韓大匡：中國(guó)工程院院士、中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院教授級(jí)高級(jí)工程師、中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院原油田開(kāi)發(fā)所所長(zhǎng)、副院長(zhǎng)、總工程師、中國(guó)石油學(xué)會(huì)理事、石油工程專業(yè)委員會(huì)原副主任
我國(guó)石油油田開(kāi)發(fā)的現(xiàn)狀和面臨的問(wèn)題有哪些
談到我們的油田開(kāi)發(fā)業(yè)，首先應(yīng)該肯定，我們從建國(guó)以來(lái)，我們油田開(kāi)發(fā)業(yè)經(jīng)歷了一個(gè)快速發(fā)展的廣闊的道路，為什么說(shuō)是快速發(fā)展呢？因?yàn)槲覀冊(cè)诮▏?guó)初期，也就是49年的時(shí)候，我們?nèi)珖?guó)原油的產(chǎn)量才12萬(wàn)噸，其中天然油更少，只有7萬(wàn)噸，還有5萬(wàn)噸是從油頁(yè)巖人造油，07年天然油已增長(zhǎng)到1億8千600萬(wàn)噸，所以從增長(zhǎng)倍數(shù)來(lái)說(shuō)，增長(zhǎng)了1550倍，這個(gè)速度是非常之快的�，F(xiàn)在這個(gè)產(chǎn)量在全世界，各個(gè)國(guó)家比較，占到第五位，這個(gè)位置很靠前，但是近幾年我們的油田開(kāi)發(fā)，即我們的石油產(chǎn)量，雖然還是穩(wěn)中有增，但是趕不上國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需要，面臨著供不應(yīng)求這樣一個(gè)嚴(yán)峻的局面。
實(shí)際上，這也是一個(gè)逐漸變化的過(guò)程，我們?cè)?3年以前，就是上個(gè)世紀(jì)1993年以前，我們的總的石油還是出口量大于進(jìn)口量，從93年開(kāi)始，由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)以9－10％以上的速度發(fā)展，就有點(diǎn)趕不上需求了。我們大家有汽車，汽車是石油消費(fèi)中間最大的一個(gè)因素，石油主要用在作為燃料供給交通工具，作為化工燃料還有一些其他用處。但是消耗最大的還是汽車。交通工具也包括飛機(jī)、柴油機(jī)車、輪船。最大的還是汽車，因?yàn)槠嚨臄?shù)量大，特別現(xiàn)在一些老百姓手頭寬裕一些，還愿意買大排量的車。所以消耗量是越漲越快，在這種情況下，從93年開(kāi)始，我們的進(jìn)口量就開(kāi)始大于出口量。到07年就增加的更厲害了，我們的消費(fèi)量達(dá)到了3.69億噸，我們的產(chǎn)量才1.86億噸，我們要進(jìn)口1.83億噸。47％要靠進(jìn)口。
這個(gè)比例不小，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這個(gè)比例還要擴(kuò)大，我在侯老院士的領(lǐng)導(dǎo)下參與搞了一個(gè)中國(guó)油氣可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略研究，我們想預(yù)測(cè)一下2020年大概會(huì)到什么程度，我們希望我們的消費(fèi)量不要大于4.5億噸，這是有前提的，前提就是在全民節(jié)油的情況下。我們的進(jìn)口依存度不要超過(guò)60％。上限是60％，特別是要節(jié)約燃料，汽車用油，我們當(dāng)時(shí)估計(jì)了一下，假如說(shuō)汽車的保有量到2020年還能控制在1億輛以內(nèi)，可能達(dá)到4.5億噸這個(gè)指標(biāo)，假如超過(guò)這個(gè)量，消費(fèi)量就可能到5億噸，對(duì)外的進(jìn)口依存度就要超過(guò)60％。我們進(jìn)口的油85％要經(jīng)過(guò)馬六甲海峽，它是很狹窄的通道，這個(gè)通道還有海盜出沒(méi)，如果海盜，或是由于國(guó)際形勢(shì)的變化等不可預(yù)測(cè)的因素，我們的進(jìn)口要受到很大的影響。我們的國(guó)民經(jīng)濟(jì)要受到很大的影響。我們的油價(jià)就要受到影響，有可能造成石油安全問(wèn)題。
油田經(jīng)過(guò)幾十年的開(kāi)采，進(jìn)入老年階段，油田跟人一樣也有生命周期，比如最早開(kāi)發(fā)的玉門老君廟油田，已經(jīng)有70年的歷史，現(xiàn)在產(chǎn)量比較低，我們最大的大慶油田，從60年開(kāi)始開(kāi)發(fā)，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)行了40多年，快接近50年了。也快進(jìn)入老年了，它的含水已經(jīng)超過(guò)90％了。勝利油田的產(chǎn)水可能比大慶還要高點(diǎn)，這些大的主力油田，含水都非常高了。我們統(tǒng)計(jì)一下，全國(guó)新老油田一起算，03年統(tǒng)計(jì)平均數(shù)值到84％了。這是個(gè)什么概念？我們把含水過(guò)程分了幾個(gè)階段，最早是無(wú)水采油期，含水率等于0，0－20％這個(gè)階段是低含水階段，20－60％是中含水階段，相當(dāng)于人到壯年，60－80％叫高含水的初期階段，這個(gè)階段相當(dāng)于人剛剛超過(guò)60歲，80－90％叫高含水的后期，90％以上叫特高含水期。
地下的原油要采出來(lái)，要靠一定的壓力，壓力是有一定的限制的。采出多了，壓力就要降低，壓力降低產(chǎn)量就少了。開(kāi)始能噴出來(lái)，后來(lái)就噴不出來(lái)了。就得用泵抽，泵抽的產(chǎn)量也越來(lái)越少，為了避免這種情況出現(xiàn)，我們要保持它的壓力，往地里注水，專門打一批注水井，希望在油井開(kāi)采的早期就能維持住壓力，不讓壓力大幅下降，水在地下把油往前驅(qū)，驅(qū)動(dòng)到油井給采出來(lái)。油比水的粘度大，粘度小的東西推粘度大的東西，水會(huì)竄出來(lái)，超越油自己跑出來(lái)，中國(guó)儲(chǔ)層的特點(diǎn)就是原油粘度比較高，水的粘度比油低好多。會(huì)發(fā)生水竄，油井就不但出油還出水，竄的水越來(lái)越多，含水量就越來(lái)越高，高到一定程度就產(chǎn)生高含水油田了。
提高高含水油田采收率的意義
當(dāng)前來(lái)說(shuō)，因?yàn)橛吞锏暮絹?lái)越高，我們的界限是98％，高于98％這個(gè)油田就得廢棄了。含水太高，經(jīng)濟(jì)上不合算了，投入和產(chǎn)出不成比例，就要廢棄，當(dāng)然我們要千方百計(jì)不讓他廢棄，就要提高采收率，含水一高，我們發(fā)展提高采收率的技術(shù)就更加迫切。首先介紹一下采收率什么概念，我們的油田有一定的儲(chǔ)量，我們能從中累計(jì)采出多少油，占儲(chǔ)量的比例叫采收率。采收率的大小跟采用的技術(shù)有關(guān)系，我們談到的采收率是在一種技術(shù)狀態(tài)下，它能達(dá)到多少。假如技術(shù)提高了，采收率可以增加。我們國(guó)家的采收率用現(xiàn)在的技術(shù)，大概可以達(dá)到32％左右。嚴(yán)格講，采收率是最終采收率，指在含水98％時(shí)的采收率。我用注水技術(shù)采到頭也就是98％，這時(shí)只能拿出地下儲(chǔ)量的1/3，有2/3留在地下。原油是不可再生的寶貴資源，所以我們要想辦法提高采收率。
我國(guó)油田的采收率低的原因
首先解釋一下，為什么我們只能拿到1/3？我們提高采收率的潛力究竟有多大？第一個(gè)問(wèn)題跟中國(guó)油田的地質(zhì)條件有關(guān)系，國(guó)外基本上是海相油田，海相油田相對(duì)地質(zhì)條件比較簡(jiǎn)單，變化比較少，非均質(zhì)程度輕。中國(guó)是陸相儲(chǔ)層，比如河道、河流沉積，陸相儲(chǔ)層變化大，非均質(zhì)性比較嚴(yán)重，很復(fù)雜。另外陸相儲(chǔ)層的原油粘度相對(duì)比較高，比如大慶，地底下粘度為16個(gè)厘泊，地底下水的粘度不到1個(gè)厘泊，開(kāi)采難度大。由于這兩方面因素的影響，我們國(guó)家平均采收率也就30％多一點(diǎn)。但是我們可以采取一些措施，來(lái)提高采收率。假如我們能提高1％的采收率，就相當(dāng)于增加可采儲(chǔ)量1.8億噸，就相當(dāng)于我們找到8－9億噸的儲(chǔ)量�，F(xiàn)在找到的儲(chǔ)量大都是低滲透，低品位的儲(chǔ)量，所以采收率比較低，折算下來(lái)當(dāng)量比較高。我們要找8、9億噸的儲(chǔ)量是不容易的，要花很多的錢，現(xiàn)在找1億噸儲(chǔ)量要花30幾個(gè)億。只要我們找到新的方法提高采收率，它的效益是很明顯的。對(duì)老油田來(lái)說(shuō)，當(dāng)前的關(guān)鍵問(wèn)題就是怎么樣提高采收率。
提高采收率的方法
提高采收率主要用各種各樣的新技術(shù)。大體上油田開(kāi)發(fā)業(yè)把它分成兩個(gè)途徑。一個(gè)途徑是所謂的三次采油技術(shù)，這個(gè)詞是從國(guó)外翻譯來(lái)的。實(shí)際上就是在水中加很多化學(xué)劑，廣泛的說(shuō)，三次采油有很多技術(shù)來(lái)提高采收率，一種是根據(jù)我國(guó)國(guó)情確定的化學(xué)驅(qū)辦法，就是在水中加各種化學(xué)劑，還有注一段氣體進(jìn)去，如二氧化碳、天然氣。二氧化碳效果最好，它注入到地層，一定的條件下可以發(fā)生混相。采收率低有界面張力的原因，在混相狀態(tài)，這個(gè)界面張力就取消掉了，用這種方法可以提高采收率，每個(gè)國(guó)家發(fā)展什么技術(shù)要根據(jù)自身的條件，根據(jù)物料供應(yīng)條件，如果一個(gè)國(guó)家沒(méi)有二氧化碳，怎么注入��？
根據(jù)我們國(guó)家陸相儲(chǔ)油的特點(diǎn)，采用化學(xué)驅(qū)提高采收率更適合我們。化學(xué)驅(qū)有兩種具體的方法，我們采取的一種方法叫聚合物驅(qū)，就是水里面加點(diǎn)水溶性聚合物，增加注入液體的粘度，克服水粘度低的特點(diǎn)，可以提高采收率。大慶試下來(lái)，大約可以提高10％采收率，還有一種是復(fù)合驅(qū)，多加幾種化學(xué)劑，除了聚合物外，還加表面活性劑，如肥皂、洗衣粉可以把油污洗下來(lái)，它們機(jī)理類似，但要復(fù)雜的多。加入這種東西，可以把油從巖石的表面洗下來(lái)。為了增加洗油的作用還加點(diǎn)堿。堿－表面活性劑－聚合物稱為復(fù)合驅(qū)。它提高采收率的幅度更大，但它加入的化學(xué)劑更多，成本更高。它可以增加18－20％的幅度。比聚合物更多。
最近我們發(fā)現(xiàn)了一些二氧化碳的氣藏，我們?cè)诖髴c、吉林及其他地方發(fā)現(xiàn)的天然氣藏含有大量的二氧化碳，我們把二氧化碳分離出來(lái)來(lái)驅(qū)油，也是很好的效果。因?yàn)檫@些二氧化碳如果不分離出來(lái)注到地下，就要放到大氣里面，造成溫室氣體，污染環(huán)境�，F(xiàn)在世界各國(guó)對(duì)二氧化碳的排放非常重視，這牽扯到我們?nèi)驓夂虻纳仙斐梢幌盗袊?yán)重的后果。所以大家都有減排。減排要花錢，如果注到地下，又減排又提高采收率，一舉兩得，效果更好。所以我們這兩年也發(fā)展二氧化碳驅(qū)。
目前還是剛剛開(kāi)始，美國(guó)人過(guò)去用的比較多，我們國(guó)家因?yàn)檫^(guò)去沒(méi)有二氧化碳，所以發(fā)展不起來(lái)，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了一些二氧化碳的氣藏，二氧化碳驅(qū)也開(kāi)始發(fā)展起來(lái)了。這些三次采油的方法提高采收率的幅度比較大，但它受到限制，第一個(gè)必須是大油田，油田太小了，每一塊不一樣，比如我們渤海灣油田，為斷塊油田，很難推廣，塊與塊不一樣，有的塊能注有的塊不能注，另外它還受到高溫高鹽的限制，溫度太高了，化學(xué)劑耐不住那樣的高溫，或者地層水里面的鹽太高了，化學(xué)劑也受不了，所以它受到這樣的限制。弄不好化學(xué)劑就低效了�；撕枚噱X，注進(jìn)去，效果不理想，溫度高了，化學(xué)劑粘度就低了。
第二個(gè)途徑是進(jìn)一步提高注水采收率，就是要擴(kuò)大水驅(qū)波及體積，讓水少竄一點(diǎn)，擴(kuò)大它的影響范圍，再提高采收率，這個(gè)量比較大，凡是不適合三次采油的地方，都可以用這種技術(shù)，但這種技術(shù)因?yàn)樽⑺呀?jīng)注了好幾十年了，再進(jìn)一步提高采收率難度比較大。而且工作量很大。我們好多井都已經(jīng)損壞了，我們還需要再打井，成本比較高。所以我們?cè)谶@之間怎么找到既能少花錢，有能提高最終采收率的途徑，這就是我們所說(shuō)的二次開(kāi)發(fā)。
對(duì)國(guó)家來(lái)說(shuō)，這兩條路應(yīng)該齊頭并進(jìn)，兩條腿走路，才能從整體上提高原油的采收率。現(xiàn)在三次采油已經(jīng)取得很高的成效了。我們采取聚合物驅(qū)的規(guī)模達(dá)到一千多萬(wàn)噸了。大慶產(chǎn)量要占到1/4以上�，F(xiàn)在怎么進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，提高注水的采收率，是擺在我們面前很重要的課題了。要解決高含水，有的在90％以上，提高采收率，要看現(xiàn)在地下還剩多少油，油分布在什么地方，它分布的格局是什么樣的，剩余油是連續(xù)分布的，還是零碎的，零碎的話難度就大，高含水油田剩余油的分布很復(fù)雜，但還是有一定的規(guī)律性，從整體上看，它已經(jīng)高度分散，但是還有相對(duì)富集的地方。要想辦法找到相對(duì)富集的地方，可以打直井，也可以根據(jù)情況打水平井，效果更好。
問(wèn)題是怎么找到富集區(qū)，油藏描述要非常精細(xì)，充分利用地質(zhì)、地震技術(shù)、測(cè)井技術(shù)，用各種各樣的測(cè)試技術(shù)弄清地下情況，關(guān)鍵是怎么找出來(lái)。還有就是分散的油，單個(gè)很少，合起來(lái)很大。分散的油也想給拿出來(lái)。我們要用新的辦法。可以注可動(dòng)凝膠，單純打井很難打到分散的油，我們可以把它驅(qū)出來(lái)�？蓜�(dòng)凝膠有個(gè)好處就是耐溫性很強(qiáng)，可達(dá)100度。新型的可動(dòng)凝膠驅(qū)油劑可以耐到120－130度左右，適用性很廣泛。用這種技術(shù)也可以大幅提高采收率，這項(xiàng)技術(shù)正在研究中。概括起來(lái)就是：首先認(rèn)識(shí)剩余油的格局，富集區(qū)和分散區(qū)用不同的辦法去解決，對(duì)富集區(qū)關(guān)鍵是找，對(duì)分散區(qū)可用井網(wǎng)重組，形成新的注采系統(tǒng)，把油驅(qū)出來(lái)，雙管齊下，提高采收率，可以提高到5％左右。搞的好的話可以打到7－8％左右。
石油工業(yè)發(fā)展，現(xiàn)在是1.86億噸，通過(guò)先期勘探，多找一些油氣，特別是好品位的油，再加上老區(qū)提高采收率，我們希望可持續(xù)發(fā)展，保持長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)產(chǎn)，還得要發(fā)展油田開(kāi)發(fā)，使我們產(chǎn)量在1.8－2億噸長(zhǎng)時(shí)間維持，我們石油工業(yè)還包括天然氣，近幾年天然氣是大發(fā)展的前景，天然氣是一種優(yōu)質(zhì)的燃料，也是很好的化工原料。近期找到的儲(chǔ)量比較多，我們修管線，近幾年修了很多管線，天然氣的產(chǎn)量發(fā)展比較快，一年大概增加100億方的供應(yīng)量，長(zhǎng)期來(lái)看，它的供應(yīng)量可能超過(guò)原油的供應(yīng)量，大力發(fā)展天然氣可以緩解石油的緊張。
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