1. 对于沙特与俄罗斯的原油增产计划,美国做出了哪些应对措施
石油价格大战越来越激烈了,在沙特增产石油之后,俄罗斯也紧跟开始对石油进行曾产,目前来说,世界各国产油国中还没有动静的就是美国了。在奥巴马政府上台之后,美国的石油产业发展的很快,而且开始大量挖掘美国国内的石油矿产,开始脱离对中东石油的依赖。那么关于美国会如何应对这个问题,笔者认为首先就是美国也相应的会增产自己的石油,石油价格下降其实总的来说对美国的影响要小于对俄罗斯的影响。其次就是美国可能会和沙特进行洽谈,关于石油问题进行洽谈。毕竟美国国内石油产业即使崩溃,还是可以从沙特等盟友的手中获得足够的石油。最后就是关于是有问题,其实在全世界范围内都是一个决定经济走向的问题。
最后就是关于是有问题,其实在全世界范围内都是一个决定经济走向的问题。毕竟石油是工业的血液,比如交通和运输还是需要石油的。打个比方,总不可能让所有的货轮都是用电力或者核动力吧,使用电力的话,那么续航力和电池数量都是个大问题。至于核动力,太贵了,根本没有办法给所有船只都使用,而且万一出现问题,那么就是一个大污染源。
2. 年石油供需形势分析
石油作为工业的血液,在给人们的经济生活带来翻天覆地变化的同时,也成为世界政治、军事、外交斗争的一个焦点。基辛格曾说:“谁控制了石油,谁就控制了所有国家。”我国是石油生产大国、消费大国、进口大国,石油在我国国民经济中发挥着极其重要的作用。然而,随着工业化进程的深入,我国对石油的需求增势明显,但我国石油资源匮乏,产量增幅有限。在可再生能源或新能源不能取代石油作为人类主要能源的一段时期内,满足国内需求势必依靠大量进口国外石油资源。因此,加强石油供需形势研究,为国家制定能源宏观调控政策提供理论支撑,有助于保障我国石油持续、有效供应,促进经济健康、有序发展。
一、国内外资源状况
(一)世界石油资源状况
世界石油储量总体呈增长趋势。截至2009年底,世界石油剩余探明储量为1817亿吨,比上年增加0.1%;按目前开采水平,世界石油剩余探明储量还可供开采45.7年左右。世界石油储量分布相对集中,地域分布极不平衡(表1)。石油储量较为丰富的地区是中东、欧亚大陆、非洲和中南美洲,分别占世界总量的56.6%、10.3%、9.6%和14.9%。其中,欧佩克石油储量为1404亿吨,占世界石油储量的77.2%。沙特阿拉伯是世界石油储量最多的国家,占世界总量的20%;其次是委内瑞拉、伊朗、伊拉克、科威特和阿联酋,分别占世界总量的13%、10%、9%、8%和7%,以上6个国家石油储量合计占世界总量的67%。
表1 2009年世界石油剩余探明储量及分布
资料来源:BP Statistical Review of World Energy,2010,6
注:*表示储采比不详。
(二)我国石油资源状况
我国石油储量相对匮乏,储量增长缓慢。2009年,我国石油剩余可采储量21.6亿吨,占世界总量的1.19%,人均占有储量不及世界人均占有量的1/2。我国油气资源潜力较大,待发现和探明的资源较丰富,但其勘查难度不断增大,致使我国石油剩余可采储量增长缓慢。按目前开采水平,我国国内现有石油剩余可采储量约可供开采12年。我国石油剩余可采储量主要分布在松辽盆地、渤海湾盆地、新疆和渤海、南海等近海地区。其中,黑龙江、新疆、山东、河北、陕西5省(区)和渤海地区合计占全国储量的73%(表2)。从具体油田来看,我国石油剩余可采储量主要分布在大庆、胜利、天津、长庆、新疆、吉林和辽河,这7大油田剩余可采储量占全国总量的70%左右。
表2 2009年我国石油储量及分布单位:万吨
(1)①根据中国地质科学院矿产资源研究所(2010年)通过消费强度法、人均对比法和部门分析法得到的结果经综合评估后得到;
(2)②来源于国家发展和改革委员会能源研究所(2009年)《中国2050年低碳发展之路:能源需求暨碳排放情景分析》;
(3)—代表没有预测数据。
2.小结
我国石油的供需缺口将会进一步扩大,经济增长与能源供应的矛盾日益凸显。由于我国经济增长方式转变、产业结构调整还刚刚起步,实质性地提高能源利用效率还需要一段时间。所以,在未来的几年里,我国对能源的强劲需求是毫无疑问的。与此同时,我国东部主力油田已进入开发中后期,稳产难度越来越大,已出现总量递减趋势,全国原油产量的稳定和增长将主要依靠西部和海上油田的增产。目前,我国石油生产仍处于上升时期,但受资源条件的制约,产量增长十分有限。
(周海东)
3. 油井增产用什么方法
人们都知道,在同样地区开凿的水井,有些井产水量多,有些井产水量少。油井的产量也有高有低,如1878年在台湾苗栗钻的中国第一口油井每天只产油0.759吨,而1901年美国得克萨斯州钻一口井日产油高达上万吨。油井日产如此悬殊既有先天因素也有人为原因,如含油丰度、石油的油品性质都会直接影响油井产量;再有就是油层允许油流动的天然通道不一样,更会直接影响油井产量。通道大,油流动时就容易些;通道小,石油流动就会很困难。以上几个方面是影响油井产量的一些先天因素。至于人为原因,是指钻井、修井、采油过程中,限于技术水平难免对油层造成污染,这种污染或多或少会堵塞油流通道,也会影响油井产量。
石油科技工作者一直在探索使油井增加产量的方法,随着科学技术的不断进步,人们已掌握了许多增加油井产量的技术。如:针对天然能量不足,采用向油层注水、注气等方法提高地层能量,保持或增加油井产量;针对地下石油粘度大的问题,采用注蒸汽加热的方法,使稠油变稀,增加油自身流动能力;粘度随温度变化的关系见原油粘?温曲线示意图。
针对油层油流通道小或油流通道堵塞的难题,人们发明了压裂及酸化技术,用以有效地改善油流通道,可数倍地提高油井产量;针对易出砂的油井采用防砂采油、排砂采油以及压裂和防砂相结合的工艺,增加这类井的产量;针对出水影响产量的油井,人们又研究出了各种堵水、调驱工艺。以上是油井增产较为常用的有效方法,目前已在国内外油田广泛应用
4. 为什么说海湾是石油增产潜力最大的地区
海湾是一片三面环陆的海洋,另一面为海,有U形及圆弧形等,通常以湾口附近两个对应海角的连线作为海湾最外部的分界线。与海湾相对的是三面环海的海岬。
我哥哥在中石油工作,在埃及,他们就是制作钻井机,钻入深海中,提取石油。
5. 油水井增产增注措施是什么
采油井或注水井,由于某些因素,使井底附近的油层堵塞,结果使油井产量降低,甚至不出油,或注水井注不进水,影响油层压力和水驱油效果,降低油层采收率。在这种情况下,人们提出了改造油层的两项技术措施:压裂和酸化。
一、压裂
压裂,也称水力压裂,是利用地面高压泵组,以超过地层吸收能力的排量将高黏液体(压裂液)泵入井内,在井底产生高压。当该压力超过地层破裂压力时,就在井底产生一条或数条裂缝。然后将带有支撑剂的压裂液注入裂缝中,停泵后,就可在地层中形成具有足够长度、一定宽度和高度的不再闭合的裂缝。这种填砂裂缝具有很高的导流能力,从而大为改善近井地带油气的渗流条件,达到油井增产或水井增注的目的。
近年来,随着技术水平不断提高,水力压裂已成为低渗透储集层改造和增产、增注的重要手段。
(一)压裂液
压裂液是水力压裂改造油气层过程中的工作液,起着传递压力、形成和延伸裂缝、携带支撑剂的作用。压裂液及其性能与造缝尺寸的大小和裂缝的导流能力有着密切的关系,所以,压裂液是影响压裂效果的重要因素。
压裂液是压裂施工液的总称。根据压裂液在压裂过程中不同阶段的作用,可分为:
清孔液——5%HCl和0.2%的表面活性剂水溶液与堵球配合,疏通压裂井段射孔孔眼。
前垫液——对水敏、结垢或含蜡量高的地层进行压裂时,需要提前泵注黏土稳定剂、除垢剂或清蜡剂;同时,这段液体还可以对高温、深井地层起到降低地层温度的作用。
前置液——一般用不含支撑剂的压裂液作前置液,用以压开地层,降低地层温度和延伸裂缝,为携砂液进入裂缝准备空间。
携砂液——用来进一步扩伸裂缝,携带支撑剂进入裂缝,填铺高导流能力的砂床。携砂液是完成压裂作业、评价压裂液性能的主体液。
顶替液——用来将携砂液全部顶入地层裂缝,以免沉砂井底。顶替液量为井筒容积,不能过量顶替。
随着压裂工艺水平的不断提高,性能优越的压裂液也不断涌现。现在经常使用的压裂液有水基压裂液、油基压裂液、乳状压裂液、泡沫压裂液等。尤其近十几年发展起来的水基冻胶压裂液具有黏度高、摩擦阻力低及悬砂性能好的优点,现已成为国内外使用最广泛的压裂液。
(1)活性水压裂液(水基):在水溶液中加入表面活性剂的低黏压裂液。此压裂液配制简单、成本低廉、黏度低、滤失量大、携砂能力弱,适用于浅井低砂量、低砂比小型解堵压裂和煤层气井压裂。
(2)稠化水压裂液(水基):以稠化剂及表面活性剂配制的黏稠水溶液。稠化水压裂液比活性水压裂液黏度有所提高,携砂能力稍强,降滤失性能稍好,主要用于低温(小于60℃)、浅井(小于1000m)和低砂比(小于15%)的小型压裂。
(3)水基冻胶压裂液(水基):这是一种有弹性、不黏手和容器的胶冻状压裂液。水基冻胶压裂液携砂能力很强,摩擦阻力极小,是一种较理想的压裂液。
(4)稠化油压裂液(油基):是高分子聚合物溶于油中配成的压裂液。其基液为原油、汽油、柴油、煤油、凝析油。其优点是黏度高、悬砂能力强、滤失量小、不伤害油层;缺点是成本高、流动时摩擦阻力高,且黏度随温度升高降低很快,因此只适用于低压、亲油、强水敏地层。
(5)乳化压裂液:为一种液体分散于另一种与它不相混溶的液体中形成的多相分散体系。以液珠形式存在的一相称为分散质(或称内相、不连续相);起分散作用的一相称为分散介质(或称外相、连续相)。用作压裂液的乳状液中,一相是水或盐水溶液、聚合物稠化水溶液、水冻胶溶液、酸液以及醇液;另一相则是原油、成品油、凝析油或液化石油气。此外,体系中还须加入有利于形成稳定乳状液的表面活性剂。乳化压裂液的特点是:具有一定的黏度,滤失量低,对地层伤害小,但其摩擦阻力一般高于水或油,适用于水敏、低压地层。
(6)泡沫压裂液:是气体分散于液体中的分散体系。为了使泡沫稳定,通常加入起泡剂。体系中气相为CO2、N2、空气;液相为稠化水、水冻胶、酸液、醇或油;起泡剂多为非离子型表面活性剂。这种压裂液的特点是:摩擦阻力损失小,滤失量少,返排速度快,携砂能力强,对地层伤害小,适用于含气砂岩或页岩地层,低渗、低压、水敏性地层。
(二)支撑剂
在水力压裂中,支撑剂的作用在于充填压裂产生的水力裂缝,使之在岩石应力作用下不再重新闭合,且形成具有一定导流能力的流动通道。显然,被支撑裂缝的长度、宽度越大,裂缝的导流能力越强,裂缝的增产效果越好。
压裂用的支撑剂可大致分为天然、人造和天然改性三大类型。天然的以石英砂为代表,人造的以陶粒为代表,天然改性的以树脂包层砂为代表。
1.石英砂
石英是一种分布广、硬度大的稳定性矿物,也是首先得到广泛应用的支撑剂,至今在国内外的用量仍然居于首位。石英砂硬度大,性脆,遇硬地层破碎后将大大降低裂缝的导流能力,遇软地层又容易嵌入裂缝里面。但石英密度低,便于施工泵送;价格便宜,容易获得;圆球度好,导流能力强,仍为目前国内外最常用的支撑剂。
2.人造陶粒
自20世纪70年代末以来,随着向深层、致密层的勘探开发的需要,我国先后研制出喷吹的铝矾土高强度支撑剂、中高密度高强度烧结铝矾土陶粒和低密度中等强度烧结铝矾土陶粒。我国将这些烧结或喷吹形成的人造支撑剂统称为陶粒,其主要特点是:具有很高的强度,具有抗盐、耐温性能,破碎率低;但其相对密度较高,对压裂液的性能及泵送条件都提出了更高的要求,且加工工艺复杂,成本较高。
3.树脂包层砂
树脂包层砂是采用一种特殊工艺,将改性酚醛树脂包裹在石英砂的表面,并经热固处理制成的一种支撑剂。按树脂的包裹方法,可分为预固化和(可)固化两种包层砂,它们在压裂中承担着不同的任务。前者是在石英砂的表面包了一层树脂,即使压碎了包层内的砂子,外面的树脂仍可以将碎块、微粒包裹在一起,从而保持裂缝有较高的导流能力;后者是在石英砂表面上事先包裹一层与压裂层温度相匹配的树脂,并作为尾随支撑剂置于水力裂缝的近井缝段,当裂缝闭合且地层温度恢复后,这种(可)固化的树脂包层砂先在地层温度下软化成玻璃球状,然后由软至硬地将周围相同的(可)固化的树脂包层砂胶结起来,这样在裂缝深处与井筒地带形成一道“屏障”,起到防止缝内支撑剂反吐回流的作用。
除上述类型外,20世纪50~60年代曾使用过的金属铝球、塑料球、核桃壳与玻璃球等支撑剂,由于受自身的缺点所限制,已被更好的支撑剂替代,现已不再使用。
(三)压裂工艺
压裂工艺包括压裂井(层)的选择、压裂工艺方式的选择、压裂施工参数的优化设计等一系列工作。在压裂液、支撑剂及压裂设备都已确定的情况下,压裂效果的好坏取决于压裂工艺。
各地区的油层性质、压力、温度等条件不同,完井方法、技术设备条件也有差异,因此,压裂工艺方式也不同。下面介绍几种较为常用的压裂工艺方法。
1.合层压裂技术
油气井的生产层往往是一个层组,压裂时对这个层组的各个小层同时进行施工,就叫做合层压裂,也叫笼统压裂。对于裸眼完成的井,其裸眼段由于难以分小层,常用此方法压裂。具体施工时又分为油管压裂、套管压裂和油套管同时压裂三种情况。油管压裂是将压裂液由油管挤入井底,并采取了带水力锚和套管加平衡压力等保护措施;套管压裂是井内不下油管,装好井口直接压裂;油套管同时压裂是将油管和套管出口各接一些压裂车,同时向井内注入压裂液,从套管加砂。
2.分层压裂技术
压裂施工中,当目的层有多层时,为了达到彻底改造的目的,要采用分层压裂技术。
目前国内外应用较为广泛的一种压裂技术是封隔器分层压裂。它是通过封隔器分层管柱来实现的。封隔器是分层压裂管柱的关键,它的作用是将目的层与上、下油层隔离开来,阻止压裂液进入上、下油层,使目的层独立地与压裂管柱内压力系统连接起来。对最下面一层,可以用单封隔器进行压裂;对射开多层的井,可用双封隔器对其中任意层进行压裂;对射开多层的深井,也可以用“桥塞+封隔器”分层压裂。
二、酸化
酸化是将按要求配制的酸液从地面经井注入到地层中,以用于除去近井地带的堵塞物,恢复地层的渗透率,或通过酸、岩的化学反应,腐蚀油层中的某些成分,恢复或提高油层的渗透能力的一种化学增产增注措施。
(一)酸液类型
酸化时采用何种酸液,必须根据酸化井地层和堵塞物的特点、措施目的和施工要求进行选择。
1.盐酸
酸化时,盐酸的浓度一般在6%~15%,但随着高效缓蚀剂的出现,可直接使用工业盐酸(浓度约30%)酸化。使用浓盐酸可以酸化深层,减少地层水的稀释,生成较多的CO2,利于残酸的排出。
盐酸可溶解堵塞水井的腐蚀产物,从而恢复地层的渗透率,例如:
根据地层条件、现场施工的实际情况,以及酸化目的的不同,可采用不同的酸化液进行酸化,如多组分酸、乳化酸、稠化酸、甲酸和乙酸等,都能起到不同的酸化效果。
(二)酸液添加剂
酸化用的酸液中,为了实现某一特定的目的所加入的化学物质称为酸液添加剂。常用的酸液添加剂主要有缓速剂、缓蚀剂和铁离子稳定剂。
1.缓速剂
用来降低酸、岩反应速度,提高酸化半径的物质称缓速剂。加有缓速剂的酸液称为缓速酸。常用的缓速剂有表面活性剂和增稠剂。
表面活性剂如十二烷基磺酸钠等,它们吸附于岩石表面上,疏水基团向外阻止了酸液与岩石的接触反应,降低了反应速度。另外,表面活性剂在井底附近地层吸附量大,酸、岩反应速度小;当酸液进入到地层深部,表面活性剂浓度减小,吸附量小,酸、岩反应速度大。表面活性剂的加入也有利于残酸返排。表面活性剂加量在1%左右。
增稠剂常用黄原胶、聚乙二醇(低温时用)、高分子聚合物(如聚阳离子化合物)。增稠剂的加入,使酸液黏度提高,降低了酸液中H+向岩石表面的扩散速度,从而降低了酸、岩反应速度。
2.缓蚀剂
用来降低酸液对井下金属设备(如油管、套管)的腐蚀速度的化学物质称为缓蚀剂。缓蚀剂分有无机缓蚀剂、有机缓蚀剂。油田常用的是含有O、S、N杂原子的有机缓蚀剂,如7701、咪唑啉等。
3.铁离子稳定剂
当酸、岩反应后,酸液pH值降低,酸液中铁盐(尤其是Fe3+)水解析出沉淀,造成二次堵塞地层孔隙,因此常在酸液中加入铁离子稳定剂。常用的铁离子稳定剂有两类:一类是络合剂,如柠檬酸、EDTA钠盐等;一类是还原剂,如异抗坏血酸、亚硫酸等。
(三)酸处理方式和酸化技术
常用的酸处理方式有常规酸化和压裂酸化两种。
常规酸化是注酸压力小于地层的破裂压力的酸化,以解除井底附近地层的堵塞作用,所以也称为解堵酸化。
压裂酸化是注酸压力大于岩石破裂压力的酸化,即在压裂的基础上进行酸化,一方面靠水力作用形成裂缝,另一方面靠酸液的溶蚀作用把裂缝的壁面溶蚀成凹凸不平的表面。停泵卸压后,裂缝壁面不能完全闭合,具有较高的导流能力。
近些年来,随着石油工业的发展,酸化技术也越来越先进。除普通盐酸、土酸酸化外,还出现了泡沫酸酸化、胶束酸酸化、乳化酸酸化、稠化酸酸化和化学缓速酸酸化等技术。
(四)残酸液返排
酸化施工结束后,停留在地层中的残酸水活性已基本消失,不能继续溶蚀岩石,而且随着其pH值的升高,原来不会沉淀的金属会相继产生金属氢氧化物沉淀。为了防止生成沉淀二次堵塞地层孔隙,影响酸化效果,一般说来,应尽快把残酸尽可能排出。为此,应在酸化前就做好排液和投产的准备工作,酸化施工结束后立即排液。
残酸流到井底后,如果剩余压力(井底压力)大于井筒液柱回压,可依靠地层能量进行放喷排液;如果剩余压力低于井筒液柱回压,就需要用人工方法将残液从井筒排至地面。目前,常用的人工排液法有:一是降低液柱压力或降低液体密度,如抽汲法、气举法;二是增注液体助喷,如增注液体二氧化碳法和液氮法等。
6. 导致石油上涨的原因有哪些
7. 油气层伤害的原因、预防措施以及增产措施
油气层伤害的原因、预防措施以及增产措施:
1 洗井过程中的油层伤害及保护
对试油井来讲,洗井时油气层没有打开,洗井不能直接对油层造成伤害,但是,洗井后有大量洗井液留在井筒内,油气层打开后,洗井液直接与油气层接触,可能会对油气层造成伤害;其次,长庆油田多为低压油气层,打开油气层后,井筒内洗井液可能倒灌地层,造成油气层伤害。
1.1 洗井液对油层可能造成的伤害
油气层打开后,洗井液进入油气层,就可能造成油层伤害: 洗井液中的固相颗粒可能堵塞地层孔隙,降低地层渗透率;洗井液与地层粘土接触,引起地层粘土水化膨胀,使孔隙喉道变窄,降低地层渗透率甚至堵塞地层孔隙;洗井液与地层流体不配伍,产生沉淀、乳化,降低地层渗透率,造成油层伤害;新井试油射孔前洗井不彻底,当油层打开后,钻井后留在井底的水泥浆等固体杂质在井筒液柱压力下可能进入射孔孔眼甚至部分进入地层,造成油层孔隙堵塞。洗井液水质不合格,PH值达不到要求,含有大量微生物等,当油层打开后,和地层水反应,生成物堵塞油层。
1.2 洗井过程中的油层保护措施
针对以上分析洗井过程中可能造成的油层伤害,洗井过程中的油层保护措施如下:
(1)严格控制洗井液的水质,其中的固相含量,一般不许超过0.2%;PH值必须在6.5-8.5之间;在洗井配制完和洗井前都要仔细检查。
(2)在洗井液中加入适当药品,降低洗井液对地层的伤害,如加入粘土稳定剂或KCL等,尽量避免地层粘土遇洗井液水化膨胀;同时要加入杀菌剂,使微生物数量减少。
(3)洗井施工前要取得该井地层流体相关资料,尽量选择与地层流体不发生沉淀或乳化反应的液体成分进行施工。
(4) 新井试油前必须用不少于井筒容积2倍的洗井液进行彻底洗井,防止固井中残留杂质造成底层伤害。
(5)洗井液与地层水应该具有良好的配伍性,不能使底层粘土矿物发生膨胀,低压漏失地层应加入增粘剂和暂堵剂,并且采取混气等手段降低洗井液密度;
(6)固体悬浮物含量小于2mg/L,铁离子含量小于0.5 mg/L
(7)洗井过程排量由小到大,排量一般控制在25-30 m3/h。
2 射孔过程中的油层伤害及保护
用射孔完成法投产的井,在钻开油层和固井的过程中,由于延长了泥浆浸泡油层的时间等因素,因而对油层的污染可能性增大,在其他条件等同的情况下,射孔方式的选择对油层渗透率有着明显的影响,选择不合理,将会降低地层渗透率,使油气井生产能力下降;反之则可达到预期的效果。因此在选择合适的射孔方式,并在辅助工作中采用合理施工非常重要。
2.1 射孔对油层的伤害
射孔按压差分为正压射孔和负压射孔,现在就分正压射孔和负压射孔两种射孔方式分析各自可能造成的地层伤害。
(1)正压射孔对油层的伤害。
正压差射孔,在射开油气层的瞬间,井简中射孔液侵入油气层,侵入的结果使得射孔液中的固相顺粒、碎屑岩屑、射孔弹碎片等堵塞地层。同时,若射孔液与地层岩性和流体的不配伍,也会发生沉淀、乳化反应,造成地层伤害,降低地层渗透率。
(2)负压射孔对油层的伤害
负压差射孔虽然有利于油层保护,但也必须合理利用,如果负压差过大,同样会造成油层激动,引起地层出砂,使射孔地带的岩石孔隙结构遭到破坏,甚至造成地层坍塌。
2.2 射孔过程中的油层保护措施
(1)正压射孔油层保护措施:在正压差下射孔的井,为了保护油层,应做到:选用合适比重的射孔液(射孔液比重可根据地层压力和地层岩性等资料确定),既要达到施工设计要求的正压值,又不可过大,否则有可能压破地层,造成地层深度污染。向射孔液中加入防膨剂等化学药剂,减少对地层的损害。
(2)负压射孔油层保护措施:在负压差下射孔的井,为了保护油层,应做到:负压射孔必须根据开发区块的地层压力,岩性状况等确定合理的负压值。具体做法就是在射孔前通过排液将井内液面降低到一个合理深度。 如果有一定能量的井在负压射孔后仍不能达到预期的效果,可考虑采取混气水排液法,进一步增大负压差值,提高疏通地层的能力,最大程度地恢复地层的渗透性能。
3 压裂施工的油层伤害及保护
压裂是增产增注的主要措施之一,但措施不当也会给油层带来伤害。其伤害主要是压裂液与储层岩石及地层流体相互作用的结果。
3.1 压裂液引发的油层伤害
(1)压裂液残渣以及压裂液在裂缝壁面上形成难以降解的滤饼会堵塞地层孔隙。 (2)压裂液与地层粘土矿物相遇,使其发生水化膨胀,堵塞地层孔隙。
(3)压裂液与地层流体配伍性不好,产生沉淀反应,堵塞地层孔隙。
(4)压裂液中的表面活性剂的离子电荷可能会改变地层的润湿性从而造成油层伤害。
3.2 支撑剂造成的油层伤害
(1)支撑剂粒径差别太大,造成小颗粒支撑剂在裂缝闭合后仍能不断随液体运移并逐渐累积堵塞裂缝。
(2)支撑剂强度不够,在上覆岩石压力作用下,有的被压碎,支撑剂碎屑会堵塞地层孔隙。
(3)支撑剂中杂质含量过高,其杂质可能堵塞地层孔隙。
3.3 压裂工艺施工质量问题导致油层伤害
(1)压裂前未冲管线,造成管线内残留脏物随施工液进入地层,堵塞地层孔隙。
(2)压裂后未按施工设计时间关井,突然放喷,造成裂缝闭合不好,地层大量吐砂,破坏地层结构。
3.4 压裂施工的油层保护措施
(1)配制压裂液之前检测所用水质是否合格,要求其PH值必须在7左右,正负误差不得超过0.2,机械杂质含量≤0.2%。
(2)采用低固相或无固相压裂液进行施工可降低压裂液残渣对地层孔隙的堵塞。
(3)配制压裂液时加入添加剂,如粘土稳定剂等,防止粘土水化膨胀。
(4)在其它条件允许的情况下选用非离子表面活性剂,减少表面活性剂对地层岩石表面润湿性的影响。
(5)严格选用支撑剂,包括支撑剂粒径检查、支撑剂强度测试和支撑剂杂质含量检查等。
(6)压裂施工前必须进行冲管线,将地面管线及地面设备中的杂质冲洗干净,避免将杂质带入井内。
(7)压裂后按施工设计要求时间关井,再用规定油咀进行控制放喷,避免由于压力激动造成地层吐砂破坏地层结构。
4 抽汲过程中的油气层保护
(1)抽汲过程中的油气层伤害主要有两种:没有结合油井产能和地质资料,盲目加大抽汲力度,导致地层出砂,破坏地层结构; 抽汲不及时、不连续,强度不够,造成部分施工液不能充分返排,过多残留在地层中,形成永久性伤害。
(2)油气层保护措施:根据地质资料和压裂施工数据建立合理的抽汲工作制度,最大限度的返排出压裂施工入地液体,同时又要兼顾到不破坏地层结构。
5 放喷过程中的油层保护
放喷实际上是地层能量释放的一个过程,放喷对地层造成的危害,主要是由于压差过大。在瞬间较大的压差下可能造成近井地带的岩石结构发生破坏,地层液体携带部分颗粒运移并流向井简,结果造成炮眼附近的孔隙堵塞,使渗透率降低。因此放喷过程中要控制好压差并且再压裂后必须按施工设计要求时间关井后才可进行放喷。一般应用设计要求的油咀控制放喷,放喷一定要平稳进行。
6 压井过程中的油层保护
压井是新井试油作业过程中经常遇到的作业工序之一,常用压井液有泥浆、盐水、清水等。常用的压井方式有循环法压井、挤注法压井、灌注法压井等。压井也是最容易造成油层伤害的主要工序之一。
6.1 压井过程中对油层造成的伤害
由于压井液与地层不配伍,压井液比重不合适,压井液质量不合格和压井方式不合理等因素,压井过程中会对油层造成伤害。
(1)压井液与地层不配伍造成地层伤害及油层保护措施
一种是油层中敏感性矿物与压井液相遇时发生水敏、速敏、酸敏、碱敏等现象,从而造成油层孔隙堵塞;另一种是压井液与不配伍的地层流体相遇时,会在油层中发生作用,引起沉淀、乳化反应或促进细菌繁殖,导致渗透率下降。在选择压井液时,常规作业井应首选与油层岩性、矿物成分、流体物性相匹配的压井液,如高压作业井、特殊施工井应选择高密度无固相压井液,力求使压井液本身对地层的损害降到最低。
(2)压井方式对油层的损害及相应油层保护措施
1)正常情况下采用循环方式进行压井,压井液进入地层的比例比较少,造成地层损害的程度也相对轻。
2)在一些特殊情况下,如地层压力较高或砂卡泵、砂堵油管造成无法循环,进行压井时只能采用挤压法,压井液在较大的压差作用下进入井底,并有一定比例进入地层,过大的压差本身就能够破坏岩石的孔隙结构,加之大量的压井液进入地层,造成油层的伤害更大。
3)压井所用时间也同样影响着油层的渗透率,压井液浸泡油层的时间越长,对地层造成的伤害就越大,反之则小。
6.2 针对以上油层伤害,其油层保护措施如下:
压井施工应尽量选择循环压井方式;不能进行循环又必须压井作业的,挤注施工时要把握好挤注量,以防对油层造成大的伤害;压井后要组织连续施工作业,尽可能提高作业施工速度,最大限度地减少压井液对油层的浸泡时间,降低对油层的损害。
6.3 压井液密度对油层的伤害及其正确选用
压井液相对密度越大,在相同条件下进入地层的压井液就越多,对油层造成的损害就越大。
(1)压井液密度选择可按照公式γ=100KP/H,P油层中部地层压力,H为井深,K为附加值,一般取1.05~1.1。
(2)选择的压井液密度应使其在压井后达到“压而不死,压而不喷,压而不漏,保护油层”。
(3)对层系多,层间差异大,漏失严重的井,应该先堵漏失层后再选择合适的压井液施工,以减少压井液对油层的伤害,提高压井成功率。
6.4 压井施工设备对油层的伤害及相应油层保护措施
压井施工设备主要是指压井过程中拉运压井液所用的罐车和存放压井液用的储液罐。拉运压井液所用的罐车和存放压井液用的储液罐不干净,就可能使一些机械杂质随压井液进入地层造成伤害。压井施工用的设备,要保持清沽卫生,同一设备在拉运或存放不同规格型号压井液的时候,要进行彻底的清洗,减少人为因素对地层的伤害。
7 其它施工过程中的油层保护
新井试油作业中还有其它诸如酸化、注挤水泥浆等施工,这些施工一是要注意入井液体与地层流体的配伍性及与地层岩性的反应。二是注意颗粒物质对地层产生的影响。三是要把握工艺配方自身对地层渗透率的影响。四是工艺施工周期的影响。
8. 增产措施
酸化主要是人工向地层注入酸液,依靠其化学溶蚀作用提高储层渗透性能的一项增产措施,主要用于石油井开采和地热资源开发中。酸化有两种类型:一类是注酸压力低于地层破裂压力的常规酸化或孔隙酸化,这时酸液主要发挥其化学溶蚀作用,扩大与之接触岩石的孔、缝、洞;另一类是注酸压力高于储层破裂压力的酸化压裂,这时酸液将发挥化学作用和水力作用来扩大、延伸、压开和沟通主裂缝,形成延伸远、流动能力强的渗流通道。
以下为酸化作业常用术语。
前置液:在酸化压裂中有3个重要的作用:①注入非活性流体前置液,可保证后续的泵注在可接受的排量和压力下进行;②可去除近井区域的油,并使矿物和伤害物表现为水润湿性,这可增加酸的溶解速度;③增加酸化的有效性,减少酸化后产物对储层引起的新伤害。在试验室配方且注入状况为地层可接受的条件下,即可注入压裂液。
压裂液:即酸化主体酸液。一般碳酸盐岩储层压裂液以盐酸为主;砂岩压裂液以氢氟酸为主,主体酸液由后置液驱入地层。
后置液:主要作用是从管柱中去除活性和腐蚀性流体并使压裂液与近井筒区域的接触程度达到最大。是否注入后置液决定于增产措施类型。如果被溶解或分散的伤害物被径向替入地层后可能会对地层造成伤害,则一般不采用后置液。如果是砂岩氢氟酸酸化,此时必须注入后置液。目的是减少二次沉淀或使二次沉淀发生在储层的深部,因为深处产生的沉淀对产能的影响较小。
缓蚀剂:主要是减少金属被腐蚀的化学物质,机理是缓蚀剂通过物理吸附或化学吸附而吸附在金属表面,从而把金属表面覆盖,使其腐蚀得到抑制。常用的缓蚀剂中,有机缓蚀剂效能高于无机缓蚀剂。
稳定剂:是一种配合剂,能与酸液中的离子结合成能溶于水的六乙酸铁络离子,减少Fe(OH)3沉淀,避免堵塞地层现象发生。
助排剂:是一种降低表面张力的活性剂,改变地层湿润性,加速返排,防止残渣形成。根据其作用,主要成分有减阻剂、破乳剂、缓速剂、悬乳剂等。
防膨剂:主要成分有羟基铝、氢氧化锆、阳离子有机聚合物、聚胺、聚季胺等,添加在酸液中,防止粘土膨胀。
本节主要介绍在地热资源开发中应用最广的碳酸盐储层酸化压裂技术。它的基本原理是:地面用高压压裂泵车,以高于储层吸收的速度,从井的套管或油管向井下注入液体,使井筒内压力增高,一直达到克服地层的地应力和岩石张力强度,使处理层段岩石开始出现破裂形成裂缝;而后泵入酸液,在处理层段将裂隙酸蚀成沟槽。压裂酸化后,这些沟槽仍然保持张开具有足够的导流能力及足够长度的裂缝,扩大有效影响半径,减小地热流体汇入井底的阻力,从而达到增产目的。
地热井碳酸盐岩储层的主要矿物成分为方解石(CaCO3)、白云石[(CaMgCO3)2],采用以盐酸为压裂液进行酸化压裂时,酸岩化学反应方程式为
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
CaMgCO6+4HCl=MgCl2+CaCl2+2CO2↑+2H2O
下面以天津地区 WR95井实例介绍压裂酸化技术在地热井中的应用。
(一)基本数据
WR95地热井位于天津市河西区,为地热开采井,完井目的层位为古生界奥陶系,设计井深2250m。该井基本数据见表4-7。
表4-7 WR95井基本数据
WR95井完井后对产层裸眼井段(1745.6~2101.04m)进行了地球物理测井,测得主要产层情况见表4-8。
表4-8 WR59地热井产层基本数据表
(二)试采情况及结论
WR95井采用空气压缩机先后两次进行气举洗井,总洗井时间60h,水清砂净后进行了抽水试验,井口水温53℃,水量10.38m3/h。试采结果表明,WR95井产水量较小,分析是由于该井地层受到污染及储层物性较差造成的。为了解决堵塞,改善储层渗流能力,提高该井产能,决定采用盐酸酸压工艺技术对该井实施压裂酸化增产措施。
(三)室内实验数据及结论
在进行压裂酸化之前,对处理层的录井岩屑进行了室内物化性质实验分析,根据分析结果模拟井下压力、温度来选择与之相容性(又称配伍性)好的压裂酸化措施,对产层进行有效的改造,从而达到对产层伤害小,增加产量。WR95井室内实验数据见表4-9。由表4-9数据可知,15%HCl和20%HCl溶液,在70℃下岩石的溶蚀率都比较高,但考虑到为了在地层深处形成一条较长的酸蚀裂缝,加强地层裂隙间的连通性,需要较高的酸液浓度,因此选用20%HCl溶液作为处理液。
表4-9 岩石溶蚀实验结果
注:试验温度为70℃。
(四)酸压模拟实验
图4-19和图4-20为酸液有效距离模拟和总表皮系数变化模拟,根据模拟结果,泵入酸量达到110m3以后,随着酸量的增大,裂隙总表皮溶蚀趋向零。因此选用110m3,20%HCL用于本次压裂酸化作业。
图4-19 酸液有效距离模拟结果
图4-20 总表皮系数变化模拟结果
(五)主要施工工艺及参数
1)酸化工艺:盐酸酸压工艺;
2)挤注方式:正挤;
3)挤注压力:≤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见表4-10和表4-11。
表4-10 施工液量配置表
表4-11 备料名称及数量
(七)施工结果
本次酸化作业,井口安装250型采油树(图4-21),2台700型压裂泵车(施工用),1台300型泵车(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型空气压缩机(排酸用),目的酸化井段1776.9~1976.7m共6组碳酸盐裂隙带。待井口采油树装置正确安装后,打入平衡压力3MPa,地面管线试验压力28.6MPa,打入前置液15m3。然后采用双泵车打酸,打入20%HCl120 m3,最高泵压21.51 MPa,排量 1.36m3/min。压酸过程中,泵压表由平均20MPa瞬间降为9.53MPa,现场分析认为碳酸岩裂隙经过酸化溶蚀和压裂,周围裂隙产生了良好的沟通。上提风管至深度800m,连接空气压缩机气举引喷,连续气举18h至基本水清砂净。经抽水试验,该地热井产能由酸化前的 10.38m3/h、53℃ 激增到水量95.67m3/h、水温78℃,表明压裂酸化措施在 WR95地热井中起到了很好的增产效果。
图4-21 250型采油树常用组合结构图
9. 石油怎样增产
对单口井来说,上措施可以增产,措施根据实际情况包括
1、射孔
2、酸压
3、注水
4、压裂
如果是问开发区块的话,那就是在片区多打开发井,可以增产
10. 为什么原油价格上涨这么快
周四,欧佩克+(欧佩克与非欧佩克产油国)宣布将石油减产协议延长至4月底。听到减产的消息,不仅国际油价先涨为敬,而且高盛甚至给出了三季度油价突破80美元/桶的预判。
还记得大约一年前,国际油价一夜暴“负”,闹出了中行原油宝的大乌龙。也就不到一年时间,国际油价的天怎么说变就变?
原油不仅是大宗商品之王,也是股市里的重要题材。本文将从聚焦3个维度,来探讨油价V型反转背后的机会:
前因后果对策
一. 前因
石油在需求端,与国际经济形势密切相关。因此,当一年前疫情席卷全球、股市暴跌之时,在悲观的经济预期下,石油的需求自然是萎靡不振。
而在供给端,世界上主要的石油出口国不到20个。如果这些国家能够步调一致,从理论上是可以随心所欲的控制油价的。而为了达成这一目的,富得流油的沙特做起了带头大哥,带领各产油国成立了意在通过限产来涨价的欧佩克。(在经济学概念中,像欧佩克这样的组织被称为卡特尔)
数字人民币系列之三:王座下的阴谋(3/6)
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尽管看起来能在原油市场呼风唤雨,但实际上欧佩克面前要面对3座大山:
1.欧佩克成员国内部的矛盾
只有当欧佩克所有成员国都认真履行减产协议,国际油价才能出在高位。但问题是,减产也意味着有价无市,所谓的高油价只不过是直面富贵罢了。所以,站在博弈的角度,每个成员国都有动机在他国减产之时,自己偷偷增产,赶紧把直面富贵落袋为安——可是如果所有成员都这么想,所谓的减产协议就只不过是一纸空文。
另外,作为产油主力的中东国家虽然都有着相同的信仰,讲着同样的语言,但是彼此之间却是谁也不服谁。且不说沙特、伊朗分别拉起了逊尼、什叶两大山头,甚至沙特都无法摆平自己阵营里的小弟。比如卡塔尔早就看不惯沙特,于是在2019年初退出了欧佩克。
2.欧佩克与非欧佩克产油国的矛盾
非欧佩克产油国,以前主要是俄罗斯。
尽管俄罗斯已从世界霸主堕落成一个靠出卖资源过活的二流国家,但瘦死的骆驼比马大,地大物博,且还武力值爆表,俄罗斯仍然是欧美重点提防的对象。
所俄罗斯并不怕沙特来硬的,毕竟后者只不过是一个表面镀金的封建国家。俄罗斯不是欧佩克成员国,也就没有义务遵守减产协定,所以,欧佩克减产让油价上涨,俄罗斯反而占了便宜。
更要命的是,现在不仅是沙特和俄罗斯划江而治的问题了,而是沙特、俄罗斯、美国三足鼎立的局面。
3.页岩油的冲击
页岩油可以简单理解为品位不高的原油(此处不是学术很严谨,需要有油页岩资源)。然而,技术进步和油价上涨,会让曾经没有开采价值的资源,变得有利可图。
实际上,美国自身的石油资源并不少,近在咫尺的墨西哥湾里,就有不少大油田。后来,页岩油又极大的增加了石油的供给,再加上美国制造业外流,导致石油需求的下降——美国从石油进口国变成了出口国。
页岩油动了传统产油国的奶酪,沙特和俄罗斯早就对页岩油不爽了。不过,页岩油在成本上是处于劣势的。页岩油根据开采条件不同,其成本大致在每桶30美元至50美元,要比沙特、俄罗斯的采油成本高出不少。
于是,大约在去年这个时候,沙特拿出杀敌一千自损八百的觉悟,大量增产,并以跳楼价甩卖原油,意在挤垮美国的页岩油。结果这招真的奏效了,去年二季度,美国页岩油钻探的先锋,切萨皮克能源公司市值暴跌超90%,申请破产保护,成了行业近5年来最大的破产事件。
二. 后果
沙特的目标初步达成,萨勒曼亲王高调表示:“(美国页岩油)钻井的时代,已经永远结束了。”
终于可以限产涨价了——信心爆棚的沙特,甚至同意俄罗斯小幅增产。但沙特可能高兴得有点早,有两个逻辑会在暗中侵蚀其自信的根基:
1. 随着油价的进一步攀升,页岩油可能卷土重来。毕竟只是山姆大叔那边只是公司在财务上破产,但是技术还在,就算是破产后无法东山再起,接盘的公司仍然可以用页岩油钻井技术赚钱。尽管美国页岩油井数量还没恢复到疫情前的水平,但已经从2020年的低点开始回升;
2. 油价上涨无疑是在给光伏、风能等替代能源,以及新能源车送助攻。按照经济学的规律,一种商品涨价,会刺激其替代品的需求上升。如果重回高油价时代,充满电没公里只要5分钱的“人民神车”五菱宏光mini EV不是更香吗?
三. 对策
尽管欧佩克很努力地想控盘,但国际油价仍然呈现出明显的周期性。
国际油价大涨,无疑直接利好“三桶油”——中国石油(601857)中国石化(600028)中海油(美股代码CEO)。但是从股价长期走势来看,尤其是中石油、中石化,没有成长性也就算了,但是连周期股波段性交易机会都不给这就过分了,直接走走成一路阴跌的大熊股,说多了都是泪。
其实精于消费股的巴菲特,也买周期股。股神就曾在十几年前在港股抄底中石油,爆赚了一笔。只不过,巴菲特持有了3年就开始清仓了,也就是说股神只是因为中石油超跌才参与,并不是看好长期前景。
但如果把眼光拓展到整个油气板块,甚至是传统工业领域,实际上还是有一些机会可以关注的。
例如2020年7月,巴菲特旗下的伯克希尔哈撒韦,收购了一批天然气管道公司,交易总额约100亿美元。
图片来源:澎湃新闻
在股神的启发下,我们对于油价上涨的对策,可以关注以下2个投资逻辑:
1. 在碳中和的大题材下,化石能源中,碳排放量更低的天然气,将因为需求激增而扩张产能。BP(英国石油公司)就曾在报告中预测,到2035年,天然气在一次能源(能从自然界中直接利用)中的消费占比将接近25%,仅次于石油。由于油气的价格是正相关的,油价上涨也会带动天然气涨价;
2. 管道是天然气运输最重要的方式之一。目前我国正在大力加强天然气管网建设,三桶油已经将管道资产剥离并转移至管网公司。而且我国管网建设现在仍处于建设期,因此管道材料的供应商将迎来需求的改善。
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