胜利慧岩—细数革命级的石油技术

 

石油开采就是一帮带着头盔、满身沾着油污的工人,在野外打个洞,然后坐等石油往外喷吗?No,石油工业充满了各种高精尖,石油开采是一门彻头彻尾的技术活,而且这门技术可以如洪水猛兽般粗犷,也可以如穿针引线般细腻。 

为什么上世纪盛行的石油峰值论预言被打破?那是因为技术的进步是最难以预测的,技术创新总是那么偶然,突然间带来意想不到的变革。那么究竟是哪些技术,成就了现代石油工业? 

 

No.1 三维地震测量(3D Seismic Surveying


这一项技术对现代石油工业影响至关重要,最早应用始于上世纪70年代。三维地震技术以及计算机技术的发展,使得石油工作者能够更精确地了解地层结构、构建地质模型。有了更精确的地质模型,石油勘探的成功率大大得以提高,油气田开发当中的钻井数量也大大减少了。 钻井不像买彩票靠运气,不是随随便便选个位置立好钻机就开钻,要是地质结构都不清楚,就算把地球打穿了也不一定能找到石油,所以三维地震测量技术是石油行业当之无愧的第一!

 

No.2 油藏模拟(Reservoir Simulation


油藏开发方案设计恐怕是石油行业里面最考验工程师智商和运筹帷幄能力的工作了,要想上知天文下知地理没有一个利器可不行。计算机技术、数字技术、油藏描述、流体力学等等一组团,油藏数值模拟技术就诞生了。通过数字化手段模拟油藏的开发过程,油水在地层中的分布如何、原油产量如何、生产年限如何,油藏工程师终于能做到“只要在电脑面前动一动手指,一切就心中有数了”。 

非常规油气资源开采在全球愈加火热,石油行业对油藏模拟技术有了更高要求。非常规油气储层往往有极强的非均质性,因此需要更精细的模型进行描述。如何将地球科学和地质力学更好地融合起来,亦是油藏模拟技术面临的一大挑战。

 

No.3 定向井(Directional Drilling


同传统钻井技术相比,定向井技术带来的一个重要变革就是——能打出斜井、水平井,直穿储层,增加了井筒和储层的接触面积,提高了油气产量。同时,定向井能够深入到一些传统钻井技术无法到达的储层,比如城镇、湖泊、比较坚硬的地层下方的油气藏。此外,定向井技术为多分支井技术提供了可能性,大大节省了钻井成本。 

定向井技术有很长的历史,但要说让定向井技术发生革命性转变的,当属旋转导向技术。有了旋转导向技术,终于实现了在定向井钻井过程中对钻具的实时三维导向。

 

No.4 随钻测井(LWD, Logging While Drilling)

如果没有随钻测井技术,定向井技术恐怕是走不远的。通过随钻测井技术,在钻井过程中实时将井况信息传输到地面,不仅可以为钻水平井和大斜度井提供“地质导向”信息,而且能实时测量地质和油层参数,大大提高了钻井成功率,减少了钻井作业量。 

 

No.5 深水油气勘探开发(Deep Water)


海洋当中的石油储量占世界石油总储量30%以上,但是海洋石油开采过程极其复杂,成本高、风险大。动态定位技术、GPS技术,能让钻井船在超深水地区和大部分天气条件下进行稳定的钻井作业;水下油气生产设备及深水管道技术,也让深水油气开采变得经济可行。深水油气勘探开发技术,集各种黑暗科技大成于一体,其复杂程度恐怕在石油行业内没有能超越的,它承载着石油工业的未来。 

 

No.6 水力压裂(Hydraulic Fracturing


水力压裂是石油行业当前最具争议,也是关注度最高的技术。水力压裂原理是通过高压液体的作用力,使得井筒附近的地层产生裂缝,虽然再将支撑剂泵入到裂缝当中防止裂缝闭合。这些裂缝就成了油气高速流通的通道,由此能够增加石油和天然气的产量。

在碳酸盐岩储层当中,有时也使用“酸化”技术,通过酸化储层,能够增加储层的孔隙度、渗透率,从而实现油气增产。有时候,酸化和压裂会同时使用,这种技术称之为酸化压裂(Acid-Frac)。 

 

No.7 水驱采油(Water-Flooding Recovery


水驱采油指往地层当中注入水,用水驱替出地质储层当中的剩余油。从注水井注入水,地层压力会升高,由此会将地层原油驱替到附近的生产井内。

一般情况下,储层当中只有不到30%的原油能被自然能量开采出来,通过注水能够提高原油的采出率、延长油井生产时间。注水技术自上世纪50年代以来,被广泛使用,为整个石油工业做出了杰出的贡献。 

 

No.8 提高采收率(EOREnhanced Oil Recovery

石油的生产分三步走:一次采油,二次采油,三次采油。一次采油指石油依靠储层自身压力流到地表,或者利用人工举升设备开采。二次采油指通过往地层当中注入水或者气体,将石油驱替出来。据美国能源部公布的信息,依靠一次采油和二次采油采出的石油最高可达到总储量的75% 

 

三次采油即提高采收率(EOREnhance Oil Recovery),应用该技术可以进一步提高石油的产量,但成本非常高。三次采油区别于一次和二次采油的地方在于,三次采油是通过改变石油的性质来提高产量的。比如,通过注入蒸汽或者气体改变石油的粘度、密度等性质,注入表面活性剂减小石油和其他物质的界面张力,其目的都是为了让石油更容易流动。三次采油通常用于开采重油,低渗透储层和断层不规则的储层。 

三种典型的提高采收率技术是:化合物驱油、注气驱油、稠油热采。由于成本较高,EOR技术一般不轻易使用,是否要使用EOR技术要充分考虑油田开采的经济效益。因此首先需要通过储层物性分析、电镜扫描、油藏建模仿真等方式对油藏进行评估。 

如果说石油工业有一天将会消失,那么提高采收率技术有可能是活到最后的。因为如果没有新的资源可寻了,提高采收率技术将是获取石油最后的手段。

 

 

| 发布时间:2016.05.04    来源:北美油气资讯    查看次数: