淺析俄羅斯油田高含水期采油工藝技術的現狀與發展

摘要：俄羅斯在石油開采過程中，對采油工藝技術研究的歷史長，時間早，工藝新，方法多，整體技術始終處在世界領先水平。

關鍵詞：俄羅斯油田 高含水期 采油技術 現狀 發展

0 引言

俄羅斯是世界上石油資源最豐富的地區。年產原油6億噸左右，探明儲量86億噸，占世界的12％，僅次于沙特阿拉伯、墨西哥和科威特，居第四位。石油主要埋藏在東部地區，僅西西伯利亞和伏爾加——烏拉爾地區，就占全國石油儲量的72％，俄羅斯在石油開采過程中，對采油工藝技術研究的歷史長，時間早，工藝新，方法多，整體技術始終處在世界領先水平。

1 俄羅斯油田高含水期開采的特點及提高采收率的措施

近年來，俄羅斯原油儲量發生了極大的變化。儲量結構變差，工業級別的原油可采儲量急劇下降。根據俄聯邦燃料動力部的官方資料，其中高含水層中原油儲量占難采儲量的三分之一(34％)。所謂高含水期，各國學者意見并不統一，有的人把含水60％以后稱為高含水期，有的人把含水80％以后稱為高含水期。本文注重的是含水80％以上的油田所采取的采油措施。高含水期提高采收率的主要措施 針對高含水期油田的特點，俄羅斯及中亞的水驅砂巖油田進入高含水期主要開發措施：

1.1 應用沸石原料開采油田 目前韃靼斯坦大部分油田發現注入水沿個別夾層突進，大大降低了注水效果，提高了油層中剩余油數量和采油井含水率。面臨著如何通過封堵采油井中的高含水層和提高注入水波及系數，以及增大均質油層中個別夾層的滲流阻力來降低油井的產水量問題。保證滲流重新分布的一個最廣泛采用的方法是注聚合物。但在油田開發晚期已無效了。因此，應用了各種改進的聚合物，例如，交聯聚合物體系(有利于在孔隙中形成凝膠)、構造組分體系。但所有這些化學劑中的成分價格昂貴，例如聚合物或交聯劑。此外，一些化學劑應用受限，另一些化學劑由于有毒會破壞使用地區的生態環境。該項工藝在羅馬什金油田列寧山石油管理局進行了工業性實驗。實驗研究表明，工業上應用沸石能保證生態安全，相對便宜。無論用于堵水還是重新分布滲流、提高注入水波及系數都很有效。

1.2 電力作用產層的新工藝 哈薩克斯坦的大部分油田進入了開發晚期，如何維持原油產量、降低井的含水率、在最低的采油費用條件下保持最高的原油采收率是亟待解決的問題。針對上述問題B.H.Ce，rt.研制出一種電力作用產層的新工藝。非均質微孔介質的孔隙空間結構和滲流空間結構的變化導致電流脈沖作用產層。測定介質中滲流限定速度的此類毛細管中電流密度可以擴大毛細管的橫剖面，因此提高了近井地帶的滲透率。電毛細效應的應用有助于介質中的相平衡，并可以在水相滲透率降低的同時，提高油相滲透率。作用后由于介質中的滲流結構發生了變化，井的含水率明顯降低，可持續很長時間(3年或更長)。

該工藝在卡梅什維油田2口井中進行了先導性試驗。結果是含水率下降，產油量增加。在處理前，203號和138號井的含水率分別為85％和90％，處理后分別降至30％和60％，然后決定在該油田的15口井中進行礦場試驗。該工藝所需成本要低得多。測量表明，電處理一口井的電能消耗量不超過400千瓦時。該工藝不僅提高了油層近井地帶的滲透率(在10米半徑范圍內)，而且控制了相滲透率，原則上可使井的含水率降到零。廣泛應用該技術會明顯提高產層原油采收率和降低采油成本。

1.3 油田高含水后期一種有效的堵水方法 阿甘油田是處于開發晚期的大型油田，在含水91％的情況下，該油田的累積采油量占原始可采儲量的80％，有0.25×108噸的剩余儲量屬于難采儲量，主要集中在高含水區。多數采油井水淹是由于管外竄流造成的，及時堵水是油井大修作業的主要方向之一。施工數量雖位居第二，但工藝效果顯著。在各種措施中，40％以上的增油量是依靠堵水工作完成的。注入加入一定添加劑的柴油基水泥混合物是阿甘油田采油井應用限制水竄流方法的主要工藝。

阿甘油田共對21口油井進行了封堵作業，16口油井產量增長。在含水96％時，對1689號井進行封堵后，該井日產量達到116.7噸。在阿甘油田采油井中采用限制水竄流的其它方法是使用凝膠劑。該工藝還沒有得到廣泛應用。但對兩口井的處理結果表明，在封堵管外竄流和油層清洗段時使用凝膠劑效果好。人工封隔水洗層和含油層是應用該工藝的基礎。使用的堵塞劑幾乎完全溶解于油，與地層鹽水接觸時形成粘性膠質成分。可以在滲透性較好的含水飽和層和管外空間注入主要的化學吸收劑。由于堵水作業，形成的非滲透遮擋降低了產水量，促使早期出油較少的油層出更多的油。

可以用硅酸鈉、氯化鈣和鹽酸作為水洗層選擇性封堵工藝的主要試劑。通過向位于含水層專門的射孔孔眼注入堵水劑，把在硅酸鈉和氯化鈣作用下形成的凝膠劑作為主要注入劑。為加固形成的遮擋，注入以硅酸鈉和鹽酸為主的彈性凝膠。

1.4 復合式布井方式 對于開發難采儲量問題，提出了多種不同的水平井布井方式。在油田開發時，布井系統的選擇取決于許多因素，其中包括開發層系的地質構造、油藏的大小和形狀、地下原油性質、油藏生產方式及氣候等。一些文章中指出既要鉆水平井，又要布垂直井。這種布井方式在未來被稱做復合式布井方式。對于開發高含水期油田有一定前景。

2 俄羅斯高含水油田開發特色技術

微生物采油工藝。當注水開發油田平均采收率達到42％時，油層中仍有20％～35％的原油和約40％的儲量不能被水驅出。開發晚期為了提高采收率，近來俄開始廣泛采用微生物工藝。該法優點是工藝簡單，費用低，不污染周圍環境。工藝應用范圍相當廣泛，從油氣勘探到原油加工都有所應用。微生物生命活動過程中所形成的多種物質的綜合作用可提高采收率。在提高采收率方面的應用：

①生成生物群落或生物體代謝產物。為了提高采收率研制并廣泛應用了含有微生物群落試劑的注入工藝，如活性泥、磨粉行業的廢物等。②利用長期注入淡水形成的地下微生物群落，把微生物群落分兩階段進行活化，生成大量的CH₄、CO₂、H₂、N₂，這些物質溶于石油，從而提高了原油的流動性，使采收率提高。此法在烏拉爾和伏爾加河流域地區得到了推廣。韃靼石油公司預計，微生物工藝可把采油量從1995年的5.3％提高到2005年的23％。微生物工藝在俄羅斯，尤其是韃靼石油工業發展中占有一定的位置。利用微生物工藝已解決了與開發、采油、生態有關的難題。該法所獲增油量為10％～46％。目前，在巴什及西西伯利亞油田上也開始工業性推廣微生物技術，直至2005年。由于大規模的推廣應用，巴什油田增油量超過了50×104噸。俄及中亞已有一個多世紀的田開發史，在一些大型和特大型油田上試驗和應用了許多世界上最為先進的水驅技術，積累了大量的經驗和教訓，目前已擁有和掌握世界最先進的中高滲透層開發技術。在油田開發晚期采取了很多好的采油方法，從油田所開展的室內和礦場試驗效果看，這些方法非常有效地解決了油田開發晚期所面臨的一些技術難題，很值得參考借鑒。

3 我油田今后技術發展方向

綜合分析俄羅斯油田在高含水期所采取的各項措施，我國在提高高含水油田采收率方面今后需要進一步發展現有技術并廣泛借鑒國外先進技術。