国外采油工程技术.doc

国外采油工程技术调研目 录一、石油科技研发模式发生深刻变化11.思维方式的变化-整体性、系统性12.创新模式的变化-以市场为导向13.研发课题的变化-注重实用性14.研究内涵的变化-重视人力资源和科技规划、管理研究25.科研投入的变化-油公司的投入降低、服务公司的投入增加26.科研特点的变化-多学科的综合研究27.科研形式的变化-国际化与合作研究28.研究视野的变化-越来越宽阔29.方法手段的变化-高新技术的应用3二、国外大石油公司科技发展战略3（一） 国外大油公司把加强技术创新，作为公司经营战略的核心内容，依靠科技进步应对市场竞争。31.市场竞争的需要32.勘探形势的需要4（二） 大油公司转向以较少的科技投入，取得更大的技术创新效果。4（三） 油公司特别强调技术的价值在于应用而不是拥有6（四） 油公司与服务公司的战略联盟进一步加强7（五） 科技合作广泛开展7（六） 抢占高新技术制高点，石油科技走向智能化、可视化，石油企业管理趋于信息化。8（七） 稳步推进可持续发展，开发新能源，加强健康、安全与环保工作。8（八） 知识管理成为公司取得成功的重要法宝8（九） 石油科技研究的未来发展方向9（十） 未来的研究主题9三、国外油气田开发关键技术进展10（一） 世界油气田开发科技发展总趋势10（二） 国外油气田开采主要技术现状141油藏经营管理向集成化、智能化方向发展142提高采收率技术163稠油开采技术194低渗透油气田开采技术225水平井技术发展方向236井下油水分离技术247智能完井技术278轻质油藏注空气提高采收率技术309油藏实时解决方案33四、2002国外油田开发技术最新进展36（一） 水平井在油田开发中的成功应用361.水平井用于注天然气混相驱提高采收率362.利用水平井开发低渗透油田363.利用水平井开发凝析气藏374.利用分支井提高采收率38（二） 老油田发现新储量和进一步提高采收率的方法381. 加强油藏描述、确定剩余油分布并发现新储量382. 采用注氮气方法提高采收率393. 采用注天然气提高采收率394. 利用聚合物提高采收率405.其它可能的提高采收率方法40（三） 油井增产作业技术421.水力压裂技术422.油井酸化技术423.酸化压裂技术43（四） 人工举升采油设备新进展461.有杆泵采油技术462.电潜泵采油技术47五、国外石油地面工程关键技术进展48（一） 目前国外油田地面工程关键技术发展现状和趋势49（二） 目前油气地面工程的关键技术491高压输送和高钢级管材的开发与应用492高压富气输送及其断裂控制503油气混输技术504多相计量技术535管道的腐蚀与完整性546管道的风险管理技术557超声波流量计计量天然气技术558地下储气库技术579国外油田自动化技术59（三） 未来可能出现的油气储运技术611天然气水合物储运技术61六、2002年油气田地面工程技术综述65（一） 概 述65（二） 太阳能电源在油气田地面工程中的应用66（三） 卧式泵送系统67（四）快速热处理稠油集输技术67（五）油田中、晚期开采三相分离技术681分离器的工作原理682模拟结果683改进现有设计694发展趋势69（六）油田采出水处理技术691粗粒化技术702臭氧氧化采出水技术703爱普康采出水处理技术704三组合循环水处理系统715聚结型水力旋流器716CTour采出水处理技术717MPPE处理采出水技术718Crudesorb过滤技术71（七）注海水水处理技术711海水脱氧处理工艺技术712注海水硫酸盐垢控制技术73（八）油田生产中的废物回注技术741实例742最新的研究进展和发展方向74（九）油田自动化75（十）消散阵列系统防雷击技术75（十一）油气管道相关技术771世界油气管道建设概况及预测772输气管道超声泄漏检测与防护技术783管道腐蚀实时监测技术794第三方干扰管道检测技术813国外采油工程技术调研20世纪90年代中期以来，世界石油工业进入了高新技术取胜的时代。世界各石油公司能否立于不败之地取决于驾驭新技术、缩短技术开发和应用周期、提高生产效率的能力。面对日益剧烈的竞争趋势，各石油公司纷纷调整了自己的发展战略和方向。一、石油科技研发模式发生深刻变化石油工业是一个高风险、技术密集型的行业，在全球经济一体化不断发展、市场竞争日益加剧的新形势下，企业为降低运营成本、提高竞争力，更加注重科技战略，突出强调技术的价值在于应用而不仅仅是创新和拥有，在重视科技领先性的同时，更加注重其实用性，从而导致研发工作的指导思想发生重大转变，由传统的学科导向转向了当前的问题导向，并由此引发研发模式发生深刻的变化，概括起来主要体现在以下几个方面：1.思维方式的变化-整体性、系统性在研发指导思想由学科导向转向问题导向的基础上，现在的研发工作更加强调高度综合的整体化、系统化的研究思路，也就是要把研究所涉及的各个环节和各种要素结合起来作为一个整体统筹考虑，所有研究都强调创新、效率、效益、环保有机结合的必要性和重要性。2.创新模式的变化-以市场为导向在技术创新战略上，突出强调把从新技术的研究开发到实现首次商业化应用看作是一个整体，强调市场和获得商业效益是检验技术创新成功与否的最终标准。用问题导向和市场导向的研究替代了学科导向和公司决定的研究,使科技研发与市场、企业的联系更加紧密，实现了企业研发战略与经营发展战略的一致化和一体化。3.研发课题的变化-注重实用性许多研究机构、油公司和服务公司科研开发课题的选定更加注重实用性，不再进行高投入、高风险、低回报的研究项目，逐渐减少基于产生技术突破的基础性的长期研究项目，将研发重点放在能够满足客户需求、能够快速解决实际问题的短期研究项目上，以降低风险、节约成本、提高资本运营效益。4.研究内涵的变化-重视人力资源和科技规划、管理研究在当今激烈竞争的市场环境中，有效的人才激励机制、合理的科研规划、科学的科技管理在企业运营中发挥着越来越重要的作用。各企业把人力资源开发、科研规划、科技管理纳入研究范畴。重视人才培养，缩短培养周期，建立有效的科技人才激励机制；重视市场研究，强调科研规划的合理性和科技管理的科学性。5.科研投入的变化-油公司的投入降低、服务公司的投入增加近十多年来，石油勘探开发的研发投入结构发生了重大变化，国际大油公司研发投入的比例在下降，目前大约仅占总销售收入的1.4%。而大型服务公司在石油勘探开发的研发支出不断增加，斯伦贝谢公司的研发费用已占其总销售收入的5.6%。专家认为其原因主要有三：一是油公司认识到技术的价值在于应用而不仅仅是创新和拥有，对技术提供商的依赖增加；二是油公司认识到合作研发和委托研发是满足需求的最节约成本的方式；三是服务公司愿意对长期研发项目投资，这样它们可以将研究成果卖给多家客户。在研发资金的使用上，力求突出重点，集中使用，注重投资效果。6.科研特点的变化-多学科的综合研究随着科学技术的不断进步和发展，其应用越来越向综合发展，各种专业与学科之间的界限越来越模糊。就石油工业而言，在传统的上游科技领域中，勘探与开发、钻井与采油、地震与测井等都是截然分开的，而现在它们之间的彼此交叉和相互渗透日益广泛而紧密，有的地方已无法把它们区分开来，加之生产实践中遇到的问题越来越复杂。因此，必须采取多学科综合的方式进行科学研究。7.科研形式的变化-国际化与合作研究世界大油公司和服务公司认识到与学术机构信息交流的重要性及密切合作的必要性，纷纷在世界各地的主要大学和研究机构附近建立独立的研究中心，注重技术协作和技术研究联盟，普遍采取了既满足彼此需求又节约成本的产-学-研一体化的合作研究形式，使石油科技研究走向国际化、合作化的道路越来越宽广、深入，更加贴近市场，对市场的反应更加敏捷、快速。8.研究视野的变化-越来越宽阔由于采用整体化、系统化的研究思路，使石油科技研究的视野越来越宽阔。例如，对地下石油地质特征的认识，逐步由各个时段的研究串联起来，通过对其过去发展演化史的了解来研究现今的状态、甚至预测未来的发展趋势；在空间方面，由过去侧重于局部特征的认识，转向对该特征区域性的表现、影响、过程与动力学机制的模拟研究。石油科技研究更加重视用发展变化的、联系的、综合的思路，分析问题和解决问题。9.方法手段的变化-高新技术的应用高新技术特别是信息技术已成为石油科技研究实现跨越式发展的重要手段。如今在石油科技研究中，无论是数据资料的采集、处理、分析、解释，研究对象的描述、模拟、测试还是资料的共享，都离不开高灵敏度、高分辨率的精密仪器设备和自动化、数字化、智能化、集成化等高新技术。高新技术的应用使科技研究的水平和效率得到大大提高。二、国外大石油公司科技发展战略当今石油工业的一个显著特点是，石油企业普遍以科技进步作为生存发展和提高经济效益的最主要手段之一，科技进步已经成为石油工业发展最持久、最根本的动力。保持技术的领先地位，一直是西方各大石油公司长盛不衰并发展壮大的保证。实施低成本战略、资源战略、结构调整以及营销战略的基础是实施技术创新战略。国外大公司的科技发展战略随着市场变化而不断调整，进入21世纪以来，国外大石油公司的科技发展战略呈现出以下几个方面的特点：（一） 国外大油公司把加强技术创新，作为公司经营战略的核心内容，依靠科技进步应对市场竞争。1.市场竞争的需要上个世纪80年代以来，世界石油工业进入了大动荡、大分化、大改组的年代，各大公司面临日益激烈的竞争。原来世界石油工业和市场基本上在“石油七姊妹”的控制之下，而近20多年来，一大批公司进入国际石油市场参与竞争。一是意大利埃尼集团为代表的资本主义国家的国家石油公司；二是一大批美、英、澳、加等国私有大中型石油公司；三是各主要产油国纷纷建立国家石油公司，把“七姊妹”挤出本国市场；四是俄罗斯和中国的几家大石油公司也进入到世界市场上来。因此，跨国石油公司单靠强大的财力巳经抵挡不住竞争的浪潮冲击，必须靠科技实力来加强它的市场竞争力。2.勘探形势的需要今后要找的石油资源所处的自然地理位置相当不利，主要集中在深海、沙漠、荒滩、高山和高寒不毛之地，海上勘探水深已达到3000米；发现和生产剩余油气资源的技术难度日益加大，油气田发现的规模变小，储量的品质变差；“边、老、低、难”是必须面对的严峻挑战，这就造成勘探难度加大，找油、采油成本增加的不利局面。因此，只有依靠科技进步，才能解决21世纪油气勘探和生产面临的新问题。关于技术创新战略。埃克森莫比尔的提法是：“技术是我们的生命线”(Technology is our lifeblood)；“技术为我们引路”（Our technology leads to the way）。壳牌集团的提法是：“技术使我们处于领先地位”(Technology makes difference)，鼓励源头创新，推动创新的目标是“挑战极限”(Realising the limit)。壳牌的“挑战极限”包括四个方面：(1)Volumes to Value，追求资源(储量)价值最大化。2000年达到新增可采储量4亿桶。(2)Drilling the Limit，追求钻井极限，使钻井周期最短，效果最好，成本最低。 2000年追求钻井极限的活动普及到了80%的作业区，节约成本5亿美元。(3)Production the Limit，追求生产极限，使每个油气田达到全寿命产量最高，采收率最高，成本最低。2000年增产达到500万吨。(4)Capital to value，追求投资效益的最大化。（二） 大油公司转向以较少的科技投入，取得更大的技术创新效果。自1986年油价暴跌以来主要油公司在勘探开发上的研发投入一直在降低，这种趋势在美国尤为明显（美国的研发费用占全球能源研发费用的40）；而大型的服务公司在油气工业上游的研发投入不断增加，2000年斯伦贝谢公司的研发费用达5.2亿美元，已占到其销售收入的5.6。从上世纪80年中期以来，几乎所有的大型石油公司都逐步减少了科技投入强度。这一趋势在美国的公司中尤为明显(而美国石油业的研发支出约占全球的40%)。详见表1、2、3。表1 2000/2001年度主要油公司和服务公司的研发投入公司名称研发投资（亿美元）研发占销售收入的比例（）道达尔/菲纳/埃尔夫6.200.6埃克森/莫比尔5.430.3BP石油公司4.170.3壳牌石油公司3.740.3埃尼集团2.110.5雪佛龙1.640.3巴西石油公司1.300.5德士古1.040.3中国石油（台湾）0.810.6斯伦贝谢公司5.205.6哈里伯顿公司2.221.9贝克阿特拉斯公司1.142.3表2 原美国6大石油公司1990-1997年科技投入与强度（亿美元，%）公司/年19971996199519941993199219911990Exxon投入5.295.205.255.585.936.266.796.37强度0.380.380.420.470.530.530.580.54Mobil投入2.342.062.522.753.013.263.162.76强度0.350.250.330.400.470.500.560.42Chevron投入1.81.81.91.82.12.32.52.2强度0.430.410.510.500.5660.580.640.51Texaco投入1.51.41.51.81.92.02.02.3强度0.320.300.400.540.5570.5470.5380.55Amoco投入1.51.71.82.62.93.03.33.1强度0.410.470.580.851.011.061.160.98Arco投入1.21.11.01.11.10.91.21.2强度0.620.570.620.700.570.460.630.60注：科技投入强度指研发支出与当年总销售额的比值，%。表3 四大超级巨头近年科技投入与强度（亿美元，%）公司/年20012000199919981993Exxon-Mobil投入6.05.646.307.53Exxon:5.93Mobil:3.01强度0.280.240.340.44Shell投入3.895.057.997.93强度0.330.57BP(Amoco,Arco)投入3.854.344.104.12BP:3.2Amoco:2.9Arco:1.1强度0.220.290.370.49Chevron -Texaco投入2.092.112.26Chevron:2.1Texaco:1.9强度0.200.180.26注：以上两表的数据来自公司年报不难发现，大石油公司的R&D费用，无论是相对值还是绝对值都明显下降。 这些超级巨头兼并以后的年科技投入都只相当或不如从前其一家公司的投入多。其主要原因是：削减成本；其他行业的技术进步；对技术供应商的依赖。油田服务业近年来在各种工程技术领域取得了飞快的技术进步，形成了明显的技术优势。在这些领域里，油公司比不过专业技术服务公司，并且，油公司可以依靠它们。油气市场的成熟和开发新技术的机会减少。认识到把新技术的研发交给其它机构做成本更低。油公司通过更灵活地使用R&D预算，以更少的R&D投入，取得了更多的创新成果。表现在油气储量和产量不断上升，成本不断下降。大油公司逐渐降低了对基础性研究课题的投入，将一些基础研究以技术合作的形式交给服务公司和研发组织。大多数创新研究主要由大型服务公司来完成。一些油公司用客户导向的研究模式（新模式）替代了公司决定的研究模式（旧模式）。许多大油公司认为这种新模式提高了业务部门研发的热情，加强了技术小组和作业小组间的合作，使短期项目更易于成功。而另一些大油公司也发现了这种新模式存在的问题：研发的优先次序由对公司整体发展战略不太了解的客户决定有很大的弊端。由于按照客户的兴趣频繁地改变研究重点，公司研究人员的专业素养逐渐丧失，油公司缺少高层次的、能对服务公司和独立研究公司研发能力进行评估的技术专家。博大与精深显然难以兼顾。因此，目前较为盛行的客户导向的短期研究项目虽然可以提高公司的技术服务能力，但其代价是牺牲了公司的战略性研究和长期竞争能力。（三） 油公司特别强调技术的价值在于应用而不是拥有BP科技副总裁Wolfgang 博士指出：技术本身并不重要，有效地应用技术比拥有技术更重要，竞争优势产生于技术应用能力，而不是技术开发能力。BP的科技管理是以有效地应用新技术、获取最大的效益回报为指导思想，强调各业务单元的重要性。BP的业务单元一般不做中长期的研究，业务单元的技术人员主要以搞应用技术为主。研究中心的大部分科研项目必须经过业务单元同意才能立项，从而保证了科研项目的针对性和与生产的紧密结合。BP的科技管理中项目、经费、人员三者是相对分离的，即业务单元提出研究项目，研究中心组织人员进行研究，总部审定拨付经费。其科技管理模式，可以总结为集中研究，共享应用。对突出的新技术，BP公司总部资助研究中心通过建立专项技术网络进行技术培训和推广应用。BP非常重视新技术的推广和有效的应用，通过信息网站等多种手段推动技术的共享，其中专项技术网络发挥着重要的作用。（四） 油公司与服务公司的战略联盟进一步加强近年来，在油公司提倡多学科协同工作，不断改善和提高内部组织和管理水平的同时，在新技术应用与生产过程中普遍采用油公司之间、油公司与服务公司之间的联盟。而且，油公司与服务公司之间逐步建立和发展成为一种长期的战略联盟关系。与提供综合服务不同的是，服务公司在战略联盟中不是被动承担责任，而是主动承担责任，双方致力于在一特定的商业活动范围内促进彼此的共同发展。多年的实践表明，联盟可以为油公司和作业者带来三种好处，即缩短工程周期、降低开发成本和提高油气生产能力。联盟关系的一个目标是在两者之间建立一种核心团队，油公司确立投资战略，服务公司实施这种战略以便使油公司得到最有效、成本最低的服务，使油公司的投资回报最大化。实例：北海安德鲁联盟1974年BP发现北海安德鲁油田，但当时没有商业开采价值。1990年，BP制定一套新的油田开发计划，计划开发投资底限为5.6亿美元。计划的核心就是与承包商和供应商建立一种利益同盟。如果开发投资低于5.6亿美元，联盟各方就分享节约的费用；如果开发投资高于5.6亿美元，联盟各方就分摊超出的费用。联盟包括BP勘探公司、斯伦贝谢、贝克休斯、Transocean和圣塔菲。为把这个边际油田转变为商业油田，联盟各成员全力投入工程设计和产品服务等各项工作。结果油田比计划提前6个月投产，投资比预计节省1.25亿美元。（五） 科技合作广泛开展近年来，石油公司广泛采用了合作研究、联合攻关的组织方式以更好地回避商业风险，适应动荡多变的石油市场环境。所采用的合作方式和合作层次多种多样，具体包括：公司内部不同部门的合作；油公司与政府研究机构、独立实验室、大学、研究院之间的合作；油公司和服务公司以及油公司之间的合作。合作内容更多地转向周期长、耗资巨大、风险较高的项目上，实现共享利益、共担风险。近年来，作为学术和工业组织的一个桥梁，合同研究组织（CRO）越来越普遍。合同研究组织是根据一定数额的合同进行项目的研究和开发。他们专长于某些领域，与他们合作是公司和政府机构满足需求的最节约成本的方式。一些CRO在某个大学的名义下半独立的运作。由于CRO是在合同的约束下进行研发，所以他们接受的研发内容多为短期项目。近年来的实践表明，合同研究组织发挥着越来越重要的作用，并且自身不断发展壮大，已成为公司间实现战略联盟的一个重要方面。（六） 抢占高新技术制高点，石油科技走向智能化、可视化，石油企业管理趋于信息化。90年代以来，随着信息技术(IT)的迅速发展，石油科学技术由数字化向智能化、可视化发展。例如：智能井技术，油藏实时解决方案，三维可视化技术，智能化油田等等。近十年来，石油公司在建立内部因特网，开展电子商务的基础上，逐步推行企业管理的信息化。全球最大的10家石油公司、美国10大石油公司中的9家，都巳经采用SAP公司开发的“石油天然气行业解决方案”。在实际作业中，SAP系统可以同土地管理系统、地震数据采集系统、地震解释系统、钻井信息系统、油田开发评价系统等石油工程软件紧密集成；SAP系统把人、财、物、技术、及HSE的管理同各种作业活动（土地勘查、征用，物探与钻井，经济效益评价，开发与开采等）整合在一个统一高效的共享平台上；从而实现整个石油集团“全球化生产运行，集成化资源管理”的总体战略目标。(注：SAP公司1972年成立于德国，是全球最大的企业管理和协同化电子商务解决方案供应商)（七） 稳步推进可持续发展，开发新能源，加强健康、安全与环保工作。 世界正面临着日趋紧迫的能源挑战，例如如何满足日益增长的能源需求、保障能源供应安全、减少能源污染对人类和地球的影响、寻找新能源等。应对这些挑战的措施不单纯是技术性问题，但是技术进步使能源供应和利用转型成为可能。大石油公司意识到石油工业的“黄金时代”不会太久。BP已经提出了“超越石油”的口号。因此，未雨绸缪，大石油公司纷纷加紧新能源与可再生能源的研究。主要包括： 气化技术(雪佛龙德士古为代表)；天然气利用技术(壳牌等)；太阳能利用 (壳牌、BP等)；燃料电池研发(壳牌等)；地热开发(壳牌等)。（八） 知识管理成为公司取得成功的重要法宝知识管理是一个过程，企业的知识管理主要面向协同工作、内容管理和业务数据挖掘，提高员工的知识和领导的决策水平。通过知识共享将不同专家的技能有效地捕捉和集合，共享和使用这些经验，由此可以提高整个企业的效率和生产力。壳牌、BP、谢夫隆、德士古、斯伦贝谢等大公司都已在知识共享之路上迈进了一大步，知识共享也为这些企业带来了极大的效益。BP公司总裁约翰布朗认为：知识管理就是把知识当作公司的资产来管理，不仅要创造知识，还要利用知识进行投资。公司面临的挑战就是如何将个人拥有的或是分散的知识转化为公司的知识。BP公司被财富杂志评为继微软之后世界上第二个最重视知识管理的企业。为了把个人拥有的或是分散的知识转化成集团公司的知识，BP公司有许多促进知识共享的手段和组织形式。BP公司的理念是，知识的学习与转化不仅仅局限在该项知识本身，在业务计划的操作执行中，学习知识是一个循环过程，在项目之前、之中、之后均可进行。各业务单元可以通过网络学习相互间共享的知识资源，网络成为知识共享过程得以实行的基础条件。BP公司的网络工作人员具有双重身分，既是业务单元的成员，又通过网络进行同组项目知识资源共享的维护工作。在知识的管理与创新方面，BP公司最近非常重视可视化技术的应用，并推广使用通用的项目工作程序。由计算机系统支持的可视化技术环境又促进了工作组的协作及技术的改进与创新进程，通用的工作程序则为知识和经验的共享搭建了基础平台，需要的单位可以方便地获取所需知识从而提高自身的技能。经过几年的试验，BP公司通过大力推行技术共享程序，已达到年增产能4%的目标。（九） 石油科技研究的未来发展方向石油工业的发展需求决定了石油科技的研发方向，这些需求包括：降低成本和风险；寻找替代的可采储量；提高生产率；解决环境问题等。提高勘探成功率和油气采收率是石油工业上游研究的永恒主题。（十） 未来的研究主题经济、环保的提高采收率新技术；储层描述技术；解决井眼堵塞、腐蚀和其它生产问题的新技术；适应上下游生产的防腐新材料和催化剂；各种环保、节能的新技术；建立各种更准确的石油和环境变化的数学模型；提高劳动生产率、改善工作环境；规范技术市场和技术转让协议。石油工业还需要加强在信息技术、新材料、能源与环境的协调发展等领域的研究力量，以促进上述研究主题的深入开展。以下几项大规模的综合技术将对油气工业今后5到10年的发展起到重大影响：深水技术；储层监测和流体成像；信息技术和知识管理；计算能力和建模技术；降低成本的方法；清洁能源三、国外油气田开发关键技术进展（一） 世界油气田开发科技发展总趋势从世界范围来看剩余资源量中边老低难资源所占比例越来越大，开采难度日益加大，这是世界石油上游工业所面临的基本形势，这种基本形势决定了世界油气田开发科技的发展主要围绕着两个基本点：一是降低成本提高效益，二是有效开采边老低难储量，即增加可采储量、提高采收率。近年来围绕着这两点石油工业上游已形成了一套：l 以油藏经营为主体l 以技术发展为基础l 以技术集成化应用为手段l 以多学科协同为特点l 以实时解决为目标的石油科技体系“经营”无疑确定了“效益第一”的最终目标，为达到这一目标，在技术的发展上既强调了高新技术的研究与发展，又更为注重成熟技术和高新技术的集成化应用，这已成为当今油气田开采技术发展的大趋势。纵观石油工业近五十年的发展历程，油气田开发开采技术总体发展趋势可以概括为从l 提高单井产量 集成化油藏经营l 单学科孤军奋战 多学科协同工作l 单项技术 集成技术解决问题。国外关键技术的发展可以概括为图1。图1 国外油气开发关键技术的发展趋势我国油气田开发现有关键技术为：（1）多层砂岩油田早期注水分层开采配套技术（2）高含水油田控水稳油综合治理开发技术（3）聚合物驱提高采收率配套技术（4）复杂断块油田滚动勘探开发配套技术（5）稠油蒸汽吞吐开发配套技术（6）低渗、特低渗油田开发配套技术（7）特殊类型油藏开发配套技术（8）天然气开发配套技术。我国未来5年-10年关键技术为：（1）高含水油田进一步提高水驱采收率技术l 油田高含水后期剩余油饱和度监测技术l 改善水驱开采新技术（2）三次采油技术（3）裂缝性低渗透油藏经济高效开发新技术（4）稠油、超稠油及高凝油油藏开采接替新技术（5）复杂结构井钻井、完井、开采技术（6）特殊类型气藏开发技术应关注技术为：（1）智能完井技术（2）井下油水分离技术（3）油田实时解决方案等11国内外主要开发技术水平对比见表1表1 国内外油田开发技术水平对比50年代60年代70年代80年代90年代至今学科开发地质油矿地质油矿地质油藏描述(RD)油藏开发特性表征技术(RD)油藏描述(DA)多学科综合油藏描述(A)油藏描述(RD)理论油藏工程常规油藏工程常规油藏工程现代油藏工程现代油藏经营油藏经营集成化、智能化油藏经营现代油藏工程1. 注水开发注水开发(A)注水开发(D)强化注水 (A)注水开发 (A)不稳定注水 (DA)强化注水 (DA)不稳定注水 (RD)不稳定注水 (A)强化注水 (A)2.油藏描述常规储层研究常规储层研究现代沉积模式(R)小层对比油砂体研究现代沉积模式(D)开发地震(R)沉积微相划分与水淹层特征研究(RD)离散随机模拟技术(R)井间地震(R)精细油藏描述井间地震(R)现代统计技术软件(RD)；油藏描述技术(A)；开发地震(A)沉积微相划分与水淹层特征研究(A)，油藏描述技术(RD)八大类技术3.数值模拟二维二相数值模拟(R)二维二相数值模拟(DA)复合驱数值模拟(RD)复合驱数值模拟(RD)，三维三相数值模拟(A)，聚合物驱数值模拟(A)，热采与多组份数值模拟(A)三维三相数值模拟(多组份、裂缝、热采、聚合物、表活剂模拟(A)二维二相数值模拟(R),二维二相数值模拟(RDA)，三维三相数值模拟(RD)，聚合物驱数值模拟(RD)，热采模拟(D)，多组份模拟(D)4.压裂常规压裂(DA)常规压裂(D)大型水力压裂(D)常规压裂(A)大型水力压裂(A)拟三维水力压裂(RD)大型水力压裂(RD)全三维水力压裂(A)拟三维水力压裂(A)全三维水力压裂(RD)深穿透水力压裂(RD)拟三维水力压裂(A)，全三维水力压裂(RD)，液态CO2加砂压裂（DA）拟三维水力压裂(RD)，注压抽整体配套压裂开发(A)，限流压裂(RDA)，泡沫压裂（RD）表1 国内外油田开发技术水平对比（续）50年代60年代70年代80年代90年代至今5. 水平井采油水平井采油(R)水平井采油(DA)水平井开发油田(R)水平井开发油田(A)，多分支井、大位移井（DA）水平井采油(RD)八大6. 低渗透油气田开采大型水力压裂(D)，油层保护，注入水精细过滤技术(A)，注气开发低渗油藏(D)大型水力压裂开发低渗气藏技术(D)周期注水(D)低渗油藏注压抽开发试验(RD)水平井开发(D)油层保护技术(RD)，注入水精细过滤技术(DA)，低渗油藏注压抽配套技术(A)，低渗储层特征及裂缝识别研究(R)保护油层钻井、完井和作业技术（A）水平井开发(A)，注气混相非混相（A）泡沫压裂，液态CO2加砂压裂（RD）胶凝酸酸化开采低渗气藏低渗油层裂缝识别研究(RD)地应力研究(R)地面简化流程（D）类技术7. 稠油开采火烧油层(R)蒸汽吞吐(DA)，蒸汽驱(RD)，火烧油层(D)火烧油层(R)蒸汽驱(A)火烧油层(A)超稠油辅助重力驱(R)蒸汽吞吐(DA)，蒸汽驱(R)，火烧油层(R)超稠油辅助重力驱(A)，水平井冷采（RD），水平井蒸汽萃取（RD）蒸汽驱(D)，火烧油层(R)8提高采收率加密井，聚合物驱油(RD)，非混相驱(RD)表面活性剂驱(R)，微生物采油(R)凝析气田循环注气开采(DA)，混相气驱(R)，聚合物驱油(DA)，表面活性剂驱(D)微生物采油(RD)微生物采油(R)，加密井，聚合物驱油(RD)混相和非混相气驱，凝析气田循环注气开采(DA)，混相气驱(R)，非混相气驱(D)， 微生物采油(D)聚合物驱油(RD)，表面活性剂驱(R) 微生物采油(RD)IOR集成技术（A），EOR技术（A）IOR技术，聚合物驱油(DA)，复合驱(R)R研究阶段；D开发阶段；A应用阶段；国外；国内83（二） 国外油气田开采主要技术现状1油藏经营管理向集成化、智能化方向发展 油藏经营管理是国外石油公司在探索低油价下如何谋求发展，获得最大利润的过程中，提出并发展起来的一套集经营、管理、技术于一体的科学决策体系和技术操作体系。目前已成为石油工业上游发展的主要策略、途径和方法。 (1) 油藏经营管理的实质： 以油藏为对象，以集成化为手段，正确运用各种措施，从中获取最大的经济效益。(2) 油藏经营管理的发展过程:油藏经营管理的发展过程可分为四个阶段： 第一阶段为70年代以前，这一阶段过分强调油藏工程的重要性，认为油藏工程是油藏管理中的唯一重要技术，在油藏管理中油藏工程师孤军奋战。 第二阶段为7080年代，在这个阶段油藏描述技术在油田开发中起到越来越重要的作用，油藏工程师与地质学家的合作被提到越来越重要的地位，因此，形成了以油藏工程师与地质学家密切合作为主要特点的油藏经营管理第二阶段。第三阶段为80年代后期90年代后期，在这个阶段世界油气新发现越来越少，边老低难资源所占比例越来越大，油田开发逐渐转向这部分资源开采，这时国际油价又持续低迷，因此，要有效开发油田，并获得好的经济效益，除油藏工程师与地质学家的密切合作外，还需要地球物理、钻井、采油、地面工程等多学科人员的配合与协作，目前国外已形成了一套成熟的、以多学科协作为特点的集成化油藏经营管理体系。第四个阶段是近年来，油藏经营管理在集成化的基础上向着智能化方向发展，在这个阶段智能完井技术得到进一步的完善和发展，智能完井实现了井下数据实时采集，开采层系实时调整，实现了井下多油层注入量、产量的远程遥控，而无须人为干扰。智能完井与大位移井、大斜度井、水平井和多分支井相结合，为改善油藏管理、降低成本、提高采收率提供了巨大的机遇。特别是在海下应用效益将更为显著。目前，这种集成化、智能化油藏经营管理已经成为石油公司降低成本、提高效益、谋求发展的主要策略和途径。 （3）现代油藏经营管理的特点：现代油藏经营管理充分体现了I3技术的特点：即以信息技术为基础，以集成化、智能化为手段，以效益最大化为原则。集成主要体现在以下五个层次中：数据集成；部门或专家的集成； 工艺技术的集成；工具与方法集成；机构与公司的集成。（4）油藏经营管理的主体技术l 油藏开发特性表征技术，主要包括：随机地质建模技术集成油藏数值模拟技术l 提高原油采收率技术，主要包括：IOR技术（改善二次采油技术）EOR技术（强化采油技术）l 剩余油分布评价技术；l 水平井、大位移井，大斜度井，多分支井开发技术；l 数据集成化技术等；l 智能完井技术 (5) 油藏经营管理过程油藏经营管理过程如图2、图3所示。图2 油藏经营管理过程示意图图3 油藏经营管理详细过程2提高采收率技术采用目前的常规开采技术，至油田报废时，一般还有1/22/3的剩余油被留在地下，美国目前常规方法采收率为34.1，而油田一旦废弃，即使油价上升也难以恢复生产，所以提高采收率已成为油田开发永恒的主题。提高采收率技术的发展有两方面的意义：一是增加原油产量，提高经济效益；二是充分开发石油资源，提高最终采收率。提高采收率技术应用的对象是剩余油，剩余油又分为可动油和不可动油两部分。而针对这两部分剩余油，又发展出了两大类提高采收率技术，以可动油（主要是二次采油未波及到的剩余油）为目标的IOR技术和以不可动油为目标的EOR技术。与EOR相比，IOR方法成本较低，所以在低油价环境下已成为提高采收率的主要应用技术。（1） IOR技术IOR技术的对象是剩余油中的可动油部分，所以主要用于改善二次采油特别是非均质多层油藏的注水波及效率。 IOR的基本思路就是因地制宜、因时制宜，综合应用各种技术手段，造成有利的地下水动力条件，增加波及体积，使原本处于封闭状态的油流动起来，即而被采出。所以IOR技术的核心问题是确定地下剩余油的分布。 IOR技术内容 IOR技术主要包括：l 加密井技术，加密井技术是目前提高老油田采收率最为成熟，效果也最为显著的技术，而且成本与EOR相比要低的多；l 各种井下工艺技术，如压裂、酸化、堵水调剖、射孔、测试等；l 水动力条件改善技术（周期注水、间续注水、水气交注等）；l 水平井技术；l 分支井技术；l 多底井技术；l 老井侧钻技术；l 确定剩余油分布的综合技术（岩心、测井、地震、开发地质等）。 水平井、分支井、多底井、老井侧钻是90年代发展起来的一套新技术，在老油田挖潜，降低成本、提高采收率方面具有独特优势和潜力。 （2）、EOR技术（强化采油技术或三次采油技术）EOR技术的对象是剩余油中的不可动油部分。在提高这部分原油采收率方面，有许多技术都是有效的，关键问题是成本太高。EOR产量概况：1998年初，世界EOR日产量为31.5万吨，占世界原油日产量的3.5%，其中美国占1/3，居世界首位。美国EOR日产量为10.4万吨,占美国总日产量的12%。图4、图5是美国及世界EOR产量占总产量的情况和美国不同EOR方法的产量分布情况。从图可以看出，无论是美国还是世界EOR产量的比例是不断上升的。图4 美国和世界EOR产量占总产量的比例（%）图5 美国各主要EOR方法的产量分布 EOR主要技术目前EOR技术主要包括：热采技术、注气技术、化学驱三大技术和微生物采油技术。热采占主导地位，其产量为130万桶/天，美国又是世界热采产量最高的国家。注气技术是目前应用程度仅次于热采的另一项EOR技术，其应用有日益上升趋势，见图5。在美国和加拿大，注气技术已成为一项成熟技术，它不仅可作为一次采油手段用于新油藏的开发，也可作为三次采油手段用于水驱后油藏提高采收率。当用于水驱后油藏时，其开采对象主要是水淹带内被束缚在地层中的残余油，采收率可提高10。化学驱（表面活性剂、聚合物、碱）主要由于成本高，在目前低油价下难以产生经济效益，目前国外应用甚少。图6是美国1998年各种EOR方法产量比例。表2是美国EOR增产原油的成本。图6 1998年美国产量分布图表2 美国EOR增产原油成本方法热采CO2等混相-非混相驱化学驱微生物生物化学注蒸汽火烧油层聚合物驱表面活性剂驱增产成本(美元桶)365-102-85-108-121-8（资料来源:美国能源部油气科技研究开发与推广,1999,2）表3 美国现有开采方法的采收率概况一次采油（%）二次采油（%）三次采油（%）375112尽管EOR技术特别是化学驱和微生物采油技术，由于成本高，或技术不成熟，尚未得到青睐，但作为储备技术，仍得到了美国能源部的支持。1998年美国能源部曾出资743.4万美元（占77%）资助气驱、化学驱、微生物驱和计算机模拟四个方面的8个新的研究项目。综上所述，国外提高采收率技术的发展现状是：以IOR技术为主，在EOR技术中热采占主导地位，其次是注气技术，近年来注气原油产量呈上升势头。在化学驱方面，由于成本较高，国外实施甚少。微生物采油技术还处于试验阶段，并且仅用于枯竭井中。未来提高采收率技术的发展主要集中在以下四个方面，见表4。表4 提高采收率技术的发展趋势低成本注剂： 天然气 水气交注 空 气 火烧油层环境方面： 烟道气 CO2注入 产出水 微生物采油水气处理方面： 交联液 调堵处理 泡 沫未波及地区： 4维地震 智能井3稠油开采技术随着常规石油可供利用量的日益减少，预计世界资源量超过6万亿桶的重油将成为21世纪的重要能源。当今世界稠油开发主要以蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层、热水驱等热采为主，然而其前沿技术发展也很快。 当今世界稠油技术的发展主要围绕两点：一是降低生产成本，二是提高稠油价值。这也决定了开采技术和改质加工技术的发展方向。（1） 稠油开采技术稠油开采技术的发展现状如表5所示。表5 世界稠油开采技术发展现状商业性应用成熟技术发展中技术概念研究技术蒸汽吞吐 多分支井技术微波采油技术蒸汽驱 蒸汽辅助重力驱井下蒸汽发生技术水平井技术冷采技术 微生物采油技术火烧油层技术(应用有限)4D地震技术Aquaconversion转换技术水平井注气萃取技术(Vapex)井口减粘裂化技术溶剂脱沥青技术离子电弧技术(Plasma Arc)(2)重油改质技术表6给出了世界重油改质技术的现状。表6 世界稠油改质技术发展现状成熟技术发展中技术概念研究技术脱碳延迟焦化减粘裂化溶剂脱沥青部分氧化水平井注气萃取技术（Vapex）部分氧化技术加氢渣油加氢Slurry Systems上下游综合技术Aquaconvertion转换技术微波采油技术微生物采油技术离子电弧技术(plasma Arc)实际上两套技术并不是完全分隔和独立的，如近年发展起来的就地改质技术和井