社会经济持续快速增长,油气需求自然水涨船高,而国内石油供应却难填欲壑。2006年,我国石油对外依存度已达47.0%,较2005年提高4.1个百分点。2006年,我国原油产量同比增长1.7%,而石油净进口同比增长19.6%。据海关总署发布的信息,今年1季度,我国原油和成品油进口同比均呈上升趋势。
中国石油天然气集团公司是国内最大的石油生产商,2006年原油产量达到1.066亿吨,承担了国内原油58%的生产份额。因此,充分挖掘中国石油自身潜力,维持原油稳产、增产,对于减少我国对外原油依赖程度,确保国家能源安全具有十分重要的意义。
另外,国内东部多数油田目前处于高含水期开采阶段,综合采收率仅为32%左右,意味着仍有六成以上的石油“留守”地下。而且,注水开发油田大都进入高含水、高采出程度的“双高”阶段,“多井低产”的问题难以回避。
依靠技术进步,增加新的储量发现,提高油田采收率,增加可采储量,是中国石油确保原油稳定增长、实现石油资源接替良性循环的必由之路。分析中国石油近几年原油产量构成,提高采收率技术获得的产量已达到相当比重,其中化学驱三次采油技术更是功不可没。
所谓三次采油,是对比一次采油、二次采油而言的。通俗地讲,在石油开采初期,只是利用地层的天然能量开采石油,称为一次采油,其采收率仅为10%左右。通过向地层补充能量来开采石油的方法,如注水、注气等,称为二次采油。目前世界上已有大量油田采用二次采油方法,但采收率一般也只能达到25%到40%左右。三次采油,则是利用物理、化学和生物等手段,继续开采地下剩余的石油,以此提高原油采收率的方法。
中国石油的主要产油区分布在东部松辽盆地、渤海湾和西部地区。而东部绝大多数油田已进入高含水阶段,产量递减加大,是利用三次采油技术增加产量的有利地区。为了确保原油生产的稳定发展,中国石油加大了三次采油技术的研究和实施力度。
以聚合物驱油技术为主导的化学驱三次采油技术,是中国石油现有技术条件下最为重要的提高石油采收率的技术之一。1986年,我国完成了“中国陆上注水开发油田提高采收率潜力评价及发展战略研究”,制定了“化学驱是我国东部油田提高采收率技术研究主攻方向”的方针,科学安排、部署了聚合物驱工业化应用试验和多层次的化学复合驱先导试验。1996年,聚合物驱技术投入工业化应用,其中应用规模最大的大庆油田提高采收率幅度保持在10%以上的高水平。
自1996年起,中国石油三次采油产量呈梯级上升。1996年为359万吨,到2000年首次突破1000万吨,达到1050万吨。此后,产量连续6年保持在1000万吨以上。2005年达到了1323万吨,约占中国石油当年产油量的12.5%。
化学驱三次采油技术的快速发展,延缓了东部老油田的衰老速度,增加了可采储量,改善了开发效果,为我国东部油田持续稳产作出了重要贡献。
位于松辽盆地的大庆油田是中国石油主要的石油生产基地,也是三次采油技术研发的功臣和最大受益者。“十五”期间,大庆油田已进入高含水后期开发,储采失衡矛盾日益突出。发展三次采油、提高最终采收率、增加可采储量已成为油田迫切需要解决的重大技术问题。
1996年,聚合物驱油技术首次在大庆喇萨杏油田实现了工业化生产。为这位共和国工业的“长兄”书写27年稳产5000万吨的“神话”,立下了赫赫战功。
到2006年底,大庆油田已投入聚合物驱工业化区块35个,动用地质储量5亿多吨,总井数5000余口。截至2006年9月25日,大庆油田依靠自主创新,采用三次采油技术累计产油突破1亿吨,成为世界上最大的三次采油技术研发、生产基地。去年全年,大庆油田生产原油4338万吨,承载了中国石油总产量的近41%,其中三次采油产量达1157万吨,当推首功。
不仅是现在,在未来,三次采油仍是大庆油田开发中不可替代的主导技术。“十一五”期间,大庆油田共在一、二类油层上安排了5个三元复合驱矿场试验区,11个三元复合驱推广区块,15个聚合物驱区块。5年共动用地质储量超过3亿吨,增加可采储量4163亿吨。
在技术人员智慧与汗水的浇灌下,三次采油技术也在大港油田开花结果。
大港油田是中国陆上油田最早开展化学驱现场试验的油田之一,为老油田提高原油采收率贡献了经验。由于油藏条件复杂,大港油田在近20年的三次采油技术研究及现场试验中,曾经尝试了多种新技术、新方法,最终探索出一条适合本油田“口味儿”的三次采油技术,即以污水聚合物驱为主体的化学驱配套技术。
目前,大港油田现场主要应用污水聚合物驱技术、碱/聚合物二元复合驱技术和本源微生物采油技术3项技术。到去年9月底,已有三次采油注入井89口,控制地质储量1968万吨,预计增加可采储量112万吨,现已累计增油105万吨。各种三次采油方法中,聚合物驱效果比较理想,目前提高采收率9.34%。
大港油田已谋划出三次采油的可观前景。“十一五”期间,将开辟中北部、南部开发区两大战场,总控制实施潜力7740万吨,可比常规水驱增加可采储量676万吨。
“我国东部地区从地质条件看,比较适合化学驱,这是充分考虑了国情的。”谈到三次采油技术的选择时,中国工程院院士韩大匡说,每个国家的自然条件不同,在三次采油技术的应用上都要走自己的道路。比如美国利用二氧化碳温相驱提高采收率,主要缘于资源丰富和成本低廉。而加拿大提高采收率主要依靠两类技术,稀油油藏依靠注烃混相驱,稠油主要是蒸汽驱。
没有一项技术是一劳永逸的。中国石油在聚合物驱技术进一步完善的同时,于上世纪90年代,在大庆、新疆、辽河开展了复合驱先导试验,取得了令人鼓舞的效果。“复合驱比聚合物驱更有吸引力,是中国石油三次采油技术发展的主攻方向。”中国石油的有关技术专家说,微生物采油技术是近20年来发展较快的一项技术,但目前仍处于摸索阶段,担承重任尚需时日。
实践表明,三次采油技术是中国石油开发的必然也是明智的选择。随着思维的突破与技术水平的不断提高,三次采油技术将在进一步推广应用中趋于完善。
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中国石油提高采收率技术发展的四个阶段
国内提高采收率技术的研究工作开始于二十世纪60年代初。在过去的40多年中经历了从无到有,从室内研究到现场试验,从单纯的探索性试验到大规模工业化应用。
中国石油提高采收率技术的发展,大致可分为四个大的阶段。一是提高采收率技术探索阶段(20世纪60年代至70年代);二是确定中国石油提高采收率技术主攻方向阶段(20世纪80年代);三是聚合物驱油技术完善阶段,该阶段聚合物驱油技术水平和工业化生产规模已进入世界先进行列(20世纪90年代);四是复合驱油技术及聚驱后进一步提高采收率技术攻关阶段,该阶段复合驱工业化试验规模进一步扩大,并逐步推广应用,聚驱后进一步提高采收率技术开始先导试验(21世纪初)。
中国石油提高采收率技术五个发展方向
一是进一步改善聚合物驱效果,降低成本,加快新型聚合物的研制工作,扩大聚合物驱应用范围;二是加快三元复合驱工业化应用步伐,优化三元复合驱体系配方,完善高效、廉价表面活性剂的研制和生产工作;三是完善蒸汽驱配套技术,加快中深层稠油油藏蒸汽驱技术攻关,努力扩大稠油蒸汽驱规模;四是加强注气提高采收率配套技术的研究,争取以较快的速度使其发展成为一种经济有效的提高采收率技术;五是因地制宜开展微生物采油提高采收率方法的研究和推广。