種方式對能量進行補充，能量都將會沿著滲透率高的方向流動，此時通過優(yōu)勢通道能量才能突進到生產(chǎn)井的周圍區(qū)域，對于該種類型的優(yōu)勢通道而言，在形成以后將會對滲透率較低的區(qū)域產(chǎn)生屏蔽作用，低滲透區(qū)域的流體將無法向井筒內(nèi)流動，油田的采收率也將會降低，因此，需要延緩邊底水的突進問題，對生產(chǎn)壓差進行合理的控制，以此達到提高采收率的目標。需要將采油工藝和鉆完井工藝進行合理的銜接，在開展鉆完井工藝優(yōu)化的過程中，不僅僅是對井眼軌跡和鉆井的程序進行優(yōu)化設計，還需要對整體的井眼布局及軌跡進行合理的優(yōu)化，在井筒進行合理的布置后，可以將平臺與地層之間優(yōu)質(zhì)的流通通道。在進行海上油田開發(fā)作業(yè)的過程中，需要根據(jù)開發(fā)作業(yè)的基本特點和基于對開發(fā)流程的深入理解，對采油集輸流程進行合理的優(yōu)化，以此實現(xiàn)產(chǎn)量和效益最大化的基本目標。在投產(chǎn)運行的前期，必然會存在工藝流程不合理的問題，需要針對出現(xiàn)的問題進行現(xiàn)場改造，防止因集輸工藝存在問題影響油井的生產(chǎn)作業(yè)，例如需要對油氣水分離流程進行合理的優(yōu)化，對于分離器分離得到的生產(chǎn)水而言，其溫度處于60～80℃之間，如果將其直接注入到注水系統(tǒng)中，則必然會出現(xiàn)嚴重的熱損失問題，在對其進行改造以后，可以將生產(chǎn)水作為換熱介質(zhì)，使其可以進入到生產(chǎn)循環(huán)流程，對生產(chǎn)水的熱能進行充分利用，對于原油黏度相對較大的油田而言，通過采用該種類型的措施，可以防止出現(xiàn)集輸流程管線壓力相對較大的問題。

4 結(jié)束語

海上油田的開發(fā)屬于我國油氣田開發(fā)的重要發(fā)展方向，盡管國內(nèi)外都十分重視海上油田的開發(fā)問題，也提出了眾多的開發(fā)技術和工藝，但是在開發(fā)作業(yè)的過程中仍然面臨開發(fā)效率相對較低以及井筒維護難度相對較大的問題。因此，在開發(fā)作業(yè)之前，需要根據(jù)油藏的基本特點以及開發(fā)作業(yè)的要求，對開發(fā)工藝技術進行合理的優(yōu)選，并對開發(fā)工藝流程和集輸流程進行合理的優(yōu)化，以此使得海上油田開發(fā)效率得到提升。