浅析中国石油开采以及一些技术在石油开采中的应用论文.doc
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1、西安石油大学成人高等教育毕业设计(论文) 成人高等教育毕业设计(论文)题 目_学 号_学 生_联系电话_指导教师_教学站点_专 业_完成日期_ 论文题目学生姓名教学站专业班级内容与要求设计(论文)起止时间20 年 月 日至20 年 月 日指导教师签名学生签名 学生姓名教学站点专业、班级论文题目序号评审项目指 标分值评分1工作态度对待工作严肃认真,学习态度端正。2能够正确处理工学矛盾,按照要求按时完成各阶段工作任务。22工作能力与水平能够综合和正确利用各种途径收集信息,获取新知识。1能够应用基础理论与专业知识,独立分析和解决实际问题。1毕业设计(论文)所得结论具有应用或参考价值。1基本具备独立从
2、事本专业工作的能力。13论文质量论文条理清晰,结构严谨;文笔流畅,语言通顺。2方法科学、论证充分;专业名词术语使用准确。2设计类计算正确,工艺可行,设计图纸质量高,标准使用规范。4工 作 量论文正文字数达到8000及以上。不足8000字的,每少500字扣2分。85论文格式论文正文字体字号使用正确,图表标注规范。3论文排版、打印、装订符合西安石油大学继续教育学院毕业设计(论文)撰写规范的要求。66创 新工作中有创新意识;对前人工作有改进、突破,或有独特见解。1 是否同意参加评阅(填写同意或者不同意):总分30说明有下列情况之一的毕业设计(论文)不得参加评阅:1、毕业设计(论文)选题或内容与所学专
3、业不相符的;2、毕业设计(论文)因1/2以上内容与他人论文或文献资料相同,被认定为雷同的;3、正文字数不足6000字的。评语:指导教师: 年 月 日 学生姓名教学站点专业、班级论文题目序号评审项目指 标满分评分1选 题毕业设计(论文)选题难易程度适中,具有实际或理论意义。52论文质量毕业设计(论文)能反映学生对所学的基础理论与专业知识进行综合运用的能力。5条理清晰,结构严谨;文笔流畅,语言通顺。5方法科学,论证充分;专业名词术语准确。5设计类计算正确,工艺可行,设计图纸质量高,标准使用规范。3工 作 量完成任务书规定的内容。论文正文字数达到8000及以上。不足8000字的,每少500字扣6分。
4、204规 范 化论文正文字体字号使用正确,图表标注规范。10论文排版、打印、装订符合西安石油大学继续教育学院毕业设计(论文)撰写规范的要求。155创 新对前人工作有改进、突破,或有独特见解。5总分70说明有下列情况之一的毕业设计(论文)按“0”分记:1、毕业设计(论文)审查成绩单中的审查成绩栏内为“取消”字样的;2、毕业设计(论文)选题或内容与所学专业不符的;3、毕业设计(论文)因1/2以上内容与他人论文或文献资料相同,被认定为雷同的;4、正文字数不足6000字的。评语:评阅人: 年 月 日 浅析中国石油开采技术以及一些技术在石油开采中的应用摘要:石油作为世界的不可再生资源,它的开采有着不可忽
5、视的地位。大为发展石油循环经济1, 特别是一些先进的技术与技术创新更是举足轻重的,更关系到人类的生存与可持续发展战略2。 从上世纪90年代以来,各种高科技的应用,一次次的技术创新,不断提高着石油开采的水平。中国石油的开采问题,油藏管理开采石油的若干技术 ,以及石油开采的环节。石油开采可以利用一些先进的技术,人工智能与地理信息系统(GIS)在石油开采与勘查中的应用。这些都充分的证实了石油开采是一个非常关键又核心的问题,本文将从中国的石油开采问题到一些具体的环节和一些先进的技术在石油开采中的应用逐一介绍。关键词:石油开采 工艺过程 油藏管理 勘查开采 人工智能 地理信息系统(GIS) 一 我国石油
6、开采的问题 中国油气田的种类比较复杂,主要有中高渗透多层砂岩油气田、复杂断块气田、低渗透砂岩油气田以及稠油油田。根据不同的地质条件和油田类型,中国形成了具有特色的油气开采技术。尽管中国石油开采技术经过50多年发展已经取得很大发展,但是同西方先进国家相比,总体上应该还有5至10年的差距。制约中国石油开采技术研发的因素很多。首先是科研资金投入相对不足。按照国际一般标准,研发经费占产品销售额5%的企业才具有一定竞争力,而这项投入占销售额2%的企业仅能维持生存。中国石油工业企业在技术研发的资金投入不到销售收入的1%,而国外大型石油公司的科研投入近10年来稳定在5亿-8亿美元,科研投入占销售收入的比例一
7、般是2%至3%。近几年,中国石油开采技术资金投入的总量虽然呈上升趋势,但是科技投入在整个销售收入中的比重却不断下降,因此,整体的科研投入强度是逐年下降的。若按人均计算的科研经费,与国外大型石油公司的差距就更大,中国石油工业多年来的科研经费人均不足5000元,直接影响到中国石油开采技术的创新与发展。其次是技术创新的投资主体单一。中国石油、石化工业在管理经营体制上存在行政分割,使得在科技研发上形成了各自为政的局面,从而分散了科研力量,对关键技术创新项目的攻关造成一定阻碍。油气开采行业内的许多技术难题不仅涉及到本行业,而且需要联合如信息、生物等多个行业的科研力量才能解决。再次是引进关键设备国产化水平
8、低。从石油开采工程技术状况上看,中国工程技术服务的技术和装备开发能力很薄弱。目前技术含量比较高的主要技术装备以及资料处理应用的软件大都需要依靠从发达国家进口。这些技术辅助性硬件与软件无法实现国产化,在一定程度上阻碍了中国石油开采技术的创新。最后是有限的资金未能得到合理配置。中国在石油开采技术科研经费投入上不仅数量少,而且资金的使用效率也不高。首先是因为科研经费使用比较分散;其次,由于多数的科技经费采用的是补贴费、启动费的划拨模式,无法完全激发科研主体的积极性;再次,资金比例使用失调。二、石油开采技术的现状 石油工业经过150多年的发展,科技的进步有效提高了人类勘探开采油气的能力。技术进步是提高
9、石油开采产量与采收率的主要途径。从资源角度上看,按世界能源组织的统计,目前30年以上的老油田的年产量约占全球年产量的70%,而且石油新增储量中有75%也来自于老油田区域。同时,低渗透油气藏、稠油及油砂油藏和深水油气藏在已探明储量中所占比例相当高。法国石油研究院估计,全球海洋石油储量可占全球石油储量的45%。所以,油气开采技术创新的方向将主要集中在对老油田、低渗透油藏、稠油开采的费油及油砂油藏3、深水油藏等进行有效开采的重点领域。因此,国际上针对油藏表征技术、采收率技术以及低渗透油气、稠油及油砂、海上油气的开发技术不断发展与创新。稠油及油砂的关键技术主要分为热采技术与冷采技术两类,在热采技术上,
10、蒸汽驱技术目前可以达到30%左右的采收率。蒸汽辅助重力驱技术结合了水平井与热采技术的特点,在加拿大等国成功的应用,可将采收率提高到60%。在冷采技术的创新上有电泵、螺杆泵在水平井、分支井上的利用技术,将稠油开采的成本降低了40%,这种技术在委内瑞拉等国得到成功的应用。另外还有如微波采油技术、微生物采油技术、离子电弧技术等前沿技术正在研发阶段。稠油及油砂将成为未来重要的石油资源。三 石油开采技术的工艺过程 石油开采方式有自喷采油和机械采油,自喷采油是由于地下含油层压力较高,凭其自身压力就可以使原油从井口喷出的采油方式。机械采油则是利用各种类型的泵把原油从井中抽出,目前我国石油开采以机械采油为主。
11、不同的地质情况不同的油品性质采用不同的机械开采方式。对粘度小于50毫帕斯卡.秒,密度小于0.934的原油(称为稀油),一般用常规开采。对粘度大于50毫帕斯卡.秒,密度大于0.934的原油(称为稠油),一般用热力采油,即采用热蒸汽吞吐、掺稀油及伴热的采油方式。以辽河油田为例,气候寒冷是北方冬季的特征。油质除一部分稀油外,大部分油质为稠油和特稠油,由于原油重质成份多,粘度大,相对密度大,在油藏条件下原油几乎不能流动,无法用常规的方法开采,给生产和环境带来了一系列的问题。而且多分支进研究技术报告技术是我们的油田采用热力采油、稀释、乳化降粘方式开采4。稀释开采:即将一定量粘度小的稀油加入稠油中,降低粘
12、度。 热力采油:即蒸汽吞吐、蒸气驱,就是对油层注入高温高压蒸气,加热油层里的原油,使原油的升高,粘度降低,增加原油的流动性,推动油层里的原油流向生产井。另外注入蒸气对油层加热后,蒸气变成热水流动,置换油层里原油滞流空隙。原油受注入蒸汽加热,其中轻质成分将气化,烃体积膨胀也会将原油推流到生产井,油田西区强化泡沫驱试验研究也充分证明了这一点5。 乳化降粘:即将含有表面活性剂的水溶液混入稠油中,并在油管和抽油管表面上形成亲水的润湿表面。对油水界面性质及乳状液稳定性的影响6,大大降低油流时的阻力,使油能够正常开采出来。 四 运用油藏管理开采石油的若干技术1.运用油藏管理开采石油所需的技术手段 (1 )
13、油藏工程方面, 需要进行投资搭配管理, 常规岩芯分析、不稳定试井和测井分析, 运用C T 扫描、核磁共振映象术, 还要进行流体物质平衡和曲线递减分析, 建立流管模型, 进行油藏模拟。 (2 )采油工程方面, 需要进行流管模拟、井眼模拟和节点分析, 进行井的增产增注处理。 (3 )地质方面, 需要采用薄片分析、显微镜分析、成像分析、X 射线和稳定同位素分析、岩芯分析、建立沉积和成岩模式, 还要运用遥感技术。 (4)地球物理方面, 需要采电三维地震技术、井间层析技术、郭切波测井、多地震技术。应该指出,油田西区强化泡沫驱试验研究 7,具体运用时井非每一个油藏都需要用到所有技术, 必须根据油藏地质特征
14、和油藏动态资料有所选择, 达到最经济地开采石油的目的。 2.提高石油采收率的问题如果仅从技术和提高石油采收率两个方面考虑, 可以认为油藏管理就是充分利用各种技术手段, 最大限度地提高石油采收率。如果从油田发现之日起到整个水驱或非混相驱开采阶段结束止, 不断地、恰当地运用油藏管理技术, 可获得很高的体积驱替效率, 因而也就获得了很高的采收率, 而且采油成本增加不多, 并不需要采用其它提高石油采收率的方法。其具体实施步骤如下: (1)建立油藏管理静态模型运用油藏管理的第一步是根据油藏评价和油田开发初期阶段所收集的井下资料建立油藏地质或“ 静态” 模型。一般来说, 井距越小, 控制点密度越高, 越能
15、揭示油藏的非均质性。但是,扩大低渗透油藏波及体积的驱油体系8, 在油田开发初期, 井距一般都较大, 不可能有较多的按制井点。在这种情况下, 反映油藏特征的直接资料仅仅是通过在几口井中取心、测井和试井所获得的“ 静态” 资料(孔隙度、渗透、原始地层压力和流体组分)。单靠钻井和完井期间所得到的这些直接资料还不足以建立一个详细可靠的油藏地质模型, 为此必须补充以下资料和参数。资料:水平井待钻井眼轨迹最优化设计 9,油藏岩石露头研究: ,盆地沉积学、区域构造学和成岩作用研究; 岩芯的沉积岩相及岩石物性分析; 用构造和地层模式解释的三维地震资料; 钻井垂向地震测试资料;西部稠油潜力评价及开发方式优化研究
16、10,根据岩性、孔隙度 . 和流体饱和度解释的测井资料; 西部稠油潜力评价及开发方式优化研究11,中途测试和生产试井资料; 油藏非均质性的二级确定性/ 随机模型制图资料; 井间连通性随井距离变化资料。参数: 沉积模型参数包括沉积几何形态及边界; 沉积环境; 沉积单元的叠加类型; 地层、岩性、岩性遮挡及其稳定性; 层理和内部沉积结构; 原始碎屑矿物特征; 矿物组成趋势; 粒度趋势; 颗粒分选程度和排列方式; 原始孔隙度分布; 沉积速度; 同沉积孔隙流体; p H 值和E h 值; 同沉积生物活动及产物; 同沉积变形。 成岩作用模型参数包括岩石成岩作用、流体成岩作用及相互作用; 埋藏、抬升古剥蚀、
17、古风化及再埋藏等各阶段滞留的时间; 成岩早期、中期和晚期及相关过程; 最大埋深; 古热流; 古水动力和古水文地球化学; 开放体系和封闭体系中的压实作用; 岩化作用;矿物骨架的蚀变及转化; 自生矿物的形成、蚀变和转化; 石油运移时间及岩石一流体一有机质相互作用的产物; 次生孔隙、流体及岩石矿物的平衡状态; 粘土矿物的性质。构造模型参数包括储层的几何形态; 褶皱、断层、逆掩断层、挠曲、倾斜和不整合、地下应力、节理的大小、方位、宽度、密度、形态和连通性。有了上述直接资料和补充资料还必须对其进行统计处理, 才有可能建立一个完整确定性油藏地质模型。为此, 采用了各种新方法, 建立分支井技术具有广阔的应用
18、前景12,其中最新的、普遍赞同的方法就是所谓的油藏非均质性二级随机模拟法。一级模拟阶段, 采用确定性模型( 当实测资料的数量和质量足以确定不同沉积体或流动单元的空间连续性和延伸范围时) 或离散性随机模型模拟与不同地质体或沉积相相关的大规模的油藏非均质性。标点法、马尔可夫油田法、截断随机函数法和两点直方图法是常见的产生随机离散模型的方法。这种离散模型可根据钻井、地面露头和三维地震资料加以调整和完善。二级模拟阶段, 采用连续随机模型模拟每一个沉积体或流体单元内岩石物性的空间变化。克里格指示法、高斯随机油田法和分维分布法是估算连续性模型中参数分布的最常用的方法。通常简单的层状结构油藏可采用确定性模型
19、进行模拟, 而对于拼合式和迷宫式复杂类型的油藏, 只育旨采用随机模型模拟。当运用随机模拟法建立油藏地质模型时, 重复运用随机模型模拟油藏结构所获得的油藏参数的每一种分布, 都具有再现油藏实际内部结构的相同概率。应该指出, 运用这种“ 相同概率” 地质模型借助数值模型预测油藏生产动态时, 常常会得到不同的结果。用这种方法能够评价油藏动态的不确定范围, 但尚未解决如何选择最可能的油藏动态来确定油田开发和开采所需的总投资和总体经济效益这个问题。正因为如此, 所以在油田开发和开采期间必须收集越来越多的井下、露头和地震资料,直到可利用资料的数量和质量能完全满足建立二级随机模型中的一种确定性模型的要求为止
20、。采用这种方法可大大缩小未来油田动态的不确定性范围, 大大降低油田开采中所涉及的经济风险性。地质模型的建立必须与监测油田动态的专家组协同研究, 通常每次会议都要进行热烈的讨论和激烈争论, 只有在每一个观点得到澄清并达成协议后才可得出详细的地质模型。 (2 )建立油藏管理动态模型在“ 静态” 模型中未包含任何有关油藏中流体渗流和驱替液前缘动态的资料。一旦油田投人开采, 必须及时获得反映油田动态变化的资料, 因此, 监视油田的专家组必须在整个油田寿命期间根据地质模型、油田动态资料建立动态模型。根据“ 静态” 模型建立“ 动态” 模型尚需补充的动态资料包括: ;陕北石油开采企业污油泥处理亟待规范13
21、,油井动态资料包括生产资料、由生产试井、压降、压力恢复试井及层间垂向脉冲试井资料; 井间连通性资料包括脉冲试井、干扰试井和示踪剂测试资料; 油藏中流体分布及驱替液前缘位置资料包括中子一密度测井( 补偿中子测井+ 补偿地层密度测井) , 脉冲中子俘获测井、感应自然伽马能谱测井和核磁测井资料。为了获得油藏动态资料, 应该用几口井适当进行早期试采。除了进行标准试井以提供每口井的动态资料( 井底压力和关井井底压力、气油比、水油比及产能随时1司变化) 外, 专家队伍还必须详细制订并监督进行各种特殊测试,只有支井冷采产能预测 14.油藏中每个渗透性小层与各井间的连通程度, 油蓦流体饱和度随时间和空间的变化
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