海上油田采油工艺新技术现状及发展方向

李雅君

中国海洋石油有限公司 北京 100010

受到我国社会快速发展对能源需求量提升的影响，同时，受到我国陆地能源产量及储备量逐渐降低的影响，对海上油气资源进行开发十分关键，社会的快速发展以及技术的进步可以为海上油气资源的开发奠定基础，但是海上油田在生产作业开展的过程中具有较强的特殊性，对采油工艺以及相关技术的要求相对较高[1]。通过对目前海上油田的开发技术进行深入研究发现，尽管在技术和工艺领域的发展速度相对较快，但是部分采油工艺仍然存在缺陷，这些缺陷的存在将会导致海上油田的产能无法得到充分的释放，这将会对海上油田的开发效率以及开发质量产生重要影响。事实上，尽管各个国家都十分重视海上油田的开发问题，但是在实际开发作业的过程中存在众多的问题。本次研究主要是对海上采油工艺进行总结和分析，对开发过程中存在的问题进行探讨，根据开发中存在的问题提出海上采油工艺的发展方向，为推动我国海上油田开发技术的进一步发展奠定基础。

1 海上采油工艺类型分析

目前常见的海上采油工艺主要可以分为4种类型，分别是电潜泵提液配套机采技术、低渗透油藏配套机采技术、海上稠油冷采技术以及水平井提液配套技术。对于电潜泵提液配套机采技术而言，其主要是通过使用油管，进而可以将多级离心泵下放到井筒中，在对潜油电机进行供电的过程中，需要使用专用的电缆线，以此保证离心泵处于稳定的运行状态，保证离心泵可以将井筒中的原油开发出地面，在井底供液相对较足且产液量相对较大的前提下，该工艺技术的适用性相对较强，已经在我国众多海上油田中得到了推广及应用[2]。对于低渗透油藏配套机采技术而言，其主要是适用于渗透率相对较低的油田，该类型油田主要具有低孔、低渗、低丰度的基本特点，单井的产能相对较低，油层中的物性也相对较差，油层中胶结物的含量相对较高，储层中岩石的发育规模相对较小，如果使用传统的技术对其进行开发，其开发的效率相对较低。事实上，无论是对于海上的低渗透油田还是陆地的低渗透油田，对于开发技术的要求都相对较高，需要使用低渗透油藏配套机采技术，即将酸化压裂技术、微生物技术以及大压差采油技术联合使用，进而使得油田的开发效率可以得到一定的提升。对于海上稠油冷采技术而言，其主要是在不注入热量以及不采取防砂措施的前提下，对螺杆泵进行合理的应用，进而将地层中的原油和砂石同时开采出地面，在地面对原油进行合理的处理，该技术在使用过程中涉及到2个原理，分别是“蚯蚓洞”原理和“泡沫油”原理，对于胶结相对较为疏松的稠油油藏而言，该技术的适用性相对较强。对于水平井提液配套技术而言，该技术在使用的过程中具有众多的优势，可以使得储层能源的动用量大幅提升，其采收率相对较高，油田的开发效益也相对较高，该技术适用于多种类型的油藏，在对海上油田进行开发作业的过程中，该技术可以充分发挥自身的优势[3]。

除了上述4种常见的采油技术以外，水平井控水完井技术、适度防砂技术以及地层自流注水技术也已经在海上油田开发作业的过程中得到了应用。在水平井控水完井技术方面，我国在水平井开发领域的发展速度相对较快，常见的控水完井技术主要可以分为2种类型，分别是水平井分段变密度筛管技术以及中心管技术，对于水平井分段变密度筛管技术而言，其主要是根据油藏的渗透率变化情况，对每一段水平井的筛管密度进行合理的优化，以此实现生产压差均衡的目标，同时，还可以对流量进行合理的调节，对于中心管技术而言，对于高渗高产地层较为适用，该种类型油藏在进行开发作业的过程中，井筒中的摩阻相对较高，水平段的距离相对较长，边底水将会对油藏的开发作业产生严重的影响，通过使用中心管技术，可以延缓底水的锥进[4]。在适度防砂技术方面，适度防砂主要是有选择的对地层进行防砂处理，该技术对于输送砂岩稠油油藏较为适用，可以使得单井产能得到大幅提升。目前，该技术已经在我国渤海油田得到了合理的应用，在使用该技术的过程中特殊筛管主要可以分为2种类型，分别是金属棉蠕动筛管和金属网布复合筛管，对于金属棉蠕动筛管而言，其主要是将优质的无缝钢管作为主要的基管，在基管的两端使用丝扣进行连接，然后在基管上钻孔，对于基管阶梯孔和滤砂室而言，主要是通过螺纹进行连接，以此使其抗拉和抗扭性能得到全面提升，由于过滤单元相对较为独立，因此，流动压力损失相对较小。对于金属网布复合筛管而言，其主要是引入了不锈钢金属纤维，并将其作为主要的过滤介质，对于该种类型的过滤介质而言，其耐腐蚀性和耐高温性都相对较强，在使用过程中的过滤精度，可以根据适度防砂的基本要求进行合理的调节。通过对2种类型的特殊筛管进行分析发现，金属棉蠕动筛管的适度防砂性能相对较好。在使用适度防砂技术的过程中，需要使用低频泵对生产压差进行合理的控制，在下入防砂管柱之前，首先需要对井眼进行全面的清洁，以此使得泥浆中的岩屑含量降低，防止岩屑堵塞筛管，对于海上的采油处理工艺而言，需要具备含砂原油的处理能力，在下放防砂管柱后，需要在合理的位置处安装扶正器，以此保障筛管处于居中的位置，防止在筛管下放的过程中引发刮擦井壁的问题。为了更好地对生产压差进行控制，需要在井下安装压力检测装置，在实际开展生产作业的过程中，需要对油井的出水情况进行实时监控，采取合理的措施防止出现油井大规模出砂的问题。另一方面，油井的产油量和砂量之间存在一定的线性管理，对于适度防砂井而言，如果其含砂量低于0.05%，则说明该油井为正常生产井，如果其含砂量大于0.05%，则需要对生产压差进行合理的控制，对油嘴进行合理的调节，同时需要做好取样分析工作，如果在采取一系列的措施后，油井的含砂量仍然提升，则需要在关井以后采取控制措施[5]。在地层自流注水技术方面，自流注水主要指的是对地层水进行充分利用，引导其流入需要补充能量的油藏之中，在使用该技术的过程中，可以缩短注水作业开展过程中的水质处理及注入环节。目前，该技术在国外海上油气田中得到了成功的应用，可以使得油藏开发效果得到明显的改善，油藏的开发效益也将会大幅提升。

2 海上采油工艺存在的问题分析

目前在进行海上油田开发作业的过程中面临的问题主要可以分为2个方面，分别是开发效率相对较低以及井筒的维护难度相对较大。事实上，尽管国内外在海上油田开发技术领域的发展速度相对较快，但是目前仍然面临众多的困难以及问题，其中开发效率属于海上油田开发作业中的首要问题，开发效率主要受到不同油气层开发程度的严重影响。对于不同地层中的油气资源而言，在性质方面存在一定的差距，部分海上油气田的开发时间相对较早，目前已经进入到开发的中后期阶段，地层中的能量也产生了一定的变化，能量的衰竭程度处于不断变化的状态，地层向井筒输送液体的能力出现了严重的偏差，因此，在油田开发作业的过程中，需要对地层的非均质性情况以及压力的变化情况进行合理的跟踪，同时，如果地层中的含水量提升，地层中的能量严重不足，此时需要对生产井进行合理的处理，在处理不当的前提下，将会出现低产低效的问题，此时的生产井将难以发挥自身作用。在进行海上油田开发作业的过程中，井筒属于能源开采的唯一通道，如果井筒出现问题，则生产效率必然会大幅降低，对于我国部分海上油田而言，开发作业过程中的油井出砂问题相对较为严重，这不但会对井筒产生一定的损伤，还将对生产设备的运行产生一定的影响，因此，需要全面做好井筒的维护工作。另一方面，部分油气资源中含有大量的腐蚀性物质，只有在油气资源开发出地面以后，才能对其进行合理的处理，腐蚀性的物质也将会对井筒产生一定的影响，最终导致井筒的使用寿命缩短，如果无法对井筒进行合理的维护，油气生产作业也将难以进行。

3 海上采油工艺优化方向分析

未来在海上油田开发作业发展的过程中，需要对采油工艺和集输流程进行合理的优化。在采油工艺优化方面，目前海上平台的整体设计与集输流程存在较多不合理的现象，工艺设计不合理的现象较为突出，因此，需要对生产工艺进行合理的改进，首先需要对采油工艺技术进行合理的选择。在上文中指出，目前常见的海上采油工艺技术类型相对较多，不同类型技术的适用范围存在一定的差异，且大多数的采油工艺都存在应用优势和劣势，需要根据油藏的基本特征以及开采条件，对采油工艺进行合理的选择，采油工艺需要与油藏进行无缝衔接，从生产的角度出发进行分析可以发现，油藏具有很强的流动性，属于典型的流动场，在进行开发作业的过程中，油藏中的压力平衡将会逐渐被打破，压力将会逐渐转化为动能，使得油藏中的流体可以通过井筒流出，在进行工艺优化的过程中，需要明确采油工艺与油藏之间的关系，通过对非封闭性油藏进行分析发现，随着开发作业的持续进行，在靠近生产井的位置处油藏可能会出现能量枯竭的现象，无论是采用何种方式对能量进行补充，能量都将会沿着渗透率高的方向流动，此时通过优势通道能量才能突进到生产井的周围区域，对于该种类型的优势通道而言，在形成以后将会对渗透率较低的区域产生屏蔽作用，低渗透区域的流体将无法向井筒内流动，油田的采收率也将会降低，因此，需要延缓边底水的突进问题，对生产压差进行合理的控制，以此达到提高采收率的目标。需要将采油工艺和钻完井工艺进行合理的衔接，在开展钻完井工艺优化的过程中，不仅仅是对井眼轨迹和钻井的程序进行优化设计，还需要对整体的井眼布局及轨迹进行合理的优化，在井筒进行合理的布置后，可以将平台与地层之间优质的流通通道。在进行海上油田开发作业的过程中，需要根据开发作业的基本特点和基于对开发流程的深入理解，对采油集输流程进行合理的优化，以此实现产量和效益最大化的基本目标。在投产运行的前期，必然会存在工艺流程不合理的问题，需要针对出现的问题进行现场改造，防止因集输工艺存在问题影响油井的生产作业，例如需要对油气水分离流程进行合理的优化，对于分离器分离得到的生产水而言，其温度处于60～80℃之间，如果将其直接注入到注水系统中，则必然会出现严重的热损失问题，在对其进行改造以后，可以将生产水作为换热介质，使其可以进入到生产循环流程，对生产水的热能进行充分利用，对于原油黏度相对较大的油田而言，通过采用该种类型的措施，可以防止出现集输流程管线压力相对较大的问题。

4 结束语

海上油田的开发属于我国油气田开发的重要发展方向，尽管国内外都十分重视海上油田的开发问题，也提出了众多的开发技术和工艺，但是在开发作业的过程中仍然面临开发效率相对较低以及井筒维护难度相对较大的问题。因此，在开发作业之前，需要根据油藏的基本特点以及开发作业的要求，对开发工艺技术进行合理的优选，并对开发工艺流程和集输流程进行合理的优化，以此使得海上油田开发效率得到提升。