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韩大匡院士:谈如何提高高含水量油田采收率

[加入收藏][字号: ] [时间:2009-01-06 振威石油网 关注度:0]
摘要:  韩大匡:中国工程院院士、中国石油勘探开发研究院教授级高级工程师、中国石油勘探开发研究院原油田开发所所长、副院长、总工程师、中国石油学会理事、石油工程专业委员会原副主任   我国石油油田开发的现状和面临的问题有哪些   谈...

  韩大匡:中国工程院院士、中国石油勘探开发研究院教授级高级工程师、中国石油勘探开发研究院原油田开发所所长、副院长、总工程师、中国石油学会理事、石油工程专业委员会原副主任

  我国石油油田开发的现状和面临的问题有哪些

  谈到我们的油田开发业,首先应该肯定,我们从建国以来,我们油田开发业经历了一个快速发展的广阔的道路,为什么说是快速发展呢?因为我们在建国初期,也就是49年的时候,我们全国原油的产量才12万吨,其中天然油更少,只有7万吨,还有5万吨是从油页岩人造油,07年天然油已增长到1亿8千600万吨,所以从增长倍数来说,增长了1550倍,这个速度是非常之快的。现在这个产量在全世界,各个国家比较,占到第五位,这个位置很靠前,但是近几年我们的油田开发,即我们的石油产量,虽然还是稳中有增,但是赶不上国民经济快速发展的需要,面临着供不应求这样一个严峻的局面。

  实际上,这也是一个逐渐变化的过程,我们在93年以前,就是上个世纪1993年以前,我们的总的石油还是出口量大于进口量,从93年开始,由于国民经济以9-10%以上的速度发展,就有点赶不上需求了。我们大家有汽车,汽车是石油消费中间最大的一个因素,石油主要用在作为燃料供给交通工具,作为化工燃料还有一些其他用处。但是消耗最大的还是汽车。交通工具也包括飞机、柴油机车、轮船。最大的还是汽车,因为汽车的数量大,特别现在一些老百姓手头宽裕一些,还愿意买大排量的车。所以消耗量是越涨越快,在这种情况下,从93年开始,我们的进口量就开始大于出口量。到07年就增加的更厉害了,我们的消费量达到了3.69亿吨,我们的产量才1.86亿吨,我们要进口1.83亿吨。47%要靠进口。

  这个比例不小,随着国民经济的发展,这个比例还要扩大,我在侯老院士的领导下参与搞了一个中国油气可持续发展的战略研究,我们想预测一下2020年大概会到什么程度,我们希望我们的消费量不要大于4.5亿吨,这是有前提的,前提就是在全民节油的情况下。我们的进口依存度不要超过60%。上限是60%,特别是要节约燃料,汽车用油,我们当时估计了一下,假如说汽车的保有量到2020年还能控制在1亿辆以内,可能达到4.5亿吨这个指标,假如超过这个量,消费量就可能到5亿吨,对外的进口依存度就要超过60%。我们进口的油85%要经过马六甲海峡,它是很狭窄的通道,这个通道还有海盗出没,如果海盗,或是由于国际形势的变化等不可预测的因素,我们的进口要受到很大的影响。我们的国民经济要受到很大的影响。我们的油价就要受到影响,有可能造成石油安全问题。

  油田经过几十年的开采,进入老年阶段,油田跟人一样也有生命周期,比如最早开发的玉门老君庙油田,已经有70年的历史,现在产量比较低,我们最大的大庆油田,从60年开始开发,现在已经进行了40多年,快接近50年了。也快进入老年了,它的含水已经超过90%了。胜利油田的产水可能比大庆还要高点,这些大的主力油田,含水都非常高了。我们统计一下,全国新老油田一起算,03年统计平均数值到84%了。这是个什么概念?我们把含水过程分了几个阶段,最早是无水采油期,含水率等于0,0-20%这个阶段是低含水阶段,20-60%是中含水阶段,相当于人到壮年,60-80%叫高含水的初期阶段,这个阶段相当于人刚刚超过60岁,80-90%叫高含水的后期,90%以上叫特高含水期。

  地下的原油要采出来,要靠一定的压力,压力是有一定的限制的。采出多了,压力就要降低,压力降低产量就少了。开始能喷出来,后来就喷不出来了。就得用泵抽,泵抽的产量也越来越少,为了避免这种情况出现,我们要保持它的压力,往地里注水,专门打一批注水井,希望在油井开采的早期就能维持住压力,不让压力大幅下降,水在地下把油往前驱,驱动到油井给采出来。油比水的粘度大,粘度小的东西推粘度大的东西,水会窜出来,超越油自己跑出来,中国储层的特点就是原油粘度比较高,水的粘度比油低好多。会发生水窜,油井就不但出油还出水,窜的水越来越多,含水量就越来越高,高到一定程度就产生高含水油田了。

  提高高含水油田采收率的意义

  当前来说,因为油田的含水越来越高,我们的界限是98%,高于98%这个油田就得废弃了。含水太高,经济上不合算了,投入和产出不成比例,就要废弃,当然我们要千方百计不让他废弃,就要提高采收率,含水一高,我们发展提高采收率的技术就更加迫切。首先介绍一下采收率什么概念,我们的油田有一定的储量,我们能从中累计采出多少油,占储量的比例叫采收率。采收率的大小跟采用的技术有关系,我们谈到的采收率是在一种技术状态下,它能达到多少。假如技术提高了,采收率可以增加。我们国家的采收率用现在的技术,大概可以达到32%左右。严格讲,采收率是最终采收率,指在含水98%时的采收率。我用注水技术采到头也就是98%,这时只能拿出地下储量的1/3,有2/3留在地下。原油是不可再生的宝贵资源,所以我们要想办法提高采收率。

  我国油田的采收率低的原因

  首先解释一下,为什么我们只能拿到1/3?我们提高采收率的潜力究竟有多大?第一个问题跟中国油田的地质条件有关系,国外基本上是海相油田,海相油田相对地质条件比较简单,变化比较少,非均质程度轻。中国是陆相储层,比如河道、河流沉积,陆相储层变化大,非均质性比较严重,很复杂。另外陆相储层的原油粘度相对比较高,比如大庆,地底下粘度为16个厘泊,地底下水的粘度不到1个厘泊,开采难度大。由于这两方面因素的影响,我们国家平均采收率也就30%多一点。但是我们可以采取一些措施,来提高采收率。假如我们能提高1%的采收率,就相当于增加可采储量1.8亿吨,就相当于我们找到8-9亿吨的储量。现在找到的储量大都是低渗透,低品位的储量,所以采收率比较低,折算下来当量比较高。我们要找8、9亿吨的储量是不容易的,要花很多的钱,现在找1亿吨储量要花30几个亿。只要我们找到新的方法提高采收率,它的效益是很明显的。对老油田来说,当前的关键问题就是怎么样提高采收率。

  提高采收率的方法

  提高采收率主要用各种各样的新技术。大体上油田开发业把它分成两个途径。一个途径是所谓的三次采油技术,这个词是从国外翻译来的。实际上就是在水中加很多化学剂,广泛的说,三次采油有很多技术来提高采收率,一种是根据我国国情确定的化学驱办法,就是在水中加各种化学剂,还有注一段气体进去,如二氧化碳、天然气。二氧化碳效果最好,它注入到地层,一定的条件下可以发生混相。采收率低有界面张力的原因,在混相状态,这个界面张力就取消掉了,用这种方法可以提高采收率,每个国家发展什么技术要根据自身的条件,根据物料供应条件,如果一个国家没有二氧化碳,怎么注入啊?

  根据我们国家陆相储油的特点,采用化学驱提高采收率更适合我们。化学驱有两种具体的方法,我们采取的一种方法叫聚合物驱,就是水里面加点水溶性聚合物,增加注入液体的粘度,克服水粘度低的特点,可以提高采收率。大庆试下来,大约可以提高10%采收率,还有一种是复合驱,多加几种化学剂,除了聚合物外,还加表面活性剂,如肥皂、洗衣粉可以把油污洗下来,它们机理类似,但要复杂的多。加入这种东西,可以把油从岩石的表面洗下来。为了增加洗油的作用还加点碱。碱-表面活性剂-聚合物称为复合驱。它提高采收率的幅度更大,但它加入的化学剂更多,成本更高。它可以增加18-20%的幅度。比聚合物更多。

  最近我们发现了一些二氧化碳的气藏,我们在大庆、吉林及其他地方发现的天然气藏含有大量的二氧化碳,我们把二氧化碳分离出来来驱油,也是很好的效果。因为这些二氧化碳如果不分离出来注到地下,就要放到大气里面,造成温室气体,污染环境。现在世界各国对二氧化碳的排放非常重视,这牵扯到我们全球气候的上升,造成一系列严重的后果。所以大家都有减排。减排要花钱,如果注到地下,又减排又提高采收率,一举两得,效果更好。所以我们这两年也发展二氧化碳驱。

  目前还是刚刚开始,美国人过去用的比较多,我们国家因为过去没有二氧化碳,所以发展不起来,现在发现了一些二氧化碳的气藏,二氧化碳驱也开始发展起来了。这些三次采油的方法提高采收率的幅度比较大,但它受到限制,第一个必须是大油田,油田太小了,每一块不一样,比如我们渤海湾油田,为断块油田,很难推广,块与块不一样,有的块能注有的块不能注,另外它还受到高温高盐的限制,温度太高了,化学剂耐不住那样的高温,或者地层水里面的盐太高了,化学剂也受不了,所以它受到这样的限制。弄不好化学剂就低效了。花了好多钱,注进去,效果不理想,温度高了,化学剂粘度就低了。

  第二个途径是进一步提高注水采收率,就是要扩大水驱波及体积,让水少窜一点,扩大它的影响范围,再提高采收率,这个量比较大,凡是不适合三次采油的地方,都可以用这种技术,但这种技术因为注水已经注了好几十年了,再进一步提高采收率难度比较大。而且工作量很大。我们好多井都已经损坏了,我们还需要再打井,成本比较高。所以我们在这之间怎么找到既能少花钱,有能提高最终采收率的途径,这就是我们所说的二次开发。

  对国家来说,这两条路应该齐头并进,两条腿走路,才能从整体上提高原油的采收率。现在三次采油已经取得很高的成效了。我们采取聚合物驱的规模达到一千多万吨了。大庆产量要占到1/4以上。现在怎么进行二次开发,提高注水的采收率,是摆在我们面前很重要的课题了。要解决高含水,有的在90%以上,提高采收率,要看现在地下还剩多少油,油分布在什么地方,它分布的格局是什么样的,剩余油是连续分布的,还是零碎的,零碎的话难度就大,高含水油田剩余油的分布很复杂,但还是有一定的规律性,从整体上看,它已经高度分散,但是还有相对富集的地方。要想办法找到相对富集的地方,可以打直井,也可以根据情况打水平井,效果更好。

  问题是怎么找到富集区,油藏描述要非常精细,充分利用地质、地震技术、测井技术,用各种各样的测试技术弄清地下情况,关键是怎么找出来。还有就是分散的油,单个很少,合起来很大。分散的油也想给拿出来。我们要用新的办法。可以注可动凝胶,单纯打井很难打到分散的油,我们可以把它驱出来。可动凝胶有个好处就是耐温性很强,可达100度。新型的可动凝胶驱油剂可以耐到120-130度左右,适用性很广泛。用这种技术也可以大幅提高采收率,这项技术正在研究中。概括起来就是:首先认识剩余油的格局,富集区和分散区用不同的办法去解决,对富集区关键是找,对分散区可用井网重组,形成新的注采系统,把油驱出来,双管齐下,提高采收率,可以提高到5%左右。搞的好的话可以打到7-8%左右。

  石油工业发展,现在是1.86亿吨,通过先期勘探,多找一些油气,特别是好品位的油,再加上老区提高采收率,我们希望可持续发展,保持长时间稳产,还得要发展油田开发,使我们产量在1.8-2亿吨长时间维持,我们石油工业还包括天然气,近几年天然气是大发展的前景,天然气是一种优质的燃料,也是很好的化工原料。近期找到的储量比较多,我们修管线,近几年修了很多管线,天然气的产量发展比较快,一年大概增加100亿方的供应量,长期来看,它的供应量可能超过原油的供应量,大力发展天然气可以缓解石油的紧张。

关键字: 采收率 韩大匡 
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