采油工程学科前沿
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采油工程新技术
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石油是十分宝贵的资源,对经济社会发展和人们的日常生活有着重要的作用。由于石油是非可再生资源,其存在的重要性使得石油企业不得不利用新技术、新工艺,提高石油的采收率是每个采油企业不断追求的目标。文章以采油工程新技术为中心话题,主要介绍了热处理油层采油法、微生物采油技术、震动采油技术、声波采油技术,希望能够引起人们对采油工程新技术的进一步关注,使能源能充分的利用,能够对采油实际工作发挥借鉴指导作用。采油工程新技术有多种多样,总的来说,主要包括以下几种。
3振动采油技术
震动采油技术也是新发展的采油技术,它主要包括人工振动法和水振动法两种,在实际工作中要根据具体情况合理选用。人工地震法采油的机理是:在并不影响油水井正常生产的前提之下,建立地面人工震源,并利用其产生的波动场,并传到地层当中。机械波传到地层之后,会对油层进行大面积的振动处理,以达到多口井增产、增注的目的。水力振动采油的原理是:通过对油管下入的井下振动器进行利用,建立起水力脉冲波,既可以是低频的,也可以是高频的。脉冲在地层中进行传递,对油层进行相应的处理。在整个采油过程中,水力脉冲波所起的作用主要包括:清除近井地带的机械杂质,钻井液、沥青胶质沉积。振动波传递到地层的时候,在膨胀压缩的作用下,地层会产生裂缝网。并且,在周期性的压力作用下,波动继续深入,地层深处的裂缝也往往被撑开。与此同时,振动波还会改变原油的结构,使得原油的钻度降低,减少原油表面的张力,加快原油向井底流下的速度。此外,振动波还可以缩短驱油的时间,提高驱油的效率,从而达到提高原油的采收率的目的。
能耗自平衡稠油采油技术的原理是将超临界导热液体通过中空的抽油管线注入到井底,然后借助超临界导热液体对热量优异的传导性能将井底的自身的热量传递到地面。此技术不用配备电力加热的设备即可提升地面井口生产出的流体的温度,从而清楚井筒的结蜡、降低了流体的粘度、增加了采收效率,为油井的稳产高产提供了保障。
超导加热热洗技术是在能耗自平衡稠油采油技术的基础上,将套管伴随产生的气体作为燃料,对井口产出的液体进行加热升温后,再反注入到油管与油套的环形空间中,实现超导液的循环运行,在循环过程中井筒整体都受热温度升高,从而使井筒中的结蜡溶化解除。该技术实现了工作液的循环利用,其具有经济性能好、低污染、安全性能高的特点,有着十分广阔的用热能加热油藏,使得原有的粘度降低,从而将原油从地层中开采出来。它的原理是:通过加热之后,从而大大降低原油的粘度,改善原油的粘度比,提高波及系数,促使原油膨胀,增加了原油从油藏排出的动力。具体来说,包括以下三种方法:第一,蒸汽吞吐采油。该方法是将一定量的高温高饱和蒸汽注入油井(吞),关闭油井数天,并对油层和原油进行加热,然后开井回采;第二,蒸汽驱采油。蒸汽从注入井进入油层,对油层和原油进行加热,降低原油的粘度,并推向生产井,从而采出地面;第三,火烧油层采油。该方法是向油层注入空气或者氧气,利用人工点火或者自燃的方式,使得原油就地燃烧,利用燃烧前缘推动原油热采。
6采油工程技术的发展趋势
21世纪以来,各种高新技术的发展日新月异,特别是信息技术、生物工程、材料技术以及能源的发展对采油工程技术的更新发展起到了极大的促进作用。未来采油技术的发展方向主要有以下几个方面:(1)向集合加成与智能控制方向发展;(2)向信息技术与数字模拟方向发展;(3)向即时性与自动化方向发展;(4)向低污染低能耗与以人为本的方向发展;(5)向勘察、探测、开采一体化综合新概念方向发展。
4热超导采油技术
热超导指的是让一定的物质经过特定的处理处于生产所需要的状态下,此时该物质的热阻减小为零或近似于零的新的技术。该技术的实现方法就是将配置混合好的一定的化学物质压入到密闭的管柱当中,并通过加热使该管柱两端的受热不均匀,此时化学物质将立即发生化学相的转变,激发气态的分子增强了运动,发生不规则的碰撞,产生非常大的能量并以声波的形式来传递热量。热超导技术应用于采油工程的技术措施目前主要有两种:能耗自平衡稠油采油技术和超导加热热洗技术。
注:每篇小结报告不少于500字,博士研究生要求8篇,硕士研究生要求3篇,报告由各学院留存。
5声波采油技术
随着技术的发展和实践经验的总结,在采油过程中,声波技术得到了较为广泛的应用。具体包括声波防垢、驱油、降翰、破乳脱水、处理油层等等。在开采石油的时候,要处理好地层中的油、气、水的流动等问题,声波能够进入电磁波无法穿透的物质,是处理油气水流动问题比较理想的方式。声波处理油井增产的机理。声波作用于饱和的油水层的时候,液流会做相对运动,并且与井眼声源处越靠近,其运动也会越强烈,从而有可能提高渗透率。超声波降黏的机理。超声波往往会对原油产生较大的影响。如果石油尚未凝结成固相,超声波往往会将其分解为极细的颗粒,并且在油液之中呈悬浮状态。超声波脱蜡的机理。众所周知,超声波在原油中发生振荡的时候,会产生摩擦热。在摩擦热的作用下,边界层原油会发生软化现象,并使得边界层的厚度得以增大。对于原油中脱出的气体来说,它们在超声波的作用下,往往会向前推进,并向管壁附集,形成一层气套,在气套的阻止下,石蜡难以在管壁上聚结。
2微生物采油技术
微生物采油技术也是近些年来发展的采油工程新技术。它是在石油开采的过程中,通过对微生物进行合理的利用,进而提高原油的采收率。微生物技术的工作原理如下:使细菌在油层中发酵,并将所选择的微生物注入其中,通过细菌的活动及其新陈代谢的产物,将油层中的残余油被开采出来,减少石油在油层的滞留量,进而提高了石油的开采效率。