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文檔簡(jiǎn)介
石油采收工藝細(xì)則一、概述
石油采收工藝是石油開采過程中的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié),旨在最大限度地提高油藏中石油的采收率。根據(jù)油藏的不同特性和開發(fā)階段,采收工藝可分為初級(jí)、次級(jí)和三級(jí)采油技術(shù)。本細(xì)則旨在規(guī)范石油采收工藝的實(shí)施步驟、操作要點(diǎn)及質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn),確保油藏開發(fā)的高效、安全和經(jīng)濟(jì)性。
二、初級(jí)采油工藝
初級(jí)采油工藝主要依靠油藏自身的壓力將石油采出,屬于自然衰竭開采階段。其核心步驟及要點(diǎn)如下:
(一)油井鉆完井
1.鉆井工藝:采用定向井、水平井等技術(shù),提高鉆遇油層的效率。
2.完井措施:優(yōu)化射孔參數(shù),確保射孔層段與油層匹配。
3.井筒保護(hù):使用堵漏劑、防腐涂層等技術(shù),防止井壁坍塌和漏氣。
(二)采油管理
1.生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化:監(jiān)測(cè)井底壓力、產(chǎn)量等數(shù)據(jù),動(dòng)態(tài)調(diào)整開采速率。
2.井口裝置:安裝防噴器、安全閥等設(shè)備,確保井口作業(yè)安全。
3.數(shù)據(jù)采集:實(shí)時(shí)記錄油、氣、水產(chǎn)量及壓力變化,為后續(xù)工藝提供依據(jù)。
三、次級(jí)采油工藝
當(dāng)油藏壓力下降至無法維持自然開采時(shí),需采用次級(jí)采油工藝提高采收率。主要技術(shù)及操作要點(diǎn)如下:
(一)水力壓裂
1.裂縫設(shè)計(jì):根據(jù)油層地質(zhì)特征,設(shè)計(jì)裂縫長度、寬度及延伸方向。
2.壓裂液配置:選擇低傷害、高導(dǎo)流能力的壓裂液體系。
3.施工監(jiān)控:實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)壓力、流量等參數(shù),防止裂縫擴(kuò)展失控。
(二)化學(xué)驅(qū)油
1.驅(qū)油劑選擇:根據(jù)油水界面張力,選擇適宜的表面活性劑或聚合物。
2.注入方式:采用混注或分段注入技術(shù),提高驅(qū)油效率。
3.效果評(píng)價(jià):通過產(chǎn)出液含油率、采收率等指標(biāo),評(píng)估驅(qū)油效果。
(三)氣驅(qū)采油
1.注氣方式:選擇干氣或霧化氣驅(qū),減少氣液密度差帶來的流動(dòng)阻力。
2.前緣監(jiān)測(cè):利用示蹤劑技術(shù),實(shí)時(shí)追蹤氣驅(qū)前緣推進(jìn)速度。
3.氣液平衡:控制注入氣量,避免油藏過早突破或水竄。
四、三級(jí)采油工藝
當(dāng)油藏剩余油飽和度較高時(shí),需采用三級(jí)采油工藝進(jìn)一步提高采收率。主要技術(shù)及操作要點(diǎn)如下:
(一)熱力采油
1.蒸汽驅(qū)油:通過注入高溫蒸汽降低油粘度,提高流動(dòng)性。
2.蒸汽注入優(yōu)化:采用周期性注入或連續(xù)注入,控制蒸汽利用率。
3.蒸汽腔監(jiān)測(cè):利用中子測(cè)井等技術(shù),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蒸汽腔擴(kuò)展范圍。
(二)微生物采油
1.產(chǎn)酶菌株篩選:選擇適宜油藏環(huán)境的微生物,提高酶活性。
2.注入方式:采用梯度注入或脈沖注入,避免微生物提前失活。
3.效果評(píng)估:通過產(chǎn)出液粘度、含油率等指標(biāo),評(píng)估微生物驅(qū)油效果。
(三)納米驅(qū)油
1.納米顆粒制備:選擇親油性納米材料,優(yōu)化粒徑分布。
2.注入工藝:采用納米乳液或納米凝膠注入,提高滲透率。
3.現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用:通過注入量、產(chǎn)出液性質(zhì)等數(shù)據(jù),評(píng)估納米驅(qū)油效率。
五、工藝實(shí)施質(zhì)量控制
為確保石油采收工藝的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性,需加強(qiáng)以下質(zhì)量控制措施:
(一)設(shè)備檢查
1.檢查周期:每月進(jìn)行一次全面檢查,關(guān)鍵設(shè)備需每周檢查。
2.檢查項(xiàng)目:包括泵、閥門、傳感器等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及密封性。
3.維護(hù)記錄:詳細(xì)記錄檢查結(jié)果及維修措施,建立設(shè)備檔案。
(二)生產(chǎn)監(jiān)測(cè)
1.數(shù)據(jù)采集頻率:每小時(shí)采集一次油、氣、水產(chǎn)量及壓力數(shù)據(jù)。
2.異常報(bào)警:設(shè)定閾值,當(dāng)數(shù)據(jù)偏離正常范圍時(shí)自動(dòng)報(bào)警。
3.分析報(bào)告:每日生成生產(chǎn)分析報(bào)告,為工藝調(diào)整提供依據(jù)。
(三)安全操作
1.作業(yè)許可:所有高風(fēng)險(xiǎn)操作需提前申請(qǐng)作業(yè)許可證。
2.人員培訓(xùn):定期開展安全培訓(xùn),確保操作人員熟悉應(yīng)急流程。
3.隱患排查:每月組織一次安全檢查,消除潛在風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。
六、總結(jié)
石油采收工藝的實(shí)施需綜合考慮油藏特性、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性及安全要求。通過優(yōu)化工藝參數(shù)、加強(qiáng)質(zhì)量控制,可有效提高采收率,延長油藏開發(fā)壽命。未來,隨著新技術(shù)的不斷涌現(xiàn),石油采收工藝將向智能化、綠色化方向發(fā)展。
三、次級(jí)采油工藝(擴(kuò)寫)
當(dāng)油藏通過自然壓力(原始油藏壓力)開采的效率顯著降低,產(chǎn)量明顯遞減時(shí),需要引入外部能量或改變流體性質(zhì),實(shí)施次級(jí)采油工藝,以進(jìn)一步提高石油采收率。這些工藝主要針對(duì)已經(jīng)發(fā)生水驅(qū)或氣驅(qū)的油藏,目的是驅(qū)替已被水或氣所占據(jù)的油層孔隙中的石油。主要技術(shù)及操作要點(diǎn)如下:
(一)水力壓裂
水力壓裂是一種通過向油層注入高壓流體(通常是水,可能含有支撐劑如砂或樹脂,以及化學(xué)添加劑),在油層中形成并擴(kuò)展人工裂縫,從而提高油井產(chǎn)能或改善油藏連通性的技術(shù)。其核心步驟及操作要點(diǎn)如下:
1.裂縫設(shè)計(jì):這是壓裂工程的基礎(chǔ)。需要根據(jù)油藏的地質(zhì)特征(如巖層類型、厚度、滲透率、孔隙度、地應(yīng)力分布等)和開發(fā)目標(biāo)(如提高單井產(chǎn)量、均衡各井間產(chǎn)量、改善注入能力等),精確設(shè)計(jì)裂縫的幾何參數(shù)。這包括:
裂縫走向:通常選擇垂直于最小主應(yīng)力方向,以最大化延伸長度和溝通油層。
裂縫長度和寬度:長度取決于井距、地應(yīng)力、巖石力學(xué)性質(zhì)和支撐劑類型;寬度需足夠大以提供足夠的滲流通道,但又不能過大導(dǎo)致流體效率降低。
裂縫高度:控制裂縫在垂直方向上的擴(kuò)展范圍,避免無謂的能源消耗或與水淹層溝通。
支撐劑濃度和規(guī)模:支撐劑是維持裂縫開啟狀態(tài)的關(guān)鍵。需要根據(jù)預(yù)期的導(dǎo)流能力要求和經(jīng)濟(jì)性,選擇合適的支撐劑類型(如石英砂、樹脂砂、陶粒等)和濃度,并計(jì)算所需的總質(zhì)量。
使用專業(yè)軟件:常常利用數(shù)值模擬軟件進(jìn)行裂縫擴(kuò)展預(yù)測(cè)和參數(shù)優(yōu)化。
2.壓裂液配置:壓裂液是實(shí)施壓裂作業(yè)的介質(zhì),它承擔(dān)著傳遞壓力、攜帶支撐劑、清潔裂縫壁面以及后續(xù)替出原油的功能。其配置需考慮多個(gè)因素:
粘度:良好的粘度有助于在造縫階段維持裂縫形態(tài),并在破裂壓力下支撐住裂縫。同時(shí),在后續(xù)替出階段,粘度需能有效地將支撐劑帶入目標(biāo)裂縫段。粘度值通常在幾毫帕·秒到幾十毫帕·秒之間。
懸砂能力:壓裂液必須能夠懸浮運(yùn)輸?shù)闹蝿╊w粒,防止其在井筒內(nèi)沉降。
濾失性:低濾失性有助于在破裂壓力下形成更長的有效裂縫。
與儲(chǔ)層的配伍性:應(yīng)盡量選擇與儲(chǔ)層流體(油、氣、水)性質(zhì)相容的液體,以減少對(duì)儲(chǔ)層傷害。這可能涉及到對(duì)儲(chǔ)層巖石和流體的敏感性測(cè)試。
化學(xué)添加劑:根據(jù)需要,會(huì)添加起泡劑(用于氣藏壓裂)、減阻劑(提高泵送效率)、生物抑制劑(防止細(xì)菌堵塞)、交聯(lián)劑(提高粘度,通常在注入前與交聯(lián)劑母液混合)等。
環(huán)保考量:壓裂液的配方也日益考慮環(huán)境保護(hù),如減少有害成分、提高可生物降解性等。
3.施工監(jiān)控與操作:壓裂施工是一個(gè)復(fù)雜的多參數(shù)、動(dòng)態(tài)控制過程。
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè):在施工過程中,需要密切監(jiān)測(cè)關(guān)鍵參數(shù),包括:注入速率、泵送壓力、砂子濃度、液體粘度、溫度、井口壓力和返出液性質(zhì)(如含砂量、粘度、pH值等)。
破裂壓力監(jiān)測(cè):通過逐步提高注入壓力,直至觀察到井口壓力穩(wěn)定不再上升,此時(shí)認(rèn)為壓裂液在儲(chǔ)層中形成了破裂。準(zhǔn)確判斷破裂壓力是成功造縫的關(guān)鍵。
攜砂能力驗(yàn)證:在達(dá)到破裂壓力后,維持或略微高于破裂壓力進(jìn)行注入,確保支撐劑能夠被有效攜帶到預(yù)定深度和高度。
替置效率:使用合適的替置液(如氮?dú)?、液體或特殊替置液體系)將前置液(攜帶支撐劑的壓裂液)有效地替置到目標(biāo)裂縫段,同時(shí)最大限度地減少儲(chǔ)層傷害。替置效率通常用替置系數(shù)(排替效率)衡量。
施工精度控制:對(duì)于多級(jí)壓裂,需要精確控制每一級(jí)的注入量、壓力和替置過程,確保各級(jí)裂縫按設(shè)計(jì)形成。
安全操作:整個(gè)施工過程需嚴(yán)格遵守安全規(guī)程,防止高壓管線破裂、井噴等事故。配備足夠的安全閥、壓力表和應(yīng)急處理設(shè)備。
(二)化學(xué)驅(qū)油
化學(xué)驅(qū)油是指通過注入能夠改變油水相行為或油藏物理性質(zhì)的化學(xué)劑(驅(qū)油劑),降低油水界面張力、提高洗油效率,或通過改變流體粘度、增加流動(dòng)能力等方式,將油藏中已被水驅(qū)替但仍被束縛的剩余油驅(qū)替出來的采油技術(shù)。主要類型及操作要點(diǎn)如下:
1.驅(qū)油劑選擇與設(shè)計(jì):這是化學(xué)驅(qū)油成功的關(guān)鍵。
表面活性劑驅(qū):利用表面活性劑降低油水界面張力,使水能更有效地洗油。需要選擇與油藏油、水性質(zhì)匹配的表面活性劑,并考慮其成本、環(huán)境影響和在地層中的降解問題。常需配合粘度調(diào)整劑(聚合物)使用。
聚合物驅(qū):利用高分子聚合物(如聚丙烯酰胺)增加地層水的粘度,形成“粘性指進(jìn)”,改善水驅(qū)油效率,防止水竄,并提高波及效率。需要選擇抗溫、抗鹽能力強(qiáng)的聚合物,并考慮其與地層配伍性及注入壓力的影響。
堿驅(qū)(常與聚合物復(fù)合使用):添加堿性物質(zhì)(如燒堿)可以皂化油中的瀝青質(zhì),降低油粘度,并可能與地層中的粘土礦物反應(yīng),減少粘土對(duì)滲流的阻滯。堿驅(qū)通常對(duì)地層環(huán)境要求較高。
復(fù)合驅(qū):將多種化學(xué)劑(如表面活性劑、聚合物、堿)按一定比例混合使用,發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì),提高驅(qū)油效率。復(fù)合配方的設(shè)計(jì)和優(yōu)化更為復(fù)雜。
配方篩選:通常需要通過巖心實(shí)驗(yàn)、室內(nèi)物理模擬實(shí)驗(yàn)以及現(xiàn)場(chǎng)先導(dǎo)性試驗(yàn)來篩選和優(yōu)化化學(xué)劑配方。
2.注入方式:化學(xué)劑的注入方式直接影響驅(qū)油效果和油藏動(dòng)態(tài)。
單一注入:將配制好的化學(xué)驅(qū)液直接注入油層。
前置液+驅(qū)油劑段塞:先注入一定量的液體(如水或聚合物溶液)作為前置液,隔離油層和后續(xù)注入的驅(qū)油劑,防止其過早與油水接觸而失效。
交替注入:在注入驅(qū)油劑的同時(shí)或之后,交替注入其他化學(xué)劑(如堿、堵劑)或流體,以維持驅(qū)油體系的穩(wěn)定性和有效性。
設(shè)計(jì)注入序列和速率:需要根據(jù)油藏模型和化學(xué)劑特性,精確設(shè)計(jì)注入序列、段塞大?。ㄩL度和體積)、注入速率等參數(shù)。
3.效果評(píng)價(jià)與監(jiān)測(cè):
動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè):化學(xué)驅(qū)油過程中,需要加強(qiáng)油、氣、水產(chǎn)量以及壓力、含水率等動(dòng)態(tài)參數(shù)的監(jiān)測(cè)頻率。
產(chǎn)出液分析:定期分析產(chǎn)出液中的化學(xué)劑含量、粘度、pH值以及含油率等指標(biāo),評(píng)估驅(qū)油劑的注入狀態(tài)和驅(qū)油效果。
可視化監(jiān)測(cè):對(duì)于某些油藏,可能采用示蹤劑監(jiān)測(cè)、核磁共振監(jiān)測(cè)等技術(shù),可視化驅(qū)油劑前緣的推進(jìn)過程和波及體積。
效果評(píng)估:通過對(duì)比注入前后的產(chǎn)量變化、含水率上升速度、最終采收率預(yù)測(cè)等,綜合評(píng)估化學(xué)驅(qū)油的效果和經(jīng)濟(jì)性。
問題診斷與調(diào)整:如果監(jiān)測(cè)到水竄加劇、注入壓力異常升高、產(chǎn)出液性質(zhì)變化異常等,需要及時(shí)分析原因,并對(duì)注入方案(如調(diào)整注入速率、改變段塞大小、補(bǔ)充或更換化學(xué)劑)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。
(三)氣驅(qū)采油
氣驅(qū)采油是指向油層注入氣體(如天然氣、氮?dú)饣蚝趸嫉幕旌蠚猓脷怏w的膨脹、降低油粘度以及氣液密度差產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力,將石油驅(qū)替到生產(chǎn)井的采油技術(shù)。主要類型及操作要點(diǎn)如下:
1.注入氣體選擇:
天然氣:最常用的注入氣體。來源可以是伴生氣、人工天然氣或外購天然氣。選擇時(shí)考慮氣源充足性、成本、甲烷含量(避免乙烷以上重?zé)N過早凍堵地層)及二氧化碳含量(高CO2可能增加地層酸蝕風(fēng)險(xiǎn))。
氮?dú)猓涸诘孛娅@取相對(duì)容易,不易與地層水發(fā)生化學(xué)反應(yīng),且冷凍點(diǎn)遠(yuǎn)低于水,不易凍堵。成本通常高于天然氣。
富二氧化碳?xì)怏w:二氧化碳不僅具有驅(qū)油能力,還能與石油中的某些組分反應(yīng)生成更輕的組分,提高油的流動(dòng)性,且可能對(duì)某些礦物有溶蝕作用(非酸蝕),改善滲透率。但需關(guān)注CO2的泄漏風(fēng)險(xiǎn)和可能的設(shè)備腐蝕問題。
選擇依據(jù):主要依據(jù)油藏溫度、壓力、流體性質(zhì)、氣源可用性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境影響等因素綜合決定。
2.注入方式與策略:
混相注入:注入氣體與地層水在一定壓力和溫度下混合,形成均勻的氣液相,驅(qū)油效率最高。需要?dú)怏w在油藏條件下具備足夠的溶解度。
非混相注入(活塞式驅(qū)替):注入氣體與地層水保持兩相分離,形成氣前緣驅(qū)替油。適用于氣體溶解度較低或油藏壓力較高的情況。需要精確控制注入速率和前緣推進(jìn)速度,避免過早水竄或氣突破。
注入位置:可以是注入生產(chǎn)井旁的注入井(邊底注、邊心注),也可以是注入衰竭井或廢棄井。
注入速率控制:需要根據(jù)油藏模型和生產(chǎn)動(dòng)態(tài),優(yōu)化注入速率,以實(shí)現(xiàn)最大的驅(qū)油效率和最長的開發(fā)年限。過快的注入可能導(dǎo)致油藏壓力下降過快、氣竄嚴(yán)重;過慢則驅(qū)油效果不顯著。
壓力維持:氣驅(qū)通常伴隨著油藏壓力的下降,可能需要配合注水等措施,維持油藏壓力,減緩氣竄速度,提高氣體利用效率。
3.前緣監(jiān)測(cè)與效果評(píng)估:
壓力監(jiān)測(cè):密切監(jiān)測(cè)注入井和生產(chǎn)井的壓力變化,判斷氣驅(qū)前緣的位置和推進(jìn)速度。
產(chǎn)出物監(jiān)測(cè):監(jiān)測(cè)生產(chǎn)井產(chǎn)出氣的組分(如甲烷、二氧化碳含量)、產(chǎn)出液含水率以及油氣的生產(chǎn)比。氣體組分的變化可以指示氣驅(qū)前緣的到達(dá)。
含水率變化分析:非混相氣驅(qū)中,含水率通常會(huì)先快速下降,然后隨著氣突破而緩慢上升。分析含水率變化特征有助于判斷氣驅(qū)狀態(tài)。
采收率預(yù)測(cè):結(jié)合油藏模擬,預(yù)測(cè)不同注入策略下的最終采收率和氣驅(qū)效率。
氣液平衡考慮:在高壓或高溫油藏中,氣液相行為復(fù)雜,需要考慮氣在油和地層水中的溶解度變化,以及可能的組分分離現(xiàn)象,這在油藏模擬中尤為重要。
一、概述
石油采收工藝是石油開采過程中的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié),旨在最大限度地提高油藏中石油的采收率。根據(jù)油藏的不同特性和開發(fā)階段,采收工藝可分為初級(jí)、次級(jí)和三級(jí)采油技術(shù)。本細(xì)則旨在規(guī)范石油采收工藝的實(shí)施步驟、操作要點(diǎn)及質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn),確保油藏開發(fā)的高效、安全和經(jīng)濟(jì)性。
二、初級(jí)采油工藝
初級(jí)采油工藝主要依靠油藏自身的壓力將石油采出,屬于自然衰竭開采階段。其核心步驟及要點(diǎn)如下:
(一)油井鉆完井
1.鉆井工藝:采用定向井、水平井等技術(shù),提高鉆遇油層的效率。
2.完井措施:優(yōu)化射孔參數(shù),確保射孔層段與油層匹配。
3.井筒保護(hù):使用堵漏劑、防腐涂層等技術(shù),防止井壁坍塌和漏氣。
(二)采油管理
1.生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化:監(jiān)測(cè)井底壓力、產(chǎn)量等數(shù)據(jù),動(dòng)態(tài)調(diào)整開采速率。
2.井口裝置:安裝防噴器、安全閥等設(shè)備,確保井口作業(yè)安全。
3.數(shù)據(jù)采集:實(shí)時(shí)記錄油、氣、水產(chǎn)量及壓力變化,為后續(xù)工藝提供依據(jù)。
三、次級(jí)采油工藝
當(dāng)油藏壓力下降至無法維持自然開采時(shí),需采用次級(jí)采油工藝提高采收率。主要技術(shù)及操作要點(diǎn)如下:
(一)水力壓裂
1.裂縫設(shè)計(jì):根據(jù)油層地質(zhì)特征,設(shè)計(jì)裂縫長度、寬度及延伸方向。
2.壓裂液配置:選擇低傷害、高導(dǎo)流能力的壓裂液體系。
3.施工監(jiān)控:實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)壓力、流量等參數(shù),防止裂縫擴(kuò)展失控。
(二)化學(xué)驅(qū)油
1.驅(qū)油劑選擇:根據(jù)油水界面張力,選擇適宜的表面活性劑或聚合物。
2.注入方式:采用混注或分段注入技術(shù),提高驅(qū)油效率。
3.效果評(píng)價(jià):通過產(chǎn)出液含油率、采收率等指標(biāo),評(píng)估驅(qū)油效果。
(三)氣驅(qū)采油
1.注氣方式:選擇干氣或霧化氣驅(qū),減少氣液密度差帶來的流動(dòng)阻力。
2.前緣監(jiān)測(cè):利用示蹤劑技術(shù),實(shí)時(shí)追蹤氣驅(qū)前緣推進(jìn)速度。
3.氣液平衡:控制注入氣量,避免油藏過早突破或水竄。
四、三級(jí)采油工藝
當(dāng)油藏剩余油飽和度較高時(shí),需采用三級(jí)采油工藝進(jìn)一步提高采收率。主要技術(shù)及操作要點(diǎn)如下:
(一)熱力采油
1.蒸汽驅(qū)油:通過注入高溫蒸汽降低油粘度,提高流動(dòng)性。
2.蒸汽注入優(yōu)化:采用周期性注入或連續(xù)注入,控制蒸汽利用率。
3.蒸汽腔監(jiān)測(cè):利用中子測(cè)井等技術(shù),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蒸汽腔擴(kuò)展范圍。
(二)微生物采油
1.產(chǎn)酶菌株篩選:選擇適宜油藏環(huán)境的微生物,提高酶活性。
2.注入方式:采用梯度注入或脈沖注入,避免微生物提前失活。
3.效果評(píng)估:通過產(chǎn)出液粘度、含油率等指標(biāo),評(píng)估微生物驅(qū)油效果。
(三)納米驅(qū)油
1.納米顆粒制備:選擇親油性納米材料,優(yōu)化粒徑分布。
2.注入工藝:采用納米乳液或納米凝膠注入,提高滲透率。
3.現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用:通過注入量、產(chǎn)出液性質(zhì)等數(shù)據(jù),評(píng)估納米驅(qū)油效率。
五、工藝實(shí)施質(zhì)量控制
為確保石油采收工藝的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性,需加強(qiáng)以下質(zhì)量控制措施:
(一)設(shè)備檢查
1.檢查周期:每月進(jìn)行一次全面檢查,關(guān)鍵設(shè)備需每周檢查。
2.檢查項(xiàng)目:包括泵、閥門、傳感器等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及密封性。
3.維護(hù)記錄:詳細(xì)記錄檢查結(jié)果及維修措施,建立設(shè)備檔案。
(二)生產(chǎn)監(jiān)測(cè)
1.數(shù)據(jù)采集頻率:每小時(shí)采集一次油、氣、水產(chǎn)量及壓力數(shù)據(jù)。
2.異常報(bào)警:設(shè)定閾值,當(dāng)數(shù)據(jù)偏離正常范圍時(shí)自動(dòng)報(bào)警。
3.分析報(bào)告:每日生成生產(chǎn)分析報(bào)告,為工藝調(diào)整提供依據(jù)。
(三)安全操作
1.作業(yè)許可:所有高風(fēng)險(xiǎn)操作需提前申請(qǐng)作業(yè)許可證。
2.人員培訓(xùn):定期開展安全培訓(xùn),確保操作人員熟悉應(yīng)急流程。
3.隱患排查:每月組織一次安全檢查,消除潛在風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。
六、總結(jié)
石油采收工藝的實(shí)施需綜合考慮油藏特性、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性及安全要求。通過優(yōu)化工藝參數(shù)、加強(qiáng)質(zhì)量控制,可有效提高采收率,延長油藏開發(fā)壽命。未來,隨著新技術(shù)的不斷涌現(xiàn),石油采收工藝將向智能化、綠色化方向發(fā)展。
三、次級(jí)采油工藝(擴(kuò)寫)
當(dāng)油藏通過自然壓力(原始油藏壓力)開采的效率顯著降低,產(chǎn)量明顯遞減時(shí),需要引入外部能量或改變流體性質(zhì),實(shí)施次級(jí)采油工藝,以進(jìn)一步提高石油采收率。這些工藝主要針對(duì)已經(jīng)發(fā)生水驅(qū)或氣驅(qū)的油藏,目的是驅(qū)替已被水或氣所占據(jù)的油層孔隙中的石油。主要技術(shù)及操作要點(diǎn)如下:
(一)水力壓裂
水力壓裂是一種通過向油層注入高壓流體(通常是水,可能含有支撐劑如砂或樹脂,以及化學(xué)添加劑),在油層中形成并擴(kuò)展人工裂縫,從而提高油井產(chǎn)能或改善油藏連通性的技術(shù)。其核心步驟及操作要點(diǎn)如下:
1.裂縫設(shè)計(jì):這是壓裂工程的基礎(chǔ)。需要根據(jù)油藏的地質(zhì)特征(如巖層類型、厚度、滲透率、孔隙度、地應(yīng)力分布等)和開發(fā)目標(biāo)(如提高單井產(chǎn)量、均衡各井間產(chǎn)量、改善注入能力等),精確設(shè)計(jì)裂縫的幾何參數(shù)。這包括:
裂縫走向:通常選擇垂直于最小主應(yīng)力方向,以最大化延伸長度和溝通油層。
裂縫長度和寬度:長度取決于井距、地應(yīng)力、巖石力學(xué)性質(zhì)和支撐劑類型;寬度需足夠大以提供足夠的滲流通道,但又不能過大導(dǎo)致流體效率降低。
裂縫高度:控制裂縫在垂直方向上的擴(kuò)展范圍,避免無謂的能源消耗或與水淹層溝通。
支撐劑濃度和規(guī)模:支撐劑是維持裂縫開啟狀態(tài)的關(guān)鍵。需要根據(jù)預(yù)期的導(dǎo)流能力要求和經(jīng)濟(jì)性,選擇合適的支撐劑類型(如石英砂、樹脂砂、陶粒等)和濃度,并計(jì)算所需的總質(zhì)量。
使用專業(yè)軟件:常常利用數(shù)值模擬軟件進(jìn)行裂縫擴(kuò)展預(yù)測(cè)和參數(shù)優(yōu)化。
2.壓裂液配置:壓裂液是實(shí)施壓裂作業(yè)的介質(zhì),它承擔(dān)著傳遞壓力、攜帶支撐劑、清潔裂縫壁面以及后續(xù)替出原油的功能。其配置需考慮多個(gè)因素:
粘度:良好的粘度有助于在造縫階段維持裂縫形態(tài),并在破裂壓力下支撐住裂縫。同時(shí),在后續(xù)替出階段,粘度需能有效地將支撐劑帶入目標(biāo)裂縫段。粘度值通常在幾毫帕·秒到幾十毫帕·秒之間。
懸砂能力:壓裂液必須能夠懸浮運(yùn)輸?shù)闹蝿╊w粒,防止其在井筒內(nèi)沉降。
濾失性:低濾失性有助于在破裂壓力下形成更長的有效裂縫。
與儲(chǔ)層的配伍性:應(yīng)盡量選擇與儲(chǔ)層流體(油、氣、水)性質(zhì)相容的液體,以減少對(duì)儲(chǔ)層傷害。這可能涉及到對(duì)儲(chǔ)層巖石和流體的敏感性測(cè)試。
化學(xué)添加劑:根據(jù)需要,會(huì)添加起泡劑(用于氣藏壓裂)、減阻劑(提高泵送效率)、生物抑制劑(防止細(xì)菌堵塞)、交聯(lián)劑(提高粘度,通常在注入前與交聯(lián)劑母液混合)等。
環(huán)??剂浚簤毫岩旱呐浞揭踩找婵紤]環(huán)境保護(hù),如減少有害成分、提高可生物降解性等。
3.施工監(jiān)控與操作:壓裂施工是一個(gè)復(fù)雜的多參數(shù)、動(dòng)態(tài)控制過程。
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè):在施工過程中,需要密切監(jiān)測(cè)關(guān)鍵參數(shù),包括:注入速率、泵送壓力、砂子濃度、液體粘度、溫度、井口壓力和返出液性質(zhì)(如含砂量、粘度、pH值等)。
破裂壓力監(jiān)測(cè):通過逐步提高注入壓力,直至觀察到井口壓力穩(wěn)定不再上升,此時(shí)認(rèn)為壓裂液在儲(chǔ)層中形成了破裂。準(zhǔn)確判斷破裂壓力是成功造縫的關(guān)鍵。
攜砂能力驗(yàn)證:在達(dá)到破裂壓力后,維持或略微高于破裂壓力進(jìn)行注入,確保支撐劑能夠被有效攜帶到預(yù)定深度和高度。
替置效率:使用合適的替置液(如氮?dú)?、液體或特殊替置液體系)將前置液(攜帶支撐劑的壓裂液)有效地替置到目標(biāo)裂縫段,同時(shí)最大限度地減少儲(chǔ)層傷害。替置效率通常用替置系數(shù)(排替效率)衡量。
施工精度控制:對(duì)于多級(jí)壓裂,需要精確控制每一級(jí)的注入量、壓力和替置過程,確保各級(jí)裂縫按設(shè)計(jì)形成。
安全操作:整個(gè)施工過程需嚴(yán)格遵守安全規(guī)程,防止高壓管線破裂、井噴等事故。配備足夠的安全閥、壓力表和應(yīng)急處理設(shè)備。
(二)化學(xué)驅(qū)油
化學(xué)驅(qū)油是指通過注入能夠改變油水相行為或油藏物理性質(zhì)的化學(xué)劑(驅(qū)油劑),降低油水界面張力、提高洗油效率,或通過改變流體粘度、增加流動(dòng)能力等方式,將油藏中已被水驅(qū)替但仍被束縛的剩余油驅(qū)替出來的采油技術(shù)。主要類型及操作要點(diǎn)如下:
1.驅(qū)油劑選擇與設(shè)計(jì):這是化學(xué)驅(qū)油成功的關(guān)鍵。
表面活性劑驅(qū):利用表面活性劑降低油水界面張力,使水能更有效地洗油。需要選擇與油藏油、水性質(zhì)匹配的表面活性劑,并考慮其成本、環(huán)境影響和在地層中的降解問題。常需配合粘度調(diào)整劑(聚合物)使用。
聚合物驅(qū):利用高分子聚合物(如聚丙烯酰胺)增加地層水的粘度,形成“粘性指進(jìn)”,改善水驅(qū)油效率,防止水竄,并提高波及效率。需要選擇抗溫、抗鹽能力強(qiáng)的聚合物,并考慮其與地層配伍性及注入壓力的影響。
堿驅(qū)(常與聚合物復(fù)合使用):添加堿性物質(zhì)(如燒堿)可以皂化油中的瀝青質(zhì),降低油粘度,并可能與地層中的粘土礦物反應(yīng),減少粘土對(duì)滲流的阻滯。堿驅(qū)通常對(duì)地層環(huán)境要求較高。
復(fù)合驅(qū):將多種化學(xué)劑(如表面活性劑、聚合物、堿)按一定比例混合使用,發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì),提高驅(qū)油效率。復(fù)合配方的設(shè)計(jì)和優(yōu)化更為復(fù)雜。
配方篩選:通常需要通過巖心實(shí)驗(yàn)、室內(nèi)物理模擬實(shí)驗(yàn)以及現(xiàn)場(chǎng)先導(dǎo)性試驗(yàn)來篩選和優(yōu)化化學(xué)劑配方。
2.注入方式:化學(xué)劑的注入方式直接影響驅(qū)油效果和油藏動(dòng)態(tài)。
單一注入:將配制好的化學(xué)驅(qū)液直接注入油層。
前置液+驅(qū)油劑段塞:先注入一定量的液體(如水或聚合物溶液)作為前置液,隔離油層和后續(xù)注入的驅(qū)油劑,防止其過早與油水接觸而失效。
交替注入:在注入驅(qū)油劑的同時(shí)或之后,交替注入其他化學(xué)劑(如堿、堵劑)或流體,以維持驅(qū)油體系的穩(wěn)定性和有效性。
設(shè)計(jì)注入序列和速率:需要根據(jù)油藏模型和化學(xué)劑特性,精確設(shè)計(jì)注入序列、段塞大小(長度和體積)、注入速率等參數(shù)。
3.效果評(píng)價(jià)與監(jiān)測(cè):
動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè):化學(xué)驅(qū)油過程中,需要加強(qiáng)油、氣、水產(chǎn)量以及壓力、含水率等動(dòng)態(tài)參數(shù)的監(jiān)測(cè)頻率。
產(chǎn)出液分析:定期分析產(chǎn)出液中的化學(xué)劑含量、粘度、pH值以及含油率等指標(biāo),評(píng)估驅(qū)油劑的注入狀態(tài)和驅(qū)油效果。
可視化監(jiān)測(cè):對(duì)于某些油藏,可能采用示蹤劑監(jiān)測(cè)、核磁共振監(jiān)測(cè)等技術(shù),可視化驅(qū)油劑前緣的推進(jìn)過程和波及體積。
效果評(píng)估:通過對(duì)比注入前后的產(chǎn)量變化、含水率上升速度、最終采收率預(yù)測(cè)等,綜合評(píng)估化學(xué)驅(qū)油的效果和經(jīng)濟(jì)性。
問題診斷與調(diào)整:如果監(jiān)測(cè)到水竄加劇、注入壓力異常升高、產(chǎn)出液性質(zhì)變化異常等,需要及時(shí)分析原因,并對(duì)注入方案(如調(diào)整注入速率、改變段塞大小、補(bǔ)充或更換化學(xué)劑)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。
(三)氣驅(qū)采油
氣驅(qū)采油是指向油層注入氣體(如天然氣、
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