海上油田采油工藝新技術現狀及發展方向

李雅君

中國海洋石油有限公司 北京 100010

受到我國社會快速發展對能源需求量提升的影響，同時，受到我國陸地能源產量及儲備量逐漸降低的影響，對海上油氣資源進行開發十分關鍵，社會的快速發展以及技術的進步可以為海上油氣資源的開發奠定基礎，但是海上油田在生產作業開展的過程中具有較強的特殊性，對采油工藝以及相關技術的要求相對較高[1]。通過對目前海上油田的開發技術進行深入研究發現，盡管在技術和工藝領域的發展速度相對較快，但是部分采油工藝仍然存在缺陷，這些缺陷的存在將會導致海上油田的產能無法得到充分的釋放，這將會對海上油田的開發效率以及開發質量產生重要影響。事實上，盡管各個國家都十分重視海上油田的開發問題，但是在實際開發作業的過程中存在眾多的問題。本次研究主要是對海上采油工藝進行總結和分析，對開發過程中存在的問題進行探討，根據開發中存在的問題提出海上采油工藝的發展方向，為推動我國海上油田開發技術的進一步發展奠定基礎。

1 海上采油工藝類型分析

目前常見的海上采油工藝主要可以分為4種類型，分別是電潛泵提液配套機采技術、低滲透油藏配套機采技術、海上稠油冷采技術以及水平井提液配套技術。對于電潛泵提液配套機采技術而言，其主要是通過使用油管，進而可以將多級離心泵下放到井筒中，在對潛油電機進行供電的過程中，需要使用專用的電纜線，以此保證離心泵處于穩定的運行狀態，保證離心泵可以將井筒中的原油開發出地面，在井底供液相對較足且產液量相對較大的前提下，該工藝技術的適用性相對較強，已經在我國眾多海上油田中得到了推廣及應用[2]。對于低滲透油藏配套機采技術而言，其主要是適用于滲透率相對較低的油田，該類型油田主要具有低孔、低滲、低豐度的基本特點，單井的產能相對較低，油層中的物性也相對較差，油層中膠結物的含量相對較高，儲層中巖石的發育規模相對較小，如果使用傳統的技術對其進行開發，其開發的效率相對較低。事實上，無論是對于海上的低滲透油田還是陸地的低滲透油田，對于開發技術的要求都相對較高，需要使用低滲透油藏配套機采技術，即將酸化壓裂技術、微生物技術以及大壓差采油技術聯合使用，進而使得油田的開發效率可以得到一定的提升。對于海上稠油冷采技術而言，其主要是在不注入熱量以及不采取防砂措施的前提下，對螺桿泵進行合理的應用，進而將地層中的原油和砂石同時開采出地面，在地面對原油進行合理的處理，該技術在使用過程中涉及到2個原理，分別是“蚯蚓洞”原理和“泡沫油”原理，對于膠結相對較為疏松的稠油油藏而言，該技術的適用性相對較強。對于水平井提液配套技術而言，該技術在使用的過程中具有眾多的優勢，可以使得儲層能源的動用量大幅提升，其采收率相對較高，油田的開發效益也相對較高，該技術適用于多種類型的油藏，在對海上油田進行開發作業的過程中，該技術可以充分發揮自身的優勢[3]。

除了上述4種常見的采油技術以外，水平井控水完井技術、適度防砂技術以及地層自流注水技術也已經在海上油田開發作業的過程中得到了應用。在水平井控水完井技術方面，我國在水平井開發領域的發展速度相對較快，常見的控水完井技術主要可以分為2種類型，分別是水平井分段變密度篩管技術以及中心管技術，對于水平井分段變密度篩管技術而言，其主要是根據油藏的滲透率變化情況，對每一段水平井的篩管密度進行合理的優化，以此實現生產壓差均衡的目標，同時，還可以對流量進行合理的調節，對于中心管技術而言，對于高滲高產地層較為適用，該種類型油藏在進行開發作業的過程中，井筒中的摩阻相對較高，水平段的距離相對較長，邊底水將會對油藏的開發作業產生嚴重的影響，通過使用中心管技術，可以延緩底水的錐進[4]。在適度防砂技術方面，適度防砂主要是有選擇的對地層進行防砂處理，該技術對于輸送砂巖稠油油藏較為適用，可以使得單井產能得到大幅提升。目前，該技術已經在我國渤海油田得到了合理的應用，在使用該技術的過程中特殊篩管主要可以分為2種類型，分別是金屬棉蠕動篩管和金屬網布復合篩管，對于金屬棉蠕動篩管而言，其主要是將優質的無縫鋼管作為主要的基管，在基管的兩端使用絲扣進行連接，然后在基管上鉆孔，對于基管階梯孔和濾砂室而言，主要是通過螺紋進行連接，以此使其抗拉和抗扭性能得到全面提升，由于過濾單元相對較為獨立，因此，流動壓力損失相對較小。對于金屬網布復合篩管而言，其主要是引入了不銹鋼金屬纖維，并將其作為主要的過濾介質，對于該種類型的過濾介質而言，其耐腐蝕性和耐高溫性都相對較強，在使用過程中的過濾精度，可以根據適度防砂的基本要求進行合理的調節。通過對2種類型的特殊篩管進行分析發現，金屬棉蠕動篩管的適度防砂性能相對較好。在使用適度防砂技術的過程中，需要使用低頻泵對生產壓差進行合理的控制，在下入防砂管柱之前，首先需要對井眼進行全面的清潔，以此使得泥漿中的巖屑含量降低，防止巖屑堵塞篩管，對于海上的采油處理工藝而言，需要具備含砂原油的處理能力，在下放防砂管柱后，需要在合理的位置處安裝扶正器，以此保障篩管處于居中的位置，防止在篩管下放的過程中引發刮擦井壁的問題。為了更好地對生產壓差進行控制，需要在井下安裝壓力檢測裝置，在實際開展生產作業的過程中，需要對油井的出水情況進行實時監控，采取合理的措施防止出現油井大規模出砂的問題。另一方面，油井的產油量和砂量之間存在一定的線性管理，對于適度防砂井而言，如果其含砂量低于0.05%，則說明該油井為正常生產井，如果其含砂量大于0.05%，則需要對生產壓差進行合理的控制，對油嘴進行合理的調節，同時需要做好取樣分析工作，如果在采取一系列的措施后，油井的含砂量仍然提升，則需要在關井以后采取控制措施[5]。在地層自流注水技術方面，自流注水主要指的是對地層水進行充分利用，引導其流入需要補充能量的油藏之中，在使用該技術的過程中，可以縮短注水作業開展過程中的水質處理及注入環節。目前，該技術在國外海上油氣田中得到了成功的應用，可以使得油藏開發效果得到明顯的改善，油藏的開發效益也將會大幅提升。

2 海上采油工藝存在的問題分析

目前在進行海上油田開發作業的過程中面臨的問題主要可以分為2個方面，分別是開發效率相對較低以及井筒的維護難度相對較大。事實上，盡管國內外在海上油田開發技術領域的發展速度相對較快，但是目前仍然面臨眾多的困難以及問題，其中開發效率屬于海上油田開發作業中的首要問題，開發效率主要受到不同油氣層開發程度的嚴重影響。對于不同地層中的油氣資源而言，在性質方面存在一定的差距，部分海上油氣田的開發時間相對較早，目前已經進入到開發的中后期階段，地層中的能量也產生了一定的變化，能量的衰竭程度處于不斷變化的狀態，地層向井筒輸送液體的能力出現了嚴重的偏差，因此，在油田開發作業的過程中，需要對地層的非均質性情況以及壓力的變化情況進行合理的跟蹤，同時，如果地層中的含水量提升，地層中的能量嚴重不足，此時需要對生產井進行合理的處理，在處理不當的前提下，將會出現低產低效的問題，此時的生產井將難以發揮自身作用。在進行海上油田開發作業的過程中，井筒屬于能源開采的唯一通道，如果井筒出現問題，則生產效率必然會大幅降低，對于我國部分海上油田而言，開發作業過程中的油井出砂問題相對較為嚴重，這不但會對井筒產生一定的損傷，還將對生產設備的運行產生一定的影響，因此，需要全面做好井筒的維護工作。另一方面，部分油氣資源中含有大量的腐蝕性物質，只有在油氣資源開發出地面以后，才能對其進行合理的處理，腐蝕性的物質也將會對井筒產生一定的影響，最終導致井筒的使用壽命縮短，如果無法對井筒進行合理的維護，油氣生產作業也將難以進行。

3 海上采油工藝優化方向分析

未來在海上油田開發作業發展的過程中，需要對采油工藝和集輸流程進行合理的優化。在采油工藝優化方面，目前海上平臺的整體設計與集輸流程存在較多不合理的現象，工藝設計不合理的現象較為突出，因此，需要對生產工藝進行合理的改進，首先需要對采油工藝技術進行合理的選擇。在上文中指出，目前常見的海上采油工藝技術類型相對較多，不同類型技術的適用范圍存在一定的差異，且大多數的采油工藝都存在應用優勢和劣勢，需要根據油藏的基本特征以及開采條件，對采油工藝進行合理的選擇，采油工藝需要與油藏進行無縫銜接，從生產的角度出發進行分析可以發現，油藏具有很強的流動性，屬于典型的流動場，在進行開發作業的過程中，油藏中的壓力平衡將會逐漸被打破，壓力將會逐漸轉化為動能，使得油藏中的流體可以通過井筒流出，在進行工藝優化的過程中，需要明確采油工藝與油藏之間的關系，通過對非封閉性油藏進行分析發現，隨著開發作業的持續進行，在靠近生產井的位置處油藏可能會出現能量枯竭的現象，無論是采用何種方式對能量進行補充，能量都將會沿著滲透率高的方向流動，此時通過優勢通道能量才能突進到生產井的周圍區域，對于該種類型的優勢通道而言，在形成以后將會對滲透率較低的區域產生屏蔽作用，低滲透區域的流體將無法向井筒內流動，油田的采收率也將會降低，因此，需要延緩邊底水的突進問題，對生產壓差進行合理的控制，以此達到提高采收率的目標。需要將采油工藝和鉆完井工藝進行合理的銜接，在開展鉆完井工藝優化的過程中，不僅僅是對井眼軌跡和鉆井的程序進行優化設計，還需要對整體的井眼布局及軌跡進行合理的優化，在井筒進行合理的布置后，可以將平臺與地層之間優質的流通通道。在進行海上油田開發作業的過程中，需要根據開發作業的基本特點和基于對開發流程的深入理解，對采油集輸流程進行合理的優化，以此實現產量和效益最大化的基本目標。在投產運行的前期，必然會存在工藝流程不合理的問題，需要針對出現的問題進行現場改造，防止因集輸工藝存在問題影響油井的生產作業，例如需要對油氣水分離流程進行合理的優化，對于分離器分離得到的生產水而言，其溫度處于60～80℃之間，如果將其直接注入到注水系統中，則必然會出現嚴重的熱損失問題，在對其進行改造以后，可以將生產水作為換熱介質，使其可以進入到生產循環流程，對生產水的熱能進行充分利用，對于原油黏度相對較大的油田而言，通過采用該種類型的措施，可以防止出現集輸流程管線壓力相對較大的問題。

4 結束語

海上油田的開發屬于我國油氣田開發的重要發展方向，盡管國內外都十分重視海上油田的開發問題，也提出了眾多的開發技術和工藝，但是在開發作業的過程中仍然面臨開發效率相對較低以及井筒維護難度相對較大的問題。因此，在開發作業之前，需要根據油藏的基本特點以及開發作業的要求，對開發工藝技術進行合理的優選，并對開發工藝流程和集輸流程進行合理的優化，以此使得海上油田開發效率得到提升。