


在全球能源需求持续攀升的大背景下,油气作为重要的传统能源,其稳定供应对经济发展和社会稳定起着关键作用。英国能源协会发布的《世界能源统计年鉴(2024年)》显示2023年全球能源消费量为 619.63 艾焦,同比增长2% ,原油消费量自2020年以来首次突破每日1亿桶大关,全球天然气总消费量达到4.01万亿立方米,较2022年增长了10亿立方米。
国际能源署发布的报告也指出,2024年全球能源需求同比增长2.2%,电力能耗在全球范围内持续攀升,电力部门成为过去一年全球能源需求加速增长的核心动力。
然而,随着油气田开发的不断深入,许多常规油气资源逐渐进入开采后期,产量递减问题日益突出。
与此同时,新发现的油气田往往地质条件更为复杂,开采难度大幅增加。在这样的形势下,油气田增产系统应运而生,成为满足不断增长的能源需求、提高油气田采收率、实现能源可持续供应的关键所在。它对于保障国家能源安全、推动经济的稳定发展以及提升能源企业的竞争力,都具有不可估量的重要意义。
油气田增产系统是什么
(一)定义
油气田增产系统是一个综合性概念,它涵盖了一系列旨在提高油气田产量和采收率的技术与措施。随着油气田开发进程的推进,地层能量逐渐消耗,油气开采难度不断加大,常规开采方法难以满足生产需求,因此,油气田增产系统应运而生。该系统整合了多种技术手段,针对不同的地质条件和开采阶段,精准施策,以实现油气田的高效开发。
它不仅包括物理层面的井筒增产技术、油气藏增产技术,还涉及管理和技术创新层面的辅助增产技术,通过多维度的协同作用,挖掘油气田的增产潜力。
(二)构成部分
井筒增产技术:在油气田开发中,井筒作为连接油气藏与地面的关键通道,其性能直接影响着油气的开采效率。井筒增产技术致力于优化井筒设计、改进结构并提高质量。通过采用先进的钻井技术,如水平井、多分支井等设计,能够增加井筒与油气藏的接触面积。
水平井技术在低渗透油气藏开发中表现卓越,它可以在油层中钻出水平段,使油层暴露面积大幅增加,相较于传统直井,产量可提高数倍。多分支井则能在不同方向上延伸,进一步扩大对油气藏的覆盖范围,提高油气的开采效率。

在井筒结构方面,选用高强度、耐腐蚀的井筒材料,能够有效延长井筒的使用寿命,降低维护成本。在一些海上油气田,由于海水的腐蚀性强,采用特殊合金材料制作的井筒,可抵御海水的侵蚀,确保井筒的长期稳定运行。
加强井筒施工过程的质量控制,保证井筒的稳定性、密封性和耐磨性,也是至关重要的。只有高质量的井筒,才能为油气的顺利开采提供坚实保障。
油气藏增产技术:油气藏增产技术聚焦于改变油气藏的物理、化学和地质条件,以提高油气产量和采收率。向油气藏注入气体或液体是提高油气藏压力的常用方法。在一些枯竭的油气藏中,注入二氧化碳不仅能提高压力,还能与原油发生混相,降低原油粘度,提高原油的流动性,从而增加油气产量。压裂、酸化等手段则用于调整油气藏地质结构。
水力压裂技术通过向地层注入高压液体,使岩石产生裂缝,增加油气的渗流通道,大幅提高油气层的渗透性,在低渗透油气藏开发中发挥着关键作用。酸化技术则利用酸液与岩石中的矿物质发生化学反应,溶解堵塞物,扩大孔隙和裂缝,改善油气的流动条件。
对于稠油油气藏,通过加热油气藏,降低油气粘度,也是提高油气产量的有效途径。蒸汽驱技术就是将高温蒸汽注入油层,加热稠油,使其粘度降低,便于开采。
辅助增产技术:辅助增产技术虽然不直接作用于井筒和油气藏,但对提高油气产量起着不可或缺的支持作用。提高油气田管理水平是关键一环,它涵盖了生产调度、设备维护、人员培训等多个方面。合理的生产调度能够确保油气田各生产环节的高效协同,避免资源浪费和生产中断。
定期对设备进行维护保养,及时更换老化部件,可提高设备的运行效率和可靠性,减少因设备故障导致的停产时间。加强人员培训,提升员工的专业技能和操作水平,能够更好地执行生产任务,及时解决生产中出现的问题。优化油气田生产方案也十分重要,根据油气藏的特点和开采动态,制定科学合理的生产方案,能够充分发挥油气田的潜力。
在开采初期,可采用高速开采策略,快速回收浅层油气资源;随着开采的深入,调整开采速度和方式,实现油气田的可持续开发。不断开发新技术、新工艺,也是推动油气田增产的重要动力。
随着科技的不断进步,数字化、智能化技术在油气田领域的应用日益广泛,通过建立油藏模型、实时监测系统,利用大数据分析和人工智能算法,能够实现对油气田的精细化管理和生产方案的优化,为油气田增产提供新的技术手段。
三、工作原理大揭秘
(一)传统增产技术原理
注水注气:注水注气是油气田开发中最为基础且常用的增产手段。随着油气的不断开采,地层能量逐渐损耗,压力降低,油气的流动变得愈发困难。此时,向地层注入水或气,能够有效地补充地层能量。
以注水为例,注入的水在油层中占据一定空间,推动原油向井筒流动,就像在管道中增加了一股推动力,让原本流动缓慢的原油能够更顺畅地抵达井口。注气的原理与之类似,注入的气体,如天然气、二氧化碳等,在油层中膨胀,增加地层压力,提高原油的流动性。
在一些低渗透油气藏中,通过注气不仅能补充能量,还能改善原油的物性,降低原油粘度,使原油更容易被开采出来 。
酸化压裂:酸化和压裂技术在改善油气层渗透性方面发挥着关键作用。酸化是利用酸液与地层中的矿物质发生化学反应,溶解堵塞物,如碳酸盐、硫化物等,从而扩大孔隙和裂缝,改善油气的流动通道。
在碳酸盐岩油气藏中,盐酸与岩石中的碳酸钙反应,生成可溶性的氯化钙、二氧化碳和水,清除近井地带的堵塞,恢复油气的流动能力。压裂则是通过向地层注入高压液体,使岩石破裂,形成人工裂缝。
这些裂缝就像一条条高速公路,极大地增加了油气的渗流通道,提高了油气层的渗透性。在低渗透油气藏中,水力压裂技术可以将原本难以开采的油气资源释放出来,显著提高油气产量。
(二)提高采收率技术原理
化学驱:化学驱是一种通过注入化学剂来改变油藏性质,进而提高油气采收率的技术。在众多化学驱技术中,聚合物驱、表面活性剂驱和碱驱是较为常见的类型。聚合物驱是向油层注入聚合物溶液,聚合物分子在水中形成网状结构,增加水的粘度,降低水油流度比,使水在驱油过程中能够更均匀地推进,减少指进现象,从而扩大波及体积,提高驱油效率。