1. 對於沙特與俄羅斯的原油增產計劃,美國做出了哪些應對措施
石油價格大戰越來越激烈了,在沙特增產石油之後,俄羅斯也緊跟開始對石油進行曾產,目前來說,世界各國產油國中還沒有動靜的就是美國了。在奧巴馬政府上台之後,美國的石油產業發展的很快,而且開始大量挖掘美國國內的石油礦產,開始脫離對中東石油的依賴。那麼關於美國會如何應對這個問題,筆者認為首先就是美國也相應的會增產自己的石油,石油價格下降其實總的來說對美國的影響要小於對俄羅斯的影響。其次就是美國可能會和沙特進行洽談,關於石油問題進行洽談。畢竟美國國內石油產業即使崩潰,還是可以從沙特等盟友的手中獲得足夠的石油。最後就是關於是有問題,其實在全世界范圍內都是一個決定經濟走向的問題。
最後就是關於是有問題,其實在全世界范圍內都是一個決定經濟走向的問題。畢竟石油是工業的血液,比如交通和運輸還是需要石油的。打個比方,總不可能讓所有的貨輪都是用電力或者核動力吧,使用電力的話,那麼續航力和電池數量都是個大問題。至於核動力,太貴了,根本沒有辦法給所有船隻都使用,而且萬一出現問題,那麼就是一個大污染源。
2. 年石油供需形勢分析
石油作為工業的血液,在給人們的經濟生活帶來翻天覆地變化的同時,也成為世界政治、軍事、外交斗爭的一個焦點。基辛格曾說:「誰控制了石油,誰就控制了所有國家。」我國是石油生產大國、消費大國、進口大國,石油在我國國民經濟中發揮著極其重要的作用。然而,隨著工業化進程的深入,我國對石油的需求增勢明顯,但我國石油資源匱乏,產量增幅有限。在可再生能源或新能源不能取代石油作為人類主要能源的一段時期內,滿足國內需求勢必依靠大量進口國外石油資源。因此,加強石油供需形勢研究,為國家制定能源宏觀調控政策提供理論支撐,有助於保障我國石油持續、有效供應,促進經濟健康、有序發展。
一、國內外資源狀況
(一)世界石油資源狀況
世界石油儲量總體呈增長趨勢。截至2009年底,世界石油剩餘探明儲量為1817億噸,比上年增加0.1%;按目前開采水平,世界石油剩餘探明儲量還可供開采45.7年左右。世界石油儲量分布相對集中,地域分布極不平衡(表1)。石油儲量較為豐富的地區是中東、歐亞大陸、非洲和中南美洲,分別佔世界總量的56.6%、10.3%、9.6%和14.9%。其中,歐佩克石油儲量為1404億噸,佔世界石油儲量的77.2%。沙烏地阿拉伯是世界石油儲量最多的國家,佔世界總量的20%;其次是委內瑞拉、伊朗、伊拉克、科威特和阿聯酋,分別佔世界總量的13%、10%、9%、8%和7%,以上6個國家石油儲量合計佔世界總量的67%。
表1 2009年世界石油剩餘探明儲量及分布
資料來源:BP Statistical Review of World Energy,2010,6
注:*表示儲采比不詳。
(二)我國石油資源狀況
我國石油儲量相對匱乏,儲量增長緩慢。2009年,我國石油剩餘可采儲量21.6億噸,佔世界總量的1.19%,人均佔有儲量不及世界人均佔有量的1/2。我國油氣資源潛力較大,待發現和探明的資源較豐富,但其勘查難度不斷增大,致使我國石油剩餘可采儲量增長緩慢。按目前開采水平,我國國內現有石油剩餘可采儲量約可供開采12年。我國石油剩餘可采儲量主要分布在松遼盆地、渤海灣盆地、新疆和渤海、南海等近海地區。其中,黑龍江、新疆、山東、河北、陝西5省(區)和渤海地區合計佔全國儲量的73%(表2)。從具體油田來看,我國石油剩餘可采儲量主要分布在大慶、勝利、天津、長慶、新疆、吉林和遼河,這7大油田剩餘可采儲量佔全國總量的70%左右。
表2 2009年我國石油儲量及分布單位:萬噸
(1)①根據中國地質科學院礦產資源研究所(2010年)通過消費強度法、人均對比法和部門分析法得到的結果經綜合評估後得到;
(2)②來源於國家發展和改革委員會能源研究所(2009年)《中國2050年低碳發展之路:能源需求暨碳排放情景分析》;
(3)—代表沒有預測數據。
2.小結
我國石油的供需缺口將會進一步擴大,經濟增長與能源供應的矛盾日益凸顯。由於我國經濟增長方式轉變、產業結構調整還剛剛起步,實質性地提高能源利用效率還需要一段時間。所以,在未來的幾年裡,我國對能源的強勁需求是毫無疑問的。與此同時,我國東部主力油田已進入開發中後期,穩產難度越來越大,已出現總量遞減趨勢,全國原油產量的穩定和增長將主要依靠西部和海上油田的增產。目前,我國石油生產仍處於上升時期,但受資源條件的制約,產量增長十分有限。
(周海東)
3. 油井增產用什麼方法
人們都知道,在同樣地區開鑿的水井,有些井產水量多,有些井產水量少。油井的產量也有高有低,如1878年在台灣苗栗鑽的中國第一口油井每天只產油0.759噸,而1901年美國得克薩斯州鑽一口井日產油高達上萬噸。油井日產如此懸殊既有先天因素也有人為原因,如含油豐度、石油的油品性質都會直接影響油井產量;再有就是油層允許油流動的天然通道不一樣,更會直接影響油井產量。通道大,油流動時就容易些;通道小,石油流動就會很困難。以上幾個方面是影響油井產量的一些先天因素。至於人為原因,是指鑽井、修井、採油過程中,限於技術水平難免對油層造成污染,這種污染或多或少會堵塞油流通道,也會影響油井產量。
石油科技工作者一直在探索使油井增加產量的方法,隨著科學技術的不斷進步,人們已掌握了許多增加油井產量的技術。如:針對天然能量不足,採用向油層注水、注氣等方法提高地層能量,保持或增加油井產量;針對地下石油粘度大的問題,採用注蒸汽加熱的方法,使稠油變稀,增加油自身流動能力;粘度隨溫度變化的關系見原油粘?溫曲線示意圖。
針對油層油流通道小或油流通道堵塞的難題,人們發明了壓裂及酸化技術,用以有效地改善油流通道,可數倍地提高油井產量;針對易出砂的油井採用防砂採油、排砂採油以及壓裂和防砂相結合的工藝,增加這類井的產量;針對出水影響產量的油井,人們又研究出了各種堵水、調驅工藝。以上是油井增產較為常用的有效方法,目前已在國內外油田廣泛應用
4. 為什麼說海灣是石油增產潛力最大的地區
海灣是一片三面環陸的海洋,另一面為海,有U形及圓弧形等,通常以灣口附近兩個對應海角的連線作為海灣最外部的分界線。與海灣相對的是三面環海的海岬。
我哥哥在中石油工作,在埃及,他們就是製作鑽井機,鑽入深海中,提取石油。
5. 油水井增產增注措施是什麼
採油井或注水井,由於某些因素,使井底附近的油層堵塞,結果使油井產量降低,甚至不出油,或注水井注不進水,影響油層壓力和水驅油效果,降低油層採收率。在這種情況下,人們提出了改造油層的兩項技術措施:壓裂和酸化。
一、壓裂
壓裂,也稱水力壓裂,是利用地面高壓泵組,以超過地層吸收能力的排量將高黏液體(壓裂液)泵入井內,在井底產生高壓。當該壓力超過地層破裂壓力時,就在井底產生一條或數條裂縫。然後將帶有支撐劑的壓裂液注入裂縫中,停泵後,就可在地層中形成具有足夠長度、一定寬度和高度的不再閉合的裂縫。這種填砂裂縫具有很高的導流能力,從而大為改善近井地帶油氣的滲流條件,達到油井增產或水井增注的目的。
近年來,隨著技術水平不斷提高,水力壓裂已成為低滲透儲集層改造和增產、增注的重要手段。
(一)壓裂液
壓裂液是水力壓裂改造油氣層過程中的工作液,起著傳遞壓力、形成和延伸裂縫、攜帶支撐劑的作用。壓裂液及其性能與造縫尺寸的大小和裂縫的導流能力有著密切的關系,所以,壓裂液是影響壓裂效果的重要因素。
壓裂液是壓裂施工液的總稱。根據壓裂液在壓裂過程中不同階段的作用,可分為:
清孔液——5%HCl和0.2%的表面活性劑水溶液與堵球配合,疏通壓裂井段射孔孔眼。
前墊液——對水敏、結垢或含蠟量高的地層進行壓裂時,需要提前泵注黏土穩定劑、除垢劑或清蠟劑;同時,這段液體還可以對高溫、深井地層起到降低地層溫度的作用。
前置液——一般用不含支撐劑的壓裂液作前置液,用以壓開地層,降低地層溫度和延伸裂縫,為攜砂液進入裂縫准備空間。
攜砂液——用來進一步擴伸裂縫,攜帶支撐劑進入裂縫,填鋪高導流能力的砂床。攜砂液是完成壓裂作業、評價壓裂液性能的主體液。
頂替液——用來將攜砂液全部頂入地層裂縫,以免沉砂井底。頂替液量為井筒容積,不能過量頂替。
隨著壓裂工藝水平的不斷提高,性能優越的壓裂液也不斷涌現。現在經常使用的壓裂液有水基壓裂液、油基壓裂液、乳狀壓裂液、泡沫壓裂液等。尤其近十幾年發展起來的水基凍膠壓裂液具有黏度高、摩擦阻力低及懸砂性能好的優點,現已成為國內外使用最廣泛的壓裂液。
(1)活性水壓裂液(水基):在水溶液中加入表面活性劑的低黏壓裂液。此壓裂液配製簡單、成本低廉、黏度低、濾失量大、攜砂能力弱,適用於淺井低砂量、低砂比小型解堵壓裂和煤層氣井壓裂。
(2)稠化水壓裂液(水基):以稠化劑及表面活性劑配製的黏稠水溶液。稠化水壓裂液比活性水壓裂液黏度有所提高,攜砂能力稍強,降濾失性能稍好,主要用於低溫(小於60℃)、淺井(小於1000m)和低砂比(小於15%)的小型壓裂。
(3)水基凍膠壓裂液(水基):這是一種有彈性、不黏手和容器的膠凍狀壓裂液。水基凍膠壓裂液攜砂能力很強,摩擦阻力極小,是一種較理想的壓裂液。
(4)稠化油壓裂液(油基):是高分子聚合物溶於油中配成的壓裂液。其基液為原油、汽油、柴油、煤油、凝析油。其優點是黏度高、懸砂能力強、濾失量小、不傷害油層;缺點是成本高、流動時摩擦阻力高,且黏度隨溫度升高降低很快,因此只適用於低壓、親油、強水敏地層。
(5)乳化壓裂液:為一種液體分散於另一種與它不相混溶的液體中形成的多相分散體系。以液珠形式存在的一相稱為分散質(或稱內相、不連續相);起分散作用的一相稱為分散介質(或稱外相、連續相)。用作壓裂液的乳狀液中,一相是水或鹽水溶液、聚合物稠化水溶液、水凍膠溶液、酸液以及醇液;另一相則是原油、成品油、凝析油或液化石油氣。此外,體系中還須加入有利於形成穩定乳狀液的表面活性劑。乳化壓裂液的特點是:具有一定的黏度,濾失量低,對地層傷害小,但其摩擦阻力一般高於水或油,適用於水敏、低壓地層。
(6)泡沫壓裂液:是氣體分散於液體中的分散體系。為了使泡沫穩定,通常加入起泡劑。體系中氣相為CO2、N2、空氣;液相為稠化水、水凍膠、酸液、醇或油;起泡劑多為非離子型表面活性劑。這種壓裂液的特點是:摩擦阻力損失小,濾失量少,返排速度快,攜砂能力強,對地層傷害小,適用於含氣砂岩或頁岩地層,低滲、低壓、水敏性地層。
(二)支撐劑
在水力壓裂中,支撐劑的作用在於充填壓裂產生的水力裂縫,使之在岩石應力作用下不再重新閉合,且形成具有一定導流能力的流動通道。顯然,被支撐裂縫的長度、寬度越大,裂縫的導流能力越強,裂縫的增產效果越好。
壓裂用的支撐劑可大致分為天然、人造和天然改性三大類型。天然的以石英砂為代表,人造的以陶粒為代表,天然改性的以樹脂包層砂為代表。
1.石英砂
石英是一種分布廣、硬度大的穩定性礦物,也是首先得到廣泛應用的支撐劑,至今在國內外的用量仍然居於首位。石英砂硬度大,性脆,遇硬地層破碎後將大大降低裂縫的導流能力,遇軟地層又容易嵌入裂縫裡面。但石英密度低,便於施工泵送;價格便宜,容易獲得;圓球度好,導流能力強,仍為目前國內外最常用的支撐劑。
2.人造陶粒
自20世紀70年代末以來,隨著向深層、緻密層的勘探開發的需要,我國先後研製出噴吹的鋁礬土高強度支撐劑、中高密度高強度燒結鋁礬土陶粒和低密度中等強度燒結鋁礬土陶粒。我國將這些燒結或噴吹形成的人造支撐劑統稱為陶粒,其主要特點是:具有很高的強度,具有抗鹽、耐溫性能,破碎率低;但其相對密度較高,對壓裂液的性能及泵送條件都提出了更高的要求,且加工工藝復雜,成本較高。
3.樹脂包層砂
樹脂包層砂是採用一種特殊工藝,將改性酚醛樹脂包裹在石英砂的表面,並經熱固處理製成的一種支撐劑。按樹脂的包裹方法,可分為預固化和(可)固化兩種包層砂,它們在壓裂中承擔著不同的任務。前者是在石英砂的表麵包了一層樹脂,即使壓碎了包層內的砂子,外面的樹脂仍可以將碎塊、微粒包裹在一起,從而保持裂縫有較高的導流能力;後者是在石英砂表面上事先包裹一層與壓裂層溫度相匹配的樹脂,並作為尾隨支撐劑置於水力裂縫的近井縫段,當裂縫閉合且地層溫度恢復後,這種(可)固化的樹脂包層砂先在地層溫度下軟化成玻璃球狀,然後由軟至硬地將周圍相同的(可)固化的樹脂包層砂膠結起來,這樣在裂縫深處與井筒地帶形成一道「屏障」,起到防止縫內支撐劑反吐迴流的作用。
除上述類型外,20世紀50~60年代曾使用過的金屬鋁球、塑料球、核桃殼與玻璃球等支撐劑,由於受自身的缺點所限制,已被更好的支撐劑替代,現已不再使用。
(三)壓裂工藝
壓裂工藝包括壓裂井(層)的選擇、壓裂工藝方式的選擇、壓裂施工參數的優化設計等一系列工作。在壓裂液、支撐劑及壓裂設備都已確定的情況下,壓裂效果的好壞取決於壓裂工藝。
各地區的油層性質、壓力、溫度等條件不同,完井方法、技術設備條件也有差異,因此,壓裂工藝方式也不同。下面介紹幾種較為常用的壓裂工藝方法。
1.合層壓裂技術
油氣井的生產層往往是一個層組,壓裂時對這個層組的各個小層同時進行施工,就叫做合層壓裂,也叫籠統壓裂。對於裸眼完成的井,其裸眼段由於難以分小層,常用此方法壓裂。具體施工時又分為油管壓裂、套管壓裂和油套管同時壓裂三種情況。油管壓裂是將壓裂液由油管擠入井底,並採取了帶水力錨和套管加平衡壓力等保護措施;套管壓裂是井內不下油管,裝好井口直接壓裂;油套管同時壓裂是將油管和套管出口各接一些壓裂車,同時向井內注入壓裂液,從套管加砂。
2.分層壓裂技術
壓裂施工中,當目的層有多層時,為了達到徹底改造的目的,要採用分層壓裂技術。
目前國內外應用較為廣泛的一種壓裂技術是封隔器分層壓裂。它是通過封隔器分層管柱來實現的。封隔器是分層壓裂管柱的關鍵,它的作用是將目的層與上、下油層隔離開來,阻止壓裂液進入上、下油層,使目的層獨立地與壓裂管柱內壓力系統連接起來。對最下面一層,可以用單封隔器進行壓裂;對射開多層的井,可用雙封隔器對其中任意層進行壓裂;對射開多層的深井,也可以用「橋塞+封隔器」分層壓裂。
二、酸化
酸化是將按要求配製的酸液從地面經井注入到地層中,以用於除去近井地帶的堵塞物,恢復地層的滲透率,或通過酸、岩的化學反應,腐蝕油層中的某些成分,恢復或提高油層的滲透能力的一種化學增產增注措施。
(一)酸液類型
酸化時採用何種酸液,必須根據酸化井地層和堵塞物的特點、措施目的和施工要求進行選擇。
1.鹽酸
酸化時,鹽酸的濃度一般在6%~15%,但隨著高效緩蝕劑的出現,可直接使用工業鹽酸(濃度約30%)酸化。使用濃鹽酸可以酸化深層,減少地層水的稀釋,生成較多的CO2,利於殘酸的排出。
鹽酸可溶解堵塞水井的腐蝕產物,從而恢復地層的滲透率,例如:
根據地層條件、現場施工的實際情況,以及酸化目的的不同,可採用不同的酸化液進行酸化,如多組分酸、乳化酸、稠化酸、甲酸和乙酸等,都能起到不同的酸化效果。
(二)酸液添加劑
酸化用的酸液中,為了實現某一特定的目的所加入的化學物質稱為酸液添加劑。常用的酸液添加劑主要有緩速劑、緩蝕劑和鐵離子穩定劑。
1.緩速劑
用來降低酸、岩反應速度,提高酸化半徑的物質稱緩速劑。加有緩速劑的酸液稱為緩速酸。常用的緩速劑有表面活性劑和增稠劑。
表面活性劑如十二烷基磺酸鈉等,它們吸附於岩石表面上,疏水基團向外阻止了酸液與岩石的接觸反應,降低了反應速度。另外,表面活性劑在井底附近地層吸附量大,酸、岩反應速度小;當酸液進入到地層深部,表面活性劑濃度減小,吸附量小,酸、岩反應速度大。表面活性劑的加入也有利於殘酸返排。表面活性劑加量在1%左右。
增稠劑常用黃原膠、聚乙二醇(低溫時用)、高分子聚合物(如聚陽離子化合物)。增稠劑的加入,使酸液黏度提高,降低了酸液中H+向岩石表面的擴散速度,從而降低了酸、岩反應速度。
2.緩蝕劑
用來降低酸液對井下金屬設備(如油管、套管)的腐蝕速度的化學物質稱為緩蝕劑。緩蝕劑分有無機緩蝕劑、有機緩蝕劑。油田常用的是含有O、S、N雜原子的有機緩蝕劑,如7701、咪唑啉等。
3.鐵離子穩定劑
當酸、岩反應後,酸液pH值降低,酸液中鐵鹽(尤其是Fe3+)水解析出沉澱,造成二次堵塞地層孔隙,因此常在酸液中加入鐵離子穩定劑。常用的鐵離子穩定劑有兩類:一類是絡合劑,如檸檬酸、EDTA鈉鹽等;一類是還原劑,如異抗壞血酸、亞硫酸等。
(三)酸處理方式和酸化技術
常用的酸處理方式有常規酸化和壓裂酸化兩種。
常規酸化是注酸壓力小於地層的破裂壓力的酸化,以解除井底附近地層的堵塞作用,所以也稱為解堵酸化。
壓裂酸化是注酸壓力大於岩石破裂壓力的酸化,即在壓裂的基礎上進行酸化,一方面靠水力作用形成裂縫,另一方面靠酸液的溶蝕作用把裂縫的壁面溶蝕成凹凸不平的表面。停泵卸壓後,裂縫壁面不能完全閉合,具有較高的導流能力。
近些年來,隨著石油工業的發展,酸化技術也越來越先進。除普通鹽酸、土酸酸化外,還出現了泡沫酸酸化、膠束酸酸化、乳化酸酸化、稠化酸酸化和化學緩速酸酸化等技術。
(四)殘酸液返排
酸化施工結束後,停留在地層中的殘酸水活性已基本消失,不能繼續溶蝕岩石,而且隨著其pH值的升高,原來不會沉澱的金屬會相繼產生金屬氫氧化物沉澱。為了防止生成沉澱二次堵塞地層孔隙,影響酸化效果,一般說來,應盡快把殘酸盡可能排出。為此,應在酸化前就做好排液和投產的准備工作,酸化施工結束後立即排液。
殘酸流到井底後,如果剩餘壓力(井底壓力)大於井筒液柱回壓,可依靠地層能量進行放噴排液;如果剩餘壓力低於井筒液柱回壓,就需要用人工方法將殘液從井筒排至地面。目前,常用的人工排液法有:一是降低液柱壓力或降低液體密度,如抽汲法、氣舉法;二是增注液體助噴,如增注液體二氧化碳法和液氮法等。
6. 導致石油上漲的原因有哪些
7. 油氣層傷害的原因、預防措施以及增產措施
油氣層傷害的原因、預防措施以及增產措施:
1 洗井過程中的油層傷害及保護
對試油井來講,洗井時油氣層沒有打開,洗井不能直接對油層造成傷害,但是,洗井後有大量洗井液留在井筒內,油氣層打開後,洗井液直接與油氣層接觸,可能會對油氣層造成傷害;其次,長慶油田多為低壓油氣層,打開油氣層後,井筒內洗井液可能倒灌地層,造成油氣層傷害。
1.1 洗井液對油層可能造成的傷害
油氣層打開後,洗井液進入油氣層,就可能造成油層傷害: 洗井液中的固相顆粒可能堵塞地層孔隙,降低地層滲透率;洗井液與地層粘土接觸,引起地層粘土水化膨脹,使孔隙喉道變窄,降低地層滲透率甚至堵塞地層孔隙;洗井液與地層流體不配伍,產生沉澱、乳化,降低地層滲透率,造成油層傷害;新井試油射孔前洗井不徹底,當油層打開後,鑽井後留在井底的水泥漿等固體雜質在井筒液柱壓力下可能進入射孔孔眼甚至部分進入地層,造成油層孔隙堵塞。洗井液水質不合格,PH值達不到要求,含有大量微生物等,當油層打開後,和地層水反應,生成物堵塞油層。
1.2 洗井過程中的油層保護措施
針對以上分析洗井過程中可能造成的油層傷害,洗井過程中的油層保護措施如下:
(1)嚴格控制洗井液的水質,其中的固相含量,一般不許超過0.2%;PH值必須在6.5-8.5之間;在洗井配製完和洗井前都要仔細檢查。
(2)在洗井液中加入適當葯品,降低洗井液對地層的傷害,如加入粘土穩定劑或KCL等,盡量避免地層粘土遇洗井液水化膨脹;同時要加入殺菌劑,使微生物數量減少。
(3)洗井施工前要取得該井地層流體相關資料,盡量選擇與地層流體不發生沉澱或乳化反應的液體成分進行施工。
(4) 新井試油前必須用不少於井筒容積2倍的洗井液進行徹底洗井,防止固井中殘留雜質造成底層傷害。
(5)洗井液與地層水應該具有良好的配伍性,不能使底層粘土礦物發生膨脹,低壓漏失地層應加入增粘劑和暫堵劑,並且採取混氣等手段降低洗井液密度;
(6)固體懸浮物含量小於2mg/L,鐵離子含量小於0.5 mg/L
(7)洗井過程排量由小到大,排量一般控制在25-30 m3/h。
2 射孔過程中的油層傷害及保護
用射孔完成法投產的井,在鑽開油層和固井的過程中,由於延長了泥漿浸泡油層的時間等因素,因而對油層的污染可能性增大,在其他條件等同的情況下,射孔方式的選擇對油層滲透率有著明顯的影響,選擇不合理,將會降低地層滲透率,使油氣井生產能力下降;反之則可達到預期的效果。因此在選擇合適的射孔方式,並在輔助工作中採用合理施工非常重要。
2.1 射孔對油層的傷害
射孔按壓差分為正壓射孔和負壓射孔,現在就分正壓射孔和負壓射孔兩種射孔方式分析各自可能造成的地層傷害。
(1)正壓射孔對油層的傷害。
正壓差射孔,在射開油氣層的瞬間,井簡中射孔液侵入油氣層,侵入的結果使得射孔液中的固相順粒、碎屑岩屑、射孔彈碎片等堵塞地層。同時,若射孔液與地層岩性和流體的不配伍,也會發生沉澱、乳化反應,造成地層傷害,降低地層滲透率。
(2)負壓射孔對油層的傷害
負壓差射孔雖然有利於油層保護,但也必須合理利用,如果負壓差過大,同樣會造成油層激動,引起地層出砂,使射孔地帶的岩石孔隙結構遭到破壞,甚至造成地層坍塌。
2.2 射孔過程中的油層保護措施
(1)正壓射孔油層保護措施:在正壓差下射孔的井,為了保護油層,應做到:選用合適比重的射孔液(射孔液比重可根據地層壓力和地層岩性等資料確定),既要達到施工設計要求的正壓值,又不可過大,否則有可能壓破地層,造成地層深度污染。向射孔液中加入防膨劑等化學葯劑,減少對地層的損害。
(2)負壓射孔油層保護措施:在負壓差下射孔的井,為了保護油層,應做到:負壓射孔必須根據開發區塊的地層壓力,岩性狀況等確定合理的負壓值。具體做法就是在射孔前通過排液將井內液面降低到一個合理深度。 如果有一定能量的井在負壓射孔後仍不能達到預期的效果,可考慮採取混氣水排液法,進一步增大負壓差值,提高疏通地層的能力,最大程度地恢復地層的滲透性能。
3 壓裂施工的油層傷害及保護
壓裂是增產增注的主要措施之一,但措施不當也會給油層帶來傷害。其傷害主要是壓裂液與儲層岩石及地層流體相互作用的結果。
3.1 壓裂液引發的油層傷害
(1)壓裂液殘渣以及壓裂液在裂縫壁面上形成難以降解的濾餅會堵塞地層孔隙。 (2)壓裂液與地層粘土礦物相遇,使其發生水化膨脹,堵塞地層孔隙。
(3)壓裂液與地層流體配伍性不好,產生沉澱反應,堵塞地層孔隙。
(4)壓裂液中的表面活性劑的離子電荷可能會改變地層的潤濕性從而造成油層傷害。
3.2 支撐劑造成的油層傷害
(1)支撐劑粒徑差別太大,造成小顆粒支撐劑在裂縫閉合後仍能不斷隨液體運移並逐漸累積堵塞裂縫。
(2)支撐劑強度不夠,在上覆岩石壓力作用下,有的被壓碎,支撐劑碎屑會堵塞地層孔隙。
(3)支撐劑中雜質含量過高,其雜質可能堵塞地層孔隙。
3.3 壓裂工藝施工質量問題導致油層傷害
(1)壓裂前未沖管線,造成管線內殘留臟物隨施工液進入地層,堵塞地層孔隙。
(2)壓裂後未按施工設計時間關井,突然放噴,造成裂縫閉合不好,地層大量吐砂,破壞地層結構。
3.4 壓裂施工的油層保護措施
(1)配製壓裂液之前檢測所用水質是否合格,要求其PH值必須在7左右,正負誤差不得超過0.2,機械雜質含量≤0.2%。
(2)採用低固相或無固相壓裂液進行施工可降低壓裂液殘渣對地層孔隙的堵塞。
(3)配製壓裂液時加入添加劑,如粘土穩定劑等,防止粘土水化膨脹。
(4)在其它條件允許的情況下選用非離子表面活性劑,減少表面活性劑對地層岩石表面潤濕性的影響。
(5)嚴格選用支撐劑,包括支撐劑粒徑檢查、支撐劑強度測試和支撐劑雜質含量檢查等。
(6)壓裂施工前必須進行沖管線,將地面管線及地面設備中的雜質沖洗干凈,避免將雜質帶入井內。
(7)壓裂後按施工設計要求時間關井,再用規定油咀進行控制放噴,避免由於壓力激動造成地層吐砂破壞地層結構。
4 抽汲過程中的油氣層保護
(1)抽汲過程中的油氣層傷害主要有兩種:沒有結合油井產能和地質資料,盲目加大抽汲力度,導致地層出砂,破壞地層結構; 抽汲不及時、不連續,強度不夠,造成部分施工液不能充分返排,過多殘留在地層中,形成永久性傷害。
(2)油氣層保護措施:根據地質資料和壓裂施工數據建立合理的抽汲工作制度,最大限度的返排出壓裂施工入地液體,同時又要兼顧到不破壞地層結構。
5 放噴過程中的油層保護
放噴實際上是地層能量釋放的一個過程,放噴對地層造成的危害,主要是由於壓差過大。在瞬間較大的壓差下可能造成近井地帶的岩石結構發生破壞,地層液體攜帶部分顆粒運移並流向井簡,結果造成炮眼附近的孔隙堵塞,使滲透率降低。因此放噴過程中要控制好壓差並且再壓裂後必須按施工設計要求時間關井後才可進行放噴。一般應用設計要求的油咀控制放噴,放噴一定要平穩進行。
6 壓井過程中的油層保護
壓井是新井試油作業過程中經常遇到的作業工序之一,常用壓井液有泥漿、鹽水、清水等。常用的壓井方式有循環法壓井、擠注法壓井、灌注法壓井等。壓井也是最容易造成油層傷害的主要工序之一。
6.1 壓井過程中對油層造成的傷害
由於壓井液與地層不配伍,壓井液比重不合適,壓井液質量不合格和壓井方式不合理等因素,壓井過程中會對油層造成傷害。
(1)壓井液與地層不配伍造成地層傷害及油層保護措施
一種是油層中敏感性礦物與壓井液相遇時發生水敏、速敏、酸敏、鹼敏等現象,從而造成油層孔隙堵塞;另一種是壓井液與不配伍的地層流體相遇時,會在油層中發生作用,引起沉澱、乳化反應或促進細菌繁殖,導致滲透率下降。在選擇壓井液時,常規作業井應首選與油層岩性、礦物成分、流體物性相匹配的壓井液,如高壓作業井、特殊施工井應選擇高密度無固相壓井液,力求使壓井液本身對地層的損害降到最低。
(2)壓井方式對油層的損害及相應油層保護措施
1)正常情況下採用循環方式進行壓井,壓井液進入地層的比例比較少,造成地層損害的程度也相對輕。
2)在一些特殊情況下,如地層壓力較高或砂卡泵、砂堵油管造成無法循環,進行壓井時只能採用擠壓法,壓井液在較大的壓差作用下進入井底,並有一定比例進入地層,過大的壓差本身就能夠破壞岩石的孔隙結構,加之大量的壓井液進入地層,造成油層的傷害更大。
3)壓井所用時間也同樣影響著油層的滲透率,壓井液浸泡油層的時間越長,對地層造成的傷害就越大,反之則小。
6.2 針對以上油層傷害,其油層保護措施如下:
壓井施工應盡量選擇循環壓井方式;不能進行循環又必須壓井作業的,擠注施工時要把握好擠注量,以防對油層造成大的傷害;壓井後要組織連續施工作業,盡可能提高作業施工速度,最大限度地減少壓井液對油層的浸泡時間,降低對油層的損害。
6.3 壓井液密度對油層的傷害及其正確選用
壓井液相對密度越大,在相同條件下進入地層的壓井液就越多,對油層造成的損害就越大。
(1)壓井液密度選擇可按照公式γ=100KP/H,P油層中部地層壓力,H為井深,K為附加值,一般取1.05~1.1。
(2)選擇的壓井液密度應使其在壓井後達到「壓而不死,壓而不噴,壓而不漏,保護油層」。
(3)對層系多,層間差異大,漏失嚴重的井,應該先堵漏失層後再選擇合適的壓井液施工,以減少壓井液對油層的傷害,提高壓井成功率。
6.4 壓井施工設備對油層的傷害及相應油層保護措施
壓井施工設備主要是指壓井過程中拉運壓井液所用的罐車和存放壓井液用的儲液罐。拉運壓井液所用的罐車和存放壓井液用的儲液罐不幹凈,就可能使一些機械雜質隨壓井液進入地層造成傷害。壓井施工用的設備,要保持清沽衛生,同一設備在拉運或存放不同規格型號壓井液的時候,要進行徹底的清洗,減少人為因素對地層的傷害。
7 其它施工過程中的油層保護
新井試油作業中還有其它諸如酸化、注擠水泥漿等施工,這些施工一是要注意入井液體與地層流體的配伍性及與地層岩性的反應。二是注意顆粒物質對地層產生的影響。三是要把握工藝配方自身對地層滲透率的影響。四是工藝施工周期的影響。
8. 增產措施
酸化主要是人工向地層注入酸液,依靠其化學溶蝕作用提高儲層滲透性能的一項增產措施,主要用於石油井開采和地熱資源開發中。酸化有兩種類型:一類是注酸壓力低於地層破裂壓力的常規酸化或孔隙酸化,這時酸液主要發揮其化學溶蝕作用,擴大與之接觸岩石的孔、縫、洞;另一類是注酸壓力高於儲層破裂壓力的酸化壓裂,這時酸液將發揮化學作用和水力作用來擴大、延伸、壓開和溝通主裂縫,形成延伸遠、流動能力強的滲流通道。
以下為酸化作業常用術語。
前置液:在酸化壓裂中有3個重要的作用:①注入非活性流體前置液,可保證後續的泵注在可接受的排量和壓力下進行;②可去除近井區域的油,並使礦物和傷害物表現為水潤濕性,這可增加酸的溶解速度;③增加酸化的有效性,減少酸化後產物對儲層引起的新傷害。在試驗室配方且注入狀況為地層可接受的條件下,即可注入壓裂液。
壓裂液:即酸化主體酸液。一般碳酸鹽岩儲層壓裂液以鹽酸為主;砂岩壓裂液以氫氟酸為主,主體酸液由後置液驅入地層。
後置液:主要作用是從管柱中去除活性和腐蝕性流體並使壓裂液與近井筒區域的接觸程度達到最大。是否注入後置液決定於增產措施類型。如果被溶解或分散的傷害物被徑向替入地層後可能會對地層造成傷害,則一般不採用後置液。如果是砂岩氫氟酸酸化,此時必須注入後置液。目的是減少二次沉澱或使二次沉澱發生在儲層的深部,因為深處產生的沉澱對產能的影響較小。
緩蝕劑:主要是減少金屬被腐蝕的化學物質,機理是緩蝕劑通過物理吸附或化學吸附而吸附在金屬表面,從而把金屬表面覆蓋,使其腐蝕得到抑制。常用的緩蝕劑中,有機緩蝕劑效能高於無機緩蝕劑。
穩定劑:是一種配合劑,能與酸液中的離子結合成能溶於水的六乙酸鐵絡離子,減少Fe(OH)3沉澱,避免堵塞地層現象發生。
助排劑:是一種降低表面張力的活性劑,改變地層濕潤性,加速返排,防止殘渣形成。根據其作用,主要成分有減阻劑、破乳劑、緩速劑、懸乳劑等。
防膨劑:主要成分有羥基鋁、氫氧化鋯、陽離子有機聚合物、聚胺、聚季胺等,添加在酸液中,防止粘土膨脹。
本節主要介紹在地熱資源開發中應用最廣的碳酸鹽儲層酸化壓裂技術。它的基本原理是:地面用高壓壓裂泵車,以高於儲層吸收的速度,從井的套管或油管向井下注入液體,使井筒內壓力增高,一直達到克服地層的地應力和岩石張力強度,使處理層段岩石開始出現破裂形成裂縫;而後泵入酸液,在處理層段將裂隙酸蝕成溝槽。壓裂酸化後,這些溝槽仍然保持張開具有足夠的導流能力及足夠長度的裂縫,擴大有效影響半徑,減小地熱流體匯入井底的阻力,從而達到增產目的。
地熱井碳酸鹽岩儲層的主要礦物成分為方解石(CaCO3)、白雲石[(CaMgCO3)2],採用以鹽酸為壓裂液進行酸化壓裂時,酸岩化學反應方程式為
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
CaMgCO6+4HCl=MgCl2+CaCl2+2CO2↑+2H2O
下面以天津地區 WR95井實例介紹壓裂酸化技術在地熱井中的應用。
(一)基本數據
WR95地熱井位於天津市河西區,為地熱開采井,完井目的層位為古生界奧陶系,設計井深2250m。該井基本數據見表4-7。
表4-7 WR95井基本數據
WR95井完井後對產層裸眼井段(1745.6~2101.04m)進行了地球物理測井,測得主要產層情況見表4-8。
表4-8 WR59地熱井產層基本數據表
(二)試采情況及結論
WR95井採用空氣壓縮機先後兩次進行氣舉洗井,總洗井時間60h,水清砂凈後進行了抽水試驗,井口水溫53℃,水量10.38m3/h。試采結果表明,WR95井產水量較小,分析是由於該井地層受到污染及儲層物性較差造成的。為了解決堵塞,改善儲層滲流能力,提高該井產能,決定採用鹽酸酸壓工藝技術對該井實施壓裂酸化增產措施。
(三)室內實驗數據及結論
在進行壓裂酸化之前,對處理層的錄井岩屑進行了室內物化性質實驗分析,根據分析結果模擬井下壓力、溫度來選擇與之相容性(又稱配伍性)好的壓裂酸化措施,對產層進行有效的改造,從而達到對產層傷害小,增加產量。WR95井室內實驗數據見表4-9。由表4-9數據可知,15%HCl和20%HCl溶液,在70℃下岩石的溶蝕率都比較高,但考慮到為了在地層深處形成一條較長的酸蝕裂縫,加強地層裂隙間的連通性,需要較高的酸液濃度,因此選用20%HCl溶液作為處理液。
表4-9 岩石溶蝕實驗結果
注:試驗溫度為70℃。
(四)酸壓模擬實驗
圖4-19和圖4-20為酸液有效距離模擬和總表皮系數變化模擬,根據模擬結果,泵入酸量達到110m3以後,隨著酸量的增大,裂隙總表皮溶蝕趨向零。因此選用110m3,20%HCL用於本次壓裂酸化作業。
圖4-19 酸液有效距離模擬結果
圖4-20 總表皮系數變化模擬結果
(五)主要施工工藝及參數
1)酸化工藝:鹽酸酸壓工藝;
2)擠注方式:正擠;
3)擠注壓力:≤20MPa;
4)排酸方式:汽化水排酸。
(六)施工用料
施工液配置及材料用量見表4-10和表4-11。
表4-10 施工液量配置表
表4-11 備料名稱及數量
(七)施工結果
本次酸化作業,井口安裝250型採油樹(圖4-21),2台700型壓裂泵車(施工用),1台300型泵車(配液、打平衡),注酸管道使用89mm油管,封隔器座封深度1642.70m,油管排酸出口深度1654.21m, S-10/150型空氣壓縮機(排酸用),目的酸化井段1776.9~1976.7m共6組碳酸鹽裂隙帶。待井口採油樹裝置正確安裝後,打入平衡壓力3MPa,地面管線試驗壓力28.6MPa,打入前置液15m3。然後採用雙泵車打酸,打入20%HCl120 m3,最高泵壓21.51 MPa,排量 1.36m3/min。壓酸過程中,泵壓表由平均20MPa瞬間降為9.53MPa,現場分析認為碳酸岩裂隙經過酸化溶蝕和壓裂,周圍裂隙產生了良好的溝通。上提風管至深度800m,連接空氣壓縮機氣舉引噴,連續氣舉18h至基本水清砂凈。經抽水試驗,該地熱井產能由酸化前的 10.38m3/h、53℃ 激增到水量95.67m3/h、水溫78℃,表明壓裂酸化措施在 WR95地熱井中起到了很好的增產效果。
圖4-21 250型採油樹常用組合結構圖
9. 石油怎樣增產
對單口井來說,上措施可以增產,措施根據實際情況包括
1、射孔
2、酸壓
3、注水
4、壓裂
如果是問開發區塊的話,那就是在片區多打開發井,可以增產
10. 為什麼原油價格上漲這么快
周四,歐佩克+(歐佩克與非歐佩克產油國)宣布將石油減產協議延長至4月底。聽到減產的消息,不僅國際油價先漲為敬,而且高盛甚至給出了三季度油價突破80美元/桶的預判。
還記得大約一年前,國際油價一夜暴「負」,鬧出了中行原油寶的大烏龍。也就不到一年時間,國際油價的天怎麼說變就變?
原油不僅是大宗商品之王,也是股市裡的重要題材。本文將從聚焦3個維度,來探討油價V型反轉背後的機會:
前因後果對策
一. 前因
石油在需求端,與國際經濟形勢密切相關。因此,當一年前疫情席捲全球、股市暴跌之時,在悲觀的經濟預期下,石油的需求自然是萎靡不振。
而在供給端,世界上主要的石油出口國不到20個。如果這些國家能夠步調一致,從理論上是可以隨心所欲的控制油價的。而為了達成這一目的,富得流油的沙特做起了帶頭大哥,帶領各產油國成立了意在通過限產來漲價的歐佩克。(在經濟學概念中,像歐佩克這樣的組織被稱為卡特爾)
數字人民幣系列之三:王座下的陰謀(3/6)
菠菜的視頻
· 1699 播放
盡管看起來能在原油市場呼風喚雨,但實際上歐佩克面前要面對3座大山:
1.歐佩克成員國內部的矛盾
只有當歐佩克所有成員國都認真履行減產協議,國際油價才能出在高位。但問題是,減產也意味著有價無市,所謂的高油價只不過是直面富貴罷了。所以,站在博弈的角度,每個成員國都有動機在他國減產之時,自己偷偷增產,趕緊把直面富貴落袋為安——可是如果所有成員都這么想,所謂的減產協議就只不過是一紙空文。
另外,作為產油主力的中東國家雖然都有著相同的信仰,講著同樣的語言,但是彼此之間卻是誰也不服誰。且不說沙特、伊朗分別拉起了遜尼、什葉兩大山頭,甚至沙特都無法擺平自己陣營里的小弟。比如卡達早就看不慣沙特,於是在2019年初退出了歐佩克。
2.歐佩克與非歐佩克產油國的矛盾
非歐佩克產油國,以前主要是俄羅斯。
盡管俄羅斯已從世界霸主墮落成一個靠出賣資源過活的二流國家,但瘦死的駱駝比馬大,地大物博,且還武力值爆表,俄羅斯仍然是歐美重點提防的對象。
所俄羅斯並不怕沙特來硬的,畢竟後者只不過是一個表面鍍金的封建國家。俄羅斯不是歐佩克成員國,也就沒有義務遵守減產協定,所以,歐佩克減產讓油價上漲,俄羅斯反而佔了便宜。
更要命的是,現在不僅是沙特和俄羅斯劃江而治的問題了,而是沙特、俄羅斯、美國三足鼎立的局面。
3.頁岩油的沖擊
頁岩油可以簡單理解為品位不高的原油(此處不是學術很嚴謹,需要有油頁岩資源)。然而,技術進步和油價上漲,會讓曾經沒有開采價值的資源,變得有利可圖。
實際上,美國自身的石油資源並不少,近在咫尺的墨西哥灣里,就有不少大油田。後來,頁岩油又極大的增加了石油的供給,再加上美國製造業外流,導致石油需求的下降——美國從石油進口國變成了出口國。
頁岩油動了傳統產油國的乳酪,沙特和俄羅斯早就對頁岩油不爽了。不過,頁岩油在成本上是處於劣勢的。頁岩油根據開采條件不同,其成本大致在每桶30美元至50美元,要比沙特、俄羅斯的採油成本高出不少。
於是,大約在去年這個時候,沙特拿出殺敵一千自損八百的覺悟,大量增產,並以跳樓價甩賣原油,意在擠垮美國的頁岩油。結果這招真的奏效了,去年二季度,美國頁岩油鑽探的先鋒,切薩皮克能源公司市值暴跌超90%,申請破產保護,成了行業近5年來最大的破產事件。
二. 後果
沙特的目標初步達成,薩勒曼親王高調表示:「(美國頁岩油)鑽井的時代,已經永遠結束了。」
終於可以限產漲價了——信心爆棚的沙特,甚至同意俄羅斯小幅增產。但沙特可能高興得有點早,有兩個邏輯會在暗中侵蝕其自信的根基:
1. 隨著油價的進一步攀升,頁岩油可能卷土重來。畢竟只是山姆大叔那邊只是公司在財務上破產,但是技術還在,就算是破產後無法東山再起,接盤的公司仍然可以用頁岩油鑽井技術賺錢。盡管美國頁岩油井數量還沒恢復到疫情前的水平,但已經從2020年的低點開始回升;
2. 油價上漲無疑是在給光伏、風能等替代能源,以及新能源車送助攻。按照經濟學的規律,一種商品漲價,會刺激其替代品的需求上升。如果重回高油價時代,充滿電沒公里只要5分錢的「人民神車」五菱宏光mini EV不是更香嗎?
三. 對策
盡管歐佩克很努力地想控盤,但國際油價仍然呈現出明顯的周期性。
國際油價大漲,無疑直接利好「三桶油」——中國石油(601857)中國石化(600028)中海油(美股代碼CEO)。但是從股價長期走勢來看,尤其是中石油、中石化,沒有成長性也就算了,但是連周期股波段性交易機會都不給這就過分了,直接走走成一路陰跌的大熊股,說多了都是淚。
其實精於消費股的巴菲特,也買周期股。股神就曾在十幾年前在港股抄底中石油,爆賺了一筆。只不過,巴菲特持有了3年就開始清倉了,也就是說股神只是因為中石油超跌才參與,並不是看好長期前景。
但如果把眼光拓展到整個油氣板塊,甚至是傳統工業領域,實際上還是有一些機會可以關注的。
例如2020年7月,巴菲特旗下的伯克希爾哈撒韋,收購了一批天然氣管道公司,交易總額約100億美元。
圖片來源:澎湃新聞
在股神的啟發下,我們對於油價上漲的對策,可以關注以下2個投資邏輯:
1. 在碳中和的大題材下,化石能源中,碳排放量更低的天然氣,將因為需求激增而擴張產能。BP(英國石油公司)就曾在報告中預測,到2035年,天然氣在一次能源(能從自然界中直接利用)中的消費佔比將接近25%,僅次於石油。由於油氣的價格是正相關的,油價上漲也會帶動天然氣漲價;
2. 管道是天然氣運輸最重要的方式之一。目前我國正在大力加強天然氣管網建設,三桶油已經將管道資產剝離並轉移至管網公司。而且我國管網建設現在仍處於建設期,因此管道材料的供應商將迎來需求的改善。
更多內容歡迎關注微信公眾號「星空財富」(ID:xingkongcaifu1)