《蒸汽驱技术》ppt课件

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1、稠油蒸汽驱技术,12/04/2004,1,1、“高升油田提高采收率可行性研究” 2、“高升油田热采提高采收率可行性研究”辽河、 RIPED与TEXACO公司合作项目 3、“委内瑞拉Intercampo油田中新统重油油藏开发方案” 4、“高3块热采提高采收率可行性研究” 热采所与香港MST石油天然气公司合作项目 5、“不同类型稠油油藏提高注蒸汽开发效果研究” “八五”集团公司重点攻关课题 6、“蒸汽驱技术应用基础研究” “九五”集团公司科技攻关课题 7、“稠油、超稠油蒸汽吞吐、蒸汽驱开采宏观决策及新方法应用基础研究” 8、“水驱油藏蒸汽驱提高采收率技术研究” 9、“齐40蒸汽驱先导试验跟踪研究”

2、 10、“辽河齐40块蒸汽驱扩大试验油藏工程方案设计”,12/04/2004,2,稠油蒸汽驱技术,主 要 内 容 一、蒸汽驱概述 二、适宜蒸汽驱的油藏条件 三、成功蒸汽驱的操作条件 四、蒸汽驱方案设计 五、蒸汽驱油藏管理 六、蒸汽驱开发实例,12/04/2004,3,一、蒸汽驱概述,主 要 内 容 蒸汽驱的概念 蒸汽驱的开采机理 蒸汽驱前沿的稳定性,12/04/2004,4,一、蒸汽驱概述,在蒸汽驱过程中，蒸汽由注入井被连续不断地注入到油层中，把原油驱向周围的生产井。蒸汽驱过程如图所示。,蒸汽带,热水带,冷油带,注汽井,生产井,生产井,12/04/2004,5,一、蒸汽驱概述,注入的蒸汽不断加

3、热井筒周围的地层，并形成随蒸汽的不断注入而逐步扩展的蒸汽带，蒸汽可将蒸汽带中的含油饱和度降到很低，并将可流动原油（即原始含油饱和度与残余油饱和度的差值）驱出蒸汽带。 当注入蒸汽从注入井向生产井运动时，形成几个不同的温度带和流体饱和度带。,12/04/2004,6,一、蒸汽驱概述,12/04/2004,7,一、蒸汽驱概述,蒸汽驱的开采机理 蒸汽驱过程中，有多种机理在不同程度的起作用 降粘作用 热膨胀作用 蒸汽的蒸馏作用 脱气作用 油的混相驱作用 溶解气驱作用 乳化驱作用 哪个机理起主导作用则取决于油的类型。如，在重油开采中，降粘可能是重要的机理；而蒸汽的蒸馏作用和脱气作用，则是轻质油开采的主要机

4、理。,12/04/2004,8,一、蒸汽驱概述,蒸汽驱的开采机理 降粘作用： 温度升高使原油粘度降低，是蒸汽驱开采重油的最重要的机理。主要是随着蒸汽的注入，油藏温度升高，油和水的粘度都要降低，但水粘度的降低程度与油相比则小得多，其结果是改善了水油流度比： M=oKw/wKo 在油的粘度较低时，驱替效率和波及效率都得到改善，这也是热水驱、蒸汽驱提高采收率的原因所在。,12/04/2004,9,一、蒸汽驱概述,蒸汽驱的开采机理 热膨胀作用 热膨胀是热水带中的重要采油机理。这一机理可采出510的原油，其大小取决于原油类型、初始含油饱和度和受热带的温度。随着温度的升高，油发生膨胀，饱和度增大，而且变得

5、更具流动性。油的膨胀量取决于它的组成。 轻质油的膨胀率大于重油，因此，热膨胀作用在采轻油中所起的作用比重油更大。,12/04/2004,10,一、蒸汽驱概述,蒸汽驱的开采机理 蒸汽的蒸馏作用 蒸汽的蒸馏作用是蒸汽带中的重要采油机理。它降低了油藏液体的沸点。Pt=Po+Pw，当Pt等于或超过系统压力时，混合物将沸腾，引起油被剥蚀（因混合物的沸腾所引起的扰动），使油从死孔隙向连通孔隙转移，增加了驱油的机会。 水蒸汽优先蒸馏油中的轻质馏分，因此，蒸汽突破前所产的油将比突破后所产的油要轻。 蒸汽蒸馏在采轻质油中将起更大作用。,12/04/2004,11,一、蒸汽驱概述,蒸汽驱的开采机理,蒸汽的蒸馏作用

6、,12/04/2004,12,一、蒸汽驱概述,蒸汽驱的开采机理 油的混相驱作用 水蒸汽蒸馏出的大部分轻质馏分，通过蒸汽带和热水带被带入较冷的区域凝析下来，凝析的热水与油一块流动，形成热水驱。 凝析的轻质馏分与地层中的原始油混合并将其稀释，降低了油的密度和粘度。随着蒸汽前沿的推进，凝析的轻质馏分也不断向前推进，其结果形成了油的混相驱。 由混相机理而增加的采收率，对重油来说大约35OIP。,12/04/2004,13,一、蒸汽驱概述,蒸汽驱的开采机理,12/04/2004,14,一、蒸汽驱概述,蒸汽驱的开采机理,蒸汽驱中各种机理的采收率，OIP,12/04/2004,15,一、蒸汽驱概述,蒸汽前沿

7、的稳定性 与非凝析气不同，蒸汽进入油藏的冷区后要凝析成水，这使不利的流度比驱替所形成的指进，被这些流度较小的凝析物所抑止，其结果是得到更稳定的前沿并改善了波及效果。 驱替前沿的稳定性通常用流度比来度量。当相速度受压力影响时，则要用压力梯度比来度量：,前沿法线上的压力梯度,(Kr/) 流度,12/04/2004,16,一、蒸汽驱概述,蒸汽前沿的稳定性 当蒸汽或热水驱替冷水或驱替与冷水具有相同粘度和密度的油时，,对于蒸汽驱来说，速度比（uw/us）很小，而粘度比（ w/ s）却很大。 在蒸汽驱替32水的情况下，水/蒸汽的速度比是蒸汽温度的函数。 对于100260的蒸汽来说， 蒸汽/水的粘度比在44

8、65之间； 对于100260蒸汽驱替32水来说，计算的Meq在0.04-1.10之间 而热水驱的值在2.86.0之间 上述结果表明，蒸汽前沿是稳定的，而热水前沿是不稳定的。 从量上说，蒸汽驱替冷水时前沿的稳定性，至少为热水驱替的 6倍以上。,12/04/2004,17,二、适宜蒸汽驱的油藏条件,影响蒸汽驱开发效果的地质因素 构造 储层特性 流体性质 蒸汽驱的筛选标准 蒸汽驱采收率的预测公式,12/04/2004,18,二、适宜蒸汽驱的油藏条件,影响蒸汽驱开发效果的地质因素 构 造 构造形态 蒸汽有沿上倾方向运移的趋势，在倾角较大的地层中，蒸汽将强烈地向上倾方向运动，而在重力驱动下，把受热的油驱

9、向下倾方向。蒸汽驱井位部署应根据油藏的构造形态来优化。 断层 断层分为开启性和封闭性两种。开启性断层可成为流体的运移通道，而封闭性断层对流体的流动起阻挡作用。因此在设计蒸汽驱井网前要搞清断层的分布及性质，以形成有效的注采井网。,12/04/2004,19,二、适宜蒸汽驱的油藏条件,储层特性 沉积相 储层物性 非均质性 隔夹层 油层厚度 埋深,影响蒸汽驱开发效果的地质因素,12/04/2004,20,二、适宜蒸汽驱的油藏条件,影响蒸汽驱开发效果的地质因素 储层特性： 沉积相： 曲流河砂体，平面上蒸汽优先沿河床主流线向下游突进，纵向上蒸汽优先沿砂层底部的高渗层快速突进，蒸汽波及厚度小。 三角洲前缘

10、分流河道砂体，平面上蒸汽优先沿各分流河道主流线向下游突进，尽管有时由于几个分流河道砂侧向连接形成一个较宽的含油砂体，但其侧向上连通性不好，因此应把一个注采井组布在一个分流河道砂体内。分流河道砂层的非均质性比曲流河弱，因此它纵向上蒸汽波及厚度比曲流河大。 河口坝砂体，主体部位渗透性好，向边部变差，河口坝砂体层内非均质性弱，纵向上蒸汽波及厚度大。,12/04/2004,21,二、适宜蒸汽驱的油藏条件,储层特性 油层厚度：对蒸汽驱来说，存在最佳厚度： 油层太薄，开发价值差；另一方面，向盖底层的热损失比例增大，热利用率变低； 油层过厚时汽驱效果也不太好，在这种情况下井筒中的汽水分离以及油层中的蒸汽超覆

11、加剧，也会使蒸汽的热利用率变低。 蒸汽驱的有效油层厚度大约为1050m，油层厚度在2045m之间时能取得较好效果 。,影响蒸汽驱开发效果的地质因素,12/04/2004,22,二、适宜蒸汽驱的油藏条件,储层特性 油层非均质性： 在实际油层的非均质范围内（渗透率变异系数从0.4到0.8），蒸汽驱采收率与渗透率变异系数基本是线性关系； 渗透率变异系数大于0.8的油藏基本不适合蒸汽驱。,影响蒸汽驱开发效果的地质因素,12/04/2004,23,二、适宜蒸汽驱的油藏条件,储层特性 油层净总厚度比： 随着净总厚度比的增加，蒸汽驱采收率越来越大。当净总厚度比大于0.6以后，改善幅度变小。 当净总厚度比小于

12、0.6时，随着净总厚度比的减小，蒸汽驱效果急剧下降。当净总厚度比小于0.4时蒸汽驱效果较差。,影响蒸汽驱开发效果的地质因素,12/04/2004,24,二、适宜蒸汽驱的油藏条件,储层特性 油藏埋深 油藏埋深不但影响注入蒸汽的质量，而且其压力降低程度对开发效果也有影响，因此一般不好确定。但根据以下假设还是能够确定其影响程度的： 假设油藏是封闭的，可以降压； 在现有的隔热技术条件下，井深1600m时注入的蒸汽已全部变为热水； 从800m到1600m采收率的降低是线性的。,影响蒸汽驱开发效果的地质因素,12/04/2004,25,二、适宜蒸汽驱的油藏条件,根据以上假设，深度为1600m时计算的热水驱

13、采收率为： （ER）1600=34.8%IOIP 800m深度时蒸汽驱的采收率为： （ER）800=55.6%IOIP 因此，蒸汽驱的采收率与深度的关系为： 式中: D为油藏深度，800D1600m。 当深度大于1400m时，在现有隔热技术下蒸汽驱已基本无效,影响蒸汽驱开发效果的地质因素,12/04/2004,26,二、适宜蒸汽驱的油藏条件,饱和流体及性质 原油物性 初始含油饱和度 水体情况 气顶,影响蒸汽驱开发效果的地质因素,12/04/2004,27,二、适宜蒸汽驱的油藏条件,饱和流体及性质 原油物性 普通稠油，比重在0.920.95g/cm3，脱气油粘度为5010000mPas，这类油，

14、在油藏中本身具有一定的流动能力，因此可以进行常规蒸汽驱； 特稠油，比重在0.950.98g/cm3，脱气油粘度为1000050000mPas，这类油流动性很差，常规汽驱有一定困难，必须采取预热或吞吐引效才能实现汽驱； 超稠油，比重大于0.98g/cm3，脱气油粘度大于50000mPas，这类油在油藏条件下基本没有流动性，不把它预先加热到一定温度是无法驱动的，因此这类油常规汽驱是无效的。,影响蒸汽驱开发效果的地质因素,12/04/2004,28,二、适宜蒸汽驱的油藏条件,饱和流体性质原油物性 在半对数坐标上，随着油藏原油粘度对数的增大，蒸汽驱的采收率呈线性下降； 原油粘度对蒸汽驱效果的影响幅度并

15、不太大，当地层油粘度从50mPas增高到5000mPas时，采收率只降低了15%(IOIP)。 需要注意的是，原油粘度过大，所需驱动力很高。从开采效果和操作因素考虑，常规蒸汽驱的地层油粘度最好小于5000mPas。,影响蒸汽驱开发效果的地质因素,12/04/2004,29,二、适宜蒸汽驱的油藏条件,饱和流体性质 含油饱和度 随着油藏含油饱和度的增加，蒸汽驱的采收率线性增加；,影响蒸汽驱开发效果的地质因素,12/04/2004,30,二、适宜蒸汽驱的油藏条件,饱和流体性质 含油饱和度 含油饱和度对蒸汽驱采油量的影响幅度非常大，如孔隙体积为100m3的油藏，当含油饱和度为80%时，可采出51.2m

16、3油（采收率为64% IOIP）；而含油饱和度为50%时则只能采出22.5 m3油（采收率为45% IOIP），即当含油饱和度从80%降到50%时，虽然采收率只降低了19个百分点，而实际采油量却下降了一半多。 如果蒸汽驱开始时油藏的含油饱和度低于45%，则蒸汽驱基本无效。 含油饱和度对蒸汽驱效果影响的实质是油的丰度（即So）。因为稠油砂岩的孔隙度一般都比较大（大都在0.250.3左右）,12/04/2004,31,二、适宜蒸汽驱的油藏条件,饱和流体性质 边底水 对于有边底水油藏的蒸汽驱，一般来讲，浅层油藏（如400m）基本没有什么影响，而深层油藏（如800m）则有较大影响。 对于深层边水油藏，水体小于油体5倍的，可以进行常规蒸汽驱，而水体大于5倍油体的，则要采取排水措施。 对于深层的底水油藏，水层厚度小于油层厚度的，避射一定油层厚度即可，而对于水层厚度大于油层厚度的，则不但避射，还要有一定的排水措施。,12/04/2