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1、1 作为中国石油大学（北京）石油工程的一名本科生， 我很有幸在自己本科学习生涯的最后一年能够聆听石油 工程新理论与新技术讲座这门课程，本次课程共 16 个课 时，分别由 8 位老师分别授课，8 位老师也都是代表着石油 行业里最顶尖的行业专家，都在自己的研究领域有着深厚 的学术功底和研究造诣。在短短的 4 周时间内，能听到各 位老师专家毕生的研究心血，也可谓是我们石油大学本科 生的一大幸事。在一个月的学习中我也认真的做了相关课 程的笔记，对每位老师的教学讲座内容进行了学习，记下 了自己的一些心得感想。 在高德利老师的讲座中，我们主要了解了石油工程的 学科特点与科技动态。在高老师的讲解下我重新认识
2、了石 油工程的学科基本概念，所谓石油与天然气是埋藏在地下 的流体类化石能源。是围绕油气资源的钻探、开采及储运 而实施的知识、技术和资金密集型工程， 是油气勘探开发 的核心业务。通过不同的学习和研究方法，例如：理论分 析、物理模拟、竖直模拟、数理统计及矿场测试。是着眼 于该工程领域进行科学研究与人才培养的工学学科。本学 科以地质、物理、力学、化学及材料、机电等多学科为基 础，主要研究与地层、工程装备、 流体等石油工程实体密 切相关的主客观约束条件，基本特性与变化规律，力学和 化学行为，矿场信息测量与综合利用， 工程设计控制等关 2 键问题。在石油工程的基本概念中我们又了解了具体的油 气井工程、油
3、气田开发工程、油气储运工程，了解了诸如 直井复杂地层、斜井大位移井、复杂结构井、海洋深水等 概念。 之后金衍老师又为我们介绍了地层以及岩石的基本性 质。详细为我们介绍了地应力，地应力的测定以及地应力 在生产生活中的一些应用。所谓地应力也就是存在于地层 中的未受工程扰动的天然应力，也称岩体初始应力、绝对 应力或原岩应力。他是引起采矿、水利水电、土木建筑、 铁道、公路、军事和其他各种地下或露天岩石开挖工程变 形和破坏的根本作用力，是确定工程岩体力学属性，进行 围岩稳定性分析，实现岩石工程开挖设计和决策科学化的 必要前提条件。地应力对工程的稳定性影响越来越大，如 岩爆、瓦斯突出、围压大变形、顶板垮落
4、、底板突水等一 系列地质灾害都与地应力有关。 在工程测定方面，就是确定拟开挖岩体及其周围区域 的未受扰动的三维应力状态，这种测量通常是通过多个点 的量测来完成的。地应力测量是一项综合性的测试，可以 说任何一种单一的方法都不能很好地完成，往往需要几种 方法结合起来对比使用，才可以保证结果的可靠性。即使 如此，地应力测量中也往往会出现同一测点测量值分散的 情况。地应力测量是确定工程岩体力学属性、进行围岩稳 3 定性分析、实现岩土工程开挖设计和决策科学化的前提。 地应力对矿山开采、地下工程和能源开发等生产实践均起 着至关重要的作用，所以地应力研究是当前国际采矿界上 的一个前沿性课题。 在了解了基本的
5、概念后我们有学习了石油行业目前的 现状。常规油气资源的逐渐减少，以及非常规能源的增 加，让我们充分的了解了当前的形势，认清了未来发展的 方向。随后我们又具体了解了一些复杂井型和相关的一些 实例，不同的实例开阔了我们的眼界，同时也为为我们继 续学习提供了心得视角和方向，我们的石油石化行业是不 断面临挑战的，而我们的工作就是讲一项项看似不可能完 成的任务做到我们工程作业的极限，这也是我们石油行业 未来的从业人员的应该秉承的一种品质！ 在随后的讲座中我们有接触了煤层气和页岩气的相关 知识。在煤层气的学习过程中，我们了解了煤层气的相关 知识和发展的一些现状和挑战。所谓煤层气，俗称“瓦 斯” ，与煤炭伴
6、生、以吸附或游离状态储存于煤层内的非常 规天然气，主要成份是甲烷（CH4） 。其热值与天然气热值 相当，可以与天然气混输混用，是上好的工业、化工、发 电和居民生活的洁净燃料；煤层气直接排放到大气中，其 温室效应约为二氧化碳的 21 倍，对生态环境破坏性极强。 因此，从能源、安全和环保的角度看，煤层气的开采具有 4 重要意义。我国煤层气资源丰富，我国埋深 2000m 以内煤 层气地质资源量约 36 万亿立方米，与常规的天然气资源量 相当，约占世界煤层气总资源量的 10%。全国的煤层气资 源主要分布在晋陕内蒙古、新疆、冀豫皖和云贵川渝等四 个含气区，其中晋陕内蒙古含气区煤层气资源量最大，占 全国煤
7、层气总资源量的一半左右。发展前景广阔。煤层气 成藏的地质因素中，构造因素是最为重要而直接的控气因 素；沉积环境主要影响煤储层的生气潜力、储集性能及渗 透性；地下水对煤层气的生成、运移和富集具有一定的控 制作用；三者有利匹配，则有利于煤层气的成藏和勘探开 发。 我国的煤层气资源潜力非常巨大，有着良好的勘探开 发前景。由于中国的煤层气藏普遍具有低压,低渗透、低饱 和及高吸附性的特点，造成其开采难度大，如何提高煤层 气开采的回收量和回收率，是中国煤层气开采的关键问 题。煤层气增产措施有水力压裂改造技术、注气增产技 术、多分支水平井技术、复合射孔压裂技术、采煤采气一 体化技术和洞穴完井技术。其中水力压
8、裂改造技术和注入 驱替增产技术是目前开采煤层气的主要的增产措施。根据 中国煤层气藏的特点，利用并优化现有的增产技术，研究 适合我国煤层气储层特点的增产技术是以后研究的方向。 随后在吴晓东老师的讲座中，他为我们详细讲解了页 5 岩气的发展历程，目前的技术以及当前的挑战。在页岩气 的革命中，美国成为了时代的领跑者，相比于石油，页岩 气更加难以开采，但全球页岩气储量很大，有着很大的储 备和利益，在巨大市场的驱动下，美国的一些小型能源公 司成功的开发出了页岩气的开采技术，将页岩气的开采由 理想变成了现实，目前美国已经有着相对成熟的技术，页 岩气的使用已经成为日常。 但在我国，页岩气的研究起步较晚，从
9、1996 年开始， 我国陆续开始有人接触页岩气，直到 2003 年 2007 年，中 国才进入了页岩气的研究的初始阶段。虽然中国页岩气勘 探还处于起步阶段，但经过成藏条件的初步对比发现，中 国的许多盆地与美国东部地区页岩气藏的地质条件类似， 故勘探潜力巨大。中国的页岩气发育区可划分为与板块大 致对应的四大区域， 即南方地区、中东部地区、西北地区 及青藏地区，这些区域都具有良好的页岩气勘探前景。 但我们的页岩气开采也面临着极大的挑战，相比于美 国，我们的地址勾走更为复杂，所以适用于美国的技术也 不能良好的嫁接到我国本土，这就需要我国自己开发的适 用于自身的技术，根据具体的地层特点，研发出自己的页
10、 岩气开发方式，但目前，我国的开采还处于最初阶段，不 能达到盈利的阶段，但随着时间的推移，相信在无数石油 工作者的努力下，页岩气将在中国掀起一场不小的革命， 6 成为新能源的引领者。 在之后李相方老师为我们讲解油气藏的开采开发并提 供了一些课外学习资料，通过课上和课下的学习，我对油 气藏油气天然气藏的开采又有了新的认识，在高凝油凝析 气藏的开采中，我们面临着一系列的问题，在这些问题 中，李老师又提出了自己的理论，从渗流开采机理方面的 创新理论，同时在学习李老师的理论的同时，我也感到李 老师对天然气方面见识的广阔，所谓冰冻三尺非一日之 寒，想在某一项科研的道路上取得自己的成就，不仅在自 己的研究
11、方向上要做到极致，更要去博采众长，去吸收和 了解油气田开发的各个方面和领域的知识和理论，对于我 们本科生而言，我们目前面临着钻井和开发，不管我们将 来从事哪个行业对另外的行业都要有相当的了解和见地， 否则没有对石油的全面认识和开采，也只能是盲人摸象， 一隅之见，井底之蛙。 岳湘安老师为我们讲解了三次采油。在他的讲解中他 没有强调技术，而是着重为我们讲解了三次采油的机理， 在科研面前，掌握科学原理是追关键的，只有掌握机理和 原理，我们才能认清事物发展的本来面目，才能为工程技 术提供强有力的保障。 三次采油有着很多方法，在低渗透或者说是超低渗透 的地层中，其渗流机理和以往的水驱机理都有着很大的区
12、7 别，而我国很多油田都是低渗超低渗的油藏，这就迫使我 们去认清这些地层的本身渗流机理。 在我们才有的过程中，通常把利用油层能量开采石油 称为一次采油；向油层注入水、气，给油层补充能量开采 石油称为二次采油；而用化学的物质来改善油、气、水及 岩石相互之间的性能，开采出更多的石油，称为三次采 油。又称提高采收率(EOR)方法。提高石油采收率的方法很 多，主要有以下一些：注表面活性剂；注聚合物；注碱水 驱；注 CO2 驱；注碱加聚合物驱；注惰性气体驱；注烃类 混相驱；火烧油层；注蒸汽驱等。用提高采收率也可归属 三次采油。 在三次采油中，我们往往通过以下方法进行采收率的 提高：1、提高波及系数，降低
13、水油流度比（M） ，减少驱油 体系的指进现象，达到波及系数的提高；2、增加毛管数 注水开采后，剩余油以不连续油块被困在岩石孔隙中，此 时每个油块受到两个主要作用力（粘滞力和驱动力） 。这里 用一个无因次准数 Ne（毛管数） ，表征上述两种作用力之 比。实验发现采收率与毛管数之间关系：当毛管数（Ne） 超过某一值时，采收率（）将急剧上升。原油、水岩石 体系的不同，要求 Ne 数值也不同，一般是不同的数值、但 是这种关系是普遍存在的。从 Ne 表达式可知，要提高其 值，可调参数有两个：一是提高原油的流动速度，或者提 8 高压力梯度， （P/L） 。再有就是降低原油和水的界面张 力。通常是加表面活性
14、剂。从实验可知，微乳液的形成， 其油水界面张力可达到超低界面张力，为此微乳液体系受 到人们的青睐。总之，要提高洗油效率，就要提高毛管 数，而改善界面张力是最有效的途径。 随后岳老师为我们详细对比了长庆油田和大庆油田外 围的低渗透油田的实例。通过实例向我们介绍了不同油藏 不同地层要具体分析具体对待。接下来我们又了解到了一 些有关稠油油藏的开发开采。在我国稠油作为非常规能源 含量很大，主要有新疆油田、辽河油田、胜利油田、河南 油田这个 4 个油田含量居多，在开发方面美国加拿大的技 术相对成熟先进，而我国在这方面也紧随其后，不断更新 开发心得技术。 在稠油开发过程中，老师为我们详细介绍了几类稠油 开
15、采的方式方法。总的来讲有火烧油藏、蒸汽吞吐、蒸汽 驱。这里老师为我们详细介绍了火烧油藏的相关概念与原 理。所谓火烧油藏，是一种用电的、化学的等方法使油层 温度达到原油燃点，并向油层注入空气或氧气使油层原油 持续燃烧的采油方法。火烧油藏有正向燃烧、反向燃烧和 湿式燃烧三种基本方式。向前燃烧是常用的方法，该法驱 动的流体必须通过油藏的低温区流向生产井，对特稠原 油，可能形成流体阻塞。反向燃烧可以克服阻塞问题，但 9 其耗风量大。其优点显著：以是一种有效的提高采收率技 术。用这种方法开采高粘度稠油或沥青砂。可以把重质原 油开采出来，并通过燃烧部分地裂解重质油分，采出轻质 油分。这种方法的采收率很高，
16、可达 80%以上。因此火烧 油层的方法更适用于深井。二是把随石油采出来的天然气 等可燃气体，在还未达到爆炸浓度之前烧掉。但是缺点也 很明显，其实施工艺难度大，不易控制地下燃烧，同时高 压注入大量空气的成本又十分昂贵。其原理是通过燃烧少 量的地层原油产生热量和压力，从而降低地层原油的黏 度。 最后姜汉桥老师又为我们详细介绍了原油油藏开发开 采的一些地层情况和油层描述，目前我们油田都进入了高 含水，特高含水阶段，随着新区块的减少，在油藏的开采 中对剩余油残余油的开采业成为了一大新的研究方向，在 课上姜老师也为我们展示了在水驱过后的油藏的原油分 布，有大量的残余油滞留在岩石孔隙的角隅，当然在实际 的生产开发中，我们还有对油藏的地层压力、原油饱和 度、剩余油含量等等各个方面的地层油藏参数进行监测， 进行详细的油藏描述，在描述的基础上，对油藏进行研 究，研发出合适的开发方案进行合理的油藏开采。 整体而言，通过这次石油工程新理论与新技术讲座的 课程学习，确实感触良多受益匪浅，抛开我通过这 16 节课 10 所学到的知识不谈，这门可给了我一些新的体验和感受。 石油工程看似简单粗糙，但在其中
