石油课堂 | 油田开发的三个阶段

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石油是怎么采出来的？

在石油界，通常把仅仅依靠岩石膨胀、边水驱动、重力、天然气膨胀等各种天然能量来采油的方法称为一次采油；把通过注气或注水提高油层压力的采油方法称为二次采油；把通过注入化学剂改变张力、注入热流体改变黏度，用这种物理、化学方法来驱替油层中不连续的和难开采原油的方法称为三次采油。

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一次采油——让油自己喷出来

在一次采油阶段，在地层里沉睡了亿万年的石油可以依靠天然能量摆脱覆盖在它们之上的重重障碍，通过油井流到地面。

这种能量正是来源于覆盖在它们之上的岩石对其所处的地层和地层当中的流体所施加的重压。在上覆地层的重压下，岩石和流体中集聚了大量的弹性能量。

当油层通过油井与地面连通后，井口是低压而井底是高压。在这个压差的作用下，上覆地层就像挤海绵一样，将石油从油层挤到油井中，并举升到地面。随着原油及天然气的不断产出，油层岩石及地层中流体的体积逐渐扩展，弹性能量也逐渐释放。

总有一天，当弹性能量不足以把流体举升上来时，地层中新的压力平衡慢慢建立起来，流体也不再流动，大量的石油会被滞留在地下。就像弹簧被压缩一样，开始弹力很强，随着弹簧体积扩展，弹力越来越弱，最终失去弹力。

它的优点是投资少、成本低、投产快，只要按照设计的生产井网钻井后，不需要增加另外的注入设备，只靠油层自身的能量就可将原油采出地面。缺点是天然能量作用的范围和时间有限，不能适应油田较高的采油速度及长期稳产的要求，最终采收率通常较低。

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二次采油——用水把油顶出来

在二次采油阶段，人们通过向油层中注气或注水来提高油层压力，为地层中的岩石和流体补充弹性能量，使地层中岩石和流体新的压力平衡无法建立，地层流体可以始终流向油井，从而能够采出仅靠天然能量不能采出的石油。

但是，由于地层的非均质性，注入流体总是沿着阻力最小的途径流向油井，处于阻力相对较大的区域中的石油将不能被驱替出来。有的原油在地下就像沥青一样，根本无法在地层这种多孔介质中流动。因此，二次采油方法提高原油采收率的能力是有限的。

油田注水开发的原理就是通过打注水井向油层注入水，在整个油层内建立起水压驱动方式，恢复和保持油层压力，从而减少钻井口数，提高采油速度，缩短油田开发的年限，提高油田最终采收率。由于注水工艺容易掌握，水源也比较容易得到，因此油田注水开发的方式迅速推广，成为一种应用最广泛的方法。注水开发从注水时间上大致可分为三种类型：超前注水、早期注水和晚期注水。

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三次采油——靠科技把油洗出来

在三次采油阶段，人们通过采用各种物理、化学方法改变原油的黏度和对岩石的吸附性，可以增加原油的流动能力，进一步提高原油采收率。三次采油的主要方法有聚合物驱、化学驱、气驱、热力采油、微生物驱等。

聚合物驱是指在注入水中加入水溶性的高相对分子质量的聚合物，增加水相黏度和降低水相渗透率，改善油水黏度比，从而扩大体积波及系数，达到提高原油采收率的方法。

1972年我国开始在大庆油田开始进行聚合物驱试验，1990年又在中西部地区开始试验。大庆油田聚合物驱自1996年投入工业化应用以来，创造了世界油田开发史上的奇迹。

稠油是一种性质较特殊的原油，其特点是沥青质与胶质含量高，因而原油黏度很高，在油层及井筒中流动困难、开采难度大。目前国内外稠油开采主要采用注蒸汽采油或火烧油层，又叫稠油热采。

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