油田注水開發后期提升采油率的技術措施分析

任永琳 王 達 馮浦涌 崔 波 高紀超 汪 超

中海油田服務股份有限公司 天津 300459

石油是一種不可再生資源，在國家經濟、高新技術發展過程中，是不可缺少的能源，同時也影響著人們的生活水平。但在油田實際開采過程中，傳統開采石油技術具有高成本、低采油率、嚴重污染環境等特點，為提升采油率，近些年采用一些先進的技術手段和設備，并加強了油田開采相關人員的專業培訓，以滿足石油開采工作的需求。在油田開采后期，隨著原油能源不斷被消耗，原油會變得越來越黏稠，不僅增加了開采的工作量，還降低了采油率。為改善這種情況，在油田開采過程中，經常采用注水法提高采油率，但到了開采后期依然存在一些問題，影響采油率。目前，在注水開發后期主要實施的技術有微生物強化采油（MEOR）、注水井高壓流量控制技術等，不同技術的特點各有不同，為了滿足實際需求，需熟悉各技術實施過程的要點。對油田注水開發后期如何提升采油率進行詳細分析，同時為確保開采技術能處于較高且穩定水平提供更多參考。

1 油田注水技術

在油田開采過程中，為提升采油率同時有效控制含水量，可采用油田注水技術對剩余油層及高深滲透油層進行重新劃定井網，并開展相應的開采作業。其具體有兩種方法，一是正注法，將水注入水井內同時利用油管向油層注水的方法；二是反注法，利用油管的環形空間進行注水的方法。如果將所有注水井看成是一個層段，并實施注水的方法稱為籠統注水法；如果將井下分成多層并實施注水的方法稱為分層注水法。對低滲透層的滲透率存在較大差異的情況下，不能采用籠統注水法，但可實施分層注水法進行注水，以提升采油率。油田開發后期，因原油不斷被消耗，使得油層壓力下降，同時因其黏度增加，若不采用一些技術手段，可能會導致停產，降低采油率。為了在后期提升采油率需重新規劃井網，并結合細分層的注水模式，對其實施合理的注水法，提升水驅動開發效率和質量[1]。

另外，在油田開發過程中采用注水法，雖然初期提高了采油率，但開采出的原油含水量比較高，同時到了開采后期，也會出現采油率大幅度下降的情況，為改善這一情況發生，需要對注水法進行優化，如對低滲透油層加強注水，控制高滲透油層的注水量，以提高油田的采油量。

2 油田注水開發后期采油率現狀分析

隨著時代的發展，在任何時期，石油都是我國工業發展中重要的基礎能源，因不同油田所處的地質條件差異較大，很多時候開采方案需要不斷改進，這樣會增加開采難度，還會增加成本投入。隨著科學技術的發展，越來越先進的采油設備被研發出來，采用先進設備雖然降低了開采難度，但在開采后期依然存在很多問題，尤其隨油層不斷被消耗，采油率也在下降，故目前油田注水開采提升后期采油率是主要研究方向。

石油是不可再生能源，故在油田開發后期，提升采油率是很關鍵的問題，不僅能滿足社會石油的使用需求，還可減少環境污染，其方法有很多種，如注水、注氣等，其中注水法較常用，其目的通過注水法增加油層的氣壓，提升油層原油的流動性，改善原油的黏稠度，使其更容易被采集，以滿足經濟發展對石油能源的需求。

3 提高采收率的不同方法的比較

油田開采工程中，為提高采油率采用了很多方法，如傳統方法中常有熱采油、化學采油和溶劑采油等方法。此外，開采石油過程中，有效控制石油的噴射量及注入率，減少能源消耗也是很重要的問題。但開采過程中，地下的巖石會與流體相互作用，導致高鹽度狀態下的敏感性增強，從而消耗較多化學物質，故為減少成本，選擇化學試劑時需進行比較，應選擇有意義的特定化學系數的試劑[2]。

傳統采油方法不僅成本高，且對環境的污染也非常大，利用現代高科技方法進行采油，如微生物強化采油（MEOR）、注水法采油等，其中MEOR 技術是利用微生物生長增值及代謝，與水、油等形成復雜的機制，可達到提升采油率的目的。

4 提升油田注水開發后期采油率的技術措施分析

在油田注水開發后期，為了提升采油率，改善油層的流動性，還應考慮實際開采成本，選擇一種最適合的開采方法，促進原油開采量及效率。

4.1 優化提高采油率技術

在油田注水開發后期，其采油率會逐步下降，為了提高采油率，需要利用先進的注水方式，而優化注水方式，應對油田下的地質進行勘測，并對油層進行分層注水，形成一個水驅連通的層位，利于提高原油開采。以實際原油開采情況來講，對其后期可分為三個階段，為了提升采油率、降低成本，應結合實際情況選擇合適的開采方式。在后期階段，向油層注入聚合物溶液，提升油層的分布面積，提高原油的流動性，將油層內的“死油”直接驅替到開采區域[3]。結合現場的實際經驗，可采用二氧化碳驅油技術或泡沫驅油技術，不僅可提高采油率，還可以實現環保施工效果，減少對環境的污染。現階段，利用先進技術提升油田的產量，到后期階段，將剩余原油開采出來，能提高采油率，為社會需求提供充足能源。

4.2 MEOR技術

4.2.1 MEOR 技術分類

MEOR 是利用微生物提升原油采收率各種技術的總稱，只要與微生物有關的開采技術均屬于MEOR 技術。

現階段，MEOR 技術提升了微生物開采原油的工藝，是一項比較成熟的技術，根據油井及油的性質將MEOR技術分為兩種。一是外源性MEOR 技術，這種技術的實施是利用地面上發酵罐提供微生物所需營養物質，促使微生物代謝產生代謝產物，并將代謝產物注入油層以提高采油率的方法；二是內源性MEOR 技術，這一方法是直接將微生物注入油層，并為其提供足夠的養分，促使微生物在油層進行繁殖，產生代謝產物，當生成代謝產物的速度大于微生物降解速度時，便能提升采油率的方法。

具體采取哪一種MEOR 技術，需要結合實際情況而定。實施內源性MEOR 技術時，了解環境因素后還需要分析微生物形成與繁殖特性，從而找到微生物群落適合生長與繁殖的條件，選出科學合理的環境因素，以促進微生物繁殖，提高采收率。

4.2.2 MEOR 技術原理

MEOR 技術主要是利用微生物代謝產物與油層結合以提高采油率，微生物產生各種氣體，如二氧化碳、甲烷等，可增加油層壓力，降低原油黏度；微生物產生的有機溶劑，如酮類、醇類等，可降低表面張力和油水界面張力，以促進原油乳化；微生物產生的聚合物，可調整注水油層的吸水剖面，控制高滲透地帶的流動性，改善地層滲透率；微生物產生的分解酶，可裂解原油中重質烴類及石蠟成分，達到提升原油流動性的作用[4]。

4.2.3 MEOR 技術優勢

目前，MEOR 技術是開采石油常用的技術手段，包括微生物改良原油提取的工藝，其優勢有很多方面。

（1）成本較低，很多微生物是以原油為原料，采用MEOR 技術時，其使用設備多為常規設備，無須增加新的設備，同時配備人員數量無須增加，降低了成本。

（2）操作簡單，實施MEOR 技術時，很多提取工藝需進行調整，可根據實際情況隨時對微生物進行操作。

（3）采集率比較高，與其他技術相比，利用MEOR 技術可提升原油的采集率。

（4）環保，利用MEOR 技術不會對地質造成損害，且無環境污染，是一項可重復實施的技術[5]。

MEOR 技術有以上優勢，故這一技術應用變得越來越廣泛。在油田開采過程中，可能因開采工藝、設備等不足，導致揮發性有機物出現泄漏，增加空氣污染的概率，而MEOR 技術可從源頭減少廢氣的排放，還可以保護原有的地質環境，值得被廣泛推廣。

4.3 注水井高壓流量控制技術

在油田開采后期，為提升采油率不僅利于油田自身的發展，還能為社會創造更多經濟效益。在后期提升采油率時，采用注水井高壓流量控制技術是非常重要的，且這一技術應用較為廣泛，目前是最頂尖的提高采油率技術之一。通過這一技術可將注入多余的水引到開采的油層內，提高油層含水量來控制其黏稠度，不僅利于勘測地質，還可提升油層的流動性，達到提高采油率的目的。但在進行注水井高壓流量控制時，因過程煩瑣，且操作難度較大，尤其對油田開采后期，采用注水法時對技術要求更高，故需要非常專業的人員才能起到良好效果[6]。

在注水井高壓流量控制技術的實際操作中，包含了很多方面，如計算機網絡、自動化操作技術及重要系統的工程操作技術等，其中計算機技術是整個過程的關鍵技術點，很多操作都需計算機完成。在計算機系統操作運行過程中，必須在進行縝密計算后，確定無誤再發出相應的精確指令，整個過程對操作人員技術性的要求非常高，對相關程序的操作人員應按規定的標準及操作規范完成各步操作。注水井高壓流量控制過程中，對注水量的要求非常嚴格，其精確度應符合一定要求，以免因人為誤差導致嚴重問題發生。可利用計算機技術精確控制注水量的多少、水井壓力的大小等，還可監測各操作過程是否符合標準，提高工作效率，不僅降低了成本，還提高了采油率。

5 結語

隨著社會發展，對資源的需求不斷增大，尤其是石油資源，不僅交通出行需要石油，很多領域也需求石油。但石油能源是一種不可再生資源，為了提升采油率，在油田開采石油過程中，采用注水法能提升采油率。但到了開采后期，隨著原油不斷被消耗，其黏稠度升高，流動性下降，大幅度降低了采油率，為了解決這一問題，到開采后期提高采油率是十分重要的技術問題。綜上所述，了解油田開采后期的原油特點后，再結合注水法自身的技術特點，對其進行改善，結合具體實際情況調整注水井的位置，改為MEOR 技術或通過控制高壓流量達到提升采油率的目的，這些技術的改進對油田注水開發后期提高采油率有很大促進作用，可解決我國對石油資源的亟須問題。