浅析高新技术在采油工程中的应用现状及展望

作者:吴 丹 大港油田第一采油厂工艺研究所

1 高科技再采油工程中的应用现状 

采油工程技术是一门多学科、多分枝相互渗透的复杂学科,涉及到多种领域。利用其它行业的一些高新技术有可能解决用常规采油工艺难以解决的问题。如微电子和信息技术已应用到油田开发领域中,在油田开发数据库、油藏精细解释、油藏描述、数值模拟、抽油机井诊断与优化设计、油田自动化建设与应用等方面发挥了重要作用。

1.1 信息技术的应用与完善 

信息技术在我国采油工程中的应用已有一段时间了,然而由于信息技术不断进步,飞速发展,技术革新周期短,其在采油工程中的应用仍有着极大的发展和提升空间。从信息技术的特点来看,其高效性、便携性、功能丰富性、可靠性等,都能够为采油工程提供有力的技术支撑,也有效地促进了石油行业信息、现代化的发展。石油开采工程往往具有着较高的专业性、综合性、复杂性,且开采作业还面临着一定的危险性,其中地质勘探、油藏分析、开采设备操作与控制、开采过程中的安全监测与管理等工作,都需要有效而可靠的信息技术予以支持,如对大量勘探数据信息的整合、分析、共享,以及通过计算机系统进行模拟成像等,都是在信息技术的支持下得已完成的,也为提高采油工程建设运行质量提供了重要的参考与保障。

1.2 热超导技术的应用 

热超导技术是指在特定状态下使物质的热阻为零或趋近于零的技术。其原理是在封闭管体内加入特殊配置的复合化学介质,在一端受热或两端受热不均的情况下,介质会迅速引起相变,气壮分子被激活、碰撞,携带着巨大的汽化潜热以声速传递热量。该技术得应用,在清理结蜡和降低粘度等方面有着良好的效果。

1.3 人工智能技术的应用 

人工智能技术的发展是建立与信息技术、网络技术、编程技术以及与之相关的硬件技术的基础上而实现的,利用人工技术可以有效满足井下人员难以进入区域以及高危施工区域的作业需求,通过智能化程序的编写以及远程计算机控制,结合一系列传感器、无线信号传输设备的应用,便可以有效地实现远程智能化操作,大大提高采油效率,保障采油安全。

1.4 微生物技术的应用 

微生物技术是现代高新技术领域研究的一个重要方向,该技术由于其清洁无污染、不影响地质环境、低投入、高效率、易于操作、可循环利用等优势特点,在采油工程中的许多任务中都有着良好的表现。随着老油田综合含水的不断上升,油田污水处理问题越来越突出,应积极探索生物法处理污水技术,为油田污水处理提供新的技术保证。但从目前来看,由于受到优良菌种培养难度较大的限制,目前普及推广程度仍较为局限,还有待进一步的研究。

1.5 纳米技术的应用 

目前我国采油工程中应用的纳米技术主要集中与驱油方面,利用纳米级物质制作成专业的驱油膜,能够发挥出大大由于表面活性剂的驱油效果,并且仅需利用水作介质,就可以产生很强的电排斥作用,从而削弱石油分子间及油、岩间的粘附力,提高采油的效率。

2 采油工程中高新技术应用前景展望 

当前高新技术在我国采油工程中的应用虽然都发挥着良好的作用,但由于各类技术在发展的成熟度方面都存在着一定的不足,仍有一些问题需要在实际应用中予以改进和完善,这也使得这些新技术在目前应用大都较为局限,应用规模也相对较小。

2.1 缓蚀剂法 

原油中含有的水、硫化氢、二氧化碳、细菌以及各种盐类都是导致原油输送管道发生腐蚀的原因。为了脱离水中的硫化物、游离二氧化碳,减少硫酸还原菌的破坏作用,可以采用在油气中添加缓蚀剂的做法。缓蚀剂保护石常用的管道保护措施,其优势在于使用缓蚀剂后,整个系统内凡是同输送液体存在接触的管到均能得到保护。由于不同的液体腐蚀原因也是不同的,因此需要根据特定的介质类型选择缓蚀剂的种类。缓蚀剂的设计需要考虑以下因素:

用量。在一定范围内,管到腐蚀的速度同缓蚀剂的用量质检室负相关的关系,但是超过该范围,腐蚀速度将不会因为缓蚀剂用量的增加而降低,甚至会出现上升的现象。因此需要以腐蚀速度的极限值为参考,确定缓蚀剂的用量。

温度。缓蚀剂分为有机缓蚀剂和无机缓蚀剂,大多数有机缓蚀剂和部分无机缓蚀剂的效果会随着环境温度的升高而降低,因此缓蚀剂种类的选择还要考虑输油站场周围的温度。

油气的流动速度。油气的流动速度同缓蚀剂的效果之间也有一定关系,一般来讲,油气流动速度越快缓蚀剂的效果越差。

2.2 外加电流法和阴极保护 

相对于其他两种管道防腐保护方法,外加电流法和阴极保护法具有更好的经济优势,因此受到更为广泛的应用。

外加电流法的主要内容是为被保护的金属管道提供充足的保护电流,并使电流保持在理想分布状态,同时外加电流的使用时间应该同管道的使用寿命相匹,还要尽量减少因及设备对周围金属构件的影响,并将其放置在不容易受到破坏的地方。

阴极保护法也称作牺牲阳极法,就是通过埋设镁铝锌等阳极金属来达到管道防腐的目的。阳极需要埋放在潮湿的土壤中,与被保护管道之间没有其他金属障碍物。由于不同阳极材料适应的环境不同,因此在设计牺牲阳极法时还要充分了解管道架设位置的土壤属性,例如,铝阳极一般在氯离子浓度高或被油田污水污染的土壤中使用。

外加电流法或牺牲阳极法都是经济有效的输油管道防腐办法,具体选择时可根据是否有无方便的电源、工程项目的规模、经济性等多方面因素来做出科学的选择。

近20年来,微电子技术、计算机技术、精密机械技术、高密封技术、特种加工技术、集成技术、薄膜技术、网络技术、纳米技术、激光技术、超导技术和生物技术等高新技术的迅猛发展,为采油工艺的发展提供了强大的推动力,将成为采油工艺进一步发展的物质、只适合技术基础,展现了广阔的应用前景。

广大科技人员应积极探索纳米技术等高新技术与采油工艺的结合,创新对传统采油工艺思维,提高高新技术在采油工艺中的应用水平。

(来源:工业 2017第1期)

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