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国内外油藏认识技术和强化采油技术发展趋势
郑军卫 张志强
中国科学院国家科学图书馆兰州分馆（中国科学院资源环境科学信息中心）
进入21世纪以来，我国国民经济取得了突飞猛进的发展，但能源需求量也日趋增大，对国民经济的协调稳定发展带来巨大压力。石油是目前我国能源资源中最为重要的品种之一，自从1993年我国成为石油净进口国以来，我国石油进口量逐年增高，在2002年我国原油进口量就突破了1亿t，居高不下的国际原油价格给我国经济发展带来了巨大压力，因而有效利用和节约石油资源对我国具有非常重要的意义。国内外石油开采技术发展的分析，对我国石油开采技术的发展具有重要参考价值和借鉴意义。
1 油藏认识技术
世界油藏类型复杂多样，特别是陆相储层非均质十分严重，导致注水开发过程中水驱油的不均匀性，尤其是进入中高含水期后，见水层数多，地下油水关系复杂，水淹程度差异很大。油藏认识技术主要包括油藏精细描述和剩余油分布预测技术。
1.1 国内外情况
在油藏描述和剩余油分布预测方面，近年来国外主要发展了随机建模技术，储层地震反演、井间地震、时移地震等开发地震技术，成像测井、核磁测井及过套管电阻率测井等新型测井技术，此外还发展了静动态资料相互拟合的综合建模技术。
国内对这些技术也进行了大量研究，特别在油砂体研究、相控建模与水淹层特征研究等方面的精细程度具有自己的特点，但在开发地震和开发测井提供资料的丰富程度、软件研制及其商品化程度、静动态结合的综合地质建模、测井仪器研制等方面均落后于国外。
1.2 特色技术
1.2.1 油藏精细描述技术（fine reservoir description technology）
油藏描述就是对油藏进行综合研究和评价。传统的油藏描述是以测井为主体的研究技术；现代油藏描述则强调以沉积学、构造地质学、储层地质学和石油地质学的理论为指导，综合运用地质、地震、测井和试油试采等信息，最大限度地应用计算机手段，对油藏进行定性、定量描述和评价的一项综合研究方法和技术，为了与早期的油藏描述技术相区别，有人将现代油藏描述技术称为“油藏精细描述技术”。其任务在于阐明油藏的构造面貌、沉积相和微相的类型和展布，储集体的几何形态和大小、储层参数分布和非均质性及其微观待征、油藏流体性质和分布，乃至建立油藏地质模型、计算石油储量和进行油藏综合评价。油藏描述的方法和技术涉及的内容很广，概括起来说，可分为油藏描述的地质技术、油藏描述的地震技术、油藏描述的测井技术和油藏描述的计算机技术等四个方面。
由于我国的油田主要为构造特殊的陆相储层，油藏精细描述技术在我国已得到了很大的发展。目前，我国在油藏精细描述技术方面已具特色和优势，该技术在我国东西部油田已得到广泛的应用。如冀东油田利用油藏精细描述技术开展了柳北沙三油藏特征再认识研究，经过1998、2002、2004年多年的精细描述，对原油藏地质认识有了明显变化，逐步落实了油藏构造，基本搞清了地层的分布和油藏的关系，实现了柳北和柳中地区的含油连片，不但使2000多万t优质储量得到落实，而且发现柳西扩边评价目标，实施评价井柳140X1井获得成功。
1.2.2 剩余油分布预测技术（prediction technology of residual oil distribution）
剩余油分布预测技术是根据油藏的相渗曲线和油水井生产动态反应，吸水剖面资料，应用历史拟合、数值模拟技术，分析研究地下流体运移和变化规律，定量描述剩余油饱和度。如胜利油田公司的孤岛油田通过对沉积微相和构造的研究，认识到剩余油主要分布在浅河床微相、微构造高点、大断层和砂体尖灭线附近以及井网控制较差的地区。这些研究为制定整体综合调整措施及钻高效调整井提供了依据。
1.3 我国未来技术发展方向
我国需进一步研发有针对性的油藏精细描述和剩余油分布预测技术，具体包括：高分辨率层序地层学技术、高分辨率三维地震技术、三维VSP技术、井间地震技术、四维地震技术、水淹层测井技术、核磁测井和过套管测井技术、地震约束的精细建模技术、油藏动态监测技术、油藏精细数值模拟技术。
2 强化采油技术
强化采油是一类通过改善油藏及油藏流体的物理和化学特性， 提高原油采收率（EOR，Enhanced Oil Recovery）的开采技术。石油开采技术大致可以分为一次采油、二次采油和三次采油。一次采油是利用油层中的天然能量（即压力能）进行的；二次采油是利用一定工艺技术恢复油层压力来进行油田开发的，常见的为注水采油；此后提高采收率（EOR）的技术属于三次采油。目前，除中东地区外，世界主要产油国家的主力油田都已进入开发后期。
2.1 国内外情况
国际在三次采油EOR技术方面主要发展了气驱采油技术、化学驱采油技术、微生物采油技术、油层深部调剖技术和主要针对稠油开采的热驱采油技术、物理法采油技术。目前，国外在气驱采油技术、微生物采油技术、油层深部调剖技术等方面具有优势。如美国在CO2混相驱油技术、油层深部调剖技术、热驱采油技术，加拿大在烃混相驱油技术和物理法采油技术等方面具国际先进水平。
我国在对各种EOR技术引进、研发和现场试验的基础上，着重发展了化学驱采油技术中的聚合物驱和三元复合驱采收技术，现在我国聚合物驱采油在技术上和应用规模上都具国际领先地位；三元复合驱目前虽未大规模商业应用，但从研究深度和试验规模与效果上也处于国际领先水平。我国在断块油田的滚动开发方面也具优势。表3对我国目前的提高原油采收率的技术进行了分析，可以看出三元复合驱和聚合物驱在我国有很大发展潜力。
2.2 特色技术
2.2.1 气驱技术
气驱技术可分为混相气驱和非混相气驱两种，从所用气体成分上则可分为天然气驱、CO2驱、N2驱等多种，也有综合二者共同应用的。自1982年以来，气驱技术有了很大的发展。各国依据各自具体情况重点发展了某一领域。如美国因主要为海相储层，原油密度轻、易于混相，而且拥有非常丰富的天然CO2资源，因此着重发展CO2混相驱油技术，2004年美国气驱产油量为31.79万桶/d；加拿大的石油储层条件和原油性质与美国相似，但缺乏CO2资源，却拥有丰富的天然气资源，因此着重发展烃类混相驱油技术。非烃气驱技术是今后发展的重点。CO2 单井吞吐是一种提高油气采收率技术的有效方法，现场应用实践证明,该技术具有明显的增油效果,具有很好的推广应用价值。CO2 溶解气使原油体积膨胀，降低原油的粘度，具有气驱及解堵能力，对油层具有一定的酸化解堵作用，CO2 可使原油中的轻质烃萃取和气化，注入CO2 改善了原油和水的流度比。胜利油田、江苏油田等都曾针对低渗透油层采用了CO2气驱技术，并取得了较好的效果，但与国外相比，我国在气驱技术方面还有较大差距。
2.2.2 化学驱技术
化学驱采油是应用于水驱油田最早的方法，主要分为表面活性剂驱、聚合物驱和碱水驱三种。目前，化学驱趋向于应用聚合物驱或聚合物+碱+表面活性剂的复合驱（ASP），聚合物驱油可提高采收率10％左右，三元复合驱油技术可提高采收率20％左右。自“七五”开始聚合物技术攻关以来，已经历了先导性试验阶段、工业性试验阶段，最终发展到大规模推广应用阶段，目前从技术上和应用规模上我国都处于领先地位。目前我国对三元复合驱已进行了较深入的研究和现场推广，从技术措施和规模上已达到国际领先水平。
2.2.3 物理法采油技术
物理法采油技术包括多种方法。原苏联最早提出了人工地震、高能气体压裂及超声波等方法。美国、加拿大对一些稠油采用了电磁波加热等方法。我国自20世纪80年代以来，在借鉴国外经验的基础上，先后开展了多种物理法采油方法的研究和现场试验，有些开发技术已初具规模。
2.2.4 微生物采油技术
微生物采油是国外20世纪80年代发展起来的一种增产措施，目前已在全球100多个油田进行了试验，但还未形成规模应用。微生物采油方式有两种，一是在采油中注入微生物，进行单井吞吐；二是在注水井中直接注入微生物，随注入水对油层进行驱替。我国已在吉林、大港、新疆、大庆等油田进行了微生物采油现场工业化应用，均取得了较好的初步成果。
2.2.5 油层深部调剖技术
该技术首先由美国提出并大规模商业应用。自20世纪70 年代初利用聚合物堵水开始，化学堵水调剖技术的研究发展很快，已成为高含水期油田改善水驱效果的主导技术。目前，针对不同的油藏开发出的调剖剂和堵水剂种类非常多，例如，聚合物冻胶、颗粒类、沉淀类、微生物及泡沫类等。除了各类堵剂的研制外， 国外还对堵水调剖机理、决策技术、井间示踪剂监测技术、施工设计与注入工艺技术等进行了系统的研究， 形成了比较完善的堵水调剖配套技术。我国近年来也做了大量工作，形成了系列技术，在分散胶态凝胶和固体颗粒凝胶方面有自己的特色，但在技术上与国外仍有差距。
2.3 我国未来技术发展方向
我国需进一步研发技术包括：聚合物驱新技术；三元化学复合驱技术；微生物采油技术、油层深部调剖技术等。
参考文献：
[1] 魏一鸣,方朝亮等.中国石油天然气工业上游技术政策研究报告.北京:科学出版社,2006 .
[2] 油田开发. 精准石油论坛http://forum.petro-china.com/ind ... 06f09&showtopic
[3]王希勇,白兰君等.2005中国油气资源技术发展现状及趋势对比分析.中国能源,2005,27(10):28-31
[4] 鲁维加等.石油生产中的增产节能技术.节能技术与产品,2004,(4):43-45
[5] 尹玉川译.提高采收率: 过去、现在和未来25 年的应用前景.国外油田工程,2004,20(11):1-4
[6] EPRI.Enhanced oil recovery scooping study.TR113836,1999.
[7] 韩大匡，窦宏恩，王经荣.关于石油天然气工业开发技术发展方向的思考.能源政策,2004,(3):1 |
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