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采油:石油行业里摘果子那个?

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发表于 2020-6-2 12:41:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
品质源于技术 服务源于态度
这是阿什卡微信公众号的第774篇原创文章
首发于2020年6月1日




石油勘探开发各大行业中,采油似乎是摘果子的那个,你看:



油是地质物探找到的,钻井、录井、测井确认的。



然后固井、完井、射孔打好采油基础,建设工程做好抽油机、管网等地面设施。



地上地下全搞定,开井测试,一切OK后,才交付采油。



采油接过来,只要看着井,别漏油、别断电、别让抽油机倒掉,就可以坐等石油采出卖钱了。



别人摘果子还要带着梯子、果篮,自己爬上爬下,采油这果子摘的,别人连果盘都替你准备好了。



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这样看问题,就是外行了。



采油入场时,虽然万事俱备,但东风还得有人吹。不然玩儿不转。



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我们随便甩个采油工艺的简单模型:



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一看便知,仅仅用好这套东西,就是一门学问。何况,采油不仅是管理、使用,还要默默做好很多幕后工作,才能让石油高效、持久地产出,在台前发光发热发神经。



正经讲:所谓采油,就是提高油井产量和原油采收率,合理开发油藏,实现高产、稳产的过程。



为了实现这个目的,采油人要搞好:



油层、近井地带、射孔弹道、井眼内部、人工举升装置、油管、井口、采油树、地面管线、计量站、油气分离器、输油管网这一系列眼花缭乱的玩意儿,只是最简要的环节。



说到具体工作,繁杂琐碎有之,简单重复有之,脏活累活有之,高精尖亦有之,很难概括,我们从另一个角度看:



一个采油厂,除了企业都有的常见部门、业务,还要有地质研究、勘探开发评价、工艺研究、钻井管理、采油管理、油气集输、作业管理、水电管理、土地公路安全环保管理等等。



这些业务,差不多就是油气勘探开发流程的浓缩版,哪一项都不简单。



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由于业务太多,本文只介绍最常见的最简单的采油方法。



首先,一名合格的油气藏是这样的:



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虽然合格的油藏不多,但石油人可以采用种种不可描述的手法,千方百计地让它成为合格的油田。



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这是一个标准的油井,实际情况会更复杂,比如井常常会被掰弯,甚至到油层后水平伸出去,都是常规操作。



地面井口上,要有一套井口设备:



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石油人管它叫采油树,还是蛮形象的。



怎么把石油采出来呢?我们介绍几种最常见最简单的办法。



石油人最爱的,当然是自喷采油法



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△ 大庆松基三井喷油







由于地球引力,地层本身自带强大的压力,加上油气常常混在一起,油气丰富的优质油藏,就像加了高压气体的汽水,油层本身的弹性能量,就可以让油气克服重力,爬到地面,供人类差遣。



就算是我们外行,也会很直观地想到:



自喷采油法不需要安装抽油机,及其配套的泵杆电网,也不需要能量输入、注水驱油之类。只要安个采油树,接入输油管网、打开阀门就OK了。



虽然外行的想法过于简单,但大致原理没错。自喷采油就是最简单、最方便、最经济的采油方法。



不过,这么好的形势当然不会一直持续下去。汽水毕竟不是网络喷子,会永远喷下去。它只有刚开盖时会自喷。内外压力平衡后,就不会继续喷下去了。



自喷井也是这个道理。随着自喷,地层会不断减压,直至喷停。



地层不使劲了,人就得使劲——必须输入能量,才能把油搞出地面。这就是人工举升法








我们最常见的,也是最简单直观的,就是安上抽油机,利用泵压,把油抽出地面。

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有泵采收法,是最普遍的人工举升方法,也叫机械采油。


有些油田从一打井就秒射完毕,无法自喷,原因或是压力不足,或是稠油难以喷出等等,不一而足,这种没有自喷能力的油井,基本上是直接安抽油机。

这个星球上,无法自喷的井,大约90%以上采用了抽油开采法。

常用的机械采油,还有气举法。

汽水开盖喷停后,如果我们继续给汽水打气加压,汽水还会恢复喷射能力,这就是气举法的基本原理。

原理简单,但实操就很麻烦:

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此图只表现了最基本的流程。

在机械采油法中,气举采油适应性最强,适用于多种油井生产条件。高产量深井、复杂开采条件的油井、海上采油都用得不少。

至于气源,并不是物美价廉的空气。

气举采油,最好用地层里的天然气,建设专门的地面设备,对其进行收集、加压、调节分配等操作,这样既节能——可利用气源地层的环境压,又减排——方便回收天然气。当然,还安全——如果动不动就利用空气加压,下去后混合了天然气,那就只差火花引爆了。不过,在有些情况下,空气也可以当做气源。

除了常规采油手法,还要琢磨怎么增产、稳产、提高采收率。

地下情况看不见、摸不着,复杂无比,并且随着开采,情况在不断变化。况且可想而知:全球没有两个一模一样油田。

所以,一地一策、一井一策是常态。

而同一个油田,没有两口相同的井,而井间却又相互关联、相互影响——地下情况千变万化,导致任何井之间的关联、影响又各不相同......

这就相当考验地层认识、油气藏实时动态检测分析等方方面面的技术能力了。

面对这种无比复杂,人力难为的技术难题,行家一般都会动用超级武器。

比如:KAPPA Workstation油气藏动态分析协同工作平台

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比如:DOF数字油田智能管理系统


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不过,油气井增产工艺、技术措施,也有常用、通用的手段,比如水力压裂、酸化处理法、井下爆炸、溶剂处理等等。

水力压裂,简单讲就是向井内注入压裂液,撕裂地层,好让油气顺利地流向井筒。照例是原理简单,实操很难。

比如,很久以来,石油人都知道可以通过压裂,把页岩油气搞出来,但经过几十年的艰难探索,才搞出适合页岩油气的水力压裂技术,从而掀起了页岩革命,一举改变了世界能源格局。

而这套技术,基本只适合美国的页岩油气,别处很难照搬。

为什么?就是地层太复杂。所以,我们已经登上了月球,探测了火星,观测到百亿光年外的星系,却搞不清脚下的地层。

油井酸化处理,目的、原理和水力压裂差不多,就是增加地层的渗透性,好让油气顺利涌向井筒。只是手段不同,水力压裂使用的是物理攻击,用强大的压力暴力破解地层。而酸化处理,用的是化学攻击,利用酸对岩石的腐蚀性,来打通地层。


知道了原理,我们就能理解,具体使用哪种酸,要看对付哪种岩石。酸化主要分两大类:

碳酸盐岩地层——盐酸处理。

像石灰岩、白云岩之类的碳酸盐岩,让盐酸来泡一泡,会很快生成易溶于水的氯化钙、氯化镁,从而增加地层的渗透性。

砂岩地层——土酸处理。

主要成分是石英、长石之类的砂岩,其胶结物多为硅酸盐、碳酸盐,都能溶于氢氟酸。但是,氢氟酸与碳酸盐类反应后,会发生氟化钙沉淀,也会妨碍油气走出来。所以一般用8~12%盐酸加2~4%氢氟酸,混合土酸处理砂岩,这样可以避免生成氟化钙沉淀。

增油技术还有很多,比如微生物采油:利用微生物在油层中的生长、繁殖和代谢等生化过程、运移过程,引起岩石、油、气、水的物性改变,达到利于油气开发的效果。

采油技术虽然庞杂繁琐,但依然可以概括为两大核心业务:

一是让复杂的地层顺应人意,乖乖吐出油气。

二是让繁杂的设施令行禁止,使油气各就各位。


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-END-




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