簡論石油天然氣開發工藝的難點

李耀全

摘要：隨著我國經濟的快速發展和社會的不斷進步，石油天然氣行業在人們生活中的運用讓生活變得更加方便快捷。特別是近十幾年來，石油和天然氣行業的迅猛發展使相應開發工藝和科技化程度越來越高。但在快速進步的同時，開發工藝依然存在一些難點，解決這些困難可以有效改善石油、天然氣開采中所產生的環境問題，同時對促進開發和提升產量具有重要的推動作用。

關鍵詞：石油天然氣;開發工藝;煤層氣;原油處理;難點

引言

石油天然氣在我國能源結構中占有重要比重，為我國國民經濟發展提供了重要支持。在這一背景下，必然對我國石油天然氣開發提出了更高的要求。提高石油天然氣開發的工藝水平，促進我國石油天然氣開發產量迅速提升的同時又能夠減小開采過程中帶來的環境污染問題，是未來石油天然氣開發工藝改良的趨勢。

1開采煤層氣工藝難點

煤層氣的開采方式與常規儲層開采有本質不同。通常，天然氣在煤層中有三種存在狀態：溶解、吸附和游離。一部分游離天然氣吸附在煤表層，當煤層的壓力值增大到一定程度后，甲烷會從煤的孔隙分離，然后在基巖和微孔隙中擴散，進入裂縫網格后，最終流入井筒。支撐劑、液壓液和煤粉等因素都會影響煤層氣的壓裂效果。支撐劑能夠使高導流效果得到保證，但在施工開采實際過程中，支撐劑極易嵌入地層，縮小了破壞幅度，降低了導流能力。煤層的吸附力很強，基質不容易恢復膨脹，化學液流體與煤層的接觸會損害煤層孔隙和滲透率。作為低壓低溫儲層，煤層會加大反排液壓流體的難度，使煤層氣的開采受到阻礙。物理特性導致了煤層在破碎過程中會產生大量粉末，清洗壓裂液或壓裂煤層時經常會出現大量煤粉，形成破裂堵塞。常用的煤層氣壓裂技術主要有液態二氧化碳、高能氣體以及水力噴射等。液態二氧化碳技術是將原油與破碎后迅速氣化的液體二氧化碳相混合，使原油的粘度得以降低，溶解能力大幅提升。在這一過程中，煤層材料與二氧化碳幾乎不發生化學反應，因此這種技術不會使煤層氣開發受到影響。高能氣體技術在壓裂過程中利用了因促進劑或火藥燃燒產生的高壓高溫氣體。通過脈沖的方式加載壓裂井底目標層，在井眼周圍壓出放射狀裂縫，繼而改善煤層儲氣層的滲透性，最終達到提高天然氣開采效率的目的。水力噴射技術是煤層氣開采的一項新技術，它結合了液壓密封、水壓破碎、油壓噴射等新工藝手段。在實際應用中，高速噴出的水力會在煤層內形成多個孔隙，縱橫交錯的孔隙形成網絡通道后，極大提升了煤層氣開發的效率。這項技術有助于儲層裂縫的產生與延伸，同時不會對地表造成明顯的破壞壓力，施工操作過程便捷簡單，建設時間短，安全系數相對較高。

2石油天然氣開發過程中的污水處理工藝

石油天然氣開發過程中會產生工業污水。尤其在原油脫水的過程中，需要一套成熟的污水處理工藝對產生的大量污水進行處理。在傳統處理過程中，利用重力將污水中的油漬進行沉淀，然后加以過濾去除，最后進行回注處理。首先，將原油開采過程中產生的污水或油水分離器分離出來的污水置于儲存罐中，利用重力使其沉淀產生二次分離，這一過程的主要目的是實現分散油的清除。隨后將完成分散油清除的污水置于反應緩沖罐中，并向緩沖罐內添加一定劑量的凈化聚凝劑，在污水中的乳化油和油漬污漬充分與凈化聚凝劑發生反應后，小顆粒油滴與污漬會聚集成大顆粒形態的油滴污泥，將這部分油滴和污泥排出后，污水已得到較大程度的凈化。最后再經過過濾器將污水中殘留的懸浮物加以過濾處理后，通過注水泵回注入地層中。

3稠油開采難點及其采油工藝

稠油，即具有很高粘稠度的油，流動性低是稠油的重要特性之一。因此稠油的開采、運輸、保存以及加工都有相當高的難度。同時稠油里含有的大量膠質、顆粒、瀝青等化合物會形成一種網狀結構，使其流動性進一步降低，最終導致回鍋不適、吸收蒸汽能力差等一系列問題。開發人員根據稠油的特性和開采難點創造出了一些新型開采技術，如鉆井技術、熱采及冷采技術。熱采技術的工作原理是通過加熱的方法將熱蒸汽注入到稠油中，從而增加其流動性，使油更容易采出。但如果溫度控制不當，熱采技術可能導致管道炸裂，存在安全隱患。冷采技術就是不往稠油里注入熱量，同時不過濾砂石等雜質，用螺旋槳將油和砂石一起采出來，最終形成穩定的帶有泡沫的原油，此方法簡單易操作，安全風險低，具有很大的實用性。

4原油處理工藝難點

新開采的原油內部含有大量水分和雜質，甚至有一定濃度的鹽分。如長期在管線和設備中流動會對管線及容器內壁產生嚴重腐蝕、磨損，造成設備使用年限的縮短，增加了運輸與開發的成本。所以脫水在原油開采中是一項十分必要的工藝。當前應用較為廣泛的原油脫水方法有三種，一是根據石油和水的密度差異，利用重力采取沉降分離，二是使用化學破乳劑，將破乳劑注入到原油中，再進行加熱，當溫度上升到一定程度后，原油的粘度就會降低，水中的乳化物相應減少，使油相和水相易于分離。三是使用電脫鹽的方法進行破乳，通過制造直流電或交流電場使水滴聚集在一起，水受到重力的作用，會下沉到原油的底部，達到油水分離效果。脫水設備在原油脫水工藝中有著舉足輕重的作用，只有先進的設備才能最大程度地保證脫水效果。當前，根據原油與水的沉降工藝，市場上出現了很多種新型油水分離設備，電脫水設備是其中處理力最強、效率最高的一種。國內使用最廣的是電機橫掛的臥式電脫水器，其工作機理是使用噴油管將原油射入電脫水器后，受到電場中電離子的作用，促使油、水離子分離，水與原油各自相互聚集后沉降，最終實現分離目的。

結語

石油天然氣開發是一項較為復雜的工程，涉及到很多繁瑣且高難度的工藝程序。在初步開采、原油脫水、污水處理等關鍵且核心的步驟中，提升目前工藝技術，降低開采成本，提高原油開采品質與產量是未來石油天然氣開發工藝的發展趨勢。只有不斷發展開采技術，才能為我國的能源產業帶來更大效益。與此同時，必須要有效降低開采過程中可能造成的環境污染，提升整體開采效果。多面兼顧，讓能源開發工藝形成一個穩定、成熟的結構形態。使我國的石油工程處于一個穩定、可持續的發展狀態，對于推動國家整體社會經濟效益具有重要的意義。

參考文獻

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