序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的油礦地質(zhì)學(xué)研究樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。

第1篇

【關(guān)鍵詞】油藏 精細油藏 描述技術(shù) 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢

油藏技術(shù)主要用于油田的開采。由于油田都存在于地層結(jié)構(gòu)中，因而需要采用一定的勘測技術(shù)對地層中油田分布的位置進行預(yù)測，油藏描述技術(shù)中包含的學(xué)科知識較多，其中包括地質(zhì)學(xué)、地震學(xué)等相關(guān)的知識，而且也需要相關(guān)的計算模塊對油氣儲量規(guī)模以及油氣儲層分布狀態(tài)做出準(zhǔn)確的預(yù)測。精細油藏技術(shù)主要是針對油田開發(fā)后期而言，其目的挖掘已開發(fā)油田的潛力，實現(xiàn)油田勘探作業(yè)的精細化。

1 國內(nèi)精細油藏技術(shù)的研究現(xiàn)狀

油田在開發(fā)一定時期后就會進入高含水期，此時油質(zhì)較差，且需要專門的技術(shù)對油質(zhì)進行凝聚，而且此時地層結(jié)構(gòu)中油藏分布較為分散，局部卻也相對富集，在地質(zhì)結(jié)構(gòu)中已經(jīng)較難發(fā)現(xiàn)比較大片的剩余油分布，導(dǎo)致油田的采收率得不到明顯的提升。而造成油田采收率偏低的重要原因就是不能夠?qū)瘜拥木|(zhì)性做到較為準(zhǔn)確的預(yù)測，因而需要引入精細化油藏描述技術(shù)，從而準(zhǔn)確的預(yù)測出油質(zhì)在三維空間內(nèi)的分布規(guī)律，以及儲集層的性質(zhì)。

1.1 地震技術(shù)的應(yīng)用

在油藏開采過程中，由于儲集層的分布狀態(tài)以及流體性質(zhì)會發(fā)生顯影的變化，從而儲層體積密度以及地震速度會發(fā)生相應(yīng)的變化，此時地震反射波的相關(guān)特性也會發(fā)生一定的變化。因而在油田開發(fā)階段，主要定期對不同位置的油質(zhì)分布結(jié)構(gòu)進行對比的三維地震觀測，并且形成較為完善的地震觀測數(shù)據(jù)，能能夠初步的對地層中油氣分布進行預(yù)測。如今，地震與廣泛的用于地層精細構(gòu)造研究方面，并且取得了較好的效果。而且，四維地震技術(shù)的不斷發(fā)展，也為油田作業(yè)的精細化的開發(fā)提供了一定的助力，通過四維地震技術(shù)能夠?qū)τ吞镒⑺^程中奇想變化等相關(guān)的油氣分布范圍進行準(zhǔn)確的預(yù)測。

1.2 地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)的應(yīng)用

地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)在精細油藏描述的技術(shù)中應(yīng)用較為廣泛，其核心工具為變差函數(shù)，其技術(shù)原理為現(xiàn)在較為合適的地質(zhì)統(tǒng)計分析的方法對區(qū)域化變量的空間分布結(jié)構(gòu)特征規(guī)律進行較為準(zhǔn)確的估計，同時為保證相關(guān)數(shù)據(jù)的完整性，有必要對區(qū)域化變量的條件進行模擬。區(qū)域化的變量指的是在一定的地質(zhì)區(qū)域內(nèi)，某一空間所觀測的出的地質(zhì)參數(shù)往往存在著差別，且不能夠運用簡單的函數(shù)關(guān)系予以表達，不同空間的地質(zhì)參數(shù)存在著一定的隨機性，但是總體上卻也存在著相關(guān)性。這種在空間內(nèi)，既能夠體現(xiàn)出連續(xù)性特點也能夠體現(xiàn)出隨機性特點的變量，統(tǒng)稱為區(qū)域化變量。假如將空間幾何區(qū)域內(nèi)的變量關(guān)系以區(qū)域隨機函數(shù)的形式來表達，并對區(qū)域化變量中的某一點進行取值，從而能夠形成具有空間相關(guān)性的隨機變量。地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)的網(wǎng)格化可以沿層面或其他界面插值。利用地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)可以得到更準(zhǔn)確的模型，同其他方法相比，控制數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)與插值點之間的距離和方向、控制數(shù)據(jù)點之間的距離和方向、層面控制、連續(xù)性模型、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分布以及控制數(shù)據(jù)的不確定性程度都被被系統(tǒng)地運用到建模過程當(dāng)中。一般來說，模型的建立會涉及到相關(guān)的應(yīng)用軟件。

1.3 層次界面分析與流動單元研究法

一般來說，剩余油田資源的分布具有其獨特的特點，其多數(shù)存在于地層隔斷中，隔斷之間具有相互獨立的特點，而且隔斷體內(nèi)部也并未被注水，因而這種隔斷油質(zhì)往往是油藏精細描述關(guān)注的重點，且是未被水體波及到的分隔體才能作為重點關(guān)注對象，而側(cè)重點為未被物性波及的隔斷油質(zhì)。儲集體的分隔性要遠遠超過其連續(xù)性，在對于分隔體研究時，應(yīng)該分隔體從剖面上劃分出來，儲集體將會被分為小的流動單元，將最小一級的分隔體最大程度的描述出來，則是研究分隔體的關(guān)鍵所在。層次界面分析法在對系統(tǒng)進行研究時，并不像層序方法那樣對海平面的變化特別看重，而是主要強調(diào)了系統(tǒng)論的觀點，強調(diào)了系統(tǒng)的層次性、結(jié)構(gòu)性，強調(diào)了界面的級別性。

2 精細油藏描述技術(shù)的展望

2.1 數(shù)字化技術(shù)以及模擬技術(shù)的應(yīng)用

如今，計算技術(shù)以及軟件技術(shù)的大力發(fā)展，對于油藏分布的描述多數(shù)要求具有一定的可視化程度，即能夠較為準(zhǔn)確地看出剩余油質(zhì)的分布構(gòu)造圖。現(xiàn)代油藏描述技術(shù)多數(shù)是以油藏描述軟件作為基礎(chǔ)，而且計算機軟件作為一種較為先進的工具，其能夠?qū)ο嚓P(guān)的剩余油的分布做出較為準(zhǔn)確的預(yù)測。目前國外一流的油質(zhì)勘探方面的軟件包括：SCM、GTM等相關(guān)地層模擬方面的軟件等等，國內(nèi)也包括諸如RICH油藏描述軟件、三維地質(zhì)模型軟件系統(tǒng)（GMSS）等等。運用計算機軟件對地質(zhì)構(gòu)造分布圖進行預(yù)測，最大的特點就是其真正的能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)科之間的綜合利用，如一般的油藏描述軟件能夠中和應(yīng)用地震、鉆井、測井以及相關(guān)的地質(zhì)研究數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，進行準(zhǔn)確的油藏描述，通過軟件界面能夠?qū)Φ刭|(zhì)模型進行三維演示，同時其中也包括動態(tài)以及靜態(tài)參數(shù)的分布。相關(guān)軟件的應(yīng)用實踐表明，軟件描述的有效性多對于早期油藏技術(shù)而言，但是對于老油田的精細化油藏描述就會稍差一些，而且在進行井間預(yù)測的過程中，對于預(yù)測結(jié)果的理論性過強，并未考慮到地質(zhì)學(xué)家的經(jīng)驗。導(dǎo)致預(yù)測測結(jié)果存在一定的偏差。此外，由于油藏數(shù)值模擬網(wǎng)格粗化和取向問題，使得數(shù)模計算結(jié)果比油藏描述粗糙得多，缺乏地質(zhì)上的顯示特點。而且多數(shù)軟件應(yīng)用存在著大量的隨機建模。難以確定那個建模結(jié)果可作為參考，此時僅能使用地質(zhì)模型進行檢驗修正。因而，未來需要開發(fā)出一種具備多功能、綜合性、一體化的三維描述軟件，它應(yīng)該具有多種插值方法（尤其是隨機建模算法），預(yù)測能力強，充分考慮地質(zhì)家的經(jīng)驗和各種約束條件，功能強大，等等。

2.2 高分辨率層序地層學(xué)的應(yīng)用

層序地層學(xué)的核心技術(shù)在于確定等時格架以及時間地層框架內(nèi)沉積地層的分布類型。在一個基準(zhǔn)面旋化過程中形成的巖石單元，巖石單元是一個成因地層時間單元，通過基準(zhǔn)面旋回的識別和等時對比，分析不同級次的陸相地層內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征，建立高分辨率地層框架，根據(jù)低級次旋回特征進行局部地層精細對比，可以為精細油藏描述提供基礎(chǔ)。

3 總結(jié)

隨著勘探技術(shù)的不斷發(fā)展，油田在實際開采過程中所面臨的地質(zhì)問題也越來越復(fù)雜。精細油藏的描述未來的發(fā)展方向會朝著管理方式向多學(xué)科協(xié)同的集約化方向發(fā)展、描述過程向可視化的方向發(fā)展，同時研究向系統(tǒng)化、理論化、精細化和預(yù)測化方向發(fā)展。

參考文獻

[1] 劉東，方雪蓮，胡廷惠.油藏精細描述關(guān)鍵技術(shù)及前景[J].內(nèi)蒙古石油化工，2009（05）

[2] 賈愛林，郭建林，何東博.精細油藏描述技術(shù)與發(fā)展方向[J].石油勘探與開發(fā)，2007（06）

[3] 王君，戴鴻鳴，范毅.開發(fā)中后期的油藏精細描述技術(shù)和方法[J].西部探礦工程，2006（07）

第2篇

關(guān)鍵詞：油藏儲層建模；三維可視化；VolumeViz；儲層剖面

中圖分類號：TP317.4文獻標(biāo)識碼：A文章編號文章編號：1672-7800（2013）012-0166-02

作者簡介：王家華（1945-），男，西安石油大學(xué)計算機學(xué)院教授，研究方向為油藏描述、儲層建模、地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)、地質(zhì)圖形可視化、決策分析、風(fēng)險分析、軟件系統(tǒng)；陳雨馨（1987-），女，西安石油大學(xué)計算機學(xué)院碩士研究生，研究方向為計算機圖形學(xué)。

0引言

儲層建模就是利用油氣勘探和開發(fā)過程中取得的地震、測井、鉆井等數(shù)據(jù)，結(jié)合沉積學(xué)、儲層地質(zhì)學(xué)和數(shù)學(xué)方法來定量描述二維或三維儲層的空間變化特性，是勘探地質(zhì)構(gòu)造的主要手段。而基于計算機圖形學(xué)的三維可視化技術(shù)實現(xiàn)了儲層模型的更為直觀的圖像顯示，既描述了地下復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造情況，又反映了石油礦產(chǎn)等資源的構(gòu)造形態(tài)和屬性特征的空間分布，為進一步?jīng)Q策提供至關(guān)重要的實驗數(shù)據(jù)支持。

Open Inventor （OIV）是在OpenGL的基礎(chǔ)上開發(fā)而成的，它通過“搭積木”的方式來構(gòu)造復(fù)雜的三維場景，使用戶只花費很少的時間就可以構(gòu)造出復(fù)雜、優(yōu)美的三維場景。而在大量數(shù)據(jù)可視化方面，OIV的擴展模塊VolumeViz能夠?qū)崿F(xiàn)超大數(shù)據(jù)集的交互可視化，支持海量數(shù)據(jù)集的轉(zhuǎn)化和數(shù)據(jù)整合技術(shù)，同步進行超大數(shù)據(jù)的可視化計算，并采用了最新的GPU渲染技術(shù)，更高效地實現(xiàn)高質(zhì)的可視化效果。其中，VolumeViz中海量數(shù)據(jù)管理器（LDM）組件能夠?qū)⒑Ａ繑?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化整合為內(nèi)部文件，加速實時可視化。本文研究了VolumeViz海量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化技術(shù)，并結(jié)合實際數(shù)據(jù)實現(xiàn)油藏儲層剖面圖的繪制。

1儲層數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化

1.1多分辨存儲的LDM文件

油氣儲層建模除了能使用鉆井、測井?dāng)?shù)據(jù)外，還應(yīng)使用反映地下儲層屬性的地震數(shù)據(jù)，用以彌補井?dāng)?shù)據(jù)的不足。目前存在多種地震數(shù)據(jù)格式，其中SEGY格式已成為記錄地震數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)格式，它也是石油勘探行業(yè)地震數(shù)據(jù)最為普遍的格式之一。為了更為精確地實現(xiàn)儲層模型的三維可視化顯示，實際顯示時會對地震數(shù)據(jù)進行插值以獲得更高的分辨率，比如克里金插值。而隨著需要處理的地震數(shù)據(jù)加大，插值后數(shù)據(jù)量的指數(shù)級增長會給三維可視化顯示帶來很大的挑戰(zhàn)。為此，OIV的擴展模塊VolumeViz采用一種新的文件格式，即海量數(shù)據(jù)管理格式（Large Data Management，LDM），它可以將包括地震數(shù)據(jù)在內(nèi)的大規(guī)模數(shù)據(jù)按一定規(guī)則進行轉(zhuǎn)化和重組，以實現(xiàn)快速遍歷數(shù)據(jù)和加快實時三維可視化顯示的目的。

與地震數(shù)據(jù)SEGY格式按道存儲不同，LDM文件中的地震數(shù)據(jù)是按照多分辨分塊八叉樹結(jié)構(gòu)將數(shù)據(jù)重組。八叉樹是一種用于描述三維空間的樹狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，八叉樹的每一個節(jié)點都表示一個正方體的體積元素，而將每個節(jié)點的8個子節(jié)點的體積元素組合起來就構(gòu)成了該節(jié)點的體積。常規(guī)八叉樹只存儲最深層葉子節(jié)點，而LDM文件則采用的是多分辨八叉樹結(jié)構(gòu)存儲數(shù)據(jù)，即在不改變數(shù)據(jù)覆蓋范圍前提下，對不同深度下的葉子數(shù)據(jù)都進行計算并保存。當(dāng)要求低分辨顯示數(shù)據(jù)時，只需遍歷淺層次葉子節(jié)點數(shù)據(jù)；而要求高分辨顯示數(shù)據(jù)時，則必須遍歷更深層次的葉子節(jié)點數(shù)據(jù)。

LDM文件特殊的存儲方式具有以下3個優(yōu)點：

（1）數(shù)據(jù)分塊處理，加快存取速率。LDM文件中，地震數(shù)據(jù)被分成分辨率不同的小塊，在繪制時根據(jù)不同分辨率的要求加載對應(yīng)的塊數(shù)據(jù)即可，不需要加載全部數(shù)據(jù)，而且并行處理算法可以加速塊數(shù)據(jù)的存取，比SEGY格式有明顯優(yōu)勢。

（2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)空間相關(guān)，加快數(shù)據(jù)遍歷。LDM文件中數(shù)據(jù)的八叉樹存儲結(jié)構(gòu)具有很高的層間相關(guān)性，高效的樹結(jié)構(gòu)遍歷算法就是利用這種高相關(guān)性很快搜索到指定數(shù)據(jù)庫。

（3）繪制策略應(yīng)用多分辨率思想。LDM文件將數(shù)據(jù)從低分辨到高分辨依次編碼存儲。在顯示過程中順序加載，先加載數(shù)據(jù)量較少的低分辨率數(shù)據(jù)，顯示低分辨率圖像；然后繼續(xù)加載數(shù)據(jù)量更多的高分辨率數(shù)據(jù)，實現(xiàn)更高分辨率圖像的顯示，這種數(shù)據(jù)格式允許實現(xiàn)任意分辨率的顯示。

以上優(yōu)點使得LDM文件可以高速處理容量巨大的地震數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時三維可視化顯示，從而極大地改善了用戶體驗，這些都是SEGY格式文件很難做到的。

1.2LDM文件轉(zhuǎn)換原理

地震數(shù)據(jù)SEGY文件是以三維柵格結(jié)構(gòu)來存儲數(shù)據(jù)的，即文件中的每個采樣點都代表空間中某點的勘測數(shù)值。要想利用LDM文件實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效存儲與顯示，就需要將柵格結(jié)構(gòu)的SEGY文件轉(zhuǎn)換成多分辨八叉樹結(jié)構(gòu)的LDM文件，其轉(zhuǎn)換過程主要有兩個步驟。

（1）創(chuàng)建八叉樹結(jié)構(gòu)。

創(chuàng)建八叉樹結(jié)構(gòu)時必須考慮的因素包括兩個方面：首先是所能申請的數(shù)據(jù)存儲空間，如果空間充裕，可以實現(xiàn)最高分辨率的八叉樹編碼，此時的葉子節(jié)點就越小，可以繪制出精細的圖像，但是遍歷所需要的時間就會比較多；其次是在存儲空間不充裕時，則只能對低分辨率的大葉子節(jié)點進行八叉樹編碼，在繪制時會損失圖像分辨率，但其遍歷節(jié)點會很快。因此在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化過程中，需要在存儲空間和執(zhí)行時間效率之間認真權(quán)衡。在OIV的LDM文件中，當(dāng)原始數(shù)據(jù)中某一節(jié)點內(nèi)采樣點數(shù)目小于64×64×64時，就不再繼續(xù)劃分該節(jié)點。

（2）產(chǎn)生多分辨率數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

第3篇

關(guān)鍵詞：石油；采收率；技術(shù)

0 引言

我國一方面石油資源短缺，一方面石油采收率不高，開發(fā)過程中破壞性開采比較嚴(yán)重。我國陸上油田采用常規(guī)的注水方式開發(fā)，平均采收率只有33％左右，大約有2/3的儲量仍滯留在地下，而對那些低滲透油田、斷塊油田、稠油油田等來說采收率還要更低些，因而提高原油采收率是一項不容忽視的工作，也是我國從源頭節(jié)約石油資源的最有效途徑之一。由此產(chǎn)生的對石油高效開采技術(shù)的需求也將更為強烈。分析借鑒國外石油開采技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢，將有助于我國的石油開采[1]。

1美國石油開采技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢分析

1.1美國石油開采技術(shù)發(fā)展過程

美國是最早投入石油開采與利用的國家之一，其石油開采技術(shù)水平世界領(lǐng)先。與世界其他大多數(shù)產(chǎn)油國一樣，美國的石油開采技術(shù)發(fā)展也經(jīng)歷了自噴開采、機械采油、三次采油等發(fā)展階段，其中機械采油是最常用的開采方式。美國是世界上最早進行三次采油試驗和應(yīng)用規(guī)模最大的國家之一。三次采油技術(shù)主要包括化學(xué)驅(qū)和CO2驅(qū)油技術(shù)，而CO2驅(qū)是美國應(yīng)用最廣泛的提高采收率技術(shù)之一。因此，美國也是CO2驅(qū)世界上應(yīng)用規(guī)模最大、提高采收率效果最好的國家之一。

1.2 美國石油開采技術(shù)研發(fā)現(xiàn)狀

近年來，在低油價下，美國各種提高石油采收率方法的實施項目在減少，只有CO2混相驅(qū)項目一直在穩(wěn)定增加。這一方面是由于美國有十分豐富的天然CO2氣源，并在高油價下已經(jīng)修好了3條輸送CO2的管道，可以把CO2從產(chǎn)地直接輸送到用地；另一方面，由于CO2驅(qū)技術(shù)得到快速發(fā)展，其成本大幅度下降，使一些較小的項目也有利可圖，從而促進了CO2驅(qū)的發(fā)展。隨著CO2價格的下降，CO2注入量有所增加，提高采收率的幅度增大。CO2驅(qū)的項目一般可提高采收率8%～15%（地質(zhì)儲量），生產(chǎn)壽命15～20年，成功的CO2混相驅(qū)預(yù)計每增產(chǎn)1bbl（桶，1bbl=159L（升））油需1.1萬ft3CO2（立方英尺，1立方英尺=0.0283168立方米）。CO2驅(qū)主要集中在西得克薩斯州的二迭盆地，主要是由于該地區(qū)的石灰?guī)r和白云巖特別適合于CO2驅(qū)，它又靠近幾個主要的CO2天然資源的產(chǎn)地。

化學(xué)驅(qū)自1986年以來一直呈下降趨勢，特別是表面活性劑驅(qū)幾乎停止。但應(yīng)用聚合物凋剖仍有很大的發(fā)展前景。美國已把調(diào)剖和聚合物驅(qū)、鉆加密井，水平井等列為改進的二次采油。特別是深度調(diào)剖，它已不再是單純的增產(chǎn)措施，在一定條件下它可以代替聚合物驅(qū)，或與聚合物驅(qū)結(jié)合，使聚合物驅(qū)獲得更大成效。它與聚合物驅(qū)相比，具有所用化學(xué)劑量較少、投資回收快等特點。其中新的深度調(diào)剖體系（膠體分散凝膠CDG）近幾年受到普遍重視。這種凝膠是一種半流體狀態(tài)，在地層中可以緩慢流動，由于聚合物濃度很低，不僅使成本大大降低，同時由于其粘度很小，不會使注入壓力明顯提高，因而進入低滲透層的量相對減少。并且由于是緩慢交聯(lián)，可以更深入地層內(nèi)部，大大提高了調(diào)剖效果。美國已進行29個礦場試驗，其中19個獲得成功。

盡管三次采油在美國發(fā)展比較緩慢，但美國能源部對提高采收率的基礎(chǔ)研究仍十分重視，研究項目的80%資金由能源部提供。主要研究領(lǐng)域為：

（1）通過診斷和圖像系統(tǒng)研究油藏巖石性質(zhì)和巖石、流體相互作用對采油過程的影響。其中包括：應(yīng)用X射線層析和核磁共振成像或其他技術(shù)在孔隙級別上研究巖石、流體及它們的相互作用；流體在巖石表面上的粘附或吸附趨勢，即潤濕性和滲吸對流體通過巖石流動速度的影響；在不同油藏條件下影響原油、水、氣通過孔隙介質(zhì)流動速度的物理化學(xué)因素；巖石孔隙級別內(nèi)的過程與油藏內(nèi)同一過程之間的關(guān)系，并如何應(yīng)用這一關(guān)系提高采收率。

（2）開發(fā)或改善經(jīng)濟有效的采油過程。在氣驅(qū)方面，主要是研究如何提高CO2的掃及效率以及提高在低于最小混相壓力下進行氣驅(qū)的能力（即近混相驅(qū)）；在化學(xué)驅(qū)方面主要是開發(fā)廉價的表面活性劑和控制水流動的聚合物；微生物驅(qū)方面則研究可產(chǎn)生廉價表面活性劑、氣體或聚合物的細菌；在重油開采方面主要研究可改善注蒸汽過程掃及效率的高溫泡沫，開發(fā)新的熱采方法以及把這些過程與水平井結(jié)合起來。在油藏模擬方面，主要是開發(fā)可在大型計算機系統(tǒng)、臺式計算機或工作站都能預(yù)測油田動態(tài)的模器，以能讓較小的石油生產(chǎn)者應(yīng)用，該軟件還要能模擬水平井采油過程[2]。

（3）探索烴類沉積系統(tǒng)的模擬方法和建立風(fēng)險評價技術(shù)，開發(fā)便宜的可用于臺式計算機或工作站的軟件，研究新的算法以降低對硬件的要求。

（4）環(huán)保研究。主要是對煉廠排放顆粒的研究，減少環(huán)境污染，開發(fā)由于鉆井、生產(chǎn)、管道作業(yè)造成土壤污染的診斷模型；研究油氣勘探開發(fā)作業(yè)過程對空氣質(zhì)量的影響，研究和開發(fā)降低有害物質(zhì)排放的廉價方法，發(fā)展油氣廢物的應(yīng)用技術(shù)，包括如何減少廢物以及取樣、表征和處理方法等。在低油價下，美國政府仍然對三次采油的基礎(chǔ)研究十分重視，每2年召開一次SPE/DOE（是指美國能源部下轄的國際石油工程師協(xié)會，SPE即Society of Petroleum Engineers，國際石油工程師協(xié)會，DOE即Department of Energy (美國)能源部）的提高采收率會議，為今后發(fā)展提供儲備。

1.3 美國石油開采技術(shù)發(fā)展?jié)摿瓦h景

由于二次采油的機理十分復(fù)雜，并有投資大、成本高、風(fēng)險大等特點，因此各國對提高采收率方法的潛力分析工作都十分重視。美國在1976年、1984年，曾2次由美國國家石油委員會（NPC）組織幾百名專家對美國各油田進行了潛力分析和預(yù)測，為美國能源部發(fā)展化石能源提供了科學(xué)依據(jù)。1993年又第三次進行了潛力評價，下面對這次潛力評價的結(jié)果作一簡要介紹。

美國總的探明地質(zhì)儲量為5 330億bbl，至1991年年底已采出1 570億bbl，在當(dāng)時經(jīng)濟條件下剩余可采儲量為250億bbl。這樣，將有3 510億bbl原油需依靠新的有效的采油方法才能開采。在這3 510億bbl中可分成2類：一類是由水驅(qū)可以驅(qū)替，但在常規(guī)生產(chǎn)中，由于旁通或不與水接觸而不能采出的可流動油有約1 130億bbl；另一類是由于粘滯力和毛細管力而捕集在油藏孔隙中不能被水驅(qū)替的不可流動油，這部分約有2 380億bbl?？闪鲃佑涂捎酶倪M的二次采油（ASR）方法開采，如鉆加密井、調(diào)剖、聚合物驅(qū)、鉆水平井等，主要是盡量擴大掃及效率。這些過程成本比較低，并可快速提高生產(chǎn)水平。開采不可流動油則要采用CO2驅(qū)，化學(xué)驅(qū)、熱力采油等三次采油方法（EOR），在擴大掃及效率的同時還要提高驅(qū)油效率。這些方法比常規(guī)方法需較大的投資和操作費用，才能夠增產(chǎn)更多的油，以產(chǎn)生更大的經(jīng)濟效益。因此必須開發(fā)更為先進的提高采收率的技術(shù)與方法以增加可采儲量[3]。

分析結(jié)果表明，在現(xiàn)有技術(shù)水平和1993年的油價下不論是EOR或是ASR都對美國經(jīng)濟和能源有很大貢獻。如在24美元/bbl的油價下，EOR過程可增加46億bbl的可采儲量，ASR技術(shù)可增加74億bbl，二者相加相當(dāng)于美國目前剩余可采儲量的1/2。并且可以看出，ASR技術(shù)特別是聚合物驅(qū)和調(diào)剖對油價不太敏感，在他們評價的16～36美元/bbl的范圍內(nèi)，其聚合物驅(qū)和調(diào)剖增加的可采儲量都為10億bbl左右。這一方面說明這2種方法其技術(shù)已完全成熟，另一方面說明在低油價下它有相當(dāng)大的應(yīng)用前景。在ASR技術(shù)中加密井網(wǎng)受油價影響較大。如技術(shù)改進和提高，聚合物驅(qū)和調(diào)剖的潛力還要增加，相當(dāng)多的加密井潛力將被聚合物驅(qū)或調(diào)剖所代替。在高油價下，聚合物驅(qū)與加密井網(wǎng)的潛力將大大提高，如在36美元/bbl時，ASR可增加可采儲量126億bbl。其中單純加密井網(wǎng)增加可采儲量只有17億bbl，其他主要是加密井網(wǎng)與聚合物驅(qū)或調(diào)剖相結(jié)合的方法。EOR的潛力受油價的影響極大，特別是化學(xué)驅(qū)，即表面活性劑驅(qū)和我們所謂的復(fù)合驅(qū)。利用現(xiàn)有技術(shù)，當(dāng)油價低于20美元/bbl時，化學(xué)驅(qū)潛力基本為零，即在這個油價下不能使用化學(xué)驅(qū)。只有在油價高于24美元/bbl時，化學(xué)驅(qū)才能得到應(yīng)用，并明顯受油價影響，即使油價高于32美元/bbl，其增加可采儲量也不到5億bbl。EOR技術(shù)如果進一步得到發(fā)展，其化學(xué)驅(qū)的潛力將得到明顯提高，這說明化學(xué)驅(qū)的技術(shù)還不成熟，還未達到工業(yè)性應(yīng)用的程度，還等待技術(shù)的進一步發(fā)展和油價的提高。CO2混相驅(qū)受油價影響較大，在油價低于16美元/bbl時，CO2混相驅(qū)的貢獻也很小，當(dāng)油價高于24美元/bbl或28美元/bbl時CO2混相驅(qū)增加的可采儲量與油價關(guān)系就不大了，可達26億bbl。其技術(shù)發(fā)展對其潛力的影響不大，說明其技術(shù)已經(jīng)成熟，其應(yīng)用程度主要取決于油價的高低。熱采利用現(xiàn)有技術(shù)在油價高于20美元/bbl時，其應(yīng)用潛力雖然也隨油價的升高而增大，但與油價的關(guān)系并不像化學(xué)驅(qū)那樣顯著，它的潛力大小也隨技術(shù)和油價的提高而提高。

從以上分析可以看出，在當(dāng)時低油價下提高掃及效率的ASR方法，如加密井網(wǎng)、聚合物驅(qū)和調(diào)剖等措施仍是提高采收率的主流方法；CO2混相驅(qū)在一定的油價下會有一定的發(fā)展，而化學(xué)驅(qū)其中包括復(fù)合驅(qū)應(yīng)用的可能性很小，一方面其經(jīng)濟成本太高，必須在高油價下才能使用，另一方面其技術(shù)尚未成熟，風(fēng)險比較大，還需在技術(shù)上進一步提高。但化學(xué)驅(qū)畢竟是一種高效率的三次采油方法，并適合一定的油藏條件，仍有進一步開發(fā)研究的必要。因此美國提高采收率的發(fā)展戰(zhàn)略是在當(dāng)時期間（在20美元/bbl油價下，利用現(xiàn)有技術(shù)），主要針對河流/三角洲沉積占主導(dǎo)的油藏、斜坡盆地和淺的大陸架油藏，利用ASR和EOR（主要是熱采和CO2混相驅(qū)）技術(shù)；同時加強室內(nèi)機理性基礎(chǔ)研究，盡快使化學(xué)驅(qū)取得技術(shù)上的突破。估計在近10年內(nèi)化學(xué)驅(qū)在礦場上的應(yīng)用不會得到很大的發(fā)展。

2 對我國提高石油采收率的思考

2.1 地質(zhì)特點是選擇提高采收率方法的基礎(chǔ)

三次采油與二次采油或一次采油的明顯不同之處就是前者的適應(yīng)范圍有限。比如，熱采中的注蒸汽，它要求油藏比較淺，油層比較厚，原油密度和粘度較高；而注氣混相驅(qū)則與之恰恰相反，它要求油層比較深，以滿足混相壓力，油層比較薄以減少粘性指數(shù)和重力超復(fù)，原油密度和粘度小，以易于混相。二者都要求油藏相對均質(zhì)，而聚合物驅(qū)則對中度和較嚴(yán)重非均質(zhì)更為有效，粘度要求介于二者之間。美國，特別是二迭盆地，屬于海相沉積。原油密度很小，非常適合CO2混相驅(qū)，從而使CO2驅(qū)技術(shù)得到快速發(fā)展[5]。

我國東部地區(qū)除了CO2和天然氣比較貧乏之外，其油藏主要是河流相沉積，非均質(zhì)比較嚴(yán)重，并且原油密度和粘度較大，與天然氣很難達到混相，因此，我國東部地區(qū)必然以化學(xué)驅(qū)特別是以聚合物驅(qū)為主；而西部地區(qū)原油較輕，其地質(zhì)特點比較適合注氣混相驅(qū)，則應(yīng)發(fā)展注氣技術(shù)。搞三次采油潛力評價也正是基于地質(zhì)特點進行的。了解國外三次采油發(fā)展動向，必須首先注意其地質(zhì)特征，切記不要盲目追隨，一定要結(jié)合我國實際，有的放矢地發(fā)展三次采油技術(shù)。

2.2 物料來源決定提高采收率發(fā)展的方向

從美國CO2的注氣提高采收率的實例來看，物料來源決定提高采收率的發(fā)展方向。美國二迭盆地由于有豐富的CO2供應(yīng)，適合發(fā)展CO2混相驅(qū)或非混相驅(qū)。而阿拉斯加由于有豐富的天然氣資源，并且在近處又無銷路，因此適合采用注烴混相驅(qū)。我國西部與阿拉斯加有類似之處，因而注氣混相驅(qū)或非混相驅(qū)大有用武之地。在考慮各種提高采收率方法的潛力和制定提高采收率發(fā)展戰(zhàn)略時，必須考慮物料來源這一因素，否則，將變成無米之炊。

我國東部地區(qū)從地質(zhì)條件看，比較適合化學(xué)驅(qū)，化學(xué)劑（如聚合物、表面活性劑等）的國產(chǎn)化就十分重要。制定規(guī)劃時，要事先考慮這個因素。

2.3 油價決定提高采收率的規(guī)模和時機

方法不同，風(fēng)險程度也不同。三次采油是一個投資大、成本高、風(fēng)險大、見效慢的采油方法，因此油價是對三次采油技術(shù)發(fā)展最為敏感的問題。1976年，阿拉伯石油禁運使油價大漲，美國政府極力鼓勵三次采油，使三次采油技術(shù)迅速發(fā)展，三次采油項目數(shù)在1986年達到高峰。1986年以后，油價下跌，除因在高油價下已鋪好CO2輸送管道，前期投資已經(jīng)花費，使CO2驅(qū)還在繼續(xù)增長外，其他方法都在萎縮。在低油價下，宜采取技術(shù)相對成熟、投資較少、風(fēng)險較小的方法，如聚合物驅(qū)、調(diào)剖等所謂先進的二次采油方法。復(fù)合驅(qū)，特別是三元復(fù)合驅(qū)目前技術(shù)還不成熟，風(fēng)險也比較大，只有在油價高的時候才能采用。但它畢竟是一種十分有效且很有前途的三次采油方法，現(xiàn)在還需加強機理性研究，進行不同規(guī)模的先導(dǎo)性試驗，暴露矛盾，做好技術(shù)儲備。隨著技術(shù)的發(fā)展，還可以使成本與風(fēng)險降低，時機成熟可大規(guī)模應(yīng)用。美國進行的提高采收率潛力與油價關(guān)系的分析研究值得我們借鑒[6]。

2.4 地質(zhì)、油藏工程研究是提高采收率的關(guān)鍵

盡管在目前低油價下二次采油礦場試驗和應(yīng)用大幅度減少，但美國在地質(zhì)、油藏工程方面的研究一直持續(xù)不斷，并且國家給予大量資助。這使人們認識到，一個項目的成功與否，主要取決于油藏描述是否符合實際情況。因此，美國一直把油藏描述作為科學(xué)研究的重點，并且主要為三次采油服務(wù)。三次采油是個極端復(fù)雜的采油方法，它需要化學(xué)家、地質(zhì)學(xué)家、油藏工程師、測井、數(shù)值模擬等各方面專家的共同努力才能完成?，F(xiàn)在許多礦場試驗之所以失敗，有許多主要是對地下地質(zhì)情況認識不清。因此地質(zhì)、油藏工程、數(shù)值模擬以及測井、試井等監(jiān)測手段的研究非常重要。在這方面我們與國外的差距較大，必須迎頭趕上，以提高我們礦場應(yīng)用的成功率。

2.5 國家鼓勵政策是提高采收率的保證

國外三次采油發(fā)展都離不開國家的鼓勵政策，比如美國，為推動三次采油的發(fā)展，曾先后執(zhí)行成本分擔(dān)、不控制油價、暴利稅優(yōu)惠等鼓勵政策，使1986年三次采油礦場試驗項目最高達到512項。1986年后，一方面由于油價下跌，另一方面美國政府取消了優(yōu)惠政策，使得礦場試驗項目急劇減少。特別是成本較高的化學(xué)驅(qū)，由1986年的206項降至1998年的11項。

2.6石油開采須更新安全理念

石油開采過程特別是深海油氣開采，具有工藝復(fù)雜、生產(chǎn)條件要求苛刻、生產(chǎn)裝置大型化等特點，因此，如何保障油氣的安全生產(chǎn)成為全行業(yè)、全社會關(guān)注的焦點。

墨西哥灣漏油事故給全球海洋石油開采提出了一個嚴(yán)重的警示，使全球的海洋石油開采標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格，對海上石油開采裝備性能也提出了更高的要求。因此必須高度重視海上石油開采技術(shù)裝備在安全性與可靠性方面的要求。亡羊補牢遠不如曲突徙薪，防患于未然是油氣開發(fā)行業(yè)必須具有的安全警備意識。面對屢屢出現(xiàn)的原油污染，石油開采要建立嚴(yán)格的監(jiān)控體系和完備的應(yīng)急預(yù)案，制定嚴(yán)格的入行標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)政策。同時，要不斷提高過程工業(yè)監(jiān)測監(jiān)視特別是在線監(jiān)測的技術(shù)水平，加強技術(shù)的互相溝通與交流，進一步完善石油開采工業(yè)過程安全的管理水平。

3 結(jié)語

美國在石油開采技術(shù)方面處于世界領(lǐng)先水平。美國是世界上最早進行三次采油試驗的國家之一，也是三次采油方法應(yīng)用規(guī)模最大的國家之一。其中，美國也是CO2驅(qū)世界上應(yīng)用規(guī)模最大、提高采收率效果最好的國家之一。這些方法比常規(guī)方法需較大的投資和操作費用。在這方面，美國充分開展了其經(jīng)濟界限研究，確定項目應(yīng)用的投入條件，以取得經(jīng)濟效益最大化。美國的經(jīng)驗可為我國提高石油采收率提供有益的借鑒。

參考文獻：

[1]楚澤涵，李艷華.從世界部分產(chǎn)油國提高采收率的措施看地球物理技術(shù)發(fā)展[C]中國地球物理學(xué)會年刊2002――中國地球物理學(xué)會第十八屆年會論文集.2002.

[2]許大星,趙鳳敏,等.羅801塊空氣輔助微生物驅(qū)油研究與應(yīng)用[C]三次采油技術(shù).2003.

[3] 王端平.油氣采收率技術(shù)論文集[M].北京:石油工業(yè)出版社, 2007..

[4] 王繼耀.三次采油技術(shù)[M].北京:中國石化出版社, 2004.

[5]姚 軍.高含水期油藏提高采收率方法國際研討會論文集[M].東營:中國石油大學(xué)出版社,2008.