超声波采油:掘金老油田

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面对日益攀升的对外依存度和只有33%的采收率，中国亟需在油田的回采方面下功夫。掘金老油田，能在很大程度上提高中国原油的自给率。

2012年，中国的原油对外依存度再次创下新高。国家发改委公布数据显示，去年我国国内生产原油为20748万吨，进口原油27109万吨，原油对外依存度达到56.4%。

如何增加原油产量、降低对外依存度？这是中国经济高速发展中亟需解决的一个难题。

一方面，中国需增大勘探开发力度，找到更多的大油田。另一方面，则需要提高现有油田的采收率，让发现的资源得到充分有效地利用。

近年来，为提高采收率，各大公司、研究机构做了大量的技术开发，超声波增油就是其中一项颇具特色的领先技术。采用该技术，平均可提高油田原油采收率10%至30%。未来，这或许将是老油田提高采收率的一项突破性关键技术。

低采收率之痛

石油是工业的“血液”，其对于保证我国经济的持续增长有着不可估量的战略意义。石油对外依存度的逐步走高，大量依靠外部“输血”，无论是从工业经济的长期发展还是国家安全考虑，都不利于中国经济的健康稳定发展。

中国对进口原油的过度依赖，被业界形象称之为“石油魔咒”。2012年12月，中国单月越过美国，成为世界最大的石油净进口国。据BP的《BP2030年世界能源展望》预测，到2030年，中国的石油对外依存度将高达80%。

中国为什么会如此缺油？

实际上，从石油储量上来讲，中国的资源禀赋并不差。国土资源部的最新评价成果显示：截至2011年底，全国石油地质资源量939亿吨。而据瑞士银行的全球石油领域现状的最新报告，中国石油储量位居全球第九位。

这么多的石油储量，实际可以有效利用的又有多少呢？这就跟中国油田企业的采收率有极大关系。所谓采收率，是指在一定的经济极限内，在现代工艺技术条件下，从油藏中能采出的石油量占地质储量的比率数，它是衡量油田开发水平高低的一个重要指标。

目前，中国陆上油田常采用常规的注水方法开发，其平均采收率只有33%左右。这意味着，我们目前有效开采利用的石油资源只是很小一部分，另外约有三分之二的储量都是留在地下没能开发出来，这不啻于是极大的浪费。

采收率过低，已经是中国石油产业发展中面临的一个困局。经过几十年的开发，目前中国大多数油田已经进入开发的中晚期，产量普遍出现锐减。提高老油田采收率，是一项具有战略价值的新技术，这同时也是一个世界性的难题。老油田采收率水平的大幅度提高，对于中国石油工业发展意义重大。

超声增油

增加老油田采收率，目前世界上已形成了几大技术系列，即化学法、气驱、热力法采油等。这些技术运用广泛，但是都存在一些技术缺陷。比如，对环境的压力，向地下注入化学品、化学气体都可能带来环境污染。

使用超声波技术增加油田采收率，则不存在这些风险。声波是一种能在介质中传播的弹性波，穿透力强，方向性好，能定向传播。声波采油技术，主要就是利用声波与物质的相互作用，利用它的振动能量使物质的一些物理、化学和生物特性、状态发生变化，从而达到提高渗流速度、提高原油采收的目的。

最早在上世纪60年代 ，美国科学家首先进行了超声波油井增产技术的研究，并且在俄克拉荷马州华盛顿县的油井中进行了超声采油的矿场试验，试验取得了一定的成效。随后，原苏联在超声波采油技术的研究和应用方面进行了大量的工作，并一直处于世界领先地位。

在现场试验中，超声增油的效果十分明显。1977年，前苏联科学家在卡拉让巴斯油田的218#探井上进行了超声波死井诱喷试验，向井中下入1.5米长的环状磁致伸缩换能器，在处理1.5小时后，油井就自喷了。

目前，世界上只有美国和俄罗斯掌握该项技术，并将此技术应用到原油开采领域，取得了突破性的成绩。我国在五六十年代也曾作过将声波技术应用于采油领域的努力，终因材料、技术不过关半途而废。

为了攻克这一世界性难题，打破发达国家对我国的重大技术封锁，自90年代初，我国将超大功率超声波采油技术研究列入国家“863”攻关计划，并由哈尔滨工业大学、中国石油大学、中船重工715所和哈尔滨兰德超声设备有限公司联合对大功率超声波采油技术装备进行机理研究和装备试生产。

历经十多年合力攻关，大功率超声波油井增油技术取得突破性进展。2011年10月21日，该课题通过863计划资源环境技术领域办公室的验收。目前，兰德公司的超声波增油技术各项技术指标已经达到世界先进水平，并开始在生产领域进行推广。

多采10亿吨

在石油开采中，油田开发早期，地下油多、地层压力又大，由于油井打破了储层中原油的压力平衡，故其流向井筒被开采出来。随着能量不断的消耗，逐渐趋于平衡，开采量就日益下降。

超声增油作业时，就是用超声设备发送出一定能量的超声波，作用于含油层孔隙介质，使其增加的应变能达到塑性屈服状态，从而将产生大量的微裂缝，扩大和连通了含油孔道，从而有效的提高油田产量和采收率。

超声增油具有作业成本低、无储层伤害、不造成新的环境污染等特点，是先进的绿色采油工艺。把超声设备放入即将枯竭的油井，在24小时内就可以完成对油层的超声技术处理，使油井恢复到用传统设备可以继续开采的状态。

这项技术最大的优势，还是在增加老油田的采收率上。2007年-2012年，该装备在延长油田西区采油厂，辽河油田锦州采油厂，大庆油田第六、七、八、九采油厂，共计55口油井进行数据统计结论。油井的增油率平均为40%以上，作业成功率可达85%以上，其作用效果可平均维持90天以上。

对采油厂注水井作业的效果同样非常明显。2007年-2012年，该装备在大庆采油八厂、辽河油田锦州采油厂、胜利油田采油厂，共17口水井进行数据统计结论。水井解堵增注率平均达60%以上，提高视吸水指数平均值为0.7m?/（d·MPa），或作业后可降低注水压力3MPa以上，有效期保持150天以上，作业成功率可达98%以上。

目前，超大功率超声波油井增油技术及其装备已经进入市场化推广、应用阶段。2012年8月初，延长横山采油厂实施了大功率声波振动采油措施，并在白狼城油区钻128井进行实施，取得良好效果，平均日增产0.72吨，7天累计增油5吨多。

公开数据显示，我国石油探明可采储量为203亿吨，若按提高采收率3-5%计算，将能多开采出6-10亿吨原油，以目前的消费水平计就够满足国内1到2年的市场需求。而如果超声增油技术能够全面应用到大庆油田，该油田在探明储量5000亿吨不变的基础上，可增产300亿至500亿吨原油。超声增油技术，将是老油田增加采收率的“利器”。