序言：寫(xiě)作是分享個(gè)人見(jiàn)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?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。

第1篇

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

油藏技術(shù)主要用于油田的開(kāi)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(cè)技術(shù)對(duì)地層中油田分布的位置進(jìn)行預(yù)測(cè)，油藏描述技術(shù)中包含的學(xué)科知識(shí)較多，其中包括地質(zhì)學(xué)、地震學(xué)等相關(guān)的知識(shí)，而且也需要相關(guān)的計(jì)算模塊對(duì)油氣儲(chǔ)量規(guī)模以及油氣儲(chǔ)層分布狀態(tài)做出準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。精細(xì)油藏技術(shù)主要是針對(duì)油田開(kāi)發(fā)后期而言，其目的挖掘已開(kāi)發(fā)油田的潛力，實(shí)現(xiàn)油田勘探作業(yè)的精細(xì)化。

1 國(guó)內(nèi)精細(xì)油藏技術(shù)的研究現(xiàn)狀

油田在開(kāi)發(fā)一定時(shí)期后就會(huì)進(jìn)入高含水期，此時(shí)油質(zhì)較差，且需要專門的技術(shù)對(duì)油質(zhì)進(jìn)行凝聚，而且此時(shí)地層結(jié)構(gòu)中油藏分布較為分散，局部卻也相對(duì)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)?chǔ)集層的均質(zhì)性做到較為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，因而需要引入精細(xì)化油藏描述技術(shù)，從而準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)出油質(zhì)在三維空間內(nèi)的分布規(guī)律，以及儲(chǔ)集層的性質(zhì)。

1.1 地震技術(shù)的應(yīng)用

在油藏開(kāi)采過(guò)程中，由于儲(chǔ)集層的分布狀態(tài)以及流體性質(zhì)會(huì)發(fā)生顯影的變化，從而儲(chǔ)層體積密度以及地震速度會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，此時(shí)地震反射波的相關(guān)特性也會(huì)發(fā)生一定的變化。因而在油田開(kāi)發(fā)階段，主要定期對(duì)不同位置的油質(zhì)分布結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比的三維地震觀測(cè)，并且形成較為完善的地震觀測(cè)數(shù)據(jù)，能能夠初步的對(duì)地層中油氣分布進(jìn)行預(yù)測(cè)。如今，地震與廣泛的用于地層精細(xì)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(xì)化的開(kāi)發(fā)提供了一定的助力，通過(guò)四維地震技術(shù)能夠?qū)τ吞镒⑺^(guò)程中奇想變化等相關(guān)的油氣分布范圍進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。

1.2 地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的應(yīng)用

地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)在精細(xì)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(jì)分析的方法對(duì)區(qū)域化變量的空間分布結(jié)構(gòu)特征規(guī)律進(jìn)行較為準(zhǔn)確的估計(jì)，同時(shí)為保證相關(guān)數(shù)據(jù)的完整性，有必要對(duì)區(qū)域化變量的條件進(jìn)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(cè)的出的地質(zhì)參數(shù)往往存在著差別，且不能夠運(yùn)用簡(jiǎn)單的函數(shù)關(guān)系予以表達(dá)，不同空間的地質(zhì)參數(shù)存在著一定的隨機(jī)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(diǎn)也能夠體現(xiàn)出隨機(jī)性特點(diǎn)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(jī)函數(shù)的形式來(lái)表達(dá)，并對(duì)區(qū)域化變量中的某一點(diǎn)進(jìn)行取值，從而能夠形成具有空間相關(guān)性的隨機(jī)變量。地質(zhì)統(tǒng)計(jì)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(jì)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(diǎn)之間的距離和方向、控制數(shù)據(jù)點(diǎn)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(jì)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(yùn)用到建模過(guò)程當(dāng)中。一般來(lái)說(shuō)，模型的建立會(huì)涉及到相關(guān)的應(yīng)用軟件。

1.3 層次界面分析與流動(dòng)單元研究法

一般來(lái)說(shuō)，剩余油田資源的分布具有其獨(dú)特的特點(diǎn)，其多數(shù)存在于地層隔斷中，隔斷之間具有相互獨(dú)立的特點(diǎn)，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(xì)描述關(guān)注的重點(diǎn)，且是未被水體波及到的分隔體才能作為重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象，而側(cè)重點(diǎn)為未被物性波及的隔斷油質(zhì)。儲(chǔ)集體的分隔性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其連續(xù)性，在對(duì)于分隔體研究時(shí)，應(yīng)該分隔體從剖面上劃分出來(lái)，儲(chǔ)集體將會(huì)被分為小的流動(dòng)單元，將最小一級(jí)的分隔體最大程度的描述出來(lái)，則是研究分隔體的關(guān)鍵所在。層次界面分析法在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行研究時(shí)，并不像層序方法那樣對(duì)海平面的變化特別看重，而是主要強(qiáng)調(diào)了系統(tǒng)論的觀點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)了系統(tǒng)的層次性、結(jié)構(gòu)性，強(qiáng)調(diào)了界面的級(jí)別性。

2 精細(xì)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(jì)算技術(shù)以及軟件技術(shù)的大力發(fā)展，對(duì)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(jì)算機(jī)軟件作為一種較為先進(jìn)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(cè)。目前國(guó)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(guó)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(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)地質(zhì)構(gòu)造分布圖進(jìn)行預(yù)測(cè)，最大的特點(diǎn)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(cè)井以及相關(guān)的地質(zhì)研究數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，進(jìn)行準(zhǔn)確的油藏描述，通過(guò)軟件界面能夠?qū)Φ刭|(zhì)模型進(jìn)行三維演示，同時(shí)其中也包括動(dòng)態(tài)以及靜態(tài)參數(shù)的分布。相關(guān)軟件的應(yīng)用實(shí)踐表明，軟件描述的有效性多對(duì)于早期油藏技術(shù)而言，但是對(duì)于老油田的精細(xì)化油藏描述就會(huì)稍差一些，而且在進(jìn)行井間預(yù)測(cè)的過(guò)程中，對(duì)于預(yù)測(cè)結(jié)果的理論性過(guò)強(qiáng)，并未考慮到地質(zhì)學(xué)家的經(jīng)驗(yàn)。導(dǎo)致預(yù)測(cè)測(cè)結(jié)果存在一定的偏差。此外，由于油藏?cái)?shù)值模擬網(wǎng)格粗化和取向問(wèn)題，使得數(shù)模計(jì)算結(jié)果比油藏描述粗糙得多，缺乏地質(zhì)上的顯示特點(diǎn)。而且多數(shù)軟件應(yīng)用存在著大量的隨機(jī)建模。難以確定那個(gè)建模結(jié)果可作為參考，此時(shí)僅能使用地質(zhì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)修正。因而，未來(lái)需要開(kāi)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(jī)建模算法），預(yù)測(cè)能力強(qiáng)，充分考慮地質(zhì)家的經(jīng)驗(yàn)和各種約束條件，功能強(qiáng)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(shí)格架以及時(shí)間地層框架內(nèi)沉積地層的分布類型。在一個(gè)基準(zhǔn)面旋化過(guò)程中形成的巖石單元，巖石單元是一個(gè)成因地層時(shí)間單元，通過(guò)基準(zhǔn)面旋回的識(shí)別和等時(shí)對(duì)比，分析不同級(jí)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(jí)次旋回特征進(jìn)行局部地層精細(xì)對(duì)比，可以為精細(xì)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(shí)際開(kāi)采過(guò)程中所面臨的地質(zhì)問(wèn)題也越來(lái)越復(fù)雜。精細(xì)油藏的描述未來(lái)的發(fā)展方向會(huì)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(guò)程向可視化的方向發(fā)展，同時(shí)研究向系統(tǒng)化、理論化、精細(xì)化和預(yù)測(cè)化方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉東，方雪蓮，胡廷惠.油藏精細(xì)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(ài)林，郭建林，何東博.精細(xì)油藏描述技術(shù)與發(fā)展方向[J].石油勘探與開(kāi)發(fā)，2007（06）

[3] 王君，戴鴻鳴，范毅.開(kāi)發(fā)中后期的油藏精細(xì)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(chǔ)層建模；三維可視化；VolumeViz；儲(chǔ)層剖面

中圖分類號(hào)：TP317.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)文章編號(hào)：1672-7800（2013）012-0166-02

作者簡(jiǎn)介：王家華（1945-），男，西安石油大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院教授，研究方向?yàn)橛筒孛枋?、?chǔ)層建模、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)、地質(zhì)圖形可視化、決策分析、風(fēng)險(xiǎn)分析、軟件系統(tǒng)；陳雨馨（1987-），女，西安石油大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院碩士研究生，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)圖形學(xué)。

0引言

儲(chǔ)層建模就是利用油氣勘探和開(kāi)發(fā)過(guò)程中取得的地震、測(cè)井、鉆井等數(shù)據(jù)，結(jié)合沉積學(xué)、儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)和數(shù)學(xué)方法來(lái)定量描述二維或三維儲(chǔ)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(jì)算機(jī)圖形學(xué)的三維可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)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(jìn)一步?jīng)Q策提供至關(guān)重要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持。

Open Inventor （OIV）是在OpenGL的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)而成的，它通過(guò)“搭積木”的方式來(lái)構(gòu)造復(fù)雜的三維場(chǎng)景，使用戶只花費(fèi)很少的時(shí)間就可以構(gòu)造出復(fù)雜、優(yōu)美的三維場(chǎng)景。而在大量數(shù)據(jù)可視化方面，OIV的擴(kuò)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(jìn)行超大數(shù)據(jù)的可視化計(jì)算，并采用了最新的GPU渲染技術(shù)，更高效地實(shí)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(shí)時(shí)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(shí)際數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)油藏儲(chǔ)層剖面圖的繪制。

1儲(chǔ)層數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化

1.1多分辨存儲(chǔ)的LDM文件

油氣儲(chǔ)層建模除了能使用鉆井、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)外，還應(yīng)使用反映地下儲(chǔ)層屬性的地震數(shù)據(jù)，用以彌補(bǔ)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(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層模型的三維可視化顯示，實(shí)際顯示時(shí)會(huì)對(duì)地震數(shù)據(jù)進(jìn)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(jí)增長(zhǎng)會(huì)給三維可視化顯示帶來(lái)很大的挑戰(zhàn)。為此，OIV的擴(kuò)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(jìn)行轉(zhuǎn)化和重組，以實(shí)現(xiàn)快速遍歷數(shù)據(jù)和加快實(shí)時(shí)三維可視化顯示的目的。

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

LDM文件特殊的存儲(chǔ)方式具有以下3個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

（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(shí)根據(jù)不同分辨率的要求加載對(duì)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(shì)。

（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(shù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)具有很高的層間相關(guān)性，高效的樹(shù)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(kù)。

（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(chǔ)。在顯示過(guò)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(shí)現(xiàn)更高分辨率圖像的顯示，這種數(shù)據(jù)格式允許實(shí)現(xiàn)任意分辨率的顯示。

以上優(yōu)點(diǎn)使得LDM文件可以高速處理容量巨大的地震數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)三維可視化顯示，從而極大地改善了用戶體驗(yàn)，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(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的，即文件中的每個(gè)采樣點(diǎn)都代表空間中某點(diǎn)的勘測(cè)數(shù)值。要想利用LDM文件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效存儲(chǔ)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(shù)結(jié)構(gòu)的LDM文件，其轉(zhuǎn)換過(guò)程主要有兩個(gè)步驟。

（1）創(chuàng)建八叉樹(shù)結(jié)構(gòu)。

創(chuàng)建八叉樹(shù)結(jié)構(gòu)時(shí)必須考慮的因素包括兩個(gè)方面：首先是所能申請(qǐng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，如果空間充裕，可以實(shí)現(xiàn)最高分辨率的八叉樹(shù)編碼，此時(shí)的葉子節(jié)點(diǎn)就越小，可以繪制出精細(xì)的圖像，但是遍歷所需要的時(shí)間就會(huì)比較多；其次是在存儲(chǔ)空間不充裕時(shí)，則只能對(duì)低分辨率的大葉子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行八叉樹(shù)編碼，在繪制時(shí)會(huì)損失圖像分辨率，但其遍歷節(jié)點(diǎn)會(huì)很快。因此在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化過(guò)程中，需要在存儲(chǔ)空間和執(zhí)行時(shí)間效率之間認(rèn)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(diǎn)內(nèi)采樣點(diǎn)數(shù)目小于64×64×64時(shí)，就不再繼續(xù)劃分該節(jié)點(diǎn)。

（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(guó)一方面石油資源短缺，一方面石油采收率不高，開(kāi)發(fā)過(guò)程中破壞性開(kāi)采比較嚴(yán)重。我國(guó)陸上油田采用常規(guī)的注水方式開(kāi)發(fā)，平均采收率只有33％左右，大約有2/3的儲(chǔ)量仍滯留在地下，而對(duì)那些低滲透油田、斷塊油田、稠油油田等來(lái)說(shuō)采收率還要更低些，因而提高原油采收率是一項(xiàng)不容忽視的工作，也是我國(guó)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(duì)石油高效開(kāi)采技術(shù)的需求也將更為強(qiáng)烈。分析借鑒國(guó)外石油開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢(shì)，將有助于我國(guó)的石油開(kāi)采[1]。

1美國(guó)石油開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢(shì)分析

1.1美國(guó)石油開(kāi)采技術(shù)發(fā)展過(guò)程

美國(guó)是最早投入石油開(kāi)采與利用的國(guó)家之一，其石油開(kāi)采技術(shù)水平世界領(lǐng)先。與世界其他大多數(shù)產(chǎn)油國(guó)一樣，美國(guó)的石油開(kāi)采技術(shù)發(fā)展也經(jīng)歷了自噴開(kāi)采、機(jī)械采油、三次采油等發(fā)展階段，其中機(jī)械采油是最常用的開(kāi)采方式。美國(guó)是世界上最早進(jìn)行三次采油試驗(yàn)和應(yīng)用規(guī)模最大的國(guó)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(guó)應(yīng)用最廣泛的提高采收率技術(shù)之一。因此，美國(guó)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(guó)家之一。

1.2 美國(guó)石油開(kāi)采技術(shù)研發(fā)現(xiàn)狀

近年來(lái)，在低油價(jià)下，美國(guó)各種提高石油采收率方法的實(shí)施項(xiàng)目在減少，只有CO2混相驅(qū)項(xiàng)目一直在穩(wěn)定增加。這一方面是由于美國(guó)有十分豐富的天然CO2氣源，并在高油價(jià)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(xiàng)目也有利可圖，從而促進(jìn)了CO2驅(qū)的發(fā)展。隨著CO2價(jià)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(xiàng)目一般可提高采收率8%～15%（地質(zhì)儲(chǔ)量），生產(chǎn)壽命15～20年，成功的CO2混相驅(qū)預(yù)計(jì)每增產(chǎn)1bbl（桶，1bbl=159L（升））油需1.1萬(wàn)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(gè)主要的CO2天然資源的產(chǎn)地。

化學(xué)驅(qū)自1986年以來(lái)一直呈下降趨勢(shì)，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(guó)已把調(diào)剖和聚合物驅(qū)、鉆加密井，水平井等列為改進(jìn)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(diǎn)。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(dòng)，由于聚合物濃度很低，不僅使成本大大降低，同時(shí)由于其粘度很小，不會(huì)使注入壓力明顯提高，因而進(jìn)入低滲透層的量相對(duì)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(guó)已進(jìn)行29個(gè)礦場(chǎng)試驗(yàn)，其中19個(gè)獲得成功。

盡管三次采油在美國(guó)發(fā)展比較緩慢，但美國(guó)能源部對(duì)提高采收率的基礎(chǔ)研究仍十分重視，研究項(xiàng)目的80%資金由能源部提供。主要研究領(lǐng)域?yàn)椋?/p>

（1）通過(guò)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(duì)采油過(guò)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(jí)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(shì)，即潤(rùn)濕性和滲吸對(duì)流體通過(guò)巖石流動(dòng)速度的影響；在不同油藏條件下影響原油、水、氣通過(guò)孔隙介質(zhì)流動(dòng)速度的物理化學(xué)因素；巖石孔隙級(jí)別內(nèi)的過(guò)程與油藏內(nèi)同一過(guò)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(kāi)發(fā)或改善經(jīng)濟(jì)有效的采油過(guò)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(jìn)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(kāi)發(fā)廉價(jià)的表面活性劑和控制水流動(dòng)的聚合物；微生物驅(qū)方面則研究可產(chǎn)生廉價(jià)表面活性劑、氣體或聚合物的細(xì)菌；在重油開(kāi)采方面主要研究可改善注蒸汽過(guò)程掃及效率的高溫泡沫，開(kāi)發(fā)新的熱采方法以及把這些過(guò)程與水平井結(jié)合起來(lái)。在油藏模擬方面，主要是開(kāi)發(fā)可在大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)或工作站都能預(yù)測(cè)油田動(dòng)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(guò)程[2]。

（3）探索烴類沉積系統(tǒng)的模擬方法和建立風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)，開(kāi)發(fā)便宜的可用于臺(tái)式計(jì)算機(jī)或工作站的軟件，研究新的算法以降低對(duì)硬件的要求。

（4）環(huán)保研究。主要是對(duì)煉廠排放顆粒的研究，減少環(huán)境污染，開(kāi)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(kāi)發(fā)作業(yè)過(guò)程對(duì)空氣質(zhì)量的影響，研究和開(kāi)發(fā)降低有害物質(zhì)排放的廉價(jià)方法，發(fā)展油氣廢物的應(yīng)用技術(shù)，包括如何減少?gòu)U物以及取樣、表征和處理方法等。在低油價(jià)下，美國(guó)政府仍然對(duì)三次采油的基礎(chǔ)研究十分重視，每2年召開(kāi)一次SPE/DOE（是指美國(guó)能源部下轄的國(guó)際石油工程師協(xié)會(huì)，SPE即Society of Petroleum Engineers，國(guó)際石油工程師協(xié)會(huì)，DOE即Department of Energy (美國(guó))能源部）的提高采收率會(huì)議，為今后發(fā)展提供儲(chǔ)備。

1.3 美國(guó)石油開(kāi)采技術(shù)發(fā)展?jié)摿瓦h(yuǎn)景

由于二次采油的機(jī)理十分復(fù)雜，并有投資大、成本高、風(fēng)險(xiǎn)大等特點(diǎn)，因此各國(guó)對(duì)提高采收率方法的潛力分析工作都十分重視。美國(guó)在1976年、1984年，曾2次由美國(guó)國(guó)家石油委員會(huì)（NPC）組織幾百名專家對(duì)美國(guó)各油田進(jìn)行了潛力分析和預(yù)測(cè)，為美國(guó)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(jìn)行了潛力評(píng)價(jià)，下面對(duì)這次潛力評(píng)價(jià)的結(jié)果作一簡(jiǎn)要介紹。

美國(guó)總的探明地質(zhì)儲(chǔ)量為5 330億bbl，至1991年年底已采出1 570億bbl，在當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)條件下剩余可采儲(chǔ)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(kāi)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(dòng)油有約1 130億bbl；另一類是由于粘滯力和毛細(xì)管力而捕集在油藏孔隙中不能被水驅(qū)替的不可流動(dòng)油，這部分約有2 380億bbl?？闪鲃?dòng)油可用改進(jìn)的二次采油（ASR）方法開(kāi)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(kuò)大掃及效率。這些過(guò)程成本比較低，并可快速提高生產(chǎn)水平。開(kāi)采不可流動(dòng)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(kuò)大掃及效率的同時(shí)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(fèi)用，才能夠增產(chǎn)更多的油，以產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益。因此必須開(kāi)發(fā)更為先進(jìn)的提高采收率的技術(shù)與方法以增加可采儲(chǔ)量[3]。

分析結(jié)果表明，在現(xiàn)有技術(shù)水平和1993年的油價(jià)下不論是EOR或是ASR都對(duì)美國(guó)經(jīng)濟(jì)和能源有很大貢獻(xiàn)。如在24美元/bbl的油價(jià)下，EOR過(guò)程可增加46億bbl的可采儲(chǔ)量，ASR技術(shù)可增加74億bbl，二者相加相當(dāng)于美國(guó)目前剩余可采儲(chǔ)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(duì)油價(jià)不太敏感，在他們?cè)u(píng)價(jià)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(chǔ)量都為10億bbl左右。這一方面說(shuō)明這2種方法其技術(shù)已完全成熟，另一方面說(shuō)明在低油價(jià)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(jià)影響較大。如技術(shù)改進(jìn)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(jià)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(shí)，ASR可增加可采儲(chǔ)量126億bbl。其中單純加密井網(wǎng)增加可采儲(chǔ)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(jià)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(jià)低于20美元/bbl時(shí)，化學(xué)驅(qū)潛力基本為零，即在這個(gè)油價(jià)下不能使用化學(xué)驅(qū)。只有在油價(jià)高于24美元/bbl時(shí)，化學(xué)驅(qū)才能得到應(yīng)用，并明顯受油價(jià)影響，即使油價(jià)高于32美元/bbl，其增加可采儲(chǔ)量也不到5億bbl。EOR技術(shù)如果進(jìn)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(shuō)明化學(xué)驅(qū)的技術(shù)還不成熟，還未達(dá)到工業(yè)性應(yīng)用的程度，還等待技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和油價(jià)的提高。CO2混相驅(qū)受油價(jià)影響較大，在油價(jià)低于16美元/bbl時(shí)，CO2混相驅(qū)的貢獻(xiàn)也很小，當(dāng)油價(jià)高于24美元/bbl或28美元/bbl時(shí)CO2混相驅(qū)增加的可采儲(chǔ)量與油價(jià)關(guān)系就不大了，可達(dá)26億bbl。其技術(shù)發(fā)展對(duì)其潛力的影響不大，說(shuō)明其技術(shù)已經(jīng)成熟，其應(yīng)用程度主要取決于油價(jià)的高低。熱采利用現(xiàn)有技術(shù)在油價(jià)高于20美元/bbl時(shí)，其應(yīng)用潛力雖然也隨油價(jià)的升高而增大，但與油價(jià)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(jià)的提高而提高。

從以上分析可以看出，在當(dāng)時(shí)低油價(jià)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(jià)下會(huì)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(jì)成本太高，必須在高油價(jià)下才能使用，另一方面其技術(shù)尚未成熟，風(fēng)險(xiǎn)比較大，還需在技術(shù)上進(jìn)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(jìn)一步開(kāi)發(fā)研究的必要。因此美國(guó)提高采收率的發(fā)展戰(zhàn)略是在當(dāng)時(shí)期間（在20美元/bbl油價(jià)下，利用現(xiàn)有技術(shù)），主要針對(duì)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(shí)加強(qiáng)室內(nèi)機(jī)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(jì)在近10年內(nèi)化學(xué)驅(qū)在礦場(chǎng)上的應(yīng)用不會(huì)得到很大的發(fā)展。

2 對(duì)我國(guó)提高石油采收率的思考

2.1 地質(zhì)特點(diǎn)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(duì)均質(zhì)，而聚合物驅(qū)則對(duì)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(guó)，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(guó)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(dá)到混相，因此，我國(guó)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(diǎn)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(píng)價(jià)也正是基于地質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行的。了解國(guó)外三次采油發(fā)展動(dòng)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(guó)實(shí)際，有的放矢地發(fā)展三次采油技術(shù)。

2.2 物料來(lái)源決定提高采收率發(fā)展的方向

從美國(guó)CO2的注氣提高采收率的實(shí)例來(lái)看，物料來(lái)源決定提高采收率的發(fā)展方向。美國(guó)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(wú)銷路，因此適合采用注烴混相驅(qū)。我國(guó)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(shí)，必須考慮物料來(lái)源這一因素，否則，將變成無(wú)米之炊。

我國(guó)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(guó)產(chǎn)化就十分重要。制定規(guī)劃時(shí)，要事先考慮這個(gè)因素。

2.3 油價(jià)決定提高采收率的規(guī)模和時(shí)機(jī)

方法不同，風(fēng)險(xiǎn)程度也不同。三次采油是一個(gè)投資大、成本高、風(fēng)險(xiǎn)大、見(jiàn)效慢的采油方法，因此油價(jià)是對(duì)三次采油技術(shù)發(fā)展最為敏感的問(wèn)題。1976年，阿拉伯石油禁運(yùn)使油價(jià)大漲，美國(guó)政府極力鼓勵(lì)三次采油，使三次采油技術(shù)迅速發(fā)展，三次采油項(xiàng)目數(shù)在1986年達(dá)到高峰。1986年以后，油價(jià)下跌，除因在高油價(jià)下已鋪好CO2輸送管道，前期投資已經(jīng)花費(fèi)，使CO2驅(qū)還在繼續(xù)增長(zhǎng)外，其他方法都在萎縮。在低油價(jià)下，宜采取技術(shù)相對(duì)成熟、投資較少、風(fēng)險(xiǎn)較小的方法，如聚合物驅(qū)、調(diào)剖等所謂先進(jìn)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(xiǎn)也比較大，只有在油價(jià)高的時(shí)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(qiáng)機(jī)理性研究，進(jìn)行不同規(guī)模的先導(dǎo)性試驗(yàn)，暴露矛盾，做好技術(shù)儲(chǔ)備。隨著技術(shù)的發(fā)展，還可以使成本與風(fēng)險(xiǎn)降低，時(shí)機(jī)成熟可大規(guī)模應(yīng)用。美國(guó)進(jìn)行的提高采收率潛力與油價(jià)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(jià)下二次采油礦場(chǎng)試驗(yàn)和應(yīng)用大幅度減少，但美國(guó)在地質(zhì)、油藏工程方面的研究一直持續(xù)不斷，并且國(guó)家給予大量資助。這使人們認(rèn)識(shí)到，一個(gè)項(xiàng)目的成功與否，主要取決于油藏描述是否符合實(shí)際情況。因此，美國(guó)一直把油藏描述作為科學(xué)研究的重點(diǎn)，并且主要為三次采油服務(wù)。三次采油是個(gè)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(cè)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(chǎng)試驗(yàn)之所以失敗，有許多主要是對(duì)地下地質(zhì)情況認(rèn)識(shí)不清。因此地質(zhì)、油藏工程、數(shù)值模擬以及測(cè)井、試井等監(jiān)測(cè)手段的研究非常重要。在這方面我們與國(guó)外的差距較大，必須迎頭趕上，以提高我們礦場(chǎng)應(yīng)用的成功率。

2.5 國(guó)家鼓勵(lì)政策是提高采收率的保證

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

2.6石油開(kāi)采須更新安全理念

石油開(kāi)采過(guò)程特別是深海油氣開(kāi)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(diǎn)，因此，如何保障油氣的安全生產(chǎn)成為全行業(yè)、全社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。

墨西哥灣漏油事故給全球海洋石油開(kāi)采提出了一個(gè)嚴(yán)重的警示，使全球的海洋石油開(kāi)采標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格，對(duì)海上石油開(kāi)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(kāi)采技術(shù)裝備在安全性與可靠性方面的要求。亡羊補(bǔ)牢遠(yuǎn)不如曲突徙薪，防患于未然是油氣開(kāi)發(fā)行業(yè)必須具有的安全警備意識(shí)。面對(duì)屢屢出現(xiàn)的原油污染，石油開(kāi)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(shí)，要不斷提高過(guò)程工業(yè)監(jiān)測(cè)監(jiān)視特別是在線監(jiān)測(cè)的技術(shù)水平，加強(qiáng)技術(shù)的互相溝通與交流，進(jìn)一步完善石油開(kāi)采工業(yè)過(guò)程安全的管理水平。

3 結(jié)語(yǔ)

美國(guó)在石油開(kāi)采技術(shù)方面處于世界領(lǐng)先水平。美國(guó)是世界上最早進(jìn)行三次采油試驗(yàn)的國(guó)家之一，也是三次采油方法應(yīng)用規(guī)模最大的國(guó)家之一。其中，美國(guó)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(guó)家之一。這些方法比常規(guī)方法需較大的投資和操作費(fèi)用。在這方面，美國(guó)充分開(kāi)展了其經(jīng)濟(jì)界限研究，確定項(xiàng)目應(yīng)用的投入條件，以取得經(jīng)濟(jì)效益最大化。美國(guó)的經(jīng)驗(yàn)可為我國(guó)提高石油采收率提供有益的借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]楚澤涵，李艷華.從世界部分產(chǎn)油國(guó)提高采收率的措施看地球物理技術(shù)發(fā)展[C]中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)年刊2002――中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第十八屆年會(huì)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(guó)石化出版社, 2004.

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