简论石油天然气开发工艺的难点

刘世铎 1 陈汾君 2 刘永 3 冯昕媛 4 谢贵琪 5

摘要：随着社会的不断进步发展，天然气、石油行业的出现让人们的生活变得更加快捷方便。特别是近几十年来，天然气、石油行业发展更是迅猛，随之而来的是开发工艺科技化程度越来越高，技术不断更新。然而，开发工艺依然存在一些重难点，解决这些困难对于改善石油、天然气开采中所产生的环境问题，促进开发产量的提升都具有重要的推动作用。本文对石油天然气开发工艺的难点进行探讨。

关键词：石油天然气；开发工艺；原油开采；原油处理

引言：天然气、石油在开采与生产中，经过原油开发、脱水、处理污水等步骤，最终实现有效利用。在这一过程中，开发的每个节点都很关键，每个程序都有提升优化的空间。具体开采中，开发工艺依然存在一些难点，解决这些困难对于改善石油、天然气开采中所产生的环境问题，促进开发产量的提升都具有重要的推动作用。要依据实际情况，使用合适的方式、技术与工艺，并且还要根据经验不断的进行完善，这样才能提高天然气与石油的开采效率，降低成本，提高产量，最终达到环境效益、经济与社会的协调发展。

1开采稠油难点工艺

稠油最大的特征是粘度大，因此流动性能差，这就为稠油的加工、运输与开采带来一定的难度。另外，稠油内部存在大量的沥青、颗粒、胶质化合物等，容易形成的网状结构，使得本来流动性就差的稠油变得更加固态化。稠油的这些特点会导致在开采过程中出现吸气力差、回锅不适等问题。根据稠油的这些特点，目前，我国一般采用的是冷采技术、热采技术或钻井技术来开采。热采技术针对的是改善稠油流动性的问题，主要是利用加热的方式产生高温水蒸气，热裂解重组稠油，然后再注入蒸汽，增大驱油波及体，再次冷凝后与油层中的原油进行混合，达到稀释稠油的目的。然而，这种加热方式容易损坏和断裂套管。冷采技术使用较广泛，工艺为既不防砂也不注入热量，使用螺旋桨同时采出砂和原油，优点是形成的泡沫油比较稳定，能够提高原油的获得量。双空心同轴杆热采技术为当前稠油开采的最新工艺，其原理为在空心杆里再内置一相对独立的空心通道，于空心杆的两端分别安装特定的终端器，其作用为沟通上述两个通道。空心管的内部管道使用双层不锈钢原料，外部管道采用性能优良的合金钢，中间填充导热系数不高于2%的无机航天用中空颗粒，形成一个独立的循环系统。加热双空心同轴杆内的软化水，使井底原油的温度得以提高，降低原油粘度。双空心同轴杆技术维护不困难，热效率高，且综合应用成本不高，具有一定的推广价值。

2开采煤层气难点工艺

与常规储气相比，煤层气开采在本质上有很大的不同。通常，天然气在煤层中主要有三种存在状态：溶解、吸附及游离。一部分游离天然气吸附在煤表层，当煤层的压力值增大到一定程度后，甲烷就会从煤的孔隙分离开来，在基岩和微孔隙中开始扩散，然后进入裂缝网格，最终进入井筒。支撑剂、液压液、煤粉等因素都会使煤层气压裂的效果受到影响。支撑剂能够使高导流效果得到保证，然而，在施工开采实际过程中，支撑剂非常容易嵌入底层，缩小了破坏幅度，降低倒流能力。煤层吸附力很强，基质不容易恢复膨胀，化学液流体与煤层的接触会损害煤层孔隙和渗透率。作为低压低温储层，煤层会加大反排液压流体的难度，使煤层气的开采受到阻碍。基于煤层的物理特性，在破碎过程中，清洗压裂液或者压裂煤层时经常会出现大量煤粉，形成破裂堵塞。煤层气具体压裂技术主要有液态二氧化碳、高能气体以及水力喷射等。液态二氧化碳技术主要是将原油与破碎后迅速气化的液体二氧化碳相混合，使原油的粘度得以降低，溶解能力大幅提升。煤层材料与二氧化碳几乎不会发生化学反应，因此，这种技术不会使煤气层开发受到影响。高能气体技术在压裂过程中会采用到因促进剂燃烧或火药而产生的高压高温气体。通过脉冲的方式加载压裂井底目标层，压出井眼及周围的放射状裂缝，从而达到改善煤层储气层渗透性的目的，最终提高天然气开采的效率。水力喷射技术是煤层气开采的一项新技术，它结合了液压密封、水压破碎、油压喷射等新技能，高速喷发的水力会在煤层内形成多个孔隙，孔隙纵横会形成网络通道，大大提高了煤气层开发的效率。这种技术不会对地表造成很大的破坏压力，同时也有助于裂缝的延伸和形成，施工起来操作便捷又简单，建设时间不长，安全性相对来说要更高一些。

3原油处理难点工艺

新开采的原油，内部含有大量水分，甚至会有盐水，长时间就会对管线、设备、器皿造成严重腐蚀，缩短适应年限的同时也会增加运输与开发的成本。所以，脱水在原油开采中是一项十分必要的工艺。当前，三种脱水方法应用较为广泛，一是根据石油和水的轻重差异采取沉降分离，二是使用化学破乳剂，将破乳剂注入到原油中，再进行加热，当温度上升到一定程度后，原油的粘度就会降低，水中的乳化物也会减少，油水易于分离。三是使用电脱盐的方法进行破乳，通过制造一直流电或者较强电场使水滴聚集在一起，水受到重力的作用，会下沉到原油的底部，与原油分离。脱水设备在脱水工艺中也起到举足轻重的作用，只有先进的设备才能最大程度的保证脱水功能。当前，根据原油与水的沉降工艺，市场上新出现了很多种油水分离的设备，电脱水设备是其中处理力最强、效率最高的一种。国内使用最广的是电机横挂的卧式电脱水器，其工作机理是使用喷油管，将原油射入电脱水器，后者沉淀乳化原油中的水分，受到电场的作用，水与原油相互聚集，油水沉降最终实现分离。

4开采后期污水处理难点工艺

开采后的原油经过脱水工艺后，分离出来的污水必须要进行专门的处理。在处理方法上，传统是先将油除去，把污水静置在储油罐中，消除沉淀乳化油。乳化油去除之后，将污水再注入缓冲罐中，使用凝聚剂进行化学反应，经过一段时间，会有许多的颗粒沉淀与污油出现，混合而成污泥，将污泥排出，然后再将水进行过滤，去除其中的悬浮颗粒，最后再使用水泵，将过滤后的水重新注入到水管里循环。这种处理污水的方法，经过一系列的步骤最终得到没有杂质和原油的水，形成了污水的利用再循环。对于石油的开采来讲，不仅节约了能源，而且对于开发石油天然气都有十分的益处。

结束语

综上所述，天然气、石油在开采与生产中，经过原油开发、脱水、处理污水等步骤，最终实现有效利用。在这一过程中，开发的每个节点都很关键，每个程序都有提升优化的空间。具体开采中，要依据实际情况，使用合适的方式、技术与工艺，并且还要根据经验不断的进行完善，这样才能提高天然气与石油的开采效率，降低成本，提高产量，最终达到环境效益、经济与社会的协调发展。

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