引言
石油是当今社会最重要的能源,其采油工艺的创新对于保障能源安全、提高资源利用效率具有重要意义,而传统石油采油工艺在采收率低、工作量大、设备易损等方面存在问题,亟需新技术应用和创新[1]。因此,本文探究当前创新性石油采油技术的具体应用,以期为石油产业的可持续发展提供参考。
1 当前石油采油工艺的问题分析
1.1 石油采收率较低,无法满足社会需求
石油采收率是指从地下油藏中采集到的原油占地质储量的比例,是评价石油开采效果的重要指标。很多油田的地质结构复杂,原油分布不均匀,存在多层次、多组分的油层,传统工艺难以有效开采这些复杂油藏,导致采收率较低。随着采油时间的延长,油田生产压力逐渐下降,流动性也会逐渐降低,传统的水驱、气驱等方法在这种情况下效果有限,难以有效提高采收率。同时,传统工艺下,部分剩余油难以被有效开采出来,如部分原油被储存在细小孔隙中,难以通过传统方法进行开采。
1.2 石油采收工作量对精力耗费多
传统石油采油工艺在采收过程中存在对精力高度耗费[2]。首先,石油采油工艺需要大量人力、物力投入。采油现场的操作需要庞大团队,包括工程师、技术人员、操作人员等,以确保采油过程的顺利进行,意味着需要耗费大量的人力资源,增加采油作业成本和复杂度。其次,石油采油工艺需要长时间连续作业。由于采油作业复杂性和持续性,操作人员需长时间地集中精力进行工作不仅增加了工作耗时,增加操作人员疲劳度,影响工作效率和质量。此外,现场通常环境恶劣,工作条件艰苦,高温、高压、有毒气体等因素会增加操作人员的工作强度和压力,使其需要更多精力来应对挑战,进一步加剧精力消耗。
1.3 后期石油开发严重损坏设备
石油采油工艺中,后期开发阶段面临设备严重损坏主要源于长期高强度运行设备自然磨损和恶劣工作环境导致。随着时间推移和频繁使用,采油设备出现老化和磨损,即使经过精心维护设备,也难以避免长期运行带来磨损,例如泵、管道、阀门等部件,出现磨损、腐蚀或疲劳断裂,影响设备正常运行。同时采油作业通常在恶劣的环境条件下进行,如高温、高压、酸碱腐蚀等,会加剧设备损坏速度,使得设备更容易受损,例如金属材料在高温高压环境下容易发生变形或疲劳断裂,管道和阀门容易受到酸碱介质的侵蚀腐蚀,从而导致设备失效。此外,油田地面不平、地质条件复杂、沙尘暴等因素都会增加设备运行不稳定性和风险,导致设备损坏[3]。
2 当前创新性石油采油技术的具体应用探究
2.1 微生物采油技术
微生物采油技术是利用微生物代谢产生的酸、胶体和生物界面活性剂等物质改变油藏环境,提高原油采收率,在石油行业中备受关注。引入适应性强、代谢活跃微生物菌种到油藏中,利用其代谢过程中产生的酸和其他物质来改变油藏环境,通过代谢作用产生酸性物质,降低油藏的pH值,从而促进原油的流动和释放。利用微生物产生的胶体和生物界面活性剂来改善油藏的渗透性和润湿性,改变原油与岩石表面的相互作用,降低油藏的表面张力,减少原油与孔隙岩石之间的粘附力,提高原油渗透性,促进油藏中原油流动和采集。此外,微生物对油藏中油类、胶体和杂质的降解作用来改善油藏环境,分解原油高分子化合物和杂质,降低原油粘度和密度,使其更易于采集和输送[4]。
2.2 振动采油技术
振动采油技术是通过向油藏中传递振动能量来改变原油和岩石之间的相互作用,从而提高原油采收率。首先,利用机械振动或声波振动等方式向油藏中传递能量,改变油藏中原油与孔隙岩石之间的相互作用,减少原油与岩石表面的粘附力,从而使原油更容易流动和采集。此外,振动还可改变油藏中渗透性,增加原油采集效率。其次,改变油藏中地层压力分布来促进原油的运移和聚集,当振动能量传递到油藏中时,产生压力波和应力变化,进而改变油藏中地层的渗透性和孔隙结构,促进原油运移和聚集,提高采收率。此外,通过改变油藏中的流体流动模式来提高采收率,振动能够引起油藏中流体的湍流运动,增加油藏中原油与水、气等流体的混合和分散,提高原油采集效率。
2.3 声波采油技术
声波采油技术是利用声波能量传递到油藏中,改变原油与岩石之间的相互作用,从而提高原油采收率,该技术在石油行业中备受瞩目,并且在实际场景中取得了一定成果[5]。首先,通过引入声波能量来改变油藏中的物理和化学性质,当声波传递到油藏中时,产生压力波和剪切波,影响油藏中原油和岩石的力学性质,减小原油与岩石表面的粘附力,提高原油流动性,从而增加采收率。其次,改变油藏中孔隙结构和渗透性,声波在油藏中传播时,引起地层中岩石颗粒振动,改变孔隙结构,增加孔隙连接性和渗透性,有助于提高原油的移动性,从而促进采油过程。此外,通过调整声波的频率和振幅,与油藏中原油共振频率匹配,进而增加原油的位移和采集效率,有助于提高采收率,并且对于高黏度、高密度原油尤为有效。总的来说,声波采油技术通过引入声波能量来改变油藏中的物理和化学性质,提高原油采收率,具有操作简便、对地下设施影响较小、环境友好等优势,因而在石油开采领域具有广泛的应用前景。然而,声波采油技术仍需面对挑战,如适应不同油藏条件的调控、高能耗问题等,需要进一步深入研究和实践。
2.4 二氧化碳化学驱油技术
二氧化碳化学驱油技术是通过注入二氧化碳(CO2)到油藏中,利用CO2与原油之间的化学反应和物理效应来提高原油的采收率,为可持续能源开发和碳排放减少提供创新途径。第一,通过CO2与原油中的烃类发生溶解、膨胀等化学反应,降低原油的黏度和表面张力,使原油更容易流动,有助于改善原油在孔隙中的流动性,提高采油效率。此外,CO2的注入改善油藏的渗透性,减小原油与岩石之间的相互作用力,促进原油排出。第二,CO2溶解和反应降低油藏中的气体相相对渗透率,增加油藏的有效体积,提高采收率,CO2在油藏中的凝析,形成CO2凝胶,减小孔隙直径,改善原油相对渗透性分布。第三,CO2作为注入剂,不仅能够提高原油采收率,实现二氧化碳地下封存,减少大气中的温室气体排放,对气候变化有积极的影响。二氧化碳化学驱油技术通过化学反应和物理效应来改变油藏环境,提高原油采收率,并具有减缓气候变化的潜在益处,但需要克服挑战,如CO2有效注入、油藏中复杂地质条件等。
结语
新技术的应用为石油采油工艺带来了新的发展机遇,微生物采油、振动采油、声波采油以及二氧化碳化学驱油技术等创新性技术的应用为提高采收率、减少工作量、降低后期设备损坏等问题提供了有效解决方案,为石油产业的可持续发展提供了新的动力。
参考文献
[1]李建. 深入分析新时期背景下石油采油工艺的新技术[J]. 化工管理, 2020, (05): 109-110.
[2]王锐. 新时期下石油采油工艺的新技术研究[J]. 石化技术, 2018, 25 (12): 38.
[3]王文学. 新时期下石油采油工艺的新技术研究[J]. 云南化工, 2018, 45 (05): 191.
[4]张程萌. 当前时期下石油采油工艺的新技术分析[J]. 化工管理, 2017, (34): 209.
[5]雷芬荣. 当前时期下石油采油工艺的新技术分析[J]. 民营科技, 2017, (01): 12.