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石油開采工藝技術(shù)及相關(guān)專利綜述

文檔作者：溫銳文檔來源：國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心		更新日期： 2026年05月13日	點擊數(shù)：
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上一篇：石油勘探中地質(zhì)類型及其特征分析

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·186· | 發(fā)展與創(chuàng)新 | Development and Innovation 2018 年 10 月
石油開采工藝技術(shù)及相關(guān)專利綜述
溫 銳
（國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心，北京 100160）
摘 要：本文對目前常見的石油開采技術(shù)進(jìn)行了簡要介紹，并針對上述采油工藝對國內(nèi)外專利申請趨勢進(jìn)行了整體分析，
不僅有利于相關(guān)領(lǐng)域的專利工作人員掌握相關(guān)技術(shù)常識，也有利于企業(yè)、科研院所等了解石油開采工藝的發(fā)展現(xiàn)狀。
關(guān)鍵詞：石油開采；專利申請；發(fā)展現(xiàn)狀
中圖分類號：TE355 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-2789（2018）10-0186-03
作者簡介：溫銳（1981-），女，碩士，研究方向：石油開采。
石油資源是具有戰(zhàn)略意義的重要資源，提高石油采
收率是現(xiàn)代化國家實現(xiàn)長足發(fā)展日趨關(guān)注的問題。隨著
石油開采不斷深入，其通常經(jīng)歷一次采油、二次采油和
三次采油三個階段，并且主要可以歸納為四大技術(shù)系列，
即化學(xué)驅(qū)、氣驅(qū)、熱力驅(qū)和微生物采油。大力發(fā)展和研
究石油開采技術(shù)，對石油資源的高效環(huán)保利用具有深刻
的意義。
1 現(xiàn)階段開采技術(shù)分類
1.1 注水采油
注水采油是保持油層壓力、提高油田采收率的有效
方法之一。國內(nèi)目前主要采用分層注水工藝技術(shù)，而與
國內(nèi)的技術(shù)不同，國外的分層注水工藝，主要采用井口
流量調(diào)節(jié)器定量配水，其在開采過程中不需洗井。
1.2 三次采油技術(shù)
三次采油可以稱之為提高石油采收率的進(jìn)階階段，
其發(fā)生在二次采油效率不斷下降時，通過繼續(xù)向儲層注
入流體或能量，利用所產(chǎn)生的各種驅(qū)動作用，來提高產(chǎn)
量或采收率，也稱為強(qiáng)化采油。三次采油可以使用多種
現(xiàn)有的石油開采技術(shù)，包括熱采、氣驅(qū)、火驅(qū)、化學(xué)驅(qū)
和微生物驅(qū)等。所熟知的石油熱采技術(shù)[1] 包括蒸汽驅(qū)、
蒸汽吞吐、蒸汽輔助重力泄油(SAGD)。蒸汽驅(qū)是把蒸
汽從注入井注入從而驅(qū)動原油從生產(chǎn)井中采出，蒸汽吞
吐則是向生產(chǎn)井注入蒸汽[2]，關(guān)井預(yù)定的時間，利用蒸
汽處理油層后進(jìn)行開采的方法。SAGD 是將蒸汽從位
于儲層底部附近的水平井上方的豎直井或水平井注入油
藏，被加熱的原油和蒸汽冷凝水從儲層底部的水平井產(chǎn)
出。除此之外，還可以通過氣驅(qū)實現(xiàn)石油開采，CO2 由
于其特有的氣體屬性被廣泛采用，例如通過注CO2 提高
采收率[3]。火驅(qū)也是目前被廣泛采用的開采技術(shù)，所謂
火燒油層是指先向井中注入可燃?xì)怏w，如氧氣，在點燃
油層后繼續(xù)注氣，形成燃燒帶，從注入井逐漸向生產(chǎn)井
方向逐漸推進(jìn)。現(xiàn)階段，化學(xué)驅(qū)開采技術(shù)主要包括堿/
表面活性劑、聚合物驅(qū)、表面活性劑堿驅(qū)、表面活性劑—
聚合物的復(fù)合驅(qū)等。隨著科技的進(jìn)步，出現(xiàn)了微生物開
采技術(shù)，其是向地層中注入特定的微生物，其在活動過
程中會產(chǎn)生酸性物質(zhì)，溶解儲層中的巖石，增加滲透率，
還可以分解原油中的高分子烴，進(jìn)而釋放出天然氣。此
外，儲層中能夠生長菌體，其與微生物代謝產(chǎn)物可以堵
塞儲層滲透通道，控制流體的流度。由于微生物開采技
術(shù)的可發(fā)展性，有相當(dāng)一部分技術(shù)申請了專利，如中國
專利申請CN101131075A 涉及一種微生物采油方法，是
在油層產(chǎn)出水中篩選一株具有調(diào)剖能力的代謝產(chǎn)出生物
聚合物的菌種，然后采用此菌液與營養(yǎng)液段塞式注入及
混合式注入兩種工藝進(jìn)行，環(huán)套空間注入。中國專利申
請CN103470234A 涉及一種用于微生物驅(qū)油現(xiàn)場注入工
藝參數(shù)優(yōu)化方法，包括現(xiàn)場注入工藝參數(shù)篩選，注入工
藝參數(shù)取值范圍的確定以及現(xiàn)場注入工藝參數(shù)的優(yōu)化，
步驟簡單、可操作性強(qiáng)，可靠性和準(zhǔn)確性高，可廣泛應(yīng)
用于微生物采油室內(nèi)實驗和現(xiàn)場試驗[4]。
2 稠油油藏的開采技術(shù)
通常把地面密度大于0.943、地下粘度大于50 厘泊
的原油叫稠油，也稱之為重油，主要是瀝青質(zhì)和膠質(zhì)含
量較高、粘度較大的地層儲油。由于稠油本身的性質(zhì)，
導(dǎo)致稠油油藏具有油質(zhì)分布不均勻、易產(chǎn)生蒸汽超覆的
特點，所以稠油開采的核心是提高儲油的流動能力，比
如使用各種降粘方法，包括機(jī)械降粘、化學(xué)降粘等，對
稠油儲油進(jìn)行降粘。與此同時，主要采用熱采方式進(jìn)行
稠油開采，例如注熱蒸汽、火燒油層等。值得一提的是，
基于稠油油藏本身的特性，為了避免或減少不良現(xiàn)象的
產(chǎn)生，目前出現(xiàn)了一系列改善開采后期的技術(shù)來提高采
收率[5]。概括來講，上述開采后期的改善技術(shù)分為井網(wǎng)
重組、現(xiàn)有開采技術(shù)復(fù)合驅(qū)、注采參數(shù)優(yōu)化設(shè)計三大類。
其中，井網(wǎng)重組常見的方法有：（1）設(shè)置井組單元，
持續(xù)不斷地向注汽井注汽，增加蒸汽的波及體積；（2）
利用油井關(guān)井時間來恢復(fù)儲層壓力，當(dāng)儲油聚集在井筒
附近時，再開井恢復(fù)生產(chǎn)；（3）在井網(wǎng)中心設(shè)置注汽
井，注汽時關(guān)閉周圍生產(chǎn)井，注汽完成后，再打開生產(chǎn)
井，并利用生產(chǎn)井和注汽井同時開采。現(xiàn)有開采技術(shù)復(fù)
合驅(qū)常見的方法有：（1）采用蒸汽輔助重力泄油技術(shù)，
通過兩種開采方式開采：①在靠近油層底部鉆雙水平井；
②在油層底部鉆一口水平井，再在其正上方鉆一口或幾
口豎直井，位于上方的注入井注入的蒸汽移動形成飽和
蒸汽室，蒸汽能夠在蒸汽室周圍冷凝從而加熱儲層，同
時，被加熱的稠油和蒸汽冷凝水在重力作用下流入生產(chǎn)
井；（2）采用火燒油層技術(shù)或者在采用蒸汽吞吐技術(shù)
開采的同時注入輔助的惰性氣體；（3）采用注蒸汽復(fù)
合聚合物驅(qū)技術(shù)，在注入蒸汽前注入聚合物，將儲層殘
留的聚合物固定和絮凝在滲透率高的油層從而實現(xiàn)調(diào)
剖，以改變儲層中流體的流動方向；（4）利用稠油熱
采和化學(xué)驅(qū)復(fù)合技術(shù)，利用兩者的協(xié)同作用，降低原油
的黏度，提高波及系數(shù)[6]。注采參數(shù)優(yōu)化設(shè)計方法是首
先確定剩余油儲量，針對不同的儲層采出狀況，根據(jù)周
期單井產(chǎn)油量優(yōu)化對應(yīng)的注氣參數(shù)。
2018 年 10 月 Development and Innovation | 發(fā)展與創(chuàng)新 | ·187·
3 石油開采工藝國內(nèi)外專利概況
專利制度是保護(hù)和促進(jìn)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的有力保障，
伴隨石油開采工藝的發(fā)展，與其相關(guān)的專利申請也呈現(xiàn)
出對應(yīng)的變化態(tài)勢。根據(jù)檢索至2016 年的專利申請數(shù)
據(jù)，國內(nèi)外石油開采工藝專利申請近100000 件，包含
中國專利申請32156 件。早在1910 年，全球出現(xiàn)了第
一件石油開采工藝的專利申請，該申請是由法國提出的
（FR416302A），我國的首件專利申請是1985 年提出
的（CN85105970A“帶軟管導(dǎo)流裝置的可熔礦采礦設(shè)
備”），這意味著我國技術(shù)人員或企業(yè)對于技術(shù)研發(fā)和
保護(hù)有了初步的制度意識。
通過對國內(nèi)外石油開采工藝專利申請數(shù)據(jù)的分析，
繪制出了全球石油開采工藝專利申請的申請趨勢圖（見
圖1）。從趨勢圖上可以看出，全球石油開采工藝專利
的申請量呈現(xiàn)總體提升的走向，根據(jù)申請量的高低，將
石油開采工藝專利申請的變化過程分為：早期的技術(shù)準(zhǔn)
備積累階段，慢速增長階段以及急速發(fā)展階段。其中，
第一階段段整體的專利申請數(shù)量較少，不足4000 件，
這應(yīng)當(dāng)源于人們早期對于石油開采存在認(rèn)知局限以及專
利意識較弱；第二階段，國內(nèi)外專利申請呈現(xiàn)一個增長
的態(tài)勢，但速度緩慢，專利申請數(shù)量最高時達(dá)到2000
年的4000 件，是該階段專利申請的最高峰，并且這一
階段的專利申請主要集中在美國，其原因在于美國的科
技發(fā)展在當(dāng)時處于全球領(lǐng)先的地位，與此同時，這一階
段前蘇聯(lián)解體造成其國內(nèi)經(jīng)濟(jì)惡化，使得前蘇聯(lián)的專利
申請數(shù)量下降；急速發(fā)展階段限定為2000—2013 年，
隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對于資源的需求與日俱增，
石油資源是其中之重，所以各國對石油需求迫切，石油
開采工藝進(jìn)入了相對快速增長階段。在這一階段，開放
的全球經(jīng)濟(jì)環(huán)境以及技術(shù)研究條件，以及新興的世界各
經(jīng)濟(jì)體和發(fā)展中國家的經(jīng)濟(jì)增長和技術(shù)研發(fā)，帶動了全
球石油開采工藝專利申請量的快速增長，尤其是我國在
此階段對全球有關(guān)石油開采工藝的專利申請量做出了重
大貢獻(xiàn)。這一階段的專利申請主要集中在中國、美國，
在此階段中的2003-2008 年的專利申請量出現(xiàn)了小幅的
回落，主要原因是上述時期，全球經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)危機(jī)，受經(jīng)
濟(jì)危機(jī)的影響，全球范圍內(nèi)的專利申請量普遍均有下降，
但之后繼續(xù)開啟快速上升式發(fā)展，在2014 年達(dá)到頂峰。
40000 件，其次是中國，有30000 多件，與美國分列第
一區(qū)塊，而居于第二區(qū)塊的是加拿大，第三區(qū)塊為俄羅斯、
世界知識產(chǎn)權(quán)組織、英國、歐洲專利局、澳大利亞和挪威，
而第四區(qū)塊則包括德國和蘇聯(lián)，其申請量在5000 件左右。
圖1 全球石油開采工藝專利申請的申請趨勢
圖2 國內(nèi)外專利申請主要國家的專利申請量分布圖
圖3 國內(nèi)專利申請的類型構(gòu)成
在了解了全球石油開采工藝專利申請總體趨勢之后，
通過繪制國內(nèi)外專利申請主要國家的專利申請量分布圖
（見圖2）進(jìn)一步明確全球范圍內(nèi)的技術(shù)翹首。從總的
申請量來看，美國占據(jù)了專利申請量的榜首，達(dá)到了
4 國內(nèi)石油開采工藝專利申請分布
在分析了全球石油開采工藝整體趨勢以及申請國家
比重之后，繪制了我國專利申請的類型構(gòu)成圖（見圖3）。
我國自1984 年建立專利制度，其中第一件有關(guān)石油開
采工藝的專利申請是1985 年04 月01 日提交的“用二
氧化碳基液體壓裂法以刺激油井”的發(fā)明專利申請，申
請人是哈利伯頓公司，而第一個國內(nèi)申請人是孔德讓，
在1985 年提交了“帶軟管導(dǎo)流裝置的可熔礦采礦設(shè)備”
的發(fā)明專利申請。這兩件專利申請是國內(nèi)最早的專利申
請，其后我國在石油開采工藝領(lǐng)域的專利申請量一直保
持穩(wěn)步增長的趨勢，中間基本沒有經(jīng)歷所謂的技術(shù)沉積
期，并在2015 年達(dá)到了最大值。這與國內(nèi)科研院所、高校、
企業(yè)對石油開采工藝技術(shù)給予的大量研發(fā)投入以及國家
對于專利技術(shù)研究的大力支持密切相關(guān)，使得我國在石
油開采工藝領(lǐng)域能夠不斷取得長足發(fā)展和進(jìn)步。
與此同時，繪制了我國主要申請人分布情況圖（見
圖4），其中，排名前10 位的申請人分別為：中國石油
天然氣股份有限公司、中國石油化工股份有限公司、大
慶油田有限責(zé)任公司、中國海洋石油總公司、中國石油
大學(xué)（華東）、西南石油大學(xué)、國際殼牌研究有限公司、
中國石油大學(xué)（北京）、中國石油化工股份有限公司勝
利油田分公司采油工藝研究所、中國石油集團(tuán)川慶鉆
探工程有限公司長慶井下技術(shù)作業(yè)公司、中國石油天然
氣集團(tuán)公司。其專利申請量分別為3294、1645、660、
515、471、405、321、314、280、200、（下轉(zhuǎn)第239 頁）
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（4）有限元結(jié)果分析，以本工程為例：①支座法相
反力，由分析結(jié)果可見，支座反力最大值為59.98kN；
②架體應(yīng)力，立桿應(yīng)力方面，最大壓應(yīng)力值為106.5N/
mm²，最大拉應(yīng)力值為14.2N/mm²，受壓（拉）最大值
小于Q345 抗壓（拉）強(qiáng)度設(shè)計值300 N/mm²，符合規(guī)
范要求；③架體位移，位移最大部位出現(xiàn)在架體頂部，
最大位移量為3.22mm；④滿布鋼梁應(yīng)力，鋼梁應(yīng)力方面，
最大應(yīng)力值為129.05N/mm²，小于Q235 抗壓（拉）強(qiáng)
度設(shè)計值205N/mm2，符合規(guī)范要求；⑤結(jié)論：綜上模
擬結(jié)果，架體受力情況滿足設(shè)計要求，整體布置合理，
各受力部件工作情況良好。滿布鋼梁構(gòu)造有效分散集中
力的影響，均勻分布在架體各節(jié)點處，局部應(yīng)力集中位
置應(yīng)力值也在安全范圍之內(nèi)。從結(jié)果上可推斷，此模架
設(shè)計合理有效，架體位移較小可控，應(yīng)力值滿足材料性
能指標(biāo)，且無過大集中應(yīng)力存在，本分析內(nèi)容所涉各項
數(shù)據(jù)指標(biāo)均在安全范圍之內(nèi)，滿足規(guī)范要求。
（5）新式架體BIM 模型最終分析。按照符合規(guī)范
的有限元分析結(jié)果，進(jìn)行最終Revit 建模，查看架體與
結(jié)構(gòu)碰撞情況、細(xì)節(jié)處理情況、優(yōu)化后架體連接情況。
最后根據(jù)優(yōu)化后結(jié)果確定底層支撐立桿排布在現(xiàn)場中實
際位置，用于現(xiàn)場施工放線定位，使用BIM 模型進(jìn)行現(xiàn)
場交底，讓施工人員清楚現(xiàn)場實際施工形式。
（6）效果比較。通過普通支模方式架體剖面圖和
優(yōu)化后的架體剖面圖比較可以看出，優(yōu)化后的架體下部
立桿間距可加大，不僅充分利用材料強(qiáng)度，避免材料浪
費，又減少了工程量，節(jié)省了成本。
4 經(jīng)濟(jì)對比分析
本工程高支模體量約60 萬m³ 體量大，對普通扣件
式鋼管腳手架、碗扣式鋼管腳手架及承插型盤扣式鋼管
腳手架從成本方面進(jìn)行如下對比分析。通過BIM 技術(shù)深
化設(shè)計以及有限元分析測算，本項目倉庫部位基本可省
去梁底單獨支設(shè)的立桿，按照梁板比例分布形式測算，
可少使用立桿約25%。由于立桿量減小，材料投入減小，
各項費用隨之減低。此工法與新式盤扣架相比可節(jié)約成
本25%，與傳統(tǒng)鋼管扣件相比節(jié)約成本可超過40%，節(jié)
省了材料和工程量。不僅直接降低了施工成本，而且減
少了運(yùn)輸污染、材料生產(chǎn)加工污染；縮短了工期，降低
了施工期間對周圍環(huán)境的污染。各個方面均為有利趨勢，
完全符合以技術(shù)發(fā)展推動行業(yè)發(fā)展的特點。
5 結(jié)束語
經(jīng)過科學(xué)的資源組織，利用信息化技術(shù)管理手段，
本項目高大支模架體量共計60 萬m³，僅用時25 天便完
成了全部搭設(shè)。實踐證明，通過BIM 技術(shù)結(jié)合有限元分
析施工方法在高大支模架施工中的應(yīng)用，不但可以提高
施工效率，保證施工質(zhì)量、滿足結(jié)構(gòu)安全，還可以節(jié)省
施工成本，踐行了綠色施工理念，可在大型物流倉儲工
程施工中使用推廣。
參考文獻(xiàn)：
[1] 王志偉, 孫江龍, 王連峰. 盤扣式支撐架在大型電子廠房中
的應(yīng)用[J]. 施工技術(shù),2015,44(23):98-100.
[2] 段志剛. 模板工程技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用[J]. 住宅與房
地產(chǎn),2017(29):172.
[3] 楊文博, 高峰, 朱潔, 等.BIM+VR 技術(shù)在打造精品住宅工程
中的應(yīng)用[J]. 土木建筑工程信息技術(shù),2017,9(4):26-30.
[4] 范學(xué)寧.BIM 技術(shù)在高支模施工中的應(yīng)用[A]. 中國建設(shè)科
技集團(tuán)股份有限公司、中國建筑學(xué)會工程建設(shè)學(xué)術(shù)委員
會、昌宜( 天津) 模板租賃有限公司、《施工技術(shù)》雜志
社. 全國模板腳手架工程創(chuàng)新技術(shù)交流會論文集[C]. 中國
建設(shè)科技集團(tuán)股份有限公司、中國建筑學(xué)會工程建設(shè)學(xué)術(shù)
委員會、昌宜( 天津) 模板租賃有限公司、《施工技術(shù)》雜
志社:,2017:3.
[5] 宋斌.BIM 技術(shù)在高大模板工程中的應(yīng)用研究[D]. 東南大
學(xué),2016.
（上接第187 頁）199。三大國有石油公司一直是國內(nèi)專
利申請的主體，為我國石油開采技術(shù)的發(fā)展提供了重要
支持和貢獻(xiàn)，中國石油大學(xué)、西南石油大學(xué)作為石油領(lǐng)
域的專業(yè)高等學(xué)府，致力于石油開采技術(shù)的前沿研究，
同樣貢獻(xiàn)了不容忽視的力量。
5 結(jié)束語
本文對現(xiàn)有石油開采技術(shù)的概述和相關(guān)專利技術(shù)進(jìn)
行了簡要分析，有利于相關(guān)領(lǐng)域的工作人員掌握相關(guān)技
術(shù)常識和技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)，也利于企業(yè)、科研院所了解現(xiàn)
有石油開采工藝的發(fā)展現(xiàn)狀，從而促進(jìn)石油開采技術(shù)不
斷自主創(chuàng)新，持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1] 王佳瑋, 徐守余. 化學(xué)驅(qū)提高油氣采收率方法綜述[J]. 當(dāng)
代化工,2016,45(5):911-913+915.
[2] 戴韞哲. 稠油油藏開發(fā)技術(shù)對策研究[J]. 石化技術(shù),2016,
23(6):151.
[3] 張丹.CO_2 驅(qū)油機(jī)理以及國內(nèi)研究現(xiàn)狀[J]. 輕工科技,2016,
32(7):120+139.
[4] 沈德煌, 張義堂, 張霞, 等. 稠油油藏蒸汽吞吐后轉(zhuǎn)注CO_2
吞吐開采研究[J]. 石油學(xué)報,2005(1):83-86.
[5] 李海濤. 特超稠油開發(fā)技術(shù)分析[J]. 內(nèi)蒙古石油化工,2009,
35(16):111-112+139.
[6] 劉合, 裴曉含, 羅凱, 等. 國油氣田開發(fā)分層注水工藝技術(shù)
現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 石油勘探與開發(fā),2013,40(6):733-
737.
圖4 國內(nèi)主要申請人分布

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