稠油开采方法

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1、第 10 章 稠油开采方法,稠油资源及分布 全世界： 稠油（包括高凝油）地质储量：15500108m3,主要稠油国家的稠油储量,中国： 分布：松辽盆地、渤海湾盆地、准噶尔盆地、二连盆地等15个大中型含油盆地和地区发现了数量众多的稠油油藏 储量：预测全国稠油(包括沥育)储量在80*108m3 渤海湾盆地稠油储量可达40108m3以上； 准噶尔盆地西北缘稠油储量达l0108m3以上。 南方珠江口盆地、百色盆地也有一定规模的稠油资源,一、稠油的定义和标准定义：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0.943、地下粘度大于50厘泊的原油叫稠油。稠油是指粘度大的原油，重油是指密度

2、大的原油，粘度越高的原油一般密度就越大。,4,稠油的性质,(1)重油：在油藏原始温度下，脱气原油粘度为10010000mPas或在15.6(60)及0.101MPa条件下密度为9341000kg/m3。 (2)沥青砂：在原始油藏温度下，脱气油粘度大于10000mPas或在15.6(60) 及0.101MPa条件下密度大于1000kg/m3。,6,稠油的性质,国内标准：,稠油与高凝油的区别 高凝油是指原油的凝固点比较高,在开发过程主要由于当原油处于凝固点以下温度状态时,原油中的某些重质组分(如石蜡)凝固析出,并沉积到油层岩石颗粒、抽油设备或管线上,造成油层渗流阻力过高,或抽油设备正常工作困难。

3、分类：高凝油尚无统一的划分标准， 我国某些油田有自己的地区性划分方法，例如有的油田将凝固点大于40 ，含蜡量超过35%的原油定为高凝油。,稠油的性质,(1)稠油中轻质馏分很少，而胶质沥青含量很多，而且随着胶质沥青含量增加，原油的相对密度及同温度下的粘度随之增高。 常规油中沥青质含量一般不超过，但稠油中沥青质含量可达10%30%，个别特超稠油可达50或更高。,稠油的一般性质,(2)稠油随着密度增加其粘度增高，但线性关系较差。,稠油的一般性质,(3)稠油中烃类组分低。 我国陆相稀油中，烃的组成（饱和烃芳香烃）一般大于60，最高可达95，而稠油中烃的组成一般小于60，最少者在20以下，稠油中随着非烃

4、和沥青含量的增加，其密度呈规律性增大。,稠油的性质,11,(4)稠油中含硫量低。 在我国已发现的大量稠油油藏中，稠油中的含硫量都比较低，一般小于8。,稠油的性质,12,(5)稠油中含蜡量低。,稠油的性质,13,(6)稠油中的金属含量较低。 中国陆相稠油与国外海相稠油相比，稠油中镍、钒、铁及铜等金属元素含量很低。特别是钒含量仅为国外稠油的1/2001/400，这是中国稠油粘度较高，而密度较小的重要原因之一。,稠油的性质,14,(7)稠油凝固点较低。 大多数稠油油藏属于次生油藏，由于石蜡的大量脱损，以及前部氧化作用强烈，因此，稠油性质表现为胶质沥青含量高、含蜡量及凝固点低的特点,稠油的性质,15,

5、稠油粘温曲线,1粘度对温度的敏感性 粘温曲线：原油粘度随温度变化而变化的曲线。稠油的粘度随温度变化十分敏感，温度升高，粘度急剧下降。这是稠油热采的最主要的原理加热降粘机理，也是决定是否进行热力开采的基础。,稠油的热特性,稠油的性质,2热膨胀性 在热力采油过程中，随着油层温度的升高，地下原油、水及岩石都将产生不同程度的膨胀，为驱动提供能量。 3热裂解性 当温度升高一定值时，稠油中的重质组分将会裂解成焦碳和轻质组分（轻质油和气体）、热裂解生成的轻质组分对改善地下稠油的驱油效果作用很大。,稠油的性质,17,4蒸馏性 馏点：随着温度上升，原油中开始出现汽化时的温度。 当温度大于或等于初馏点时原油中的轻

6、质组分逐渐增多。馏出量的多少除取决于蒸馏温度外，还与原油特性及总压力有关。值得一提的是，在蒸汽驱过程中，蒸汽对原油的蒸馏过程有重要影响，即有蒸汽存在时，相同温度下的馏出量将大大增加，这是蒸汽驱提高稠油采收率的重要机理之一。,稠油的性质,18,5燃烧热 在稠油和沥青的开采和精制中，燃烧热是其能量平衡计算的重要参数之一。室内对沥青砂、稠油和焦炭的燃烧热进行测定和研究表明，稠油及沥青砂的燃烧热与其组分和含量大小有关,稠油的性质,19,蒸气吞吐： 蒸汽吞吐又名蒸汽激励处理、循环注蒸汽、蒸汽浸泡。 过程：蒸汽吞吐，即先向油层注入一定量的蒸汽，关井一段时间，待蒸汽的热能向油层扩散后，再开井投产的一种开采稠

7、油的方法.,稠油油层处理技术,1、基本概念 吞吐周期 又名吞吐轮次，是指蒸汽吞吐生产阶段，从注汽开始到闷井、开并生产直到极限产量关井为止的全过程。 蒸汽干度 指湿蒸汽气相质量与湿蒸汽总质量(气相十液相)的比值。它是衡量蒸汽质量的重要指标。,稠油油层处理技术,纯总厚度比 指开采层段的有效厚度与开采层段的总厚度之比。它是评价油藏能否进行蒸汽吞吐，特别是蒸汽驱的重要参数。 油汽比 油汽比是指采油量与注汽量(水当量)之比，即每吨注汽量的采油量。它是评价注蒸汽开采效果及经济效益的重要指标。,稠油油层处理技术,净产油量 由于注蒸汽开采方式烧蒸汽需要用去一部分原油，因此，净产油量是指采出油量与燃油消耗量之差

8、。 采注比 采注比是指采出液量与注入汽量(水当量)的比值。 回来水率 回采水率是指采出水量与注入汽量(水当量)的比值。,稠油油层处理技术,2、生产过程 每个吞吐周期包括三个过程。 （1）注汽阶段 这一阶段是蒸汽注入到油层中去，注汽时间一般为13周。 （2）焖井阶段 在该阶段将蒸汽注入井关闭焖井，以便注入热量持续向井筒周围扩散，加热油层，降低原油粘废。一般来说，焖井时间为27天。 （3）采油阶段 当焖井到一定时间后开并生产，当产量降低到经济极限产量时，停止采油进入下一周期的注汽。,稠油油层处理技术,24,2、生产过程,稠油油层处理技术,3、采油机理 （1）降低原油粘度，改善流度比 稠油粘度对温度

9、十分敏感，出此，当注入一定热量蒸汽时井筒周围油层温度便会升高，这样就会大大地降低原油的粘度。如井楼油田区，油层温度(26)下脱气原油粘度高达94000mPas，当温度升高到40时，原油粘度降低到17200mPas，温度每升高10，原油粘度下降600。这样就极大地提高了原油的流动性，改变了流度比。,稠油油层处理技术,26,(2)对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；美国加州稠油油田重力驱动便是主要的增产机理。,稠油油层处理技术,(4)带走大量热量，冷油补充入降压的加热带,当油井注

10、汽后回采时，随着蒸汽加热的原油及蒸汽凝结水在较大的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。,稠油油层处理技术,28,(5)地层的压实作用是不可忽视的一种驱油机理 委内瑞拉马拉开湖岸重油区，实际观测到在蒸汽吞吐开采过程30年以来，由于地层压实作用，产生严重的地面沉降。产油区地面沉降达20m30m。据研究，地层压实作用产生的驱出油量高达15%左右。 (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 分布在蒸汽加热带的蒸汽，在回采过程中，蒸汽将大大膨胀，部分高压凝结热水由于突然降压闪蒸为蒸汽。这也具有一

11、定程度的驱动作用。,稠油油层处理技术,29,(8)高温下原油裂解，粘度降低 油层中的原油在高温蒸汽下产生蒸馏作用某种程度的裂解，使原油轻馏分增多，粘度有所降低。这种油层中的原油裂解作用，无疑对油井增产起到了积极作用。,稠油油层处理技术,(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。 在油层中，注入湿蒸汽加热油层后，在高温下，油层对油与水的相对渗透率起了变化，砂粒表面的沥青胶质极性油膜破坏，润湿性改变，由原来油层为亲油或强亲油，变为亲水或强亲水。在同样水饱和度条件下，油相渗透率增加，水相渗透率降低，束缚水饱和度增加。而且热水吸入低渗透率油层，替换出的油进入渗透孔道，增加了流向井筒

12、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，边水向开发区推进。,稠油油层处理技术,31,4、开采特征 （1）采油速度高，采收率较低 由于蒸汽吞吐采油的能量主要是油藏的弹性能量和部分溶解气驱，因此，对于一个适合蒸汽驱的油藏来说，蒸汽吞吐应作为蒸汽驱的一个重要辅助措施，它只能加快油藏早期的开发速度，而不能更经济有效地提高采收率。目前稠油油藏蒸汽吞吐开采年采油速度约为2一6，吞吐采收率一般为15一20。,稠油油层处理技术,32,4、开采特征 （2）周期峰值产量高，递减快，随着吞吐周期增加，日产油量及油汽比迅速下降,稠油油层处理技术,33,4、开采特征 （3）同一周期

13、内初期含水高、下降快，随着周期数增加，综合含水上升快。,稠油油层处理技术,34,4、开采特征 （4）周期产油量随着油层厚度增加而增加,稠油油层处理技术,5、影响开采效果的因素 （1）油层厚度 油层越厚，效果越好。稠油油藏蒸汽吞吐开采的油层厚度下限是5m。 （2）油层渗透率一般来说，油层渗透率高，油层吸汽、产液能力就强，蒸汽吞吐效果就好， （3）原油粘度 在蒸汽温度下，原油粘度愈低，蒸汽吞吐效果愈好。,稠油油层处理技术,36,5、影响开采效果的因素 （4）蒸汽干度 蒸汽干度越高，蒸汽吞吐效果愈好。,稠油油层处理技术,37,5、影响开采效果的因素 （5）注汽速度 注汽速度愈低，地面、井筒及地层热损

14、失愈大，热利用牢愈低，蒸汽吞吐开采效果就愈差；而注汽速度太高时，必然造成注汽压力升高，容易压破油层，形成蒸汽指进，降低蒸汽波及范围。因此，对一个具体油藏而言，应有一个合理的注汽速度。,稠油油层处理技术,38,5、影响开采效果的因素 （6）周期注汽量 注汽量太低时，达不到加热袖层的目的，随着周期注汽量的增加，加热范围扩大，产油量增多。但是，当注汽量超过一定范围后，又会将井简附近的原油驱向远处，不利于吞吐采油。因此，特定的油藏条件，必有一个合理的周期注汽量,稠油油层处理技术,6.蒸汽吞吐技术评价指标 （1）周期产油量及吞吐阶段累积采油量； （2）周期原油蒸汽比及吞吐阶段累积油汽比；原油蒸汽比定义为

15、采出油量与注入蒸汽量（水当量）之比，即每注一吨蒸汽的采油量。如果油井吞吐前有常规产油量，则按增产油量计算，称作增产油汽比。通常每烧一吨原油作燃料，可生产15m3蒸汽； （3）采油速度，年采油量占开发区动用地质储量百分数；,稠油油层处理技术,6.蒸汽吞吐技术评价指标 （4）周期回采水率及吞吐阶段回采水率。回采水率定义为采出水量占注入蒸汽的水当量百分数； （5）原油生产成本； （6）吞吐阶段原油采收率，即阶段累积产量占动用区块地质储量的百分数； （7）油井生产时率及油井利用率，按开发区计算； （8）阶段油层压力下降程度。,稠油油层处理技术,1、采油机理 注蒸汽开采一般包括两个阶段，即蒸汽吞吐和蒸汽

16、驱。由于蒸汽吞吐生产是在同一口井中进行。不能增加油藏驱动能量，加之蒸汽吞吐加热半径有限，通常情况下，蒸汽吞吐采收率为1520，因此，对于适合蒸汽驱的油藏，通常将蒸汽吞吐作为蒸汽驱的淮备阶段，而蒸汽驱是主要开采阶段。 蒸汽驱不同于蒸汽吞吐，其采油原理类似于水驱，即蒸汽从注汽并中注入，原油从采油井中采出。,稠油油层处理技术,蒸汽驱,42,1、采油机理,蒸汽驱,稠油油层处理技术,43,1、采油机理,稠油油层处理技术,44,稠油油层处理技术,45,1、采油机理 (1)通过注入高温高干度蒸汽加热油层，降低原油粘度，增加原油流动性。 (2)用裂解和蒸馏得到的轻质组分(轻质油和气体)来稀释地层原油，降低原油粘度。,稠油油层处理技术,(3)随着温度升高，原油、水及岩石发生膨胀为驱动提供能量。 (4)温度升高，引起岩石亲水性增强，束缚水饱和度升高，残余油饱和度降低。 (5)由于温度升高，岩石亲水性增强，引起水相相对渗透率降低，油相相对移透率增加。,稠油油层处理技术,使用条件稠油在经过一定时间的蒸汽吞吐开采形成热连通后，只能采出各油井井点附近油层中的原油，井间留有大量的死油区，如单靠吞吐，其加热范围很有限。蒸汽驱是稠油油藏蒸汽吞吐后进一步提高采收率的主要手段之一，蒸汽吞吐采收率一般在10%20%，蒸汽驱的最终采收率一般可达50%60%。,