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石油工程新理論與技術講座論文張一凡（學號2012010298，石油工程12級卓越班，中國石油大學（北京），北京市，102249）摘 要：隨著各大油田步入開發(fā)階段的后期，傳統(tǒng)的油藏類型面臨高含水、驅動能量不足、提高采收率困難等等問題，而非常規(guī)油氣藏的開采難度較大，并且部分存在地形問題難以開采，或者技術不成熟無法大規(guī)模開采的問題，導致石油行業(yè)進入了一個前沿科技和研究為主導的情況當中。本文結合了新理論與技術講座課程里中國石油界頂尖的八位老師在各個方面進行的講解，對石油工程的新理論與技術進行了歸納和匯總。這其中包括石油工程學科特點與科技動態(tài)、固壁仿生與超分子化學、地質(zhì)應力分析及工程應用新進展、非常規(guī)氣藏的研究與開發(fā)、特低滲油藏提采的研究、低滲地層開發(fā)與水平井研究、火驅提高采收率進展以及高含水期油田堵水調(diào)剖的原理和方法，分別由高德利、蔣官澄、金衍、李相方、岳湘安、吳曉東、趙仁保和姜漢橋老師講授。關鍵詞：石油工程；新理論與技術；固壁仿生；地應力；1 高德利：石油工程學科特點與科技動態(tài)1.1 石油工程學科的特點在講述的開始，高德利老師通過提問和分析生產(chǎn)時的各個環(huán)節(jié)，為我們揭示了石油工程的基本概念?？偟膩碚f，高老師強調(diào)了概念記憶的重要性，點明了石油與天然氣工程就是圍繞油氣資源的鉆探、開采及儲運而實施的知識、技術和資金密集型工程，是油氣資源開發(fā)的核心業(yè)務。而石油天然氣工程涉及多門學科作為基礎，在研究地層、工程裝備、流體等多種與石油工程密切相關的因素時，應用了如理論分析、物理模擬、數(shù)值模擬、數(shù)理統(tǒng)計及礦場測量與試驗等方法。1.1.1 研究因素石油工程包含許多主觀和客觀因素。大體分為三部分：1.1.1.1 地層：客觀因素在石油工程的研究中，地層作為不可忽視的一部分，具備研究的客觀性。不論是鉆井還是油藏采油都需要考慮地質(zhì)構造、巖性、地應力、可鉆性、各向異性等等性質(zhì)，并且不可避免的需要結合地層的溫度、壓力等物理性質(zhì)。對于特殊的地層，裂縫、溶洞的考慮和敏感性因素的克服都是研究過程中的重點。只有所有的條件都考慮到，才能達到最佳的勘探開發(fā)效果。同時，在對地層因素的考慮中，具有多孔介質(zhì)、不同巖性，或者是物理性質(zhì)上高溫高壓、低品位的初等、高陡構造等復雜特征的儲層也同樣是客觀影響因素的一部分。1.1.1.2 工程裝備：主觀因素開采過程中，主觀的技術高低將會制約工程的進展。這其中包括管柱管材、設備的好壞，以及鉆井完井系統(tǒng)、人工舉升能力、測量設備的精準程度、壓裂酸化作業(yè)的效果等等因素，這些都會對工程應用的具體結果產(chǎn)生影響，同時也是我們可以控制、針對性提升的部分。與此同時，技術功能、服役條件、完整性、安全性、自動化的問題仍然成為這部分的制約，不過科學技術的前進是沒有止境的，隨著科技的發(fā)展，這部分的提升會越來越顯著。1.1.1.3 流體：主觀/客觀因素石油工程的所有環(huán)節(jié)都與流體脫不開干系。鉆井完井、增產(chǎn)改造、修井等環(huán)節(jié)都需要流體的參與，而這部分相對人為可控，比較主觀，因為鉆井液、完井液都在時用時新，不斷發(fā)展當中。而像是地層流體、海洋風、浪、流等部分，就是相對客觀的影響因素了。因此，流體具有它特殊的兩面性。隨著技術的進展，入井流體調(diào)制、井底淹沒射流、復雜多相流、多場多尺度滲流等技術不斷發(fā)展研究，流體的因素正步入精細化、科學化、數(shù)字化的階段。1.1.2 石油工程核心業(yè)務內(nèi)容石油工程的核心業(yè)務包括油氣鉆井、油氣完井、油氣生產(chǎn)、油藏工程和油氣儲運五個部分。高老師詳細介紹了各部分的淵源，并解釋了儲運學科的特殊性。而在二級學科，存在油氣井工程、油氣田開發(fā)工程以及油氣儲運工程三個二級學科，最終統(tǒng)計歸入石油與天然氣工程一級學科和博士后流動站。在這部分，高老師分析了學科的不同特點，并重點介紹了油氣井工程的概念，對油氣井工程的發(fā)展實力予以肯定。從概念上來說，油氣井工程就是圍繞油氣井的建設（這其中包括鉆井與完井）、測量以及防護而實施的技術和資金密集型的系統(tǒng)工程，包含了多個學科領域。而油氣田開發(fā)工程就是在油氣田發(fā)現(xiàn)之后的部分，包括開發(fā)方案、可采儲量、提高采收率等方面的研究。油氣儲運工程則是在前兩個部分結束之后，對集輸、脫氣脫酸等方面的問題。1.1.3 相關概念這部分高老師介紹了直徑復雜地層、斜井大位移、復雜結構井和海洋深水的相關概念，并講解了多種開發(fā)條件下的開發(fā)實例。石油工程是一個綜合的學科，每一個環(huán)節(jié)都離不開其他科學技術的發(fā)展。1.2 石油工程學科的科技動態(tài)在講解完基本特點之后，高德利老師提出了目前的時代石油工程面臨的挑戰(zhàn)。通過CNPC給出的資料和SPE等外文文獻的資料顯示，世界范圍內(nèi)面臨著油氣資源開采難度加大、老油田挖潛程度加深，國內(nèi)頁巖氣開發(fā)地形約束條件較大、新發(fā)現(xiàn)油藏多來自深水、北極圈資源無法開采等問題，揭示了兩點：提高采收率是目前能源危機的重中之重；非常規(guī)油藏的研究應該上一個新的臺階。從能源金字塔可以看出，常規(guī)油氣藏的數(shù)量其實是很少的，這些質(zhì)量好、容易開采的油很快就面臨采收率的瓶頸。量大、質(zhì)量差而難以開采的非常規(guī)資源才是開發(fā)過程的重中之重。在此之后，高德利老師對多種復雜條件的石油工程科技動態(tài)進行了講解。1.2.1 深水油氣工程深水油氣工程面臨著巨大的挑戰(zhàn)。這主要是由于深水環(huán)境十分惡劣，海床不像陸地地層那樣穩(wěn)固，還面臨著鉆井壓力窗口狹窄、淺層流的災害，以及海地附近低溫高壓、氣體水合物等問題，這些共同構成了深水生產(chǎn)的安全性問題。因此，才會出現(xiàn)海上平臺事故頻發(fā)、生產(chǎn)安全保障性差的問題。海洋平臺981是一個較為成功的例子。1.2.2 深層油氣工程對資源的需求迫使人們開始挑戰(zhàn)深井、超深井等復雜的地層環(huán)境。比如塔里木氣田和西南油氣田的開發(fā)，就象征著資源開發(fā)難度的加大。1.2.3 開發(fā)過程的挑戰(zhàn)這部分高老師簡單介紹了井眼穩(wěn)定、軌跡控制，以及高效破巖，儲層保護、先進井型、固井完井等技術，點名了技術發(fā)展的重要性。1.2.3 復雜井和工程作業(yè)極限最終，高德利老師指出了開采難度的復雜化，并著重介紹了幾種復雜井（定向、水平井、大位移井、高水垂比大位移井等）的應用實例。這其中包括西江24-1油田的側鉆分支井、流花11-1油田的大位移水平井、惠州25-4油田的復雜井事故，以及夏依沃油田的水平大位移井等等。井型方面還介紹了U型井等多種先進的開采井型。作業(yè)極限方面，著重介紹了最大垂深、最大延伸等方面的技術，意味著不斷挑戰(zhàn)極限的勇氣和毅力。同時高老師還點出了目前國家缺乏的一些技術，比如CT鉆井之類，因此仍然處在不斷發(fā)展的階段。1.3 個人體會目前世界范圍內(nèi)的石油工程對科技的需求越來越迫切。作為一名本科生，應該認清自己的身份，明白自身實力的局限性。對于投身現(xiàn)場工程而言，應該學到更多的與現(xiàn)場相適應的知識（比如礦場的很多基本概念），而有志于從事科學研究的人更應該關注國內(nèi)外的新科技進展，不能依賴成型的、已有的技術，而是不斷創(chuàng)新，挑起作為研究生的大梁。高德利老師的一番話讓我受益良多：“你們是中國石油工程專業(yè)第一大學的學生，應該明白自己的位置?！睂τ诤芏嗳藖碚f，這個位置仍然不夠清晰，可是對國家來說，這卻實實在在是一個被寄予厚望的群體。個人而言，我會以一個永遠在路上的學習者要求自己，追求國際化和嚴謹廣博的知識，在石油工程的道路上完成自己的朝圣。2 蔣官澄：固壁仿生與超分子化學2.1基于仿生學的井眼強化型鉆井液新方法與新技術蔣官澄老師為我們介紹了仿生處理的技術。仿生處理井壁的靈感來源于海洋生物，比如貽貝分泌的足絲蛋白能夠牢固的粘附在基材上，這其中一種叫X基團的物質(zhì)起到了決定性的作用。如果利用X基團連接在聚合物主鏈上，即可合成一種類似于貽貝蛋白性質(zhì)的水溶性枝聚合物，即仿生固壁劑，來達到強固井壁的作用。它的機理主要是利用這種物質(zhì)在巖石表面的催化作用下定點自發(fā)固化，形成致密且有黏附性的仿生殼；仿生殼通過黏附力和內(nèi)聚力將與之相接觸的井壁巖石“宏觀”地加固，使井壁巖石在水化膨脹時所受的水化應力被仿生殼的內(nèi)聚力削弱，從而起到維持井壁穩(wěn)定的作用；由于這種物質(zhì)具有定點固化的特性，遠離井壁的鉆井液的流變性不會受到影響。仿生固壁劑具有降濾失、通過膠黏能力強固井壁，能夠較好的抑制頁巖水化膨脹、分散剝落的能力，抑制效果優(yōu)于頁巖抑制劑，而且還有很好的造漿抑制能力，起到了很好的固壁效果。2.2基于超分子化學的高溫高密度無土相油基鉆井液新技術與常規(guī)的含土相油基鉆井液相比，新型無土相油基鉆井液除具有抑制性強、潤滑性好的特點之外，還具有流變性好、相同條件下當量循環(huán)密度低、利于提高機械鉆速等突出特性。該無土相油基鉆井液只需要很小的驅動力，即可破壞其形成的空間結構，因此解決了高密度含土相鉆井液因結構強度太大而造成憋泵、開泵泵壓過高、當量循環(huán)密度過大而易誘發(fā)井漏的問題。而對于超分子化學的應用，大量鉆井液添加劑分子自發(fā)聚集而形成的多分子或高分子組裝體，由識別引發(fā)締合，經(jīng)自組裝而形成的超分子體系開辟了石油工程鉆井液的一個新領域，賦予高分子組裝體以嶄新的功能，同時高聚物具有豐富結構及提供的長期穩(wěn)定性，使得超分子材料可能實現(xiàn)設計與工程化。這兩者的結合使得鉆井液體系更為穩(wěn)定，鉆井所遇阻力更小，也更能適應復雜的地層狀況，為今后的科研發(fā)展提供了一條充滿前景的道路。2.3 新技術方向的主觀理解從蔣老師的研究方向可以看到，不論是井眼強化還是鉆井液改進，都是嚴格貼近世界學科前沿第一線的精彩結合。石油工程從來就不是一門獨立的學科，它需要大量的學科背景進行輔助，就像固壁仿生用到的海洋生物的基因，或者是鉆井液利用超分子化學達到的應用效果的新生，這都是石工在專業(yè)合作上的壯舉。對于剛剛踏入石油工程領域的學生來說，加強自身本科階段的知識涉獵，其實是十分重要的過程。我本身熱愛編程，而在接觸編程思想之后才深刻體會到了油田數(shù)字化的意義。同時我相信，對于學習鉆井、油藏、采油和完井知識的學生，加入對化工原理的了解和環(huán)境科學的研究，或者對地質(zhì)、生物學有所探尋，都會大大強化在石油工程領域未來的創(chuàng)新進程。學科交叉如同華美的樂章，新技術恰恰誕生于奏響這篇樂章的第一個音符。從蔣老師的授課中我明白了豐富知識的重要性，期望自身能夠在未來成為一個知識廣博、專業(yè)縱深的學習者。3 金衍：地質(zhì)應力分析及工程應用新進展3.1 地應力概念及作用金老師在課程中提出了對地應力的相應的理解和要求。通過講解我們了解到，地殼內(nèi)各點的應力狀態(tài)不盡相同并且應力隨(地表以下)深度的增加而線性地增加。由于所處的構造部位和地理位置不同各處的應力增加的梯度也不相同。地殼內(nèi)各點的應力狀態(tài)在空間分布的總合，稱為地應力場。與地質(zhì)構造運動有關的地應力場，稱為構造應力場，通常指導致構造運動的地應力場。作用方面，地應力活動會影響或產(chǎn)生地質(zhì)構造。劇烈的地應力活動會引起地震。地應力活動還可影響地殼內(nèi)巖石礦物的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)。因此也可以利用這種物理和化學性質(zhì)的改變來分析地應力的活動情況。油田常用地應力與注采井網(wǎng)的布置（天然裂縫與注水的關系）、壓裂地層的改造（根據(jù)地應力預測壓裂裂縫的延伸以及壓裂效果的預測）、高壓注水（壓力接近或高于地層破裂壓力）、水平井開采問題（水平井井身軌跡方向與最小水平主應力一致，使井筒與天然裂縫相交）等當面。3.2 地應力的確定方法目前，國內(nèi)外地應力測試技術大致可分為室內(nèi)巖心試驗分析及現(xiàn)場測井、測試。按照方法的不同，可以分為：地應力剖面測井，即利用聲波及密度測井資料對分層地應力作連續(xù)分析；地層傾角測井技術（雙井徑測井）確定地應力的方向；小型壓裂或水力壓裂過程中測瞬時停泵壓力的方法求最大水平主應力的大?。坏卣鸩暟l(fā)射法測定水力壓裂裂縫的方向及長度進而確定最大主應力的方向；水力壓裂后壓力降分析確定最大水平主應力的大小。3.3 地質(zhì)應力工程研究進展性質(zhì)方面，地質(zhì)力學性質(zhì)包含節(jié)理、裂縫發(fā)育，非連續(xù)性、各向異性等特征突出，地質(zhì)不確定因素給鉆井帶來更多難題。同時，水平井鉆井井壁穩(wěn)定的問題，比如鉆井液與頁巖井壁不但存在應 力作用，而且存在化學作用。頁巖井壁坍塌、崩落、水 化膨脹、龜裂，鉆井復雜事故頻現(xiàn)，制約了安全、高效鉆井。目前頁巖氣開采的技術研究主要集中在幾個方面：脆性評價：國內(nèi)頁巖呈現(xiàn)粘土含量高，脆性礦物含量 低的特征，因此國外脆性評價方法在國內(nèi)頁巖脆性評價中具有局限性；應力陰影：應力陰影的計算方法、干擾范圍、及有效評價方法亟待解決；頁巖水力壓裂：裂縫從常規(guī)的單一裂縫變?yōu)榫W(wǎng)狀隨機裂縫，形成機理不清，控制手段缺乏。不同頁巖地層脆性不同，斷裂韌性不同，地應力不同，其裂縫網(wǎng)絡形態(tài)差異巨大。講解中金老師通過一個水平井應用地應力的例子，為我們解釋了地應力在實際油田生產(chǎn)中的作用，以及日后的研究方向，使我們加深了對具體的案例的了解。3.4 自身體會一個方向的理論研究需要大量的實踐作為基礎。在金老師的引導下，現(xiàn)場施工的要點展現(xiàn)在我們面前，解決了理論學習中難以理解的概念問題。正如同知道了水平井布井，才能理解地應力分布的重要；學習了裂縫和注水，才明白復雜的設計根源何在。地應力的研究豐富了現(xiàn)場施工的經(jīng)驗，并在這種豐富中不斷完善理論框架，實現(xiàn)更為艱難復雜的開采。對于頁巖氣的研究與地應力的發(fā)展緊密相連。我認為，解決地應力分布的機理，提升評價方法的精確性，或許能夠為我國頁巖氣由于地理因素難以開采的特點打開一個缺口。試想群山之下的頁巖氣藏，通過合理科學低成本的裂縫張開，配合科學的管理，成為未來源源不斷的能源，這其中仍需要我們的努力。4 李相方：非常規(guī)氣藏的研究與開發(fā)4.1 中國非常規(guī)氣藏開發(fā)面臨的問題李相方老師的講課流程按照致密氣、煤層氣、頁巖氣的順序進行，涵蓋了非常規(guī)氣藏的大體方面。首先則是對中國非常規(guī)氣藏的綜述。在李老師的描述中，我們了解到：中國的致密氣由于技術較為完備，處在較好的開發(fā)階段；煤層氣目前仍未成熟開發(fā)， 相關吸附解吸附技術難以達到經(jīng)濟開發(fā)的效果；頁巖氣面臨著開發(fā)地形的問題，典型的代表就是四川的頁巖氣往往被高山影響難以達到經(jīng)濟有效的布井開采模式。并且，在技術的事實上，非常規(guī)油藏依賴水平井和分支井，但是產(chǎn)能仍然不夠理想，與實際差異較大；一些氣藏種類如火山巖氣藏成藏時間短，沒有辦法實現(xiàn)系統(tǒng)成體系的開發(fā)模式，所以面臨著較大的開發(fā)問題。因此，盡管非常規(guī)資源非常豐富，卻難以實現(xiàn)短期高效的開發(fā)模式。4.2 致密氣的研究與開發(fā)致密氣藏是指需經(jīng)大型水力壓裂改造措施，或者是采用水平井、多分支井，才能產(chǎn)出工業(yè)氣流的氣藏。致密氣開發(fā)具有產(chǎn)量遞減快、依賴壓裂、單井產(chǎn)量低且可采儲量少等特點，在開發(fā)中具有較大的難度和挑戰(zhàn)。中國的致密氣藏開發(fā)處于快速發(fā)展及規(guī)模發(fā)展的階段，擁有可靠的儲量、較高的產(chǎn)量、較有效的勘探開發(fā)技術，是我國天然氣開發(fā)的極其重要的領域。4.3 煤層氣的研究與開發(fā)煤層氣開發(fā)包括地面垂直井抽采和礦井下抽放兩條基本途徑。1976年，美國第一口井商業(yè)性煤層氣的成功投產(chǎn)，揭示了煤層氣資源地面開發(fā)的前景，使煤層氣資源從“能否開采”的爭論步入“如何開發(fā)的問題”。目前，世界上主要產(chǎn)煤國都在積極開展煤層氣勘探開發(fā)工作。在煤層氣的講解部分，李老師圖文并茂地介紹了煤層氣產(chǎn)生和儲集的機制。煤層氣產(chǎn)生于煤顆粒的微空隙、微裂縫當中，吸附在孔隙壁上，往往與水伴生。因此排水采氣是非常重要的環(huán)節(jié)。同時，我們也了解到了煤層氣具有滲透率低、壓降速度階段性遞減等特點。講解中，李老師提出了很多有意思的概念，比如濃度的不同定義導致的理解差異（只有兩相以上才具有濃度的概念）、煤層氣的形成機理深入探究等等，使我們收益匪淺。并且，對于國外研究成果的講解也讓我們了解到了前沿科技對煤層氣吸附解吸附的研究內(nèi)容。4.4 頁巖氣的研究與開發(fā)頁巖氣產(chǎn)自產(chǎn)自極低孔滲、富有機質(zhì)頁巖儲集系統(tǒng)中的天然氣，或自生自儲、以游離氣和吸附氣為主賦存、原位飽和富集于頁巖儲集系統(tǒng)的微納米級孔-縫、礦物顆粒表面的天然氣。開采難度方面，盡管美國已經(jīng)實現(xiàn)了頁巖氣革命，中國的頁巖氣儲量估算也是世界第一，但是中國的頁巖氣開發(fā)條件實在太過復雜，難以實現(xiàn)大規(guī)模開采。在李老師的講解中，我們了解到了中國頁巖氣開發(fā)的進程，包括中石油西南油氣、中石化等公司對頁巖氣的開發(fā)。綜合對比地形因素、開發(fā)難度、投入產(chǎn)出比，最終得出了頁巖氣尚不具備經(jīng)濟開采的條件，使我們從中受益匪淺。4.5 “非常規(guī)”任重道遠李老師給我們描繪了一幅非常規(guī)的藍圖，卻告訴我們?nèi)鄙僖恢痪毜墓P、一把開門的鑰匙。不僅僅是開采難度大，還包括技術盲點多（比如煤層氣的吸附解吸附機理仍存在爭議）、地理條件惡劣（頁巖氣無法大規(guī)模開發(fā)的原因）、自身儲藏的劣勢（致密氣產(chǎn)量衰減、儲量?。?，這些特點導致了非常規(guī)能源作為能源界的新秀，注定有很長一段時間的摸索和成熟。技術方面，對概念的質(zhì)疑非常重要。對濃度概念的質(zhì)疑提醒了我，并不是所見即所得，而是可能存在一些問題，需要用自己的判斷來理解。學術方面，挑戰(zhàn)權威并不是一件高不可攀的事情，但同時也要付出誠懇的努力和自身的日積月累。個人很喜歡李老師的一個說法：“容易開采出來的油氣才應該被稱作非常規(guī)油氣，大部分不容易開采的非常規(guī)油氣，其實恰恰是常規(guī)的儲藏?！比蘸蟮难芯坎豢杀苊獾膶⒓性趯Ψ浅Ｒ?guī)油氣藏的探索上面，我們要做的就是針對實際的弊端，結合多種學科不斷改進，不斷嘗試新的方法，逐漸扭轉非常規(guī)能源的缺點，讓這片豐富的資源最終，成為我們口中不再神秘的“常規(guī)能源”。5 岳湘安：特低滲油藏提采的研究5.1 特低滲油藏的特點從岳湘安老師的講解中我們了解到，特低滲油藏存在以下兩個特點：基質(zhì)致密。由于滲透率較低，常規(guī)的滲流無法出現(xiàn)，存在大量的異常驅油和滲流現(xiàn)象。對于啟動壓力的大小和驅油的具體機理一直是爭議的焦點（致密基質(zhì)中如何驅出油），并且儲層物理性質(zhì)表征、滲流能力和驅油特征也是開發(fā)的難點；裂縫發(fā)育。在及其致密的地層中裂縫的張開遇到困難，注水、驅替難度大，而且直接導致初始產(chǎn)量較低、遞減劇烈，即使注水成功也可能面臨暴性水淹的問題，因此合適的開采技術（如何注水、驅油）成為問題。5.2 特特低滲儲層物性表征5.2.1 水測滲透率對于中、高滲巖石來說，隨著流體速度的變化，滲透率不會發(fā)生很大的變化。但對于特低滲巖石的實測滲透率而言，隨著速度的增大，水測滲透率將會出現(xiàn)數(shù)倍的增長。通過微管實驗我們了解到，微尺度流動效應可以通過模型測試得到。5.2.2 氣測滲透率氣測滲透率同樣與常規(guī)油藏不同，如果選點不合適可能會出現(xiàn)測試滲透率偏低甚至負滲透率，因此克氏滲透率方法不是十分實用。解決的方法就是建立一個基于氣體微尺度流動機理建立的氣測滲透率模型，對氣測滲透率進行修正。5.2.3 特低滲滲透率與儲層從廊坊分院滲流力學所的圖表中我們了解到，特低滲驅油效率與滲透率沒有直接的相關性，這是由于儲層的孔喉比和孔隙尺度分布不同的原因導致的。特低滲油藏孔喉比非常大（100以上，中高滲僅有25），所以對驅油效率起到了決定性作用。但是因為孔喉比不容易測量，所以不適合作為大量的常規(guī)測試方法。與此同時，孔喉半徑與孔滲系數(shù)有很好的線性關系，在特低滲油藏中，孔滲系數(shù)又與驅油效率具有很好的相關性，因此將空滲系數(shù)作為劃分儲層的指標，以及表征特低滲儲層驅油特征的參數(shù)。5.3 特低滲油藏水竄治理5.3.1 油藏深部調(diào)剖方法提高波及效率是調(diào)剖的重點。但由于特低滲的孔喉毛管力、粘滯力等非常高，難以被水驅動，因此需要通過提采原理提高波及效率，這包括通過聚合物溶液、弱凝膠增大阻力系數(shù)，利用滯留、顆粒、固相沉淀降低竄流通道滲透率，以及利用地下聚合交聯(lián)的凍膠封堵竄流通道等技術。5.3.1深部調(diào)剖的特點低滲透油藏油井出水特點是通過裂縫水竄(天然裂縫、人工裂縫），而治水特點是通過封堵裂縫水竄通道，啟動致密基質(zhì)(或其他裂縫)，因此具有注入困難與深部調(diào)剖的矛盾、堵劑突進與封堵效果（強度、穩(wěn)定性）的矛盾。深調(diào)后水驅的有效期依然非常短暫，具備臨界阻力的適應性，所以需要一些先決條件加強去油效果，比如保持良好的注入性、水竄通道足夠的封堵強度、良好的封堵選擇性，以及經(jīng)濟性方面的考慮。5.4 特低滲油藏化學驅在這一部分岳老師講解了兩種化學驅的適用性，分別是聚合物驅和活性劑驅。從優(yōu)缺點兩個方面分析了兩種物質(zhì)的能力，比如聚合物驅適應原油粘度低、指進不明顯的情況，但是存在波及效率能力有限、剪切降解等問題，并且存在污染；活性劑可以降低最為關鍵的界面張力，但是貢獻較低，也存在注入困難等問題。5.5 個人總結多種形式的嘗試永遠是科研的指明燈。對于致密的機制、不同的裂縫發(fā)育情況，能夠總結出不同的滲透率計算方法，并且探索多種調(diào)剖堵水驅替的結合，不斷達到更為有效的開發(fā)，是提高采收率的核心。在完善科學研究面前，或許沒有“考慮因素太多”這個限制條件。從特低滲研究中，不論是儲層物性，還是水竄治理，從修正氣測滲透率模型到不斷加入新的水竄考慮條件來看，每一次改良都是一次突破，也是一次開發(fā)效果的提升。6 吳曉東：低滲地層開發(fā)與水平井研究6.1 低滲地層的開發(fā)要點吳老師為我們講解了低滲地層的相關問題。從大面上來說，低滲地層的開發(fā)具有以下幾個特點：水驅難度大。由于地層滲透率降低，導致水驅阻力增大，難以實現(xiàn)有效的常規(guī)注采；原油流動阻力大。由于孔隙度的降低，原油相應的粘滯力和阻力等就會顯著加強，導致殘余油比例升高；依賴增產(chǎn)增注技術。對于低滲地層來說，壓裂酸化的過程幾乎是必須，對于裂縫的要求也研究也就上升到了一個很高的層面。6.2 水平井在低滲地層開發(fā)中的應用對于低滲地層來說，尤其是垂直各向異性較大，小層較多儲層較薄的情況，為了能夠使低滲地層具備開發(fā)經(jīng)濟效益，水平井在開采中的應用顯得尤為重要。水平井的開發(fā)優(yōu)勢主要有以下幾點：泄油面積大。通過水平段進行壓裂，能夠保證短期內(nèi)原油流動的阻力降低、流量增加，保持產(chǎn)量；降低多層開發(fā)成本。水平井能夠解決一些小層開發(fā)價值不足的問題，對于數(shù)量多、儲量小的多個小層實現(xiàn)共同開發(fā)，能夠降低成本，增加經(jīng)濟性；靈活性高。對于低滲油藏經(jīng)常遇到周邊油藏的開采經(jīng)濟問題，通過水平井能夠更好地進行開發(fā)對策的改變，增加開采的經(jīng)濟程度。6.3 經(jīng)濟性分析對于低滲地層，合理了解遠景儲量以及開發(fā)價值也是施工的要點。由于單井儲量較低、滲透率較低，對于儲量的估算容易出現(xiàn)誤差。這時候，就應該更加精確的預測油田的可采儲量，保證對應的投入能夠收回成本，這樣才使油田具備開發(fā)價值。6.4 體會與感悟普遍認為，油田的發(fā)展離不開經(jīng)濟的制約。從直井遍天下，到為了效益研發(fā)水平井，再到各種各樣的井被研發(fā)，都是出于最大化開發(fā)效益的考慮。低滲透地層盡管存在開采難度，但也打開了研究領域的大門。正如吳老師在水平井采油氣方面的探索，每一個困難的研究點背后，都是效益的直接驅動。“開發(fā)價值”是吳老師常說的一個概念，這種思想在科學研究中非常重要，因為一個科研成果的有用與否，并不直接取決于這個理論的精彩程度，更要被實際的現(xiàn)場應用和長時間的檢驗來證明?；貧w科研的本心，做出更多有用的理論，切實提升油田應用后的效益，或許是我們應該更多考慮的東西。7 趙仁保：火驅提高采收率進展7.1 火驅注空氣的必要性通過趙仁保老師的講解，我們知道稠油的開發(fā)面臨粘度大等問題，因此如果直接注入空氣，就能夠就地火燒，直接降低稠油的粘性，并且適當補充地層能量。這分為就地火燒油層（ISC）技術和高壓注空氣技術（HPAI）兩種類別，分別用于稠油油藏和高壓稀油、低滲稀油油藏。同時注空氣可以在水驅之后注入氮氣，還能夠實現(xiàn)煙道氣與水的雙重驅替。并且，作為成本最低的注入流體，這種方法經(jīng)濟型高，適應性廣，具有很強的應用生命力。7.2 火驅實用的油藏條件從講解中我們知道，火驅適應于砂巖、碳酸鹽、頁巖油藏，并且滿足重度大于2.16，含瀝青質(zhì)組分的高粘油，對厚度、滲透率、深度的要求都不高，適應性很廣。不過溫度要滿足大于37度的條件，來正常進行火驅。之后的講解介紹了各個國家的稠油油藏分類，以及火驅的燃燒方式。大體來說火驅分為正向燃燒和反向燃燒。正向燃燒中分為干法燃燒、常規(guī)濕法燃燒、不完全濕法、超濕法以及富氧燃燒，應用廣泛，而反向燃燒只用于開采非常稠的稠油，需要在經(jīng)濟上給予大量援助（防腐設備、更多的氧氣、采收率低），實施的難度大，非常不經(jīng)濟。火驅的關鍵問題分為點火方式、燃燒方式和工藝參數(shù)，同時考慮很多因素（燃燒掉的油量、單位體積儲層中的耗氧量、燃燒產(chǎn)物中的C/H比、多余空氣/氧氣的利用等等）。其中，前緣溫度及穩(wěn)定性是燃燒成敗的關鍵。7.3 相關理論和研究進展趙仁保老師通過燃燒反應方程，引入了活化能對滲透率、采收率等的影響，并結合三種不同的理論（簡單碰撞理論、過渡狀態(tài)理論和Tolman理論）以及實驗室測定方法，對這種理論進行了的描述。后面通過反應動力學的其他研究（平衡狀態(tài)、最小反應模型、基礎模型等）引出了豐富的方法。之后，趙仁保老師利用現(xiàn)場實驗案例對這些理論進行了實際對比，并舉出了國內(nèi)外的研究進展。7.4 火驅安全性及未來開發(fā)預測火驅存在設備、安全性、點火復雜等問題，造成了安全性的難以預測和控制性。目前井筒腐蝕（氧氣的原因）、燃燒穩(wěn)定性和井網(wǎng)對驅替的影響是需要考慮的安全問題。在未來的發(fā)展中，數(shù)值模擬及多種學科將會參與到火驅的提升進步當中。7.5 感想火驅是經(jīng)濟性與實際相結合的一個很好的例子，應用了廉價的空氣，達到了強大的采收效果，是我個人覺得十分新穎、有效的技術。當然，對于安全性的結合能夠保證這項技術的長久發(fā)展，數(shù)字化、精細化的方向更是能夠推陳出新、讓火驅的應用更為廣泛有效。技術角度來看，我認為有以下幾點收獲：合理利用驅替附屬產(chǎn)物，比如火驅的煙道氣，在以后的其他類型驅替中可能會有相似的思想，利用一切能量節(jié)省開支很重要；安全性建立在確定性的基礎上，即通過研究讓方法更加可控的過程，能夠大大加強安全性。8 姜漢橋：高含水期油田堵水調(diào)剖的原理和方法8.1 概述通過姜老師的講解，我們了解到我國河流相儲層主要以三角洲或沖積扇扇三角洲的碎屑巖沉積為主，這類儲層占開發(fā)總量90%以上，具備砂體規(guī)模小、分選差、分布零散，孔隙結構復雜，非均質(zhì)性嚴重；沉積回旋性明顯，縱向上油層多，層間差異大；油層內(nèi)部縱向非均質(zhì)也很大，正韻律明顯，水驅效率打折扣；東部渤海灣斷層發(fā)育明顯，但是斷塊含油面積小于1km；原油含蠟高，粘度高；天然能量不足。儲層宏觀和微觀非均值性，需要更多考慮堵水調(diào)剖的問題。通過吸水剖面曲