4、简述稠油的开采方法及原理
1）蒸汽吞吐采油方法又叫周期注气或循环蒸汽方法即将一定数量的高温高压下的湿饱和蒸汽注入油层，焖井数天 加热油层中的原油，然後开井回采
稠油油藏进行蒸汽吞吐开采的增产机理为：
(1)油层中原油加热后粘度大幅度降低，流动阻力大大减小这是主要的增产机理；(2)對于油层压力高的油层，油层的弹性能量在加热油层后也充分释放出来成为驱油能量；(3)厚油层，热原油流向井底时除油层压力驱动外，重力驱动也是一种增产机理；(4)带走大量热量冷油补充入降压的加热带,当油井注汽后回采时，随着蒸汽加热的原油及蒸汽凝结水在较大嘚生产压差下采出过程中带走了大量热能，但加热带附近的冷原油将以极低的流速流向近井地带补充入降压地加热带；(5)地层的压实作鼡是不可忽视的一种驱油机理；(6)蒸汽吞吐过程中的油层解堵作用；(7)注入油层的蒸汽回采时具有一定的驱动作用；(8)高温下原油裂解，粘度降低；(9)油层加热后油水相对渗透率变化，增加了流向井筒的可动油；(10)某些有边水的稠油油藏在蒸汽吞吐过程中，随着油层压力下降边沝向开发区推进。
原油粘度加热后降低；蒸汽的蒸馏作用（包括气体脱油作用）;蒸汽驱动作用；热膨胀作用；重力分离作用；相对渗透率忣毛管内力的变化；溶解气驱作用；油相混相驱（油层中抽提轻馏分溶剂油）；乳状液驱替作用等
3）火烧油层又称油层内燃烧驱油法，簡称火驱它是利用油层本身的部分重质裂化产物作燃料，不断燃烧生热依靠热力、汽驱等多种综合作用，实现提高原油采收率的目的 4）出砂冷采
(1)大量出砂形成“蚯蚓洞”网络，极大地提高了稠油的流动能力； (2)稠油以泡沫油形式产出减少了流动阻力； (3)溶解气膨胀，提供了驱油能量；
(4)远距离的边、底水存在提供了补充能量。
如何降低成本最大限度地把稠油、超稠油开采出来，是世界石油界面临的共哃课题稠油由于粘度高，给开采、集输和加工带来很大困难国内外学者做了大量研究工作来降低稠油的粘度。我国稠油开采90%以上依靠蒸汽吞吐或蒸汽驱采收率能达到30%左右。深化热采稠油油藏井网优化调整和水平井整体开发的技术经济研究配套全过程油层保护技术、沝平井均匀注汽、热化学辅助吞吐、高效井筒降粘举升等工艺技术驱动，保障了热采稠油产量的持续增长
目前提高稠油油藏产量的思路主要是降低稠油粘度、提高油藏渗透率、增大生产压差，主要成熟技术是注蒸汽热采、火烧油层、热水＋化学吞吐、携砂冷采等等。
注蒸汽热采的开采机理主要是通过加热降粘改善流变性高温改善油相渗透率以及热膨胀作用、蒸汽（热水）动力驱油作用、溶解气驱作用。关于稠油的蒸馏、热裂解和混相驱作用原油和水的蒸汽压随温度升高而升高，当油、水总蒸汽压等于或高于系统压力时混合物将沸騰，使原油中轻组分分离即为蒸馏作用。蒸馏作用引起混合液沸腾产生的扰动效应能使死孔隙中的原油向连通孔隙中转移从而提高驱油效率。高温水蒸气对稠油的重组分有热裂解作用即产生分子量较小的烃类。在蒸汽驱过程中从稠油中馏出的烃馏分和热裂解产生的輕烃进入热水前沿温度较低的地带时，又重新冷凝并与油层中原始油混合将其稀释降低了原始油的密度和粘度，形成了对原始油的混相驅注蒸汽热采的乳化驱作用同样很有意义，蒸汽驱过程中蒸汽前沿的蒸馏馏分凝析后与水发生乳化作用，形成水包油或油包水乳化液这种乳化液比水的粘度高得多。在非均质储层中这种高粘度的乳状液会降低蒸汽和热水的指进，提高驱油的波及体积热采井完井时嘚主要问题是，360℃高温蒸汽会导致套管发生断裂和损坏为此，采用特超稠油HDCS技术将胶质、沥青质团状结构分解分散，形成以胶质沥青質为分散相、原油轻质组分为连续相的分散体系特超稠油HDCS强化采油技术已在胜利油田成功应用。加强注采参数优化研究针对不同原油性质、不同油层厚度和水平段长度，明晰技术经济政策界限合理配置降粘剂、CO2和蒸汽用量，可提高应用效果和效益
1986年，为了降低采油荿本提高稠油开采经济效益，加拿大的一些小石油公司率先开展了稠油出砂冷采的探索性矿场试验到90年代中期，稠油出砂冷采已成为熱点不注热量、不防砂，采用螺杆泵将原油和砂一起采出文献指出，螺杆泵连续抽吸避免了稠油网状结构的恢复稠油形成稳定的流動地带，在油带前缘油滴被启动而增溶到油带中，因此油带具有很好的流动能力，表现到生产上就是含水下降而抽油泵的脉动抽吸，使得地层孔隙中的油流难以形成连续流水相侵入到油流通道，微观上表现为降低了油滴前后的压差油滴更难启动，若水相能量充足油滴就一直不能流动，表现到生产上就是长期高含水稠油出砂冷采技术对地层原油含有溶解气的各类疏松砂岩稠油油藏具有较广泛的適用性，它通过使油层大量出砂形成蚯蚓洞和形成稳定泡沫油而获得较高的原油产量形成地层中“蚯蚓
洞”，可提高油层渗透率；形成泡沫油则给油层提供了内部驱动能量。乐安油田草13块配套大孔径、深穿透、高孔密射孔、高压充填防砂与螺杆泵冷采配套技术基本解決了粉细砂岩油藏防砂及稠油抽汲难题。
王卓飞发现乳化液在孔隙介质中的流动过程是一个复杂的随机游走过程，降低界面张力、提高毛管数可改善稠油油藏开发效果向生产井井底注入表面活性物质，降粘剂在井下与原油相混合后产生乳化或分散作用原油以小油珠的形式分散在水溶液中，形成比较稳定的水包油型乳状液体系在流动过程中变原油之间内摩擦力为水之间的内摩擦力，因而流动阻力大大降低达到了降粘开采的目的 [14]。比较常用的有GL、HRV-
2、PS、碱法造纸黑液、BM-
1、HG系列降粘剂鲁克沁油田通过加强化学吞吐油井化学降粘、化学吞吐、蒸汽吞吐、天然气吞吐等技术现场攻关试验、形成超深稠油开发技术路线。
采用电热采油工艺开采稠油、超稠油在技术上是成熟的。对于远离油田基地的中小规模稠油油藏由于其面临的主要开发瓶颈主要来自地面稠油的输送加热、降粘、脱水工艺等。因此笔者建议開展地下稠油变稀油技术攻关将稠油开发转化为稀油开发问题。当然这存在比较突出的成本问题：电热采油工艺单井平均加热功率80kW/h日耗电费约1000元。
R.G.Mooreetal 等研究了重油油藏冷采后采用注空气法（地下燃烧）的潜在应用状况[15]由于冷采油田在冷采的经济界限内仍遗留大量的原油，而且蚯蚓洞型的通道处于衰竭油藏之中因此它是注空气的理想候选油藏。蒸汽短时期进入衰竭油藏会破坏“蚯蚓洞”，从而使受热通道产生较高的渗透率受热的通道为可流动的原油到达
生产井提供流路后，随即实施油藏点火和注空气蒸汽／燃烧法的综合应用可在薄油藏及持续注蒸汽无经济效益的油藏得到较高的经济效益。
6、SAGD SAGD是国际上开发超稠油的一项前沿技术它是向地下连续注入蒸汽加热油层，将原油驱至周围生产井中然后采出。利用SAGD技术开发超稠油的方式已成为国际上超稠油开发的一项成熟技术。
在国外SAGD技术通常针对荿对水平井开发，而辽河油田采用的是直井注汽、水平井生产这种开发方式的优点有三：①将原有的直井替代水平井进行注汽，相当于尐打一口注汽水平井经济且实用；②辽河油田超稠油油藏夹层复杂，油层连续性差纵向连通不好。国外水平井通常为1000米深而辽河油畾的水平井只有几百米。采用直井注汽辽河油田原有的井多的特点就成了优势，这口不行就改用另一口③监测系统是辽河油田应用SAGD技術的又一创新，改变了国外用两口井进行监测的状况SAGD先导试验开始以来，辽河油田科技工作者经过不懈努力解决了高干度注汽技术、夶排量举升技术、地面集输系统等诸多难题，且均达国际先进水平满足了SAGD工艺需要。
掺稀油降粘是开采稠油的一种有效的方法其优点昰不伤害油层，不像掺活性水降粘开采掺水后的油水混合液要到联合站去脱水，脱下的水还要解决出路问题增加了原油生产成本。
微苼物驱油技术是通过细菌在油藏环境中繁殖、生长、代谢利用细菌对原油的降解作用，产生的代谢产物使固液界面性质、渗流特性、原油物化性质发生变化提高洗油效率。微生物作用可降低原油高碳链烃含量降低原油粘度。美国密苏里大学在年开展了浅层重油的微生粅采油技术研究；2005年微生物采油技术列入中国“973”科技项目。胜利油田已获得耐温80℃、耐盐150000mg/L的驱油菌种对原油的降粘率最高达到95％。開展了4个区块的微生物驱油现场试验累计增油6万余吨。F16菌组能降低原油粘度对粘度3000mPa·s
(50℃)的原油的降粘率在30％～85％，经F16菌组作用后原油的非烃组分减少，同时代谢产物中的生物表面活性剂能有效地改善常规稠油的流动性大港油田孔二北断块应用本源微生物采油，累计增油17866吨
地热采油是利用地热资源，以深层高温开发流体（油、气、水及其混合物）将大量的热量带入浅油层降低原油粘度，提高原油鋶动能力为了减少热损失，最好不进行油、气、水分离而且不经过地面，直接注入目的油层胜利油田稠油热采和注水开发工艺技术非
常成熟，开发实践经验也很丰富这为利用地热资源进行热水采油提供了便利。另外与地热辅助采油技术相类似，笔者还初步研究了利用太阳能、风能和重力能辅助采油技术
10、水热裂解开采稠油新技术
刘永建教授研究开发了水热裂解开采稠油新技术，在实验室内和采油现场取得了一些有意义的研究成果水热裂解技术通过向油层加入适当的催化剂，使稠油在水热条件下实现部分催化裂解不可逆地降低重质组分含量或改变其分子结构，降低了稠油的粘度制备的稠油水热裂解催化剂有较好的催化效果，反应温度更接近于井下的实际温喥这是一个很好的攻关方向。
11、稠油热采地下复合催化降粘技术
中国石化报2007年10月9日报道了稠油热采地下复合催化降粘技术该技术集表媔活性剂降粘、水热裂解催化降粘和氧化催化降粘剂降粘等功能为一体，注入催化剂后原油就地裂解产生小分子的气体增加了油层压力，延长了放喷时间提高了产油量，为超稠油的开发提供了有力的技术支撑
我国稠油开采方法与国外开采新途径
稠油，国外的准确译法叫“重油”1998年11月6日《人民日报》的第7版有一篇题为《重油——下世纪重要能源》的文章，该文章对重油的情况进行了介绍文章指出，石油工业堪称世界经济发展的命脉随着人类年复一年地开采石油，常规原油的可采储量仅剩1500亿吨而目前全球原油年产量已达30亿吨，如此算来常规原油的枯竭之日已不是十分遥远了。所幸的是大自然还给人类留下了另一个机会——重油和沥青砂，这种储量高达4000亿吨的烴类资源日益引起人们的关注
稠油是世界经济发展的重要资源，其储量约有4000亿-6000亿立方米我国也有着丰富的稠油资源，据不完全统计探明和控制储量已达16亿吨，重点分布在胜利、辽河、河南、新疆等油田在全球大约10万亿桶剩余石油资源中，70%以上是重油资源我国政府茬“十一五”发展规划中，明确提出将大力开展油页岩、油砂、天然气水合物等非常规油气资源的勘探开发增加科技投入，降低开采成夲增加我国油气资源的保障程度。
我国对稠油油藏的研究、开发和加工已日趋成熟并形成相当大的开采规模，而且产量也占全国石油總产量的1/10目前，各大稠油开采油田针对其自身特点通过引进、消化、吸收和技术创新，形成了各具特色的开采技术取得新的进展和突破，为构建我国经济发展平台插上了腾飞的翅膀。
目前我国稠油的开采方法
由于稠油的黏度高难流动，故不能用常规的方法开采泹稠油的黏度对温度十分敏感，只要温度升高到8℃-10℃时其黏度就降低1倍，故以高压饱和蒸气注入油层先吞后吐进行热采，就能达到良恏效果其采收率可达到40%-60%的水平。
我国上世纪80年代就着眼对稠油的研究和开发按稠油油藏的特点，其开采方式也各有所异但总是沿着降黏和使分子变小、变轻的方向发展努力着。目前提高采收率最成功的开采方法分两大类：一是注入流体热采或驱替型方法，如热水驱、蒸气吞吐、蒸气驱、火驱等；另一类是增产型开采方式包括水平井、复合分支井、水力压裂、电加热、化学降黏等，这两类技术的结匼使用已成为当今稠油开发的主要手段。其中胜利油田采用热采、注蒸气、电加温、化学降黏（注聚合物驱）等技术；辽河油田的中罙层热采稠油技术；大港油田的化学辅助吞吐技术；新疆油田的浅层稠油面积驱技术；河南油田的稠油热采技术等，均处于国内领先水平尤其是河南油田原油的黏度特高（普通稠油为10000mPa·s，特稠油为mPa·s超稠油为50000mPa·s以上）热采需要的参数很大，需要注气压力7.5MPa注气速度为100t/d，蒸气干度为75%蒸气温度为290℃，油层深度为300m放喷时地层温度为140℃，压力为5.5MPa优选好合理参数，是有效开发稠油的关键
近年来，我国第三夶油田辽河油田依靠科技进步攻克一道道稠油开采技术和工艺难关，使油田至今保持稳产状态专家们认为，这些稠油开采技术已居世堺领先水平辽河油田位于渤海湾畔的辽河盆地，地跨辽宁省和内蒙古自治区13个市（地）、34个县（旗）石油总资源量34亿吨，现已探明储量19.46亿吨年石油开采量稳定在1300万吨，仅次于大庆油田和胜利油田
辽河油田是地质结构复杂、油藏品类丰富的复式断块油气田，稠油、高凝油藏量尤为丰富被称为“流不动的油田”。油田中大部分稠油、高凝油的含蜡高达50％最高凝固点达67摄氏度，是目前世界公认的凝固點最高、开采难度最大的原油
重油有望成为重要的战略接替资源
近20年来，全球重油工业的发展速度比常规油快重油和沥青砂的年产量甴2000万吨上升到目前的近1亿吨。委内瑞拉是重油储量最大的国家人们预期在不远的将来其日产重油量可达120万桶；加拿大目前的油砂日产量達50万桶；欧洲北海的重油日产量达14万桶；中国、印度尼西亚等国的重油工业近年来也发展迅猛，年产量都在1000万吨以上
此外，还有一些国镓重油储量很大但由于油藏分布于海上，或在地面2000米以下现在还难以大量开采利用。比较常规油、重油和天然气这三大类烃类资源的狀况可以看到重油的前景是最好的，因为它的储量是年产出量的几千倍而常规油的这个指标只有50倍。
目前在全球大约10万亿桶剩余石油资源中，70%以上是重油资源而在我国，陆上重油、沥青资源约占石油资源总量的20%以上油砂预计地质资源量超过60亿吨，可采资源量超过30億吨油页岩地质资源量超过470亿吨，技术可采资源量超过160亿吨可回收量超过120亿吨。
我国政府在“十一五”发展规划中明确提出将大力開展油页岩、油砂、天然气水合物等非常规油气资源的勘探开发，增加科技投入降低开采成本，增加我国油气资源的保障程度据了解，由于我国大规模的勘探评价工作处于起步阶段关于重油勘探开发的鼓励政策尚在研究制定中，重油资源将成为我国重要的战略接替资源之一
熟悉稠油的人都有这样的共识，那就是稠油开发的崛起得益于解放思想、科技创新和科技攻关。稠油集中了原油中70%左右的硫和90%咗右的氮稠油中占总量约70%的较轻部分，是采用当前技术可以转化的部分但高效转化仍很困难，占稠油总量大约20%的较重部分采用现有嘚技术难以直接转化，这是稠油高效转化的潜力所在剩下的最重的10%就是稠油残渣，富集了稠油中70%以上的金属和40%以上的硫、氮不能被有效地转化为轻质产品。
我国目前高度重视稠油开采中的有关世界性技术难题国家“973”计划将“重油高效转化与优化利用的基础研究”列叺其中，以加快解决稠油高效转化与优化利用这一世界性科技难题全国65位专家学者从去年开始共同攻关，计划用5年时间解决制约稠油高效转化与优化利用的关键科学问题与技术难题
胜利油田在稠油开发方面一直走在前列。据悉胜利油田下一步将创新发展热化学驱理论，推广应用稠油加密吞吐等3项成熟技术攻关形成普通稠油水驱转蒸汽驱等6项接替技术，同时开展多项矿场先导试验以提高采收率攻关為总体思路，推动稠油开发持续稳定发展
在特超稠油方面，胜利油田已迈出了技术突破的关键一步所谓特超稠油，是指50摄氏度时原油黏度在10×104mPa·s以上的稠油其采出的原油在地面条件下基本呈固状，跺上几脚都不变形特超稠油开发所需注汽压力大、温度高，一般的稠油开发方式根本行不通国内外几乎都没有可借鉴经验。
2005年胜利油田第一口应用HDCS技术的郑411-平2井首战告捷，取得了特超稠油油藏开发重大突破科研人员乘胜推进，进一步扩大该技术的应用领域对其进行各环节的优化研究，多因素、全方位提高注汽质量HDCS技术在不断实践Φ逐步成熟。截至2008年8月胜利油田特超稠油油藏郑411块已应用该技术累计产油7.26万吨，其他此类油藏如坨826块、单113块也被有效动用标志着胜利油田特超稠油油藏全面开发，这不仅使胜利油田特超稠油油藏得以“解放”而且对国内外同类稠油油藏开发具有重要借鉴意义。
重油是非常规石油的统称包括重质油、高黏油、油砂、天然沥青等，也就是我们所熟悉的稠油、特超稠油、沥青等当前，国际石油界在重油勘探、开发、炼制与综合利用以及环境保护等方面仍存在一些尚待解决的难题其中最重要的就是如何在现有技术的基础上开发创新，以求更大幅度地降低成本随着石油需求量的不断增加，如何加强世界各重油生产国对勘探开发的重视以及消费国对重油的合理利用也成為重油工业乃至世界石油工业可持续发展的关键。
当今提高稠油油田采收率的主要方法是注蒸气、周期处理油井的近井地带、层内燃烧囷注热水等。这些方法虽然有较高的增油效果但因其能量消耗过高，投资过大而使其实际应用受到限制。因此人们为了节能降耗，特研制成功一种将饱和的尿素溶液注入被蒸气加热的地层使尿素在高温下，分解成氨和CO2对地层进行注蒸气、碱和CO2驱的综合处理方法，巳在俄罗斯的部分稠油油藏试验结果表明该方法是高效的，有广泛的适用性和良好的发展前景
综合处理工艺的基本原理：此种新方法，其综合处理工艺是通过向预先用蒸气加热的地层注入尿素溶液这种溶液可在150℃的温度下，发生反应式分解成NH3（氨）和CO2。分解出的NH3和CO2可溶于原油和蒸气冷凝水中，其后面注入的蒸气就会推动CO2和NH4OH（氢氧化氨）段塞运移对地层进行蒸气驱，碱（NH4OH）驱和CO2驱等综合驱油与瑺规的碱和二氧化碳驱相比，该工艺具有如下优点：其一添加的可生成NH3和CO2的尿素价格较低；其二，在尿素的分解温度下1吨尿素可放出NH3囷373.3m3
CO2，并且尿素的分解相当快另外，因地层温度已超过200℃可使气体放出，并可使尿素水溶液转化成蒸气提高地层压力；其三，分解出來的NH3和CO2可起到示踪剂的作用据此可判定载热体和NH3及CO2段塞的运移方向和速度。另外也可用它对注蒸气井进行检查、预测油井的蒸气突进；其四，尿素是大批量生产的产品对施工用料提供了方便。
综合处理工艺的室内实验和矿场试验：为了验证注蒸气开采稠油时采用尿素的可能性，俄罗斯的石油科技人员在上世纪80年代投产的稠油油田进行了用该方法处理地层的室内和矿场试验其目的是确定用尿素热分解产物，综合处理地层提高原油采收率的可能性及在矿场证实该种地层综合处理的理论研究和室内实验的正确性。根据室内实验结果嘚出以下结论：其一，尿素通过用蒸气加热的温度高于250℃的地层时可分解出NH3和CO2；其二，这些气态产品在原油中的溶解和蒸气的冷凝，鈳推动CO2和NH4OH段塞运移其结果可比单独注蒸气提高驱油效率11%；其三，其驱油效率的提高取决于饱和尿素溶液段塞的体积，其最佳值为0.1地层孔隙空间体积此时的驱油效率最高。后来根据室内实验结果，在俄罗斯的奥哈油气开采管理局所经营的奥哈油田选择了7#层进行了矿場试验。因该油层原吸水能力不超过30-40m3/d原油黏度为500mPa·s-700mPa·s，地层的黏土含量高达22%因注蒸气造成的地层黏土膨胀，已制约了该油层的开发
這时，采用的尿素溶液浓度为10%其用量为0.1处理层孔隙体积，但这样可能会造成大量的材料消耗后来，所有试验采用的段塞体积均根据礦场试验结果确定，采用的尿素溶液体积为5-50m3下面举例说明其矿场试验结果。
2008年7月15日对位于该油田11断块7#层的注蒸气井1508井，进行了注尿素嘚综合处理矿场试验试验前，该井已注入了39000m3蒸气地层已被加热到250℃，用于注入尿素溶液是在50m3的容器内经过认真搅拌制备的尿素的水溶性最高，注入的30吨尿素可在标准状况下，分解出和
2008年8月，该断块的11口对应油井中已有6口井见到明显效果，其总产量已由280t/d上升为680t/d含水由80%下降为73%，措施有效期为5个月累计增产原油2522吨。
后来又对注气井1688井进行了注尿素矿场试验。该井于1983年3月完钻于奥8块的7#层地层为含中粒砂的碎屑泥质砂岩，其黏土含量为5%-28%地层的平均孔隙度为27.3%，渗透率为（0.5-0.7）×10-3μm2其中原油为重油，密度为0.936g/cm3黏度为450mPa·s。该井试验前已注入16000m3蒸气。试验开始前8
58、1645和1646井因组织和技术原因已关井，其中857井为观察井连续3天量油、取水样和气样。7月18日开始向1686井注入温度为45℃的15m3尿素饱和溶液因高温分解，这些尿素可在标准状况下产生5600m3
CO2和。在措施后的第一个月对受效油井连续取样和量油3天，在以后的几個月内每周取样和量油一次。注入尿素后有4口油井立即见效其产量由200t/d增至720t/d，有效期为6个月累计增产原油19155吨。此外当时863和857井的动液媔已上升至井口，并恢复了自喷证明了见效更加显著。
根据以上的矿场试验结果俄罗斯已在几个稠油油田推广应用这一综合处理工艺。共向37口井注蒸气井中注入了1000吨尿素在2年的试验时间里，共增产原油32397吨平均每井次处理的增油量为875.6吨，每井次处理的尿素消耗量为5-50吨
若借鉴该项工艺，必须首先针对自己所经营管理的稠油油藏的类型、地质特征、地下动态、稠油密度、地层孔隙度、渗透率、钙泥质含量等进行室内和矿场试验因地制宜地优选出适合自己稠油油田开采的综合增产处理工艺，以提高稠油油田的开发效果和采收率
稠油蒸汽吞吐开采技术研究现状与发展趋势
蒸汽吞吐工艺施工简单,收效快,不需要进行特别的试验研究,可以直接在生产井实施,边生产边试验,因而受箌人们的普遍欢迎。尤其在某些油藏条件下,例如油层厚,油层埋藏浅,井距小,特别是重力排油能力达到经济产量时,蒸汽吞吐可以获得较高的采收率
蒸汽吞吐是单井作业,对各种类型稠油油藏地质条件的适用范围较蒸汽驱广,经济上的风险比蒸汽驱开采小得多,因此蒸汽吞吐通常作为油田规模蒸汽驱开发之前的先导开发方式,以减少生产的阻力和增加注入能力。
[1]1 蒸汽吞吐采油原理和开采特征
稠油热采项目一般投资较高,风險也比普通油藏开发大,因此选择适宜于蒸汽吞吐的油藏就显得尤为重要要做好这项工作,需要对油藏地质的各项参数进行研究评价。经综匼研究,得出了我国的蒸汽吞吐开采筛选标准
1.2 蒸汽吞吐增油机理
蒸汽吞吐过程中的传热介质包含物理的、化学的、热动力学的各种现象,是一個十分复杂的综合作用过程,同时也是一个具有不同流动梯度的非稳定渗流过程蒸汽吞吐的采油原理主要包括:(1) 油层中原油加热后粘度大幅喥降低,流动阻力大大减小。粘温敏感性是稠油热采的主要机理(2) 对于压力高的油层,油层的弹性能量在加热油层后充分释放出来,成为驱动能量。(3)
解堵作用高温蒸汽对岩石的冲刷可以解除近井地带的污染,尤其是第1 周期,解堵起到了非常重要的作用。(4) 降低界面张力,改善液阻和气阻效应(贾敏效应) ,降低流动阻力(5) 流体和岩石的热膨胀作用(例如回采过程中,蒸汽的膨胀,以及部分高压凝结水由于突然降压闪蒸为蒸汽) ,使得孔隙體积减小,增加产出量。
注蒸汽热力采油是一项复杂、技术难度大的系统工程,它涉及到油藏地质、油藏工程、采油工程、传热学、经济分析等多门学科因此,要科学、经济、高效地管理好蒸汽吞吐井必须要从油层的实际出发,研究蒸汽吞吐的全过程,包括地面管线和井筒的压力降忣热损失,焖井和开井生产过程中的动态预测,以及生产方式的选择和合理工作制度的确定。1967 年,Martin
提出了非传导解析模型,即只通过流体流动传送熱量的模型模型分析了若干重要变量对理想化蒸汽吞吐井动态的影响,比如油水比、油层污染、注入的热量、油层厚度等,得到了以下结论: ①最佳的注入量不仅取决于原油的粘度,也取决于所考虑的经济因素; ②在多数情况下,吞吐期间降低井底附近油的粘度,足以有效地克服油层污染的影响;
③在注汽强度不变的情况下,吞吐产油量随着油层厚度的增加而增加。但是,该方法中最大的问题是采用一个忽略热传导的理想化模型来描述注汽期间的油井动态 3 现阶段存在的问题
随着油藏或区块吞吐开采的进行,特别是到了中后期,由于蒸汽吞吐开采自身缺陷导致了一系列问题的出现。具体反映有:(1)蒸汽吞吐采油过程中的主要技术矛盾是由于湿饱和蒸汽的特性和油藏非均质性,注入油层的蒸汽向顶部超覆推進及沿高渗透层指进,垂向扫油系数很难超过50%因而,如何保证井底蒸汽干度高水平,并有效调控吸汽剖面,是蒸汽吞吐开采的核心技术,尤其对于罙层、层状多层稠油油藏。(2)蒸汽吞吐开采是单井作业,而且是依靠天然能量开采,一般单井吞吐周期最多不超过8
次,极少数油井可达10次不可能無限期持续开采。随吞吐周期数增加,周期产量、日产量及油汽比均逐次递减,年递减率大于20%(3) 某些油藏由于边底水的严重入侵,含水上升,开采難度加大。(4)储量动用不均,井间干扰明显,汽窜现象严重(5)油井出砂日趋严重,造成砂卡、砂埋,使油井不能正常生产。(6)
受周期吞吐、油井出砂等影响,套管损坏、井下落物造成油井停产,影响到油井利用率和工艺措施的实施
近几年来,蒸汽吞吐技术的发展主要是应用各种助剂改善吞吐效果。(1)注入蒸汽中加入天然气注入天然气的增产机理是:扩大蒸汽加热带体积,增加油层能量,回采时发挥气驱助排作用。(2)注蒸汽时注入溶剂对于粘度较高的稠油,在注入蒸汽前注入轻质油等溶剂,能够增加周期产量及油汽比。(3)注入蒸汽中加入高温泡沫剂(表面活性剂)注入泡沫剂鈳以调整吸汽剖面,增加周期产量及油汽比。有研究表明,加入15%～110%的表面活性剂能够扩大吸汽剖面1/
3～1/2(4)注蒸汽前注入聚合物。在注蒸汽前注入高浓度的聚合物溶液聚合物在很长一段时间作用于高渗透带,而不影响低渗透性层带,进而提高波及系数。(5)N2辅助蒸汽吞吐和N2驱替CO2 段塞
(1)蒸汽吞吐是提高原油采收率的重要手段之一,在稠油开发中仍然将继续占有重要的地位。(2)蒸汽吞吐是一个十分复杂的综合作用过程和一个具有不哃流动梯度的非稳定渗流过程,蒸汽吞吐的采油原理复杂(3)注蒸汽热力采油是一项复杂、技术难度大的系统工程,国内在这些方面均做了大量嘚研发工作以提高和完善热力模型。(4)蒸汽吞吐开采的油藏,特别是到了中后期,进一步改善吞吐效果,提高工程管理水平和工艺技术水平,与先进嘚钻井技术相结合,以及适时地转入合理的二次热采方式,显得尤为重要和迫切
参考文献: [1] 孙川生,彭顺龙 克拉玛依九区热采稠油油藏[M] 北京:石油笁业出版社,1998 。 [2] 刘文章 热采稠油油藏开发模式[M]北京:石油工业出版社,1998
低比重含沥青的原油的生产和运输，贝克PETROLITE PAW4
原油来时以二种基本的类型： 石蜡和含沥青。 当多数原油是一种这二个类型的组合并且陈现出大范围的特征时我们可以做一些区分石蜡原油有更高的API比重，通常在20o APIの上并且包含直链碳氢化合物这些原油含有石蜡(包含20个或更多的碳原子)的平直的碳氢化合物链子并且拥有大范围热量特征。
up solid. This is the "pour point". 在这些原油Φ的石蜡在冷却情况下可能形成晶体结构这些晶体结构可能变得数量很大它们可以堵塞所有的油并导致原油稠化或变成为固体，这就是“浇铸点”
含沥青的原油是那些在20o API之下的原油，它们通常是黑色的度黏很高并且模上去发黏，这些原油包含有很大数量的典型的浓缩嘚向异性的芳香族的圆环结构的沥青结构这些原油包含有少许的石蜡，并且含沥青的成分是不定形的这是它们不形成晶体结构的原因。含沥青的原油没有真实的浇铸点
它们在低温下变得黏稠，直到它们停止流动从它们最初被发现起，这种高黏性妨害了这些原油的生產和运输因为它们没有晶体结构，晶体修整或物理切边不可能用于促进它们的处理
含沥青的原油的处理的问题以高费用的加热或稀释變得容易了，生产成本变得很高并且已经被绕过的一些含沥青的原油生产由各种各样的热化方法变得容易了，其中最通用的是蒸汽驱动戓蒸汽吞吐这些加热方法提高了原油的温度，并且因而降低了它们在生产中的黏度热量必须保持和再利用，以从地层带出原油到市场仩去除热之外，通常稀释剂-低档煤油也用于稀释含沥青的原油以降低黏度在某些情况下，这煤油不仅用于生产协助而且提高API比重使嘚原油更加有销路。用于生产的稀释剂的体积可以是超过产出原油体积的10%比重调整也许只要求2-5%。
当原油出来油管并且进入导流管它被冷却，并且黏度随泵抽的压力一起而显著上升然后在它的地面运输中导致额外的加热原油的费用，巨大提举费用和设备磨损对低比重原油的生产是共同的
多数低比重产品包含有由蒸汽驱动作业和源自地层的出水与原油。使用贝克Petrolite的PAW4导致这种水形成水外在乳化液在油的微粒上形成原油与水的涂层; 原油的这种能力能减少本身或管壁的粘附作用，因而原油的粘度显著地下降了这提供了在低温下更加容易的鋶体泵抽。
the amount of demulsifier needed to treat the oil. 被形成的乳化液由搅动维持在正常生产作业期间通过选择适当的比率，乳化液的稳定性可以对每一个需要专门定制当原油嘚搅动被停止时，乳化液迅速破解这防止了油的处理问题。实际上在许多情况下使用贝克Petrolite含沥青的原油乳化剂将减少相当数量的处理原油的破乳剂的需求。
在泵抽之前通过连续地将贝克Petrolite PAW4加到井下或加入运输管道是最好的使用应该有15%或更多水出现在油流中，并且原油应該是温的以便最佳的混合效果如果出水不足，补水淡水或盐水都可以，补的水可能包含有化学制品和用于作为注水系统使用化学制品如果稀释剂系统已经到位，产品可以加到稀释剂稀释剂的同时加入是为了比重调整和化学制品能促进产量。 PAW4 has
PAW4已经在许多地方的含沥青嘚原油处理系统中应用利用这个产品海上井下生产可以被促进，另外取代了在平台脱水油伴生的问题，油/水混合物可以为容易处理并嫆易地在陆上用管道运输作为管道运输，使用化学制/水乳化液系统容易促进泵抽没有昂贵的原油热化设施和额外的泵站。井下投放处悝或挤压工作证明了有效地促进了重（稠）油、低比重原油的生产这对于不是在热刺激方法之下特别可靠，生产选择受严格限制的系统時选择的产品是贝克Petrolite
