稠油热采技术

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1、稠油热采技术, 概述 稠油资源及其开采概况 配套工艺技术 注蒸汽开发油藏工程设计 不同类型稠油油藏开采方法 稠油油藏注蒸汽开发采收率预测 稠油开采前沿技术,稠油热采技术,稠油是指油层温度下脱气原油粘度大于100mPa .s、 相对密度大于0.92的原油，国外称之为重油（Heavy Oil、Heavy Crude Oil）,一、概述,一、概述,表2 委内瑞拉能源矿业部的分类标准,一、概述,表 3 中国稠油分类标准,一、概述,表4 原油性质对比,一、概述,一、概述,一、概述,一、概述,一、概述,表4 原油性质对比表,一、概述,一、概述,(三) 稠油油藏主要地质特征,辽河油区,一、概述,一、概述,辽

2、河油区探明储量101309 104 t ；动 用73633 104 t ；1、油藏类型多构造油藏、地层岩性油藏、构造岩性油藏、古潜山油藏等。按储层产状分类；薄互层状：占探明储量的15.5%中厚层状：占探明储量的39.7%块状：占探明储量的44.8%,一、概述,辽河油区：2. 油藏埋藏深超过1300m深层稠油油藏占探明储量的42.92%;9001300m中深层稠油油藏占探明储量的41.39%;600 900m浅层油藏稠油占探明储量的15.69%。,一、概述,表1.1 国外大型注蒸汽稠油油藏,一、概述,2002年稠油主要生产国注蒸汽项目,一、概述,辽河油区：,m2,辽河油区：4 原油粘度差别大 普

3、通稠油其储量占探明储量的77.82% 特稠油其储量占探明储量的13.11% 超稠油其储量占探明储量的9.07%,一、概述,新疆油区 探明储量25502104t； 动用储量12603104t。,一、概述,一、概述,新疆油区,表1.2 分油田探明稠油地质储量,一、概述,新疆油区 分布广、埋藏浅，一般为200600m ； 油层厚度较小，一般815m ； 储层物性好：渗透率0.3 5 孔隙度 25% 30%； 原油粘度差别大：普通稠油储量占33.77% ，特稠油占32.93%，超稠油占33.30% ；油藏压力低溶气量小：地层压力 1.8 4.0MPa 温度 16 27 原始气油比 5m3/t。,m2,

4、二 、稠油资源及其开采概况,稠油资源 世界稠油开采概况 我国稠油开采概况,二、 稠油资源及其开采概况,(一 ) 、 稠油资源,二、 稠油资源及其开采概况,(一 ) 、 稠油资源,二、 稠油资源及其开采概况,(一 ) 、 稠油资源,二、 稠油资源及其开采概况,(二) 、 开采现状,二、 稠油资源及其开采概况,(二) 、 开采现状,二、 稠油资源及其开采概况,(二) 、 开采现状,二、 稠油资源及其开采概况,(二) 、 开采现状,二、 稠油资源及其开采概况,(二) 、 开采现状,二、 稠油资源及其开采概况,(二 ) 、 开采现状,，,二、 稠油资源及其开采概况,辽河油区:,生产井8529口，开井6

5、059口，单井日产3.5t/d；年产油875.71104t,占油田产量63.2，采速1.17%;累积采油11262.4104t，采出程度15.28，采出可采储量71.05；年油汽比0.5，累积油汽比0.65；吞吐开采，年产744.67104t，占稠油产量85.0，年油汽比0.5；汽驱年产7.9104t，年油汽比0.27。,二、 稠油资源及其开采概况,辽河油区历年产量构成曲线,辽河油区：1985年占辽河油田总产量的17.0%2001年占辽河油田总产量的63.2%,二、 稠油资源及其开采概况,辽河油区：产量由1995年起，辽河稠油年产量跃上 840104t后，已连续7年保持该水平，并略有增加。,稠

6、油产量构成曲线,二、 稠油资源及其开采概况,新疆油区：生产井7061口，开井5584口，单井日产1.3t/d； 年产油291.4104t,占油田产量30.1，采速2.2%； 累积采油2837.3104t，采出程度22.5，采出可采储量81.7； 年油汽比0.206，累积油汽比0.25； 吞吐开采，年产199.2104t，占稠油产量68.4 ，年油汽比0.219； 汽驱625个井组，年产92.3104t，年油汽比0.184。日注汽量37708t，2001年注汽1413104t，累积注汽量11299.7104t，累积产水量9948.7104t，综合含水81.8，年,二、 稠油资源及其开采概况,新疆

7、油区：1996年年产量由191.2104t至2001年上升到291.4104t，五年增长了100104t平均每年增加20104t。,历年产量油汽比变化图,三、配套的工艺技术,1 油藏描述技术油藏复杂；反复认识、不断深化；制定统一标准。,三、配套的工艺技术,2、热采物理模拟、数值模拟技术 STARS、THERM 、NUMSIP热采模型高温高压物理模拟装置 高温相渗透率测试装置 高温高压蒸汽驱装置 稠油PVT相态特性及流变性研究装置 岩石热物性测定装置 高温高压三维注蒸汽物理模型 火驱单管模型等 装置最高压力25.5MPa、最高温度340 ,三、配套的工艺技术,高温高压物理模拟装置,三、配套的工艺

8、技术,高温高压物理模拟装置,三、配套的工艺技术,高温高压物理模拟装置,三、配套的工艺技术,高温高压物理模拟装置,三、配套的工艺技术,3、井筒隔热及保护套管技术 予应力套管完井： 在注蒸汽井对套管柱进行予应力处理。先求出因温升而使套管产生的最大热应力,而后计算出对套管柱应施加的予应力值,并算出套管予应力施工时井口应提的总拉力值。总拉力值拉长套管的长度即热应力所伸长的长度,套管柱在受拉力伸长的状况下注水泥固井,水泥返至地面。候凝后拉伸的套管柱即不在缩回,从而防止了套管柱反复拉伸及压缩导致接箍漏失或螺纹滑脱损坏。如何拉长套管柱：主要靠固井地锚将套管柱与井壁锚死,再利用钻机大钩提拉套管柱。耐高温固井水

9、泥：即在油中水泥中掺入35%_40%硅粉,纯度大于96%。 防氢害隔热油管、真空隔热油管在325注汽条件下视导热系数为0.008W/(m.K)。,三、配套的工艺技术,3、井筒隔热及保护套管技术我国东部稠油油藏大部分埋藏深，注入蒸汽沿井筒的热损失大。为提高井底蒸汽干度，必须降低井筒热损失。隔热油管主要用于热采井注蒸汽时减少井筒热损失、提高井底蒸汽干度、保护油层套管及管外水泥环免遭损坏。,三、配套的工艺技术,隔热油管随着使用时间的增加，在高温高压条件下氢气易渗入隔热层，导致其隔热性能下降，这已为国内外现场资料所证实，氢气是一种高热导率气体，导热系数是回充惰性气体（氪Kr）的19倍。针对氢渗危害，近

10、几年研制成功防氢害隔热油管、真空隔热油管，现已批量生产并投入现场应用。,3、井筒隔热及保护套管技术,三、配套的工艺技术,三、配套的工艺技术,3、井筒隔热及保护套管技术,三、配套的工艺技术,真空隔热油管是在III型隔热油管基础上对隔热系统进行了全面的改进，整体结构上消除了散热和材料放气对其隔热性能的影响，保持较高的真空度，视导数系数大幅度下降，其隔热性能、机械性能均达到国际先进水平。,3、井筒隔热及保护套管技术,三、配套的工艺技术,3、井筒隔热及保护套管技术,三、配套的工艺技术,蒸汽吞吐开采，在采油井应用有杆泵采油过程中，随着油层温度和压力逐渐下降，原油在举升中将不断脱气和降温，导致井筒原油粘度

11、升高，流动阻力增大，产量降低，机杆泵故障增多，过早结束生产周期。为此，有必要采用井筒降粘技术。如掺活性水降粘、掺稀原油降粘、掺乳化剂降粘等，均收到了不同程度的增产效果。此外，热载体采油技术、电热空心抽油杆采油技术、自控温拌热电缆采油技术，也已在油田得到了大规模应用。,4、井筒降粘技术,三、配套的工艺技术,4、井筒降粘技术,三、配套的工艺技术,4、井筒降粘技术,三、配套的工艺技术,4、井筒降粘技术,三、配套的工艺技术,电热空心抽油杆开采技术其基本工作原理是遵循焦耳_楞次定理，高效地将电能转换为热能，提高井筒流体温度，以达到降粘增产之目的。空心抽油杆三相电缆加热法工频集肤电热空心抽油杆加热法空心抽

12、油杆过泵电热采油法,4、井筒降粘技术,三、配套的工艺技术, 空心抽油杆三相电缆加热法结构和原理在抽油机井中，将三相加热电缆芯线尾部联成Y结法(配有电缆头、加重杆)下入充满散热液(变压器油)的空心抽油杆内；空心光杆顶部设有电缆悬挂器，散热液入口装置和电缆护罩装置；地面电缆、三相加热电缆、温度传感器、电控柜和380V电源联成回路。特点空心抽油杆三相加热电缆使电网保持三相平衡；在同等功率下，单相工作电流比三相工作电流大1.732倍有利于延长设备使用寿命；加热电缆和空心抽油杆之间充满变压器油，既能有效地传导热量，而且改善了绝缘性能，以利延长电缆使用寿命。,4、井筒降粘技术,三、配套的工艺技术,4、井筒

13、降粘技术,三、配套的工艺技术,工频集肤电热空心抽油杆加热法结构原理利用从空心抽油杆中心穿过的电缆，在接通交流电源时，产生交变磁场， 当导线与钢管内壁距离较小，在磁通作用及邻近效应的作用下，引起空心抽油杆断面上的电阻变化，产生内集肤效应。实践了证明，流经空心抽油杆内表面的电流占总电流的99.995%，而外表面通过的电流占0.005%。因此，这种加热技术，是在需加热的井段内下入内装电缆的空心抽油杆，利用电缆与空心抽油杆形成回路。特点由于这种加热技术是将电缆发热量设计为总发热量的20%，而空心抽油杆发热约为80%，从而延长了系统使用寿命，绝大部分热量直接加热井液，热效率高。缺点是单相运行，影响电网平

14、衡。,4、井筒降粘技术,三、配套的工艺技术,空心抽油杆过泵电加热采油技术这种工艺是将上述电热的供电电缆通过电路连接器与泵下加热器、空心泵、空心抽油杆构成电回路，实现电热转换，对井内流体进行加热。其特点是a、由于采用空心泵，可以提高泵内、泵下和井眼附近油层温度，减小流动阻力，增强供液能力，提高泵效。b、由于空心抽油杆穿越深井泵，因而加热深度较深。,4、井筒降粘技术,三、配套的工艺技术,4、井筒降粘技术,三、配套的工艺技术,自控温伴热电缆采油技术自控温伴热电缆是一种能根据环境温度自动调整其发热功率，从而保证加热处的设计温度达到要求的一种新型电缆。在80年代曾进口美国瑞侃(Raychem) 公司的伴

15、热电缆系统。胜利油田和芜湖科华研究所在90年代合作研制了SW型自控温油井伴热电缆，也取得了油田应用的良好效果。主要技术特性,4、井筒降粘技术,三、配套的工艺技术,4、井筒降粘技术,三、配套的工艺技术,5 稠油井防砂技术 高温固砂工艺 热采井人工井壁防砂工艺 TBS金属烧结筛管防砂工艺,三、配套的工艺技术,高温固砂工艺在注汽结束后的高温条件下，挤入疏松地层固砂剂中的活性有机硅化物经过水解，表面脱水使有机硅化物的一端与地层砂以硅氧键的形式结合，将地层砂固结在一起，形成具有一定渗透性和强度的人工井壁，从而起到防砂的目的。通过室内岩心试验，高温固砂剂满足以下指标：固化温度200 ，固化时间8h；固砂剂合理使用浓度为5%；地层砂表面干净，无油膜。,5 稠油井防砂技术,三、配套的工艺技术,热采井人工井壁防砂工艺将树脂及其它添加剂在阻砂剂表面，形成树脂“预包砂”；在地层温度下发生固化，形成具有一定强度和渗透性的人工井壁，阻止地层砂流入井底，实现人工井壁防砂。其中阻砂剂粒度的选择是人工井壁能否防治细粉砂的关键，现场施工要选择合适的阻砂剂的粒度，使它的粒度中植与地层中砂样的粒度中值相匹配，不发生砾/砂互混。技术指标：树脂预包砂固化温度200 ；人工井壁抗压强度6MPa；人工井壁耐温350 ；固化时间2428小时。,