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1、常规稠油开采培训课程 中石化中石化 一、前言一、前言 二、稠油的定义、特点和分类二、稠油的定义、特点和分类 三、稠油的开采方法三、稠油的开采方法 目目 录录 中石化中石化 一、定义一、定义 稠油是我国对粘稠原油的俗称，国际上称之为重质原油或重稠油是我国对粘稠原油的俗称，国际上称之为重质原油或重 油。稠油是沥青质和胶质含量较高、粘度较大的原油。通常油。稠油是沥青质和胶质含量较高、粘度较大的原油。通常 把地面密度大于把地面密度大于0.943、地下粘度大于、地下粘度大于50毫帕毫帕 秒的原油叫稠秒的原油叫稠 油。油。 二、稠油的特性二、稠油的特性 1、稠油中膠质和沥青质含量高、轻质馏分少；、稠油中膠
2、质和沥青质含量高、轻质馏分少； 2、稠油的粘度对温度非常敏感；随着温度升高，稠油的粘、稠油的粘度对温度非常敏感；随着温度升高，稠油的粘 度急剧下降。平均而言，温度升高度急剧下降。平均而言，温度升高10左右，粘度往往降低左右，粘度往往降低 一半。某些稠油在油层温度下的粘度高达一半。某些稠油在油层温度下的粘度高达10000mPas，在油，在油 层中很难流动，但在层中很难流动，但在250左右时，粘度急剧降低到左右时，粘度急剧降低到10mPas 以下，变得很容易流动。以下，变得很容易流动。 中石化中石化 0 0 2 2 4 4 6 6 8 8 单位：万亿桶单位：万亿桶 世界石油资源世界石油资源 沥青沥
3、青 稠油稠油 常规石油常规石油 稠油在世界油气资源中占有较大的比例。据统计，到稠油在世界油气资源中占有较大的比例。据统计，到20072007年，世界稠油、超稠油和天然沥青的储量约年，世界稠油、超稠油和天然沥青的储量约1010101012 12 12.512.510101212桶（约合桶（约合150001500010108 8190001900010108 8t t）, ,约占世界原约占世界原油和天然气总储量的油和天然气总储量的71.4%71.4%。 中石化中石化 12.9%12.9%12.1%12.1%75.0%75.0%加稠油加稠油 委稠油委稠油 世界其它世界其它稠油资源丰富的国家有加拿大、
4、委内瑞拉、美国、俄罗斯、稠油资源丰富的国家有加拿大、委内瑞拉、美国、俄罗斯、中国、印度尼西亚等。加拿大最为丰富，到中国、印度尼西亚等。加拿大最为丰富，到20082008年稠油累计探年稠油累计探明储量明储量1.81.810101212桶（约合桶（约合2860286010108 8t)t)，约占世界石油储量的约占世界石油储量的12.9%12.9%，其次为委内瑞拉，约占世界石油储量的其次为委内瑞拉，约占世界石油储量的12.1%12.1%，中国中国( (需需热采）稠油储量热采）稠油储量17.817.810108 8t t，只占只占0.08%0.08%。 中石化中石化 至至20082008年，中国累计探
5、明石油地质储量年，中国累计探明石油地质储量248.44248.44亿吨亿吨 需要热采的稠油储量需要热采的稠油储量17.817.810108 8t t，占石油总探明储量的占石油总探明储量的7%7% 稠油资源主要分布在稠油资源主要分布在胜利、辽河、新疆胜利、辽河、新疆及及河南河南等油田等油田 7%7%93%93%稠油稠油 稀油稀油中石化中石化 10.3,10.3, 58%58%2.63,2.63, 15%15%0.43,0.43, 2%2%4.41,4.41, 25%25%胜利胜利辽河辽河新疆新疆河南河南单位：亿吨单位：亿吨 中国稠油油田资源量对比中国稠油油田资源量对比 我国的稠油资源十分我国的稠
6、油资源十分 丰富，遍布全国的许丰富，遍布全国的许 多油田，目前已探明多油田，目前已探明 和控制的储量有二十和控制的储量有二十 亿吨之多。我矿开采亿吨之多。我矿开采 稠油也有三十年之久，稠油也有三十年之久， 开采的技术、水平也开采的技术、水平也 是较高的。是较高的。 一、前言一、前言 二、稠油的定义、特点和分类二、稠油的定义、特点和分类 三、稠油的开采方法三、稠油的开采方法 目目 录录 中石化中石化 中石化中石化 一、稠油的概念一、稠油的概念 1 1、定义：、定义：亦称重质原油，是指在油层条件下原油亦称重质原油，是指在油层条件下原油粘度大于粘度大于5050毫帕毫帕 秒，秒，或者在油层条件下脱气原
7、油粘或者在油层条件下脱气原油粘度大于度大于100100毫帕毫帕 秒，秒，在温度为在温度为2020时相对密度大于时相对密度大于0.9340.934的原油。的原油。 中石化中石化 2 2、分类：、分类： 中国稠油分类标准中国稠油分类标准 稠油分类 粘度mPa s相对密度(20) 普通 50*100*0.9000(0.9200(0.9500(500000.9800(13API)*指油层条件下的原油粘度；无指油层条件下的原油粘度；无*者为油层温度下脱气原油粘度者为油层温度下脱气原油粘度 中石化中石化 3 3、稠油的基本特点、稠油的基本特点 (1)(1)粘度高，密度大，流动性差粘度高，密度大，流动性差
8、稠油的这一特点决定了使用常规开采方法是不适宜的，稠油的这一特点决定了使用常规开采方法是不适宜的， 不仅会在开采过程和集输管理中遇到很多困难，而且油不仅会在开采过程和集输管理中遇到很多困难，而且油 田的最终采收率也非常低。开采稠油的关键是提高原油田的最终采收率也非常低。开采稠油的关键是提高原油 在油层和井简中的流动能力。在油层和井简中的流动能力。 中石化中石化 3 3、稠油的基本特点、稠油的基本特点 （2 2）胶质、沥青质含量高，轻质馏分含量低。胶质、沥青质含量高，轻质馏分含量低。 （3）含硫、石蜡及金属元素一般较低。）含硫、石蜡及金属元素一般较低。 （4）稠油粘度对温度的敏感性）稠油粘度对温度
9、的敏感性 （5）稠油油藏大多数地层疏松、易出砂。）稠油油藏大多数地层疏松、易出砂。 03年11月22日，胜3X热1蒸气吞吐，施工过程中，三名作业人员因井中不断涌出的大量硫化氢石油伴生气而中毒。测得硫化氢石油伴生气浓度高达340 PPm，远远超出了露天作业极限范围1520 PPm的17倍 。 在稠油开采中注意防H2S气体的危害 中石化中石化 温度01000200030004000500060007000800050607080粘度T82T826x56x5粘温曲线 稠油的粘度对温度极为敏感，随温度的升高，粘度急剧降低。 一、前言一、前言 二、稠油的定义、特点和分类二、稠油的定义、特点和分类 三、稠
10、油的开采方法三、稠油的开采方法 目目 录录 中石化中石化 中石化中石化 稠稠 油油 的的 开开 采采 技技 术术 蒸汽驱蒸汽驱 火烧油层火烧油层 注蒸汽热采注蒸汽热采 蒸汽吞吐蒸汽吞吐 一、稠油开采的方法一、稠油开采的方法 中石化中石化 （一）蒸汽吞吐开采稠油（一）蒸汽吞吐开采稠油 蒸汽吞吐是先蒸汽吞吐是先将高温高压将高温高压湿蒸汽湿蒸汽注入注入油层油层，加热降加热降粘后再开井采油粘后再开井采油。 中石化中石化 1 1、基本概念、基本概念 (1)(1)蒸汽蒸汽。蒸汽是由水在锅炉中加热到沸腾后产生的。蒸汽是由水在锅炉中加热到沸腾后产生的。 常压下水的沸腾温度是常压下水的沸腾温度是100100，随
11、着压力的升高，水的沸腾温度也随着上升。，随着压力的升高，水的沸腾温度也随着上升。 注蒸汽开采稠油所用的水蒸气是在一定的压力条件下得到的，其锅炉出口蒸汽注蒸汽开采稠油所用的水蒸气是在一定的压力条件下得到的，其锅炉出口蒸汽 压力一般在压力一般在101020MPa20MPa之间，蒸汽温度为之间，蒸汽温度为250250300 300 。 (2)(2)蒸汽压力和蒸汽温度蒸汽压力和蒸汽温度。蒸汽压力是指产生水蒸气时的压力，在此压力。蒸汽压力是指产生水蒸气时的压力，在此压力 下，蒸汽具有的温度称为蒸汽温度。下，蒸汽具有的温度称为蒸汽温度。 稠油注汽开采中的蒸汽压力和蒸汽温度指的是锅炉出口和井口两种情况下的压
12、稠油注汽开采中的蒸汽压力和蒸汽温度指的是锅炉出口和井口两种情况下的压 力和温度。采油生产中一般指的是井口蒸汽压力和蒸汽温度。力和温度。采油生产中一般指的是井口蒸汽压力和蒸汽温度。 (3)(3)饱和水、饱和蒸汽及蒸汽干度饱和水、饱和蒸汽及蒸汽干度。当水沸腾汽化后，汽化的水分子与回当水沸腾汽化后，汽化的水分子与回 到水中的水分子数相等时达到动态平衡，这种状态称为饱和状态。处于饱和状到水中的水分子数相等时达到动态平衡，这种状态称为饱和状态。处于饱和状 态的蒸汽和水称为饱和蒸汽和饱和水。饱和蒸汽的体积所占饱和水与饱和蒸汽态的蒸汽和水称为饱和蒸汽和饱和水。饱和蒸汽的体积所占饱和水与饱和蒸汽 体积之和的百
13、分数称为蒸汽干度。体积之和的百分数称为蒸汽干度。 (4)(4)吞吐周期。吞吐周期。是指从向油层注汽、焖井、开井生产到下一次注汽开始时是指从向油层注汽、焖井、开井生产到下一次注汽开始时 的一个完整过程叫作一个吞吐周期。的一个完整过程叫作一个吞吐周期。 中石化中石化 2 2、蒸汽吞吐开采过程蒸汽吞吐开采过程 一个一个吞吐周期吞吐周期包括：包括：注汽注汽、焖井焖井和和生产生产三个阶段三个阶段 蒸汽蒸汽 油油 注汽注汽 焖井焖井 采油采油 油 层油 层中石化中石化 （1 1）注汽）注汽 由锅炉产生的高温高压蒸汽，经地由锅炉产生的高温高压蒸汽，经地 面管线由井口沿井筒注入油层。面管线由井口沿井筒注入油层
14、。 注汽量注汽量是指注入油层蒸汽的质量是指注入油层蒸汽的质量。 每米油层一般注汽每米油层一般注汽7070 120120t t。一般在一般在吞吐的第一周期吞吐的第一周期，注入量约为注入量约为25002500- -35003500方方，以后每周期增加以后每周期增加1010% %。 注汽速度注汽速度：单位时间内注入油层的蒸：单位时间内注入油层的蒸 汽量，应在低于油层破裂压力的前提汽量，应在低于油层破裂压力的前提 下尽可能提高注汽速度，来提高热能下尽可能提高注汽速度，来提高热能 的利用率。的利用率。 蒸汽干度：蒸汽干度：蒸汽干度越高，单位蒸汽蒸汽干度越高，单位蒸汽 量的含热量就越多。要求井底蒸汽干量的
15、含热量就越多。要求井底蒸汽干 度达到度达到5050以上。以上。 中石化中石化 （2 2）焖井焖井 是指注蒸汽后停注关井是指注蒸汽后停注关井，使蒸汽与油使蒸汽与油 层岩石和流体进行热交换的过程层岩石和流体进行热交换的过程。 焖井时间一般在27天 焖井时间过短焖井时间过短会使注入的蒸汽不能充分与孔隙介质中的原油进行热交换，造成热损失。 焖井时间过长焖井时间过长油层温度降低，造成热损失。 中石化中石化 （3 3）开井生产）开井生产 刚开始生产时，产出液中水刚开始生产时，产出液中水 多油少，逐渐水少油多，产多油少，逐渐水少油多，产 油量达到高峰，随着时间的油量达到高峰，随着时间的 延长，油井产量逐渐下降，延长，油井产量逐渐下降， 到一定经济极限产量时，再到一定经济极限产量时，再 重新进行蒸汽吞吐。重新进行蒸汽吞吐。 中石化中石化 采油阶段通常分为两大过程：采油阶段通常分为两大过程： 1 1）自喷阶段）自喷阶段 2 2）机械采油阶段）机械采油阶段 在生产管理上根据井口原油的流动温度，把抽油期分在生产管理上根据井口原油的流动温度，把抽油期分 为三个阶段：为三个阶段： 1 1）初期阶段：井口温度在）初期阶段：井口温度在8080以上以上 2 2）中期阶段：井口温度在）中期阶段：井口温度在6060- -80 80
