稠油的开采

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1、1 / 30 中国石油大学网络本科毕业设计中国石油大学网络本科毕业设计 稠稠油油开开采采 姓姓 名名： 刘晓平 学学 号：号： 09602108100960210810 专业班级：专业班级： 石油工程采油石油工程采油 指导老师：指导老师： 李海燕李海燕 2 / 30 摘要 我国的稠油储量大、分布广，产量占总产油量的比例较大，如何降低稠油的生 产成本，提高经济效益，是油田走向国际市场的重要研究课题之一。其开采技 术一直是石油界探索的问题。稠油在我国的石油资源中所占比例较大，其开采 技术一直是石油界探索的问题。利用蒸汽驱开采。但是，由于各层系的地层压 力、渗透率原油物性等存在差异，有时会使层间注汽

2、量分配不合理，甚至出现 某个层的蒸汽带急剧推进，达不到预期的注汽效果。 关键词：稠油；蒸汽驱；分层注气稠油；蒸汽驱；分层注气 3 / 30 目录 第 1 章 概述4 1.1 稠油的性质4 1.2 国内外发展状况5 1.3 我国稠油开采及世界开采新方法6 第第 2 2 章章 稠油资源和稠油开采的几种方式及优缺稠油资源和稠油开采的几种方式及优缺 点点12 2.1 稠油的定义及分类12 2.2 世界稠油的资源量12 2.3 稠油的开发方式及优缺点14 第 3 章 蒸汽驱采油技术16 3.13.1 蒸汽驱蒸汽驱16 3.23.2 蒸汽驱采油机理蒸汽驱采油机理1919 第第 4 4 章章 分层注气技术分

3、层注气技术2424 4.14.1 分层注汽的必要性分层注汽的必要性2424 4.24.2 深井分层注汽技术深井分层注汽技术2525 第第 5 5 章章 热采技术的发展前景热采技术的发展前景2828 结论结论2929 4 / 30 石油资源存在于天然形成的油藏之中，其开采技术随油藏类型、原有特性不 同而不同。稠油，也称重油即高粘度重质原油，由于在油层中的粘度高，流动 阻力大，甚至不能流动，因而用常规技术难以经济有效的开发。最近十几年， 我国采用注蒸汽热采技术，有效的开发了一批稠油油田，打开了稠油开发的新 局面。本文简要概述了我国稠油开发的概况，发展历程，主要的技术成就及发 展潜力，也概述了本文的

4、技术论点及思路. 第一章 概述 1.1 稠油的性质 稠油一般是指粘度高、密度大、胶质和沥青质含量较高的重质原油，即高 粘度重质原油，一般含蜡量较少，因而原油粘度较高，流动阻力较大，开采难 度大。稠油是石油烃类能源中的重要组成部分，其特点如下： （1）稠油中的胶质与沥青含量高，轻质馏分很少。而且随着胶质和沥青质 含量增高稠油的相对密度和粘度也相应增加。 （2）稠油的粘度对于温度特别敏感，随着温度的增加，粘度急剧下降。且 原油粘度越大，这种变化越明显。 （3）稠油中硫、氧、氮等杂原子较多。 （4）稠油中石蜡含量一般较低，但也有极少数油田是“双高油田” ，即 沥青质含量高、石蜡含量也高，表征为高粘度

5、高凝点原油。 （5）同一稠油油藏，原油性质在垂向油层的不同井段及平面上各井之间常 常有很大的差别。 我国的稠油储量丰富，稠油年产量约占原油总产量的 10，根据中国第二 次全国资源评价资料，稠油资源量约有。但在地层温度条件下，稠 8 198.7 10 t 油的粘度过高，很难流动，用常规的采油方法很难采出。因为粘度较大，所以 其开采方法与普通原油的开采方法不同，这是由稠油的特点决定的。稠油的粘 度过高，和水的流度比过高，使用常规的原油开采方法来开采稠油效果微乎其 微。 目前来看，我国各大油田提高稠油采收率的方法主要是蒸汽吞吐和蒸汽驱， 但进行蒸汽吞吐和蒸汽驱后其采出程度可达 60，有近 40的稠油

6、在高轮次吞 5 / 30 吐和蒸汽驱后没有被采出。稠油油藏在实施蒸汽驱后，油层温度、压力发生了 显著变化，孔隙间剩余油饱和度、井间剩余油分布也随之变化。 稠油采收率的提高，意味着我国石油总产量的大幅度上升，这对提高国民 总产值，发展国有经济具有重要而深远的意义。 1.21.2 国内外发展状况国内外发展状况 稠油自上个世纪 60 年代开始工业化生产，在短短的 40 多年时间内，稠油 开采业发展较快。就目前稠油开采技术而言，稠油开采可分为“热采”和“冷 采”两大类。 热力采油一般都是通过降低原油的粘度来减小原油的流动阻力。当今使用 的热采工艺可根据热量产生的地点分为两类：一类是把热流体从地面通过井

7、筒 注入油层，如蒸汽吞吐、蒸汽驱；另一类是热量在油层产生，如火烧油层法。 油层加热可以显著降低原油粘度，减少油水流度比，提高宏观波及系数，改善 微观驱油效率，从而大幅提高采油效率，是目前应用最广泛的采油工艺。热力 开采稠油工艺又可分为多种，例如：蒸汽吞吐、蒸汽驱、热水驱、火烧油层等 等。但从现场实践效果来看，应用范围最广而且行之有效的热力采油工艺是蒸 汽吞吐和蒸汽驱，但在蒸汽开采的过程中也存在有一些的缺点。例如，对于蒸 汽吞吐开采，伴随着多轮次吞吐周期的开发，以下两方面的矛盾日益突出：注 汽开采周期油汽比低，经济效益差；原油粘度大，井筒举升困难。这都影响注 蒸汽开发的经济性，制约了对稠油油藏的

8、进一步开发。对于蒸汽驱，伴随着蒸 汽驱的进行，部分井产生严重的气窜现象。现场实验表明热采中加入降粘剂能 获得更好得开采效果。 稠油“冷采”是相对“热采”而言的，即在稠油油藏开发过程中，不是通 过升温方式降低油品的粘度，提高油品的流动性能，而是通过其它不涉及升温 的方法(如加入适当的化学剂) ，利用油藏的特性，采取适当的工艺达到降粘开 采的目的。 国内稠油开采方法主要有掺活性水降粘、掺油降粘、热水循环降粘、电热 降粘、火烧油层、热水驱、蒸汽吞吐及蒸汽驱等。降低驱替相和被驱替相的流 度比以及界面张力是提高原油采收率的重要途径。热力采油是从降低原油黏度 的角度来相对降低流度比的，对蒸汽驱后的油层而言

9、，结合现场蒸汽驱后热水 驱的实际情况，适当提高驱替液的黏度，降低流度比以及扩大波及体积，可将 蒸汽指进所没有驱替出来的原油驱出；同时降低驱替相和被驱替相间的界面张 力，这也利于将原油从岩石表面剥离下来。注聚合物驱油是目前提高采收率技 术的主要方法之 一，近年来在国内外受到普遍重视，在一些油田应用后，取得较好的经济效益。 1.31.3 我国稠油开采及世界开采新方法我国稠油开采及世界开采新方法 6 / 30 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，

10、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 亿吨的烃 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。我国政府在“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

11、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。 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总产量的 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。 1.3.1 目前我国稠油的开采方法 持续发展的关键由于稠油的黏度高，难流动，故不能用常规的方法开采， 但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

12、达到良好效果，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，这两类技术的结合使 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；辽河油田的中深层热采稠油技术；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

13、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 10000MPas，特稠油为 10000-50000MPas 超稠油为 50000MPas 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 7 / 30 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，我国第三大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 居世界领先水平。辽河油田

14、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点最高、开采 难度最大的原油。 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 由 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

15、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达 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，还有一些国家重油储量很大，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 烃类资源的状况，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 亿吨。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