揭秘长庆油田背后的科技技术
长庆油田位于鄂尔多斯盆地,是典型低渗、低压、低丰度油气资源区。其地理位置特殊,油气储层比较致密,将油、气从地下开采出来十分困难。那么长庆油田的开采背后有哪些黑科技呢?
三维地震勘探:精确制导
鄂尔多斯盆地南部的地表主要被厚厚黄土塬覆盖,黄土塬的勘探难度特别大,被誉为“地震勘探的禁区”。但是对于石油开采来说,准确地勘探又是开采的前提条件。长庆油田利用三维地震勘探的技术,通过给地层做高精度的“CT”,实现了油气准确定位。
水平井优快钻井技术:更快、更准、更高效
水平井优快钻井技术是利用特殊的井底动力工具与随钻测量仪器,实现快速、高效、安全地钻成水平井段的技术。这种钻井技术比较适用于非常规油气资源的开发,如页岩气、致密油等。
长庆油田的油气储层总沉积厚度仅约100米,油气开采时多采用水平井提高单井产量。水平井优快钻井技术的应用,将“多井地产”转变为“单井高产”,油气产量得到提高。
可溶球座技术:石头中榨油
压裂技术是油田开采中常用的技术手段,通过给地下岩层施加压力产生裂缝,促使岩石中的油渗透出来,提高开采效率。可溶球座是压裂技术中的关键部件之一,为满足油田页岩油、致密气水平井多段作业的需求,长庆油田自主研发了全可溶金属球座体积压裂技术。该可溶球座具有金属密封、溶解彻底、泵送高效等特点,并且成本低于同类工具。
深藏于岩缝中的石油,如何被“驱赶”出来呢?
石油开采的过程与打井取水类似,但是石油却不像水那样具有很好的流动性和聚集性。因此,在对油田勘探和钻井操作后,最关键的就是将油“驱赶”出来,也就是石油的富集。
“驱赶”石油的方法有:空气驱油、二氧化碳驱油、表面活性剂和聚合物驱油、微生物驱油等。
空气驱油是指将空气注入地下储油层,空气会进入藏有石油的岩石缝隙,将石油从缝隙中“吹”出来。该方法适用于油储层岩石坚硬致密和油气渗透性低的油田。
二氧化碳驱油是指将二氧化碳注入油储层,利用二氧化碳降低石油粘度、增加其流动性等,从而提高石油的开采效率。此外,该方法还可以实现二氧化碳在地下的封存,有助于保护大气环境。
表面活性剂和聚合物在驱油过程中具有协同的作用,通过改变驱油水的波及体积、水与油或岩石的界面张力等,实现石油的高效“驱赶”,提高开采的效率。
微生物驱油主要利用了特定微生物的“找油”特性。该类微生物可以在岩石表面以及油与水界面生长和繁殖,其代谢产物如有机酸等可以改变石油的物化性质,提高驱油的效率。
油田的原油开采后需要经过怎样的处理?
油田的原油一般不可以直接使用,因为它含有大量的杂质和不纯物质,如水分、盐分、硫、氮、气体等,这些杂质会影响石油产品的质量,同时也会对炼油设备造成腐蚀,降低炼油效率。因此,原油需要经过一系列物理、化学和工艺处理,去除这些杂质和不纯物质,提炼出各种石油产品。
原油精炼的原理是利用烃类物质沸点的差异,通过蒸馏的方法将有用的物质分离出来。在炼油厂中,原油被加热,烃类物质会随着蒸发温度的不同,被蒸馏塔分离出来。石油气、汽油、煤油、柴油、润滑油等就是石油精炼的产物,在我们日常的生产生活中发挥着重要的作用。
结语
长庆油田油气量的突破,不仅减小了油气短缺的压力,也彰显了中国油气开采技术的进步。中国科学家在实现关键技术自主化的同时,为社会的发展建立了一个又一个里程碑。随着绿色开采技术和绿色能源技术的不断发展,我们有理由相信能源短缺和环境问题将得到改善,我们的生活环境会越来越好。
作者:石畅(物理化学博士)