稠油與高凝油開采技術(shù)1

Xi’anShiyouUniversity第十章

稠油與高凝油開采技術(shù)

ProductiontechnologyofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOil

Contents第一節(jié)稠油與高凝油開采特征

ProductionCharacteristicofViscousOil(HeavyOil)andHigh-solidifyingPointCrudeOil第二節(jié)井筒降粘技術(shù)

MethodofReducingoilViscosityinWellboreXi’anShiyouUniversityChapter10一、稠油的開采特征稠油viscousoil(heavyoil)是指粘度大的原油。一般原油的粘度大，其密度也大，因此國(guó)際上通常稱之為重質(zhì)油或重油。嚴(yán)格地講，稠油和重油是兩個(gè)不同性質(zhì)的概念。稠油是以原油粘度上下作為分類標(biāo)準(zhǔn)。重油是以原油密度的大小進(jìn)行分類。1.稠油的定義第一節(jié)稠油與高凝油開采特征

ProductionCharacteristicofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOilXi’anShiyouUniversityChapter102.稠油的分類標(biāo)準(zhǔn)

1981年聯(lián)合國(guó)訓(xùn)練署推薦的分類標(biāo)準(zhǔn)中國(guó)稠油分類標(biāo)準(zhǔn)oAPI=141.5/γo－131.5油藏條件下原油粘度油藏溫度下脫氣油粘度第一節(jié)稠油與高凝油開采特征

ProductionCharacteristicofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOilXi’anShiyouUniversityChapter103.稠油的根本特點(diǎn)

粘度高、密度大、流動(dòng)性差稠油的粘度對(duì)溫度敏感稠油中輕質(zhì)組分含量低，而膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高第一節(jié)稠油與高凝油開采特征

ProductionCharacteristicofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOilXi’anShiyouUniversityChapter104.稠油的儲(chǔ)量

目前世界上稠油、特稠油、超稠油及瀝青的可采儲(chǔ)量為1510108m3，超過了常規(guī)原油的可采儲(chǔ)量1272108m3。中國(guó)目前已探明稠油地質(zhì)儲(chǔ)量20.6億噸，已動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量13.59億噸，剩余未動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量7.01億噸。分布在松遼盆地、渤海灣盆地、準(zhǔn)格爾盆地、南陽(yáng)盆地等12個(gè)盆地的70多個(gè)稠油油田〔主要集中在遼河油區(qū)、勝利油區(qū)、克拉瑪依油區(qū)及河南油區(qū)〕。油藏深度大于800米的稠油儲(chǔ)量約占已探明儲(chǔ)量的80%以上，其中約有一半埋深在1300～1700米。吐哈油田的稠油油藏埋深在2400～3400米，塔里木油田的輪古稠油油藏埋深在5300米左右。

第一節(jié)稠油與高凝油開采特征

ProductionCharacteristicofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOilXi’anShiyouUniversityChapter10二、高凝油的開采特征高凝油high-solidifyingpointcrudeoil：蠟含量高、凝固點(diǎn)高的原油。凝固點(diǎn)：在一定條件下原油失去流動(dòng)性時(shí)的最高溫度。目前對(duì)高凝油尚無統(tǒng)一的劃分標(biāo)準(zhǔn)。假設(shè)將凝固點(diǎn)大于40℃，含蠟量超過35%的原油定為高凝油，那么只有遼河沈陽(yáng)油田、河南魏崗油田、大港棗園油田屬高凝油田，已探明還未動(dòng)用的儲(chǔ)量約3億噸。當(dāng)前，沈陽(yáng)油田是我國(guó)最大的高凝油生產(chǎn)基地，代表我國(guó)高凝油的開采水平。我國(guó)高凝油油藏一般埋藏較深，在油藏溫度和壓力條件下具有較好的流動(dòng)性，使原油可以從油層流入井筒。因此，高凝油開采的關(guān)鍵在于提高井筒中流體的溫度。第一節(jié)稠油與高凝油開采特征

ProductionCharacteristicofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOilXi’anShiyouUniversityChapter10目前已形成熱采和冷采兩大類開采技術(shù)一、熱采技術(shù)向油層提供熱能，提高油層巖石和流體的溫度，從而增大油藏驅(qū)油動(dòng)力，降低油層流體的粘度，防止油層中的結(jié)蠟現(xiàn)象，減小油層滲流阻力，到達(dá)更好地開采稠油及高凝油油藏的目的。蒸汽吞吐蒸汽驅(qū)熱水驅(qū)電磁激熱熱化學(xué)熱采技術(shù)第一節(jié)稠油與高凝油開采特征

ProductionCharacteristicofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOilXi’anShiyouUniversityChapter101.蒸汽吞吐蒸汽吞吐是指在本井中完成注蒸汽、燜井和生產(chǎn)三個(gè)過程的開采方法，從注蒸汽開始到油井不能正常生產(chǎn)為止，稱為一個(gè)吞吐周期。蒸汽吞吐注汽參數(shù)主要是指周期注汽量、注汽速度、蒸汽干度和燜井時(shí)間。注汽時(shí)間一般為10～15天，燜井時(shí)間一般為3～5天，生產(chǎn)時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)上百天甚至一年多。蒸汽吞吐通常只能采出井點(diǎn)周圍油層中有限區(qū)域內(nèi)的原油，井間存在大量蒸汽難以涉及到的死油區(qū)，蒸汽吞吐的原油采收率一般只有10～20%。第一節(jié)稠油與高凝油開采特征

ProductionCharacteristicofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOilXi’anShiyouUniversityChapter10燜井過程注汽過程油層蒸汽原油采油過程第一節(jié)稠油與高凝油開采特征

ProductionCharacteristicofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOil2.蒸汽驅(qū)蒸汽驅(qū)是指通過適當(dāng)井網(wǎng)，由注汽井連續(xù)注汽，在注入井周圍形成蒸汽帶，注入的蒸汽將地下原油加熱并驅(qū)到周圍生產(chǎn)井后產(chǎn)出。

蒸汽帶熱油水混合帶蒸汽注入井油層Xi’anShiyouUniversityChapter10第一節(jié)稠油與高凝油開采特征

ProductionCharacteristicofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOilXi’anShiyouUniversityChapter10蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)是注蒸汽采油的兩個(gè)有機(jī)過程，蒸汽吞吐為蒸汽驅(qū)創(chuàng)造了有利的油藏驅(qū)替條件，同時(shí)蒸汽驅(qū)注入油層的大量熱力能使油層溫度在較大范圍內(nèi)得到提高，將井間的原油驅(qū)替到生產(chǎn)井。蒸汽驅(qū)階段的原油采收率一般可達(dá)20%～30%。對(duì)于整個(gè)稠油油藏，有方案地實(shí)施蒸汽吞吐向蒸汽驅(qū)轉(zhuǎn)換，可以巧妙地避開蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)的低效期，保持稠油油藏的穩(wěn)產(chǎn)。第一節(jié)稠油與高凝油開采特征

ProductionCharacteristicofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOilXi’anShiyouUniversityChapter103.火燒油層火燒油層是在一定井網(wǎng)下通過注入井向油層注入空氣，使油層中的一局部原油燃燒而產(chǎn)生熱量，加熱和驅(qū)替未燃燒區(qū)的大局部原油，并從生產(chǎn)井中開采出來?；馃蛯釉谶B續(xù)注氣過程中，油層內(nèi)形成一個(gè)狹窄的高溫燃燒帶，在高溫下，近井地帶的原油被蒸餾和裂化；蒸餾和裂化后殘留的重?zé)N變成焦炭作為繼續(xù)燃燒的燃料，輕質(zhì)油和蒸汽向前流動(dòng)由于換熱作用而凝析下來?；馃蛯釉谌紵熬壣婕暗降牡胤?，除局部重油焦化作為燃料消耗掉外，驅(qū)替效率幾乎到達(dá)100%，但由于非均質(zhì)性和氣油流度比等因素，涉及系數(shù)較低。礦場(chǎng)實(shí)踐說明，火燒油層的平均采收率約為50%。第一節(jié)稠油與高凝油開采特征

ProductionCharacteristicofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOilXi’anShiyouUniversityChapter10緩沖器及計(jì)量裝置壓風(fēng)機(jī)組生產(chǎn)井注入井燃燒前緣結(jié)焦帶蒸汽帶富油帶原始油區(qū)已燃區(qū)第一節(jié)稠油與高凝油開采特征

ProductionCharacteristicofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOilXi’anShiyouUniversityChapter104.電磁激熱電磁激熱是指通過井下電磁激熱器發(fā)出的電磁波對(duì)近井有限范圍內(nèi)的油層實(shí)施電磁激熱，到達(dá)對(duì)原油加熱降粘、解除井底堵塞目的的采油工藝方法。5.熱化學(xué)熱化學(xué)方法是指通過向油井注入化學(xué)生熱劑，經(jīng)過燜井換熱，以到達(dá)降低原油粘度的采油工藝方法。第一節(jié)稠油與高凝油開采特征

ProductionCharacteristicofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOilXi’anShiyouUniversityChapter10對(duì)采收率的貢獻(xiàn)，％水驅(qū)加熱降粘熱膨脹蒸汽蒸餾溶解氣驅(qū)乳化與混相熱采機(jī)理第一節(jié)稠油與高凝油開采特征

ProductionCharacteristicofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOilXi’anShiyouUniversityChapter10第二節(jié)井筒降粘技術(shù)MethodofReducingoilViscosityinWellbore稠油與高凝油開發(fā)的主要問題：油層滲流阻力大，水驅(qū)后剩余油飽和度高；井筒流體粘度高，摩擦阻力大，影響采油設(shè)備工作；地面管線中輸送困難。通過熱力、化學(xué)、稀釋等措施使井筒中的流體粘度降低，改善井筒內(nèi)流體的流動(dòng)條件，緩解抽油設(shè)備的不適應(yīng)性，提高稠油及高凝油開發(fā)效果的采油工藝技術(shù)?；瘜W(xué)降粘技術(shù)熱力降粘技術(shù)

井筒降粘技術(shù)Xi’anShiyouUniversity一、化學(xué)降粘技術(shù)通過向井筒流體中摻入化學(xué)藥劑，從而使流體粘度降低的開采稠油及高凝油的技術(shù)。作用機(jī)理：在井筒流體中參加一定量的水溶性外表活性劑溶液，使原油以微小油珠分散在活性水中形成水包油乳狀液或水包油型粗分散體系，同時(shí)活性劑溶液在油管壁和抽油桿柱外表形成一層活性水膜，起到乳化降粘和潤(rùn)濕降阻的作用。主要設(shè)計(jì)參數(shù)：活性劑溶液的濃度、井下?lián)揭浩魃疃取⒒瘜W(xué)劑摻入量、井口的摻入溫度和壓力。Chapter10第二節(jié)井筒降粘技術(shù)MethodofReducingoilViscosityinWellboreChapter10第二節(jié)井筒降粘技術(shù)MethodofReducingoilViscosityinWellboreXi’anShiyouUniversity乳化劑的選擇標(biāo)準(zhǔn)易于原油形成水包油型乳化液，具有好的流動(dòng)性和一定的穩(wěn)定性；乳化劑用量少，經(jīng)濟(jì)合理；有水采出后重力別離快，易于破乳脫水?；瘜W(xué)降粘工藝技術(shù)根據(jù)加藥劑地點(diǎn)不同分為：?jiǎn)尉榛嫡场⒂?jì)量站多井乳化降粘及大面積集中管理乳化降粘。根據(jù)化學(xué)劑與原油混合點(diǎn)的不同又可分為：地面乳化降粘和井筒中乳化降粘。Xi’anShiyouUniversity二、熱力降粘技術(shù)井筒熱力降粘技術(shù)是利用高凝油、稠油的流動(dòng)性對(duì)溫度敏感這一特點(diǎn)，通過提高井筒流體的溫度，使井筒流體粘度降低的工藝技術(shù)。目前常用的是電加熱降粘技術(shù)和熱流體循環(huán)加熱降粘技術(shù)兩大類。

1.電加熱降粘技術(shù)利用電熱桿或伴熱電纜，將電能轉(zhuǎn)化為熱能，提高井筒生產(chǎn)流體溫度，以降低其粘度和改善其流動(dòng)性。工藝設(shè)計(jì)中關(guān)鍵是確定加熱深度和加熱功率兩個(gè)主要的參數(shù)。

Chapter10第二節(jié)井筒降粘技術(shù)MethodofReducingoilViscosityinWellboreChapter10第二節(jié)井筒降粘技術(shù)MethodofReducingoilViscosityinWellboreXi’anShiyouUniversity電熱桿Chapter10第二節(jié)井筒降粘技術(shù)MethodofReducingoilViscosityinWellboreXi’anShiyouUniversityChapter10第二節(jié)井筒降粘技術(shù)MethodofReducingoilViscosityinWellboreXi’anShiyouUniversityXi’anShiyouUniversity2.熱流體循環(huán)加熱降粘技術(shù)用地面泵組，將高于井筒生產(chǎn)流體溫度的油或水等熱流體，以一定的流量通過井下特殊管柱注入井筒中建立循環(huán)通道以伴熱井筒生產(chǎn)流體〔開式循環(huán)時(shí)還有稀釋