==采油的概念==

     通過勘探、鉆井、完井之后，油井開始正常生產(chǎn)，油田也開始進入采油階段，根據(jù)油田開發(fā)需要，最大限度地將地下原油開采到地面上來，提高油井產(chǎn)量和原油采收率，合理開發(fā)油藏，實現(xiàn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的過得叫做采油。

原油生產(chǎn)流道

油層—近井地帶—射孔彈道—井眼內部—人工舉升裝置—油管—井口—采油樹—地面管線—計量站—油氣分離器—輸油管網(wǎng)

常用的采油方法

1）自噴采油法：

利用油層本身的彈性能量使地層原油噴到地面的方法稱為自噴采油法。自噴采油主要依靠溶解在原油中的氣體隨壓力的降低分享出來而發(fā)生的膨脹。在整個生產(chǎn)系統(tǒng)中，原油依靠油層所提供的壓能克服重力及流動阻力自行流動，不需要人為補充能量，因此自噴采油是最簡單、最方便、最經(jīng)濟的采油方法。

2）人工舉升

人為地向油井井底增補能量，將油藏中的石油舉升至井口的方法是人工舉升采油法。隨著采出石油總量的不斷增加，油層壓力日益降低；注水開發(fā)的油田，油井產(chǎn)水百分比逐漸增大，使流體的比重增加，這兩種情況都使油井自噴能力逐步減弱。為提高產(chǎn)量，需采取人工舉升法采油（又稱機械采油），是油田開采的主要方式，特別在油田開發(fā)后期，有泵抽采油法和氣舉采油法兩種。在陸地油田常用抽油機，海上多用電潛泵，像一些出砂井或稠油井多用螺桿泵，此外常用的還有射流泵、氣舉、柱塞泵等等；

==采油的三個階段==

在石油界，通常把僅僅依靠巖石膨脹、邊水驅動、重力、天然氣膨脹等各種天然能量來采油的方法稱為一次采油；把通過注氣或注水提高油層壓力的采油方法稱為二次采油；把通過注入化學劑改變張力、注入熱流體改變黏度，用這種物理、化學方法來驅替油層中不連續(xù)的和難開采原油的方法稱為三次采油。

?一次采油—讓油自己噴出來

　　在一次采油階段，在地層里沉睡了億萬年的石油可以依靠天然能量擺脫覆蓋在它們之上的重重障礙，通過油井流到地面。

　　這種能量正是來源于覆蓋在它們之上的巖石對其所處的地層和地層當中的流體所施加的重壓。在上覆地層的重壓下，巖石和流體中集聚了大量的彈性能量。當油層通過油井與地面連通后，井口是低壓而井底是高壓。在這個壓差的作用下，上覆地層就像擠海綿一樣，將石油從油層擠到油井中，并舉升到地面。隨著原油及天然氣的不斷產(chǎn)出，油層巖石及地層中流體的體積逐漸擴展，彈性能量也逐漸釋放。總有一天，當彈性能量不足以把流體舉升上來時，地層中新的壓力平衡慢慢建立起來，流體也不再流動，大量的石油會被滯留在地下。就像彈簧被壓縮一樣，開始彈力很強，隨著彈簧體積擴展，彈力越來越弱，最終失去彈力。

　　它的優(yōu)點是投資少、成本低、投產(chǎn)快，只要按照設計的生產(chǎn)井網(wǎng)鉆井后，不需要增加另外的注入設備，只靠油層自身的能量就可將原油采出地面。缺點是天然能量作用的范圍和時間有限，不能適應油田較高的采油速度及長期穩(wěn)產(chǎn)的要求，最終采收率通常較低。

?二次采油—用水把油頂出來

　　在二次采油階段，人們通過向油層中注氣或注水來提高油層壓力，為地層中的巖石和流體補充彈性能量，使地層中巖石和流體新的壓力平衡無法建立，地層流體可以始終流向油井，從而能夠采出僅靠天然能量不能采出的石油。

　　但是，由于地層的非均質性，注入流體總是沿著阻力最小的途徑流向油井，處于阻力相對較大的區(qū)域中的石油將不能被驅替出來。有的原油在地下就像瀝青一樣，根本無法在地層這種多孔介質中流動。因此，二次采油方法提高原油采收率的能力是有限的。

　　油田注水開發(fā)的原理就是通過打注水井向油層注入水，在整個油層內建立起水壓驅動方式，恢復和保持油層壓力，從而減少鉆井口數(shù)，提高采油速度，縮短油田開發(fā)的年限，提高油田最終采收率。由于注水工藝容易掌握，水源也比較容易得到，因此油田注水開發(fā)的方式迅速推廣，成為一種應用最廣泛的方法。注水開發(fā)從注水時間上大致可分為三種類型：超前注水、早期注水和晚期注水。

?三次采油—靠科技把油洗出來

　　在三次采油階段，人們通過采用各種物理、化學方法改變原油的黏度和對巖石的吸附性，可以增加原油的流動能力，進一步提高原油采收率。三次采油的主要方法有聚合物驅、化學驅、氣驅、熱力采油、微生物驅等。

　　聚合物驅是指在注入水中加入水溶性的高相對分子質量的聚合物，增加水相黏度和降低水相滲透率，改善油水黏度比，從而擴大體積波及系數(shù)，達到提高原油采收率的方法。

　　1972年我國開始在大慶油田開始進行聚合物驅試驗，1990年又在中西部地區(qū)開始試驗。大慶油田聚合物驅自1996年投入工業(yè)化應用以來，創(chuàng)造了世界油田開發(fā)史上的奇跡。

　　稠油是一種性質較特殊的原油，其特點是瀝青質與膠質含量高，因而原油黏度很高，在油層及井筒中流動困難、開采難度大。

==油氣井增產(chǎn)工藝==

     油氣井增產(chǎn)工藝是提高油井（包括氣井）生產(chǎn)能力和注水井吸水能力的技術措施，常用的有水力壓裂及酸化處理法，此外還有井下爆炸、溶劑處理等。

1）水力壓裂工藝

    水力壓裂是以超過地層吸收能力的大排量向井內注入粘度較高的壓裂液，使井底壓力提高,將地層壓裂。隨著壓裂液的不斷注入，裂縫向地層深處延伸。壓裂液中要帶有一定數(shù)量的支撐劑(主要是砂子)，以防止停泵后裂縫閉合。充填了支撐劑的裂縫，改變了地層中油、氣的滲流方式，增加了滲流面積，減少了流動阻力，使油井的產(chǎn)量成倍增加。最近全球石油行業(yè)很熱門的“頁巖氣”就是利益于水力壓裂技術的快速發(fā)展！

2）油井酸化處理

    油井酸化處理分為碳酸鹽巖地層的鹽酸處理及砂巖地層的土酸處理兩大類。通稱酸化。

?碳酸鹽巖地層的鹽酸處理：石灰?guī)r與白云巖等碳酸鹽巖與鹽酸反應生成易溶于水的氯化鈣或氯化鎂，增加了地層的滲透性，有效地提高油井的生產(chǎn)能力。在地層的溫度條件下，鹽酸與巖石反應速度很快，大部分消耗在井底附近，不能深入到油層內部，影響酸化效果。

?砂巖地層的土酸處理：砂巖的主要巖礦成分為石英、長石。膠結物多為硅酸鹽（如粘土）及碳酸鹽，都能溶于氫氟酸。但氫氟酸與碳酸鹽類反應后，會發(fā)生不利于油氣井生產(chǎn)的氟化鈣沉淀。一般用8～12%鹽酸加2～4%氫氟酸混合土酸處理砂巖，可避免生成氟化鈣沉淀。氫氟酸在土酸中的濃度不宜過高,以免破壞砂巖的結構,造成出砂事故。為防止地層中鈣、鎂離子與氫氟酸的不利反應及其他原因，在注入土酸前，還應該用鹽酸對地層進行預處理，預處理范圍要大于土酸處理范圍。近年來發(fā)展了一種自生土酸技術。用甲酸甲酯與氟化銨在地層中反應生成氫氟酸,使其在深井高溫油層內部起作用,以提高土酸處理效果。從而達到提高油井生產(chǎn)能力。

==注水采油==

什么是注水采油

     油田投入開發(fā)后，隨著開采時間的增長，油層本身能量將不斷地被消耗，致使油層壓力不斷地下降，地下原油大量脫氣，粘度增加，油井產(chǎn)量大大減少，甚至會停噴停產(chǎn)，造成地下殘留大量死油采不出來。為了彌補原油采出后所造成的地下虧空，保持或提高油層壓力，實現(xiàn)油田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，并獲得較高的采收率，必須對油田進行注水。

     注水采油是目前廣泛采用的一種采油方式，是利用注水設備把質量合乎要求的水從注水井注入油層，保持油層壓力，驅替地下原油至油井，這是一種以提高石油采收程度，從而取得較好經(jīng)濟效益的方法。

注水方式

   注水方式指注水井在油藏所處的部位和注水井 與生產(chǎn)井之間的一種排列關系，又稱注采系統(tǒng)。目前應  用的注水方式有：
①邊緣注水：是將注水井布在油田邊緣含水區(qū)內或油水過渡區(qū)或含油邊界以內不遠的地方，均稱為邊緣注水。
②切割注水：是利用注水井排將油藏切割成若干區(qū)塊，每個區(qū)塊作為一個獨立的開發(fā)單元進行注水開發(fā)。
③面積注水：是指將注水井和油井按一定幾何形狀和密度均勻布置在整個開發(fā)區(qū)上進行注水和采油的系統(tǒng)，實質上是把油層分割成許多小單元進行注水開采。
④點狀注水：通常應用于一些地質條件復雜或小斷塊油田，視油砂體分布狀況、斷層的位置及構造形態(tài)布井，注水井與生產(chǎn)井之間沒有規(guī)則的排列關系。

?注意事項

1、注水井排方向要注意地應力的研究，原則上注水井排方向應與最大主應力方向一致。油田中注水井和油井的井數(shù)比例與分布形態(tài)稱為井網(wǎng)，例如面積注水方式的井網(wǎng)即有四點系統(tǒng)(注水井與生產(chǎn)井的比例為1：2)、五點系統(tǒng)(比例為1：1)、反九點系統(tǒng)(比例為1：3)等。
2、 注水管理人工注水開采的油田管理的日常工作最重要的是根據(jù)油田的動態(tài)變化(壓力、產(chǎn)量、油氣比、含水量等)搞好配產(chǎn)配注，也就是在一個階段內對注水井和采油井確定好各口井及各個層段合理的注水量和 產(chǎn)油量，以取得較好的開發(fā)效果。還要注意提高注水利用率和水質處理。
   ①選擇最佳開始注水時間和保持油層壓力水平。  要注意充分利用天然能量，以實現(xiàn)最簡便、最經(jīng)濟的方法開發(fā)油田。同時要使油藏保持的壓力足以滿足一定 采油速率的要求，還要使油、氣、水在地下的運動狀態(tài)有利于提高采收率。一般認為在能達到要求的采油 速率時，以油層壓力降至飽和壓力附近開始注水較為廣泛。
  ②調整吸水剖面，提高 注人水利用 率。注水過程要經(jīng)常調整注 水井的吸水剖 面，改造吸水少的中、低滲透層，控制影響其他層吸水的特高吸水層，使更多油層按需要吸水，以提高注人水的波及系數(shù)，采油井也要定期監(jiān)測產(chǎn)油剖面，以便采取措施。水動力學方法調整是平面上提高注人水的利用率，從而提高注人水波及系數(shù)的方法，如對非均質性嚴重或帶有裂縫性的油層，將連續(xù)注水改為周期性注水，對高含水地區(qū)改變注水井的分布，從而改變水驅油的液流方向等，均可減少注人水的采出量，提高注人水的驅油效率。
  ③控制注人水的水質和污水回注。注人油層中的水如含有機械雜質，易使油層堵塞，含腐蝕物質，易使 注水設備和注水管柱損壞;腐蝕物的堆積易使井底油層堵塞;水中含有細菌和具有細菌生存條件，會加劇腐蝕和結垢。這些都會妨礙注水工作順利進行。
3、必須依據(jù)油田的孔隙結構、礦物成分、地下水性質等，對注人水進行過濾、除鐵、殺菌、脫氧以及加緩蝕劑、防膨劑等 處理，以保證注入水的水質。生產(chǎn)井排出的含油污水， 一般應脫油后，按注人水質要求進行處理，再回注油層，以保護環(huán)境、節(jié)約用水。

==蒸汽吞吐采油==

     蒸汽吞吐又叫周期性注蒸汽、蒸汽浸泡、蒸汽激產(chǎn)等。所謂蒸汽吞吐就是先向油井注入一定量的蒸汽，關井一段時間，待蒸汽的熱能向油層擴散后，再開井生產(chǎn)的一種開采重油的增產(chǎn)方法。蒸汽吞吐作業(yè)的過程可分為三個階段，即注汽、燜井及回采。

作用機理

    稠油油藏進行蒸汽吞吐開采的增產(chǎn)效果非常顯著，其主要機理如下：
1）加熱降粘作用
向油層注入高溫高壓蒸汽，近井地帶相當距離內的地層溫度升高，將油層及原油加熱。注入油層的蒸汽優(yōu)選進入高滲透帶，然而由于蒸汽的密度很小，在重力作用下，蒸汽將向油層頂部超覆，油層加熱并不均勻，但由于熱對流和熱傳導作用，注入蒸汽量足夠多時，加熱范圍逐漸擴展，蒸汽帶的溫度仍保持井底蒸汽溫度Ts（250~350℃），蒸汽凝結帶，即熱水帶的溫度Tw雖有所下降，但仍然很高。形成的加熱帶中的原油粘度由幾千到幾萬mPa.s降低至幾個mPa.s。這樣，原油流向井底的阻力大大減小，流動系數(shù)Kh/μ成幾十倍的增加，油井產(chǎn)量必然增加許多倍。

2) 熱膨脹作用

當高溫蒸汽注入油層后，加熱后的原油產(chǎn)生膨脹，原油中如果存在少量的溶解氣，也將從原油中逸出，產(chǎn)生溶解氣驅的作用。同時油藏中的流體和巖石骨架產(chǎn)生熱膨脹作用，孔隙體積縮小，流體體積增大，維持原油生產(chǎn)的彈性能量增加。原油的熱膨脹程度主要取決于原油的組分組成，通常情況下，輕質原油的熱膨脹系數(shù)大于重質原油。

3) 蒸汽蒸餾作用

    在注蒸汽過程中，原油和水的汽化壓力隨溫度升高而升高，當油和水的汽化壓力等于油層當前壓力時，原油中的輕質組分汽化成氣相，產(chǎn)生蒸汽蒸餾作用。蒸餾作用的存在對稠油開采產(chǎn)生的有利影響主要表現(xiàn)在：氣相粘度低，流動阻力小，驅替前緣產(chǎn)生溶劑驅；巖石盲端孔隙中的輕質組分將轉移到連通孔隙中，產(chǎn)生自摻稀降粘作用。

4) 相對滲透率的變化

   在高溫潤濕性試驗中，普遍的規(guī)律是隨著溫度的升高，巖心潤濕性由親油轉向親水，由弱親水轉向強親水。其主要原因是稠油中的膠質、瀝青質等極性物質含量較多。

5) 乳化驅替

   在蒸汽驅過程中，由于蒸汽腔內的蒸汽流速和比容較大，同時蒸汽腔前緣的蒸汽由于冷凝并釋放熱量，而產(chǎn)生擾動效應，發(fā)生乳化作用，形成水包油或油包水乳狀液。在非均質油層中，這些粘滯乳狀液會堵塞高滲透條帶，降低蒸汽在冷凝區(qū)的指進作用，提高波及體積。

6) 重力泄油

    由于汽液密度差異，在注蒸汽過程中形成超覆現(xiàn)象，油層縱向受熱不均，但油藏的表現(xiàn)受熱面積增加，油層的非驅替部分由于導熱作用而得到加熱，受熱原油在重力作用下流到井底。重力泄油作用主要發(fā)生在單層厚度較大的稠油油藏中。

    從總體上講，蒸汽吞吐開采屬于依靠天然能量開采，只不過在人工注入一定數(shù)量蒸汽并加熱油層后，產(chǎn)生了一系列強化采油機理，主要是原油加熱降粘的作用。

?主要生產(chǎn)特征

1）蒸汽吞吐采油屬于三次采油。注入油層的蒸汽數(shù)量極有限，只是注入了熱能，使井筒周圍一定范圍油層加熱，一般僅10~30m，最大不超50m，以原油加熱降粘、改善油的流動性為主，強化上述多種天然驅動能量的作用，從而增加油井產(chǎn)量。

2）蒸汽吞吐開采和蒸汽驅開采都是強化開采手段，采油速度很高。一般為地質儲量的4%~6%，甚至還高。

3）蒸汽吞吐開采每個周期內的產(chǎn)量變化幅度較大，有初期的峰值期，有遞減期。峰值期是主要產(chǎn)油期。另外，每個吞吐周期的產(chǎn)量接近或達到經(jīng)濟極限產(chǎn)量時再開始下一周期的注汽—采油。

4）蒸汽吞吐是單井作業(yè)，對各種類型稠油油藏地質條件的適用范圍較蒸汽驅，經(jīng)濟上的風險性較汽驅開采小得多。

5）汽吞吐采油過程中的主要矛盾，是注入油層的蒸汽發(fā)生向頂部超覆推進及沿高滲透層指進，垂向掃油系數(shù)一般很難超過50%。這主要是濕飽和蒸汽的特性及油藏非均質性所致。

6）蒸汽吞吐與蒸汽驅開采階段的銜接至關重要。

7）蒸汽吞吐開采的一次投資較少，而且生產(chǎn)見效快，經(jīng)濟回收期短，經(jīng)濟效益好。但是，隨著多周期吞吐進程，產(chǎn)量遞減快。

?地面流程及設備（以海上為例）

1）水源供給：海水—水罐—海水淡化設備—水處理設備—高壓柱塞泵—蒸汽發(fā)生器；

2）燃料供給：燃油—油罐—油泵房—蒸汽發(fā)生器—油井；

3）氮氣系統(tǒng)：空壓機——膜分離—增壓機—油井環(huán)空；

其中蒸汽發(fā)生器是核心設備，經(jīng)過水處理得到的水進入蒸汽發(fā)生器，產(chǎn)生大量的蒸汽，源源不斷地注入到油井當中。