何為三次采油?
時(shí)間:2023-06-26 15:26
來源:
作者:宮柯
近些年,介紹國(guó)內(nèi)外老油田開發(fā)狀況的報(bào)道中,“三次采油”一詞出現(xiàn)的頻率比較高,到底什么是“三次采油”?業(yè)外人士認(rèn)知的程度深淺不一。唯有弄清楚了這個(gè)專業(yè)術(shù)語的表述的內(nèi)涵,才會(huì)真正弄明白為什么說我國(guó)的油田開發(fā)水平位居世界最前列。
人所共知,發(fā)現(xiàn)石油的歷史可以追溯到公元前的洪荒時(shí)代,然后工業(yè)化開采卻僅有不到二百年的進(jìn)程。19世紀(jì)中期,人們對(duì)石油的利用價(jià)值有了比較清晰的認(rèn)識(shí),視為“工業(yè)血液”的美譽(yù)度營(yíng)造了攫取高額利潤(rùn)的商機(jī),因此引發(fā)了淘金者不惜血本冒險(xiǎn)投資的瘋狂博弈。為了盡快獲取石油,早期開發(fā)商對(duì)發(fā)現(xiàn)的油藏不施加任何人工干預(yù)的措施,完全依靠天然具有的驅(qū)動(dòng)能量自噴開采,流淌出多少算多少。這種籠統(tǒng)、簡(jiǎn)單、粗放的開發(fā)方式,稱為一次采油。由于驅(qū)動(dòng)石油自行涌上地表的天然能量十分有限,并且消耗的速度特別快,導(dǎo)致大量的石油在儲(chǔ)集層中滯留。據(jù)世界各油田的粗略統(tǒng)計(jì),一次采油僅能收獲地質(zhì)儲(chǔ)量5—10%的石油,地層條件十分優(yōu)越石油物性特別好的油田也超不過15%。這種采油方法雖然有投資少、見效快、技術(shù)含量低的顯著優(yōu)勢(shì),但是造成的資源浪費(fèi)卻是令人震驚的龐大數(shù)字。
19世紀(jì)末到20世紀(jì)初,隨著內(nèi)燃機(jī)和日用化學(xué)品的廣泛普及,石油需求量與日俱增的刺激,促使開發(fā)商琢磨如何利用現(xiàn)有的油藏增加收益。于是在一些停止自噴的采油井出現(xiàn)了人工提撈的增產(chǎn)措施,進(jìn)而發(fā)明了深井泵、抽油桿與抽油機(jī)相配套的采油機(jī)械。這種人工舉升的采油方法一經(jīng)問世,各產(chǎn)油國(guó)立即競(jìng)相效仿,使經(jīng)過一次采油能量衰減的油田梅開二度,成為仍然有利可圖的搖錢樹。然而,機(jī)械舉升僅能把流入井筒里的石油開采出來,對(duì)儲(chǔ)層中流動(dòng)能力不足的石油卻起不了多大作用。20世紀(jì)30年代末,美國(guó)人偶然發(fā)現(xiàn)滲入儲(chǔ)油層中的高壓水導(dǎo)致停噴的采油井起死回生。這一重要啟示,為向油藏注入廉價(jià)流體填補(bǔ)能量虧空拓開了思路。這種在一次采油基礎(chǔ)上實(shí)施人工補(bǔ)充驅(qū)動(dòng)力的采油方法,統(tǒng)稱為二次采油。20世紀(jì)40年代以來,注水、注氣、機(jī)械舉升提高油田采出程度的技術(shù)日臻成熟,成為各產(chǎn)油國(guó)首選的開發(fā)方式。據(jù)世界石油工程師學(xué)會(huì)公布的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,實(shí)施二次采油綜合措施的油藏能夠采出地質(zhì)總儲(chǔ)量的30—45%,推動(dòng)油田開發(fā)步入了科學(xué)制定方案、分階段有序增加產(chǎn)量的新時(shí)代。
經(jīng)過一次采油和二次采油開發(fā)的油田,儲(chǔ)集層中仍然有60%左右的石油滯留,如何把這部分剩余資源的潛力挖掘出來?是近代科學(xué)界不斷探索解決辦法的世界性難題。20世紀(jì)50年代,一些早期發(fā)現(xiàn)的油田相繼到了二次采油所能達(dá)到的極限,成為食之無肉放棄可惜的雞肋。在兩次爆發(fā)石油危機(jī)的警醒下,科學(xué)技術(shù)發(fā)達(dá)的歐美國(guó)家開始關(guān)注老油田的深度開發(fā),采用巖心模擬的實(shí)驗(yàn)方法,探索給儲(chǔ)油層加溫、注入熱介質(zhì)降低石油黏度增加流動(dòng)性、注入化學(xué)劑擴(kuò)大驅(qū)油波及體積、降低界面張力、注入易于繁殖的微生物吃掉石油中的蠟和膠質(zhì)成分改變理化性質(zhì)等方面的采油新技術(shù)。這種在二次采油基礎(chǔ)上運(yùn)用現(xiàn)代高科技手段再度提高剩余油采收率的開發(fā)方式,就是設(shè)法讓衰老的油田繼續(xù)維系生產(chǎn)延年益壽的三次采油。
拋開嚴(yán)謹(jǐn)繁縟的學(xué)術(shù)化詮釋,不妨通俗簡(jiǎn)單的讀解:一次采油是原生態(tài)的低效油田開發(fā);二次采油是對(duì)元?dú)庀陆档挠筒貙?shí)施拉一把和推一推的助力增效開發(fā);三次采油則是對(duì)采出程度過半的老油田精耕細(xì)作,最大限度提高采出程度的高效開發(fā)。但是,三次采油過后的油藏并非完全枯竭,仍然有40%左右的石油殘留。為了把這部分資源也能夠在有效益的前提下開采出來,科學(xué)家們正在進(jìn)行更高端、更復(fù)雜、更前衛(wèi)的四次采油技術(shù)探索研究。
我國(guó)首屈一指的大慶油田1960年投入開發(fā),一開始就沒有走從一次采油再到二次采油的老路。為了實(shí)現(xiàn)高速度、高水平、保持長(zhǎng)期高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的奮斗目標(biāo),采取了早期內(nèi)部注水、保持地層壓力、自噴生產(chǎn)的采油方式,1976年攀上了年產(chǎn)5000萬噸的高峰。穩(wěn)產(chǎn)10年后的1986年,全面轉(zhuǎn)為機(jī)械采油實(shí)施人工舉升,進(jìn)而創(chuàng)造了連續(xù)27年產(chǎn)量不下降的世界奇跡。未雨綢繆的大慶人,為遏制老油區(qū)遞減速度逐年加快的頹勢(shì),從上20世紀(jì)90年代中期開始,研究試驗(yàn)適用于油層條件的三次采油新技術(shù)。經(jīng)過30來年的不懈努力,研發(fā)成功了注入以聚丙烯酰胺為主料的聚合物化學(xué)劑驅(qū)、表面活性劑+堿+聚合物復(fù)配的三元復(fù)合驅(qū)、再混入天然氣的泡沫驅(qū)、優(yōu)選微生物驅(qū)等成龍配套的三次采油工業(yè)化應(yīng)用體系,建成了目前世界上礦場(chǎng)應(yīng)用規(guī)模最大,提升采收率幅度最高,經(jīng)濟(jì)效益最好的三次采油示范基地,以每年多產(chǎn)1000萬噸石油的增量推動(dòng)大慶油田老區(qū)的采收率突破了50%,至今仍然保持同類油田無與倫比的領(lǐng)先地位。