石油工程中采油技術存在的問題及對策

董 凱

（勝利油田魯勝公司，山東東營 257000）

石油開采主要包括三個階段，即一采、二采和三采。其中，一采階段無須借助于人工與機械，利用石油存儲地層的自然壓力差完成采油過程，這一階段需要花費的時間較短，采油量較少。二采階段是根據水的比重大于原油比重的原理，通過油田注水的方法進行石油開采，而三采階段則是結合物理、化學、生物等技術改變原油對巖石的吸附性開采石油。由于一采階段持續時間短，因此，采油技術存在的問題幾乎都集中在二采與三采階段。

1 采油技術的重要性分析

1.1 關系到原油產量與質量

石油工程采油技術主要包括注水采油技術、水力壓裂技術、酸化處理技術以及稠油開采技術等多種技術類型。新中國成立后，我國的原油年產量僅為120kt，而2019 年的原油總產量達到1.9億t，這驚人的數字也說明了我國的石油工程采油技術實現了跨越式發展。因此，采油技術與石油產量的高低密不可分。另一方面，原油通過提煉可以制取石油燃料、潤滑油脂、瀝青材料以及多種石油化工產品，如果采油技術落后，將直接影響這些終端產品的質量。在科技研發以及技術人員的共同努力下，近年來，我國的采油技術已經日漸成熟，并逐步在國際市場競爭當中站穩了腳跟。

1.2 在保護生態環境中的重要作用

石油開采過程中極易破壞地表環境或者污染海洋水體，尤其在海上開采時，一旦發生井噴事故，將給海洋生物的生存環境造成惡劣影響。因此，近年來，在石油工程采油技術領域不斷研制出環保型石油開采設備以及新型開采技術，為保護自然生態環境做出了積極貢獻。

1.3 助推國民經濟持續增長

石油開采技術的先進性與國民經濟發展密切相關，因為社會各行各業的生產、運作、經營都需要動力設備的支持，而這些設備運轉時所需要的能源都來自石油，如果開采技術落后，石油的開采量就會大幅下降，雖然依靠于國外進口能夠暫時滿足生產需求，但是，投入的成本卻水漲船高。所以，要想促進社會各領域持續穩步發展，推動國民經濟持續增長，必須提高石油工程采油技術水平，以開采出更多的石油能源[1]。

2 二次采油技術存在的問題

2.1 測試調整技術缺陷

二次采油技術也稱之為水驅動力開發技術，這種技術主要根據水比重大于原油比重的原理，以水為驅動介質將原油頂到水層表面來獲取原油。在開采過程中，測試調整技術始終占據著主導位置，它直接影響原油的產量與采收率。比如在熱采水平井中，約80%的水平井存在水平段動用不均現象，水平段動用程度僅為30%～50%，這就使原油開采量大幅下降。因此，需要借助于測試調整技術對原油進行逐層測調。目前，二采階段的測調技術主要包括直讀式與聯動式2種工藝類型。以聯動式工藝為例，需要大量的技術人員進行協調配合與操作，才能完成原油的開采過程，如果在某一個原油層出現問題，將直接影響測試調整的精度。

2.2 限流完井壓裂技術缺陷

這種方法需要嚴格控制射孔密度，以增大注入排量進行壓裂施工，該技術的關鍵點在于分層壓裂管柱的選取。在實際應用過程中，由于地下原油層存大量的巖體，其結構變化速度較快，即便在地質勘探環節已經掌握了地下巖層的基本信息，但是，巖層仍然出現突發性的結構變化，這就使得采油環境發生改變，而限流完井壓裂技術與采油環境發生沖突，進而給開采進度造成嚴重影響。

2.3 無效孔隙的存在

二采技術需要以水為驅動力，現場作業人員利用注水的方法將原油頂到水層表面，但是，在注水時，常常遇到一些無效孔隙或者地下巖層吸水量較大，當地下巖層吸水量達到飽和狀態時，就會發生突發性事故，甚至損壞井套，這時也無法完成注水工序。如果出現這種無效注水的情況，石油開采企業將面臨巨大的資源與能量損耗，進而加大了企業投入成本。此外，由于這些無效孔隙的存在，使得部分原油聚集在油層頂部，這就給開采工作增加了難度[2]。

3 三次采油技術存在的問題

三次采油技術是通過向井下注入除水以外的其他流體，利用物理、化學、熱量、生物等方法來改變油藏巖石與流體性質，以提升水驅后原油的采收率。常見的三次采油技術包括化學驅油技術、氣驅油技術、熱采技術以及微生物采油技術等。

3.1 化學驅油技術存在的問題

該技術在實際應用當中主要存在以下4個方面的問題。①采油時用到的聚合物由于耐溫耐鹽性差，使聚合物極易降解而影響開采效率。②受到開采環境的影響，水質與工藝設備的參數對原油黏度具有較大影響。③開采過程中產生的污水處理工序復雜，處理效果差強人意。④由于開采過程使用大量的聚合物，這些聚合物容易堆積到原油底層，從而造成底層堵塞。

3.2 氣驅油技術存在的問題

氣驅油主要包括二氧化碳驅油、液化石油氣驅油、煙道氣驅油、氮氣驅油等技術類型。其中二氧化碳驅油技術與液化石油氣驅油技術效果較好，易混相。但由于二氧化碳與液化石油資源成本較高，因此，應用頻率較低。煙道氣驅油技術雖然驅油效果好，但是不易混相，同時該技術與地域條件也有著密切關聯。而氮氣驅油技術相比于其他氣驅油技術，應用效果相對較好，而且難以混相，加之該技術無污染、無腐蝕，在石油工程當中較為常用。

3.3 熱采技術存在的問題

熱采技術全稱熱力采油技術，主要是利用熱能加熱油藏來降低原油黏度，以此完成原油的開采過程，主要包括蒸汽吞吐、蒸汽驅油以及火燒油層等技術類型。但是，熱采技術需要用到第三方熱量供應介質，這就增加了石油開采成本，而且熱采技術實施難度大，安全風險高，容易給石油開采企業增加額外的經濟負擔。

3.4 微生物采油技術存在的問題

微生物采油技術以微生物菌液與營養液為主要介質，將其注入地下原油層，當微生物菌液、營養液與地下油層接觸后，微生物快速生長繁殖，進而促進采油代謝產物的形成。但是，該技術在應用過程中，極易受到周圍環境的影響，而使原油采收率下降。如在外界溫度偏低的情況下，微生物的生長繁殖速度放緩，這時，采油量就會下降，尤其在冬季采油時，微生物采油效果往往不盡人意。

4 針對石油工程采油技術存在的問題而采取的有效對策

4.1 創新二次采油技術

對于采油技術人員來說，應當根據二次采油技術存在的問題不斷對采油技術進行創新，淘汰與實際開采過程不相匹配的技術類型，以提高石油開采過程中的測試調整技術水平，確保測試精準度。二次采油技術的關鍵點在于注水效率的高低。因此，技術人員應當事先對地下巖層結構、穩定性以及單層壓力值進行精準計算，使每一層水流的壓力值都能夠得到精準控制，避免壓力值計算錯誤而發生管道破裂或者沖垮巖層事故。

4.2 提高巖層監測技術水平

原油當中含有的聚合物雜質始終是影響原油質量的突出問題，為了有效解決這一問題，降低聚合物雜質的含量，技術人員應當進一步提高巖層監測技術水平，以獲取油層沉積物與各種雜質的確鑿數據。目前，一些較為先進的物理防垢與化學防垢技術逐步在石油開采當中得到推廣應用，這些新型技術不僅提高了原油的分離效率，而且也加快了采油進度。如螺桿泵防垢新技術，能夠有效分離原油中的聚合物雜質，同時，這種技術能夠延長檢測泵的使用壽命，大大減少了設備維修成本[3]。

4.3 普及推廣節能采油技術

在石油開采的三個階段當中，一次采油完全利用自然條件，采油過程不會消耗大量的能源。而二次采油與三次采油技術則需要借助于驅動介質以及各種大型的開采設備，這就需要消耗大量能源，給企業增加了開采成本。如以一個中等規模的石油開采企業為例，每年在石油開采環節消耗的電力能源，大約為6.3×107kW·h，如果將消耗的能源轉化為百分比，大約占據該企業成本總支出的7%左右。因此，為了降低能源消耗，減少成本支出，石油開采企業應當大力推廣使用新型的節能開采技術，如活動式螺桿泵的提撈采油技術，能夠節省大量的電力能源，這主要是由于該技術不用借助于集油管線以及電力設施，而且操作流程簡便，也能夠節省大量的人力資源成本。

4.4 應用垂直薄層分析技術

外圍油田開采作業容易發生不可預知的開采風險，而影響開采進度，增加開采成本，因此，石油開采企業應高度重視外圍油田的開采工作，尤其是對地下巖層結構的勘探與檢測，應當獲取更加精準的數據，并且根據巖層結構數據及時對開采計劃進行優化和調整。目前，垂直薄層分析是外圍油田開采過程中較為常用的是巖層分析技術，該技術能夠減少對地下原油所處巖層的破壞，進而提升工作效率。

4.5 健全內部培訓體系

技術人員的專業技術水平是影響石油開采效率的關鍵要素，雖然近年來，我國的石油開采技術有了突飛猛進的發展，但是，在技術應用過程中，仍然存在許多問題和漏洞，這就給技術人員的專業水平、綜合素養提出了更高的要求，因此，石油開采企業應當根據現有技術人員的實戰水平以及崗位職責權限，建立一個科學完善的內部培訓體系，將新型的石油開采技術、同行業的開采經驗以及個人職業素養等內容納入培訓計劃當中，對技術人員、管理人員以及現場作業進行集中培訓或者遠程線上培訓，以提高各崗位人員的專業水平與綜合素養。為了驗證培訓效果，企業應當及時考核受訓人員，對考核不合格的人員遵循“能者上、平者讓、庸者下”的原則，給技術水平高、個人素質好的專業型人才提供更加廣闊的發展平臺。另外，由于石油開采行業具有較大的風險，為了幫助技術人員與現場作業人員樹立高度的風險意識與責任意識，應當經常性地對全體人員進行實戰演練，將安全事故的發生概率降到最低。

5 結束語

石油工程采油技術專業性強、風險性高、不確定因素多，尤其在石油需求量大幅增加的背景之下，對采油技術的專業性、高效性、適用性提出了更高的要求。因此，石油開采企業應當始終秉持與時俱進的觀念，不斷對采油技術進行創新和升級，積極借鑒先進的技術經驗，來彌補自身的不足。與此同時，采油技術人員應不斷提高專業技術水平，以高度的事業心與責任感承擔起石油開采的光榮使命，為我國的經濟建設做出更多貢獻。