第10章油气藏经营管理技术管理

第10章油气藏技术管理—提高原油采收率方法本章内容技术替代过程一次采油二次采油三次采油科技创新技术管理的战略背景考虑一、技术的替代过程石油开采技术发展历程科技生命周期规律陆相石油地质理论——————————打破“贫油”结论大型非均质砂岩油田开发理论与技术——保持大庆稳产27年复式含油气区滚动开发技术——————小断块油藏得以开发三次采油先进技术的进一步成熟———非常规油田的高效利用主体技术换代必然需要战略接替二、一次采油依靠天然能量开采原油的方法天然水驱弹性驱溶解气驱气顶驱重力驱提高采收率不超过15%三、二次采油作用：保持压力驱替原油提高采收率情况：30-40%通过注水或非混相注气提高油层压力并驱替油层中原油注水油田开发模式影响水驱油的因素陆相石油地质的影响注水开发是主体但面临困难大部分老油田已经进入高含水期，含水率达80%以上全国油田采收率34%，显示三次采油具有很大潜力四、三次采油三次采油是指油田在利用天然能量进行开采和传统的用人工增补能量之后，利用物理的、化学的、生物的新技术进行尾矿采油的开发方式提高采收率情况：50-60%三次采油作用机理波及系数=(波及到油层的体积)／(整个含油油层的体积)洗油效率=(波及到油区所采出的油体积)／(整个波及油区油的体积)采收率=波及系数×洗油效率毛细管的液阻效应、油水界面张力、粘度、温度等1、三次采油技术内涵二次采油之后的技术包括目前可应用的四大类技术（化学驱、气驱、热力驱、微生物驱）属于尾矿开发2、三次采油技术外延坚持继承与发展的观点3、三次采油技术体系一级技术二级技术主要机理主要缺陷化学驱碱驱与原油中酸发生反应生成表面活性剂，降低界面张力，润温性反转碱耗大，破坏地层，弱碱驱不完善，适合于低粘土含量的高酸值油藏聚合物驱增加注入水粘度，降低流度比，提高波及系数聚合物在高温、高矿化度下增粘能力差，稳定性差，注入能力受渗透率限制表面活性剂驱降低油水界面张力，岩石润温性反转岩石吸附损失大，化学剂成本高三元复合驱综合了碱、聚合物、表活剂功能，扩大波及体积，提高驱油效率配方复杂，化学剂成本高，配套技术不完善泡沫复合驱综合了化学驱与气体混相驱功能，既能提高驱油效率也能扩大波及系数，效率较高配方复杂，配套技术缺乏（1）化学驱（2）热力驱一级技术二级技术主要机理主要缺陷热力驱蒸汽驱降低粘度、受热膨胀、蒸汽蒸馏、汽驱以及相对渗透率和润湿性改变井热损失大；蒸汽超覆现象严重；蒸汽锅炉排放污染物蒸汽吞吐周期性注蒸汽，加热井口附近原油，最后形成蒸汽驱井热损失大；蒸汽超覆现象严重作用半径小；蒸汽锅炉排放污染物火烧油层降低原油粘度原油轻质组分汽化重质原油热裂解产生气体混相驱作用蒸汽反燃烧方法产生的气体超覆；燃烧难于控制；产出气污染环境；井下管柱腐蚀严重热化学驱亚硝酸钠和硝酸铵在地层中发生化学反应，产生大量的热和氮气，加热原油，降低粘度，氮气参与气驱化学剂注入与控制（3）气驱与微生物驱一级技术二级技术主要机理主要缺陷气驱气体混相驱降低原油粘度膨胀原油混相驱替作用重力分异导致的超覆现象；注入气源受限制；沥青沉淀降低渗透率CO2驱降低原油粘度、膨胀原油体积，多次接触混相气源限制；腐蚀、结垢和沥青沉淀N2驱多次接触混相要有足够C2-C6组分，地层压力要高，适应高压轻质油藏，成本低，气源充足生物驱微生物驱微生物堵塞大孔隙改善波及系数生物表面活性剂降低界面张力代谢酸性物质增加渗透率代谢气体驱作用降解原油作用微生物耐盐、耐高温性差；降解重质原油的微生物难于研制；微生物潜在污染水源（4）物理驱与纳米驱一级技术二级技术主要机理主要缺陷物理驱声波驱油声波或者超声波具有机械振动作用、空化作用、热作用，穿透能力强、在液体和固体介质中传播距离远、传播方向性好，用超声波处理油层能疏通油流通道，降低毛细管张力，提高渗透率，改变油层流体的流变性及流态，促进油、水、气的流动，提高地层的泄油能力机理研究与实践结合不够，缺少成熟配套设备工艺技术低频脉冲波驱油低频脉冲比超声波能量衰减慢，强度更大。产生宏观裂缝、改善岩心微观孔隙结构、改善原油流变性、改善界面特性、降低油水界面张力水力冲击波、高能气体压裂已有应用，爆炸压裂应用很少，成熟配套设备和工艺不健全电脉冲驱油机械作用与声波及低频脉冲的作用相同、对不同的地层采用适当的化学液，可加强电脉冲的作用效果、利用电场来调节其相渗透率，达到控水增油的目的机理不待验证，重视不够。成熟配套设备和工艺不健全磁场和电磁场驱油随着磁场强度的升高，液体粘度下降；电磁场作用于油藏产生大量的热，从而改变原油的流变性机理不待验证，重视不够。成熟配套设备和工艺不健全纳米驱纳米驱油膜剂分子将在油膜局部脱落的岩石表面上吸附形成超薄膜，降低了原油和岩石表面间的粘附力，使得原油易于剥落和流动，具体有吸附作用、润湿性改变、扩散作用、毛细管自渗吸作用以及界面性质改变纳米材料的研制是最大限制国家原油总产量三次采油产量三次采油产量/总产量美国623.3374.812%委内瑞拉322.585015.5%加拿大272.114014.7%印度尼西亚144.933020.7%中国325.58288.6%4、三次采油国内外现状2000年三次采油在产油国中的产量比例产量单位：104桶/天从其三次采油产量构成看，蒸汽驱、CO2混相驱、烃类混相/非混相驱是前三名的措施，分别占三次采油总产量的55.83%、25.33%、16.64%，合计为97.8%。这也反应了其技术多样性美国三次采油形势我国三次采油发展历程1979年，我国将三次采油列为油田开发十大科学技术之一1982年，对国外五个主要石油生产国十余种三次采油方法筛选标准进行了综合分析1984年开始在大港、大庆、玉门等油田进行聚合物驱油、表面活性剂驱油的国际技术合作“七五”（1986～1990）、“八五”（1991～1995）期间，三次采油技术连续列为国家重点科技攻关项目到目前为止，用了十年左右的时间，聚合物驱油技术已基本掌握，并完善配套了十大技术，保证了大庆油田27年稳产股份公司三次采油年产油量30257284686094299412175.42.988.29.19.611.702004006008001000120014001996199719981999200020012002时间（年）三次采油产量（万吨）02468101214三次产量占总产量的比例（％）三次采油产量（万吨）三采产量占总产量的比例（％）“九五”以来，三次采油在中国石油原油生产中发挥了越来越重要的作用，产量逐年增加，从1996年的302×104t增加到2003年的1234×104t，占到中国石油原油年总产量11.9%。三次采油在中国石油原油生产中发挥重要作用010002000300040005000600019951996199719981999200020012002200320042005原油产量，万吨051015202530天然气产量，亿方天然气产量原油总产量三次采油产量大庆油田三次采油发展过程创新什么？如何创新？如何产业化？五、科技创新海量信息的有效吸取信息吸取技术（你要去哪？）投放技术（你应去哪？）吸取-投放技术（你需要什么？）有用信息知识库1、创新什么技术预见方法多数是继承了技术预测的方法，所不同的是技术预见是以德尔菲法为主，其它若干个方法辅助，形成了集成优势，回避了单一方法所暴露的问题，比如说：德尔菲法、情景分析法和相关树法是进行长期预见的主要方法，非常适合于技术预见。但是这3种方法的应用程度却不高，主要是由于这3种方法需要耗费大量的时间和经费；专利统计分析也是一个非常有效和易操作的方法，但预测的时间较短（5年内），仅适用于短期预测；基于网络的“虚拟研讨厅”、模型模拟方法，其应用程度较差；而形态模仿法、技术投资组合法和趋势外推法显得操作性不够高。分系统指标选择项社会系统对维持近期石油供给的重要程度A1很重要、重要、一般、不重要对保障中长期石油持续的重要程度A2很重要、重要、一般、不重要经济系统对提高石油企业经济效益的重要程度A3很重要、重要、一般、不重要对增强石油企业品牌竞争力的重要程度A4很重要、重要、一般、不重要环境系统防止生态环境破坏的被信任程度A5很信任、信任、一般、不信任技术本身进一步提高采收率的先进程度A6很先进、先进、一般、不先进技术在企业特定地质条件下驱油的适合程度A7很适合、适合、一般、不适合当前制约该技术的发展因素A8技术可能性、商业可行性、法规政策、人力资源、研发投入、基础设施认为企业开始较大规模应用的时间A92010年之前、2010年—2015年、2016-2020年、2020年之后专家本身专家对该技术的熟悉程度A10很熟悉、熟悉、一般、不熟悉系统综合评价指标体系专家体系组成专业方面油田经济、综合战略、油田生态环境、油田管理、数字信息三次采油（综合、化学驱、气驱、热力驱、微生物驱、物理驱、纳米技术）企事业单位石油企业、相关石油高校、相关石油研究机构、国家和地区相关政府部门学术层次专家、资深、精通、一般智慧综合集成虚拟研讨厅2、如何创新专家群体中个体之间的互动是动态复杂的。只有通过专家群体某种组织下的互动，才能激发专家思考问题的个人能动性，使专家主动审视思考问题的模式，提高思维敏感度，创造新的对问题的认识，同时使专家个人的经验知识从隐式转化为显式浮现出来，从而不断丰富专家个人的知识，实现对复杂问题认识的自我超越，形成并不断扩大群体对问题认识的共同意义的汇集。通过某种互动充分发挥个人和群体创造性，是综合集成研讨厅体系充分发挥成员优势的要求，是理解群体智慧的关键。智慧综合集成虚拟研讨厅的特点专家群体一致性检验主体/内涵独立创新联合创新自主创新较高的内在智力和能力；企业拥有创新成果绝对控制权；回报率高，一旦成功可以迅速占领市场；资金投入由企业承担；风险非常大。主导企业拥有核心技术控制权；通过制定标准形成技术垄断联盟；可以分散风险；对主导企业的技术和经济实力都有很高要求。模仿创新降低企业开发核心技术的成本；可以避开技术垄断的壁垒；依据市场的需求进行模仿，柔性高；容易发生知识产权纠纷。降低企业开发核心技术的成本；可以享受到技术联盟内部的协同支持；多为技术联盟的中小企业；没有核心技术的控制权。引进创新避开技术垄断的壁垒，获得核心技术的二次引进创新开发权；降低企业研发的时间成本；引进技术成果一般不是最新成果；经济代价高。对企业技术创新能力要求不太高；要求有一定的技术产业化、应用化和本地化能力；与技术联盟的关系松散，缺乏稳定性。3、如何产业化时间段发展方向2006-2010①利用聚合物驱技术优势，积极开拓海外生产市场，同时，开展聚驱后三采技术研究。②从设备、材料、人才及配套技术上完成三元复合驱对聚合物驱的主体换代；③借用国内已有蒸汽驱技术，发展以蒸汽驱为另一主体方向的联合模仿创新技术，使油气开采技术多元化；④进一步研究泡沫复合驱和CO2驱技术，为下一步的技术作好储备。技术发展规划六、技术管理的战略背景考虑1、初级小康向全面小康转变2、经济发展向科学发展转变3、国家安全向能源安全转变4、产业规模向自主创新转变国家层次重大战略转变1、石油供应挑战2、科技创新挑战3、油价高涨挑战4、资源全球挑战5、战略转型挑战企业层次面临持续发展巨大挑战思考技术的生命周期规律理解三次采油技术的内涵和外延基于智力资本的科技创新战略对策科技创新管理系统功能与过程