稠油油田提高采收率的方法

《稠油油田提高采收率的方法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《稠油油田提高采收率的方法（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、中国石油大学（华东）现代远程教育毕业设计（论文）题 目:稠油油田提高采收率的方法学习中心：年级专业：学生姓名：学号：扌旨导教师： 职称：导师单位：中国石油大学（华东）远程与继续教育学院论文完成时间： 年月 日摘要随着石油的供求矛盾日益突出，稠油油田提高采收率的意义也越来越重要，在目前 技术水平下，石油的采收率平均约在30%60%之间。在非均质油藏中，水驱采收率一般 只有30%40%。也就是说，水驱只能开采出地质储量的一小部分，还有大部分原油残留 在地下。如何将油藏中的原油尽可能的、经济有效地开采出来，是一个极有吸引力的问 题，也是世界性的难题。稠油是指在地层温度和脱气条件下，粘度很大，或相对密

2、度大。稠油还可分为普通 稠油、特稠油和超特稠油。我国稠油特点：1.油藏埋藏较深 2.储层非均质较严重 3.油 水系统较复杂 4.原油中胶质含量高，含硫量低。针对于稠油的特点现有的主要EOR方法可分成如下几大类：1、化学驱；2、气驱； 3、热力采油。鉴于本文将详细的讲解关键词：稠油特点，蒸汽吞吐，出砂原因目录第 1 章 前言 1第 2 章 稠油及其特点 2第 3 章 蒸汽吞吐采油原理 4第 4 章 蒸汽吞吐的增产机理 5第 5 章 影响蒸汽吞吐开发效果因素及对策 65.1 藏地质参数 65.1.1原油粘度 65.1.2油层厚度 65.1.3 层渗透率 65.1.4 油饱和度 65.2 气工艺参数

3、 75.2.1蒸汽干度 75.2.2 注入气量 75.2.3 气速度 75.2.4 生产气举速度 75.2.5 注气压力 75.2.6 焖井时间 8第 6 章 蒸汽吞吐开采主要工程技术 96.1 高温固沙、防沙技术 96.2 高效井筒隔热、套管防护及检测技术 106.3 分注选注技术 106.4 化学剂增油助排技术 116.5 封堵调剖技术 11第 7 章 蒸汽吞吐采油法的应用及开发后期 12第 8 章 结束语 14参考文献 15致 谢 16第 1 章 前言提高采收率，是油田开发永恒的主题，是油田勘探开发工作者的追求。目前，世界 上运用提高采收率的方法生产出的原油约占产油总量的 4%，随着地质

4、认识的不断深化和 科学技术的不断进步，提高采收率的巨大潜力将体现得更加明显。我国国民经济发展对石油需求量的增长速度比以往任何时候都大；各主力油田均已 进入高含水或特高含水开采期，开采难度增大，产量递减幅度加大，而且后备储量严重 不足，石油的供求矛盾日益突出。美国是实施提高原油采收率方法最多的国家，主要采用蒸汽驱、二氧化碳驱和烃气 驱，每年所提高的产油量占其年总产油量的 10%以上。我国大庆、胜利等油田实施提高原油采收率技术，主要为聚合物驱、三元复合驱、 泡沫驱，其中大庆油田聚合物驱油技术已进入工业化应用阶段，年产油量达到 1000 万 吨，占其年总产油量的 1/4。提高采收率，可以把一个油田变

5、成两个油田江汉油区是一个老油田，加上地层水矿化度高的地质特点，其提高采收率的方法也 不尽相同。40 多年来，江汉油田地质科技工作者探索提高采收率的脚步从未停歇过。经过不懈努力，通过常规的水驱，江汉油田本土采收率已经达到 34.4%，比中国石 化的平均采收率高 6.4%，比全国平均值高3.4%。国民经济急需石油，大庆是我国最大的油田，按现已探明的地质储量计算，采收率每提高一个百分点，就可增油 500万吨。这对国民经济的发展具有极其重要的意义。第 2 章 稠油及其特点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。因为稠油的密度大

6、，也叫做重油。稠油油藏在其形成过程中，由于生物降解及其破坏作用，天然气及轻质组分的散失， 使其原油中轻质馏分含量低，含气量低，200C馏分一般小于10%,原油气油比一般小于 10m3/1,有的则小于5 m3/1,油藏饱和压力低，天然能量小。稠油的粘度对温度极为敏感，随温度升高，原油粘度急剧下降，粘度与温度关系曲 线在 ASTM 坐标纸上呈直线变化，温度每升高十摄氏度左右，粘度往往降低一倍。此外， 稠油中也可以溶解有天然气，这也可以使其粘度大大降低。稠油与轻质油在组分上的差别在于稠油中胶质、沥青质含量高、油质含量小。稠油 中胶质、沥青质含量一般大于30%50%，烷烃、芳烃含量则小于60%50%。

7、在化学组 分中的重大差别之一在于稠油含氢量低、碳氢比大。含氢量一般小于 12%，碳氢比一般 大于 7.0。我国稠油特点：1.油藏埋藏较深2.储层非均质较严重 3.油水系统较复杂4.原油中 胶质含量高，含硫量低。我国已探明的稠油油藏，埋藏深度大于 900m 的其储量占探明总储量的 60%以上，部 分油藏埋藏深度在13001700m。稠油油藏储集层多以粗碎屑岩为主，岩性疏松，泥质含 量偏高。储层非均质较严重，纵向层间渗透率级差往往大于2030 倍。大部分稠油油藏 具有边底水，多层状稠油油藏，含油井段长达150300m，可分为数个油层组，发育2030 个小层，具有多套油水系统，油水关系较复杂。稠油组

8、分中胶质含量一般高于 30%40%。 与国外几个重质油田相比，原油中胶质含量高，含硫量低，重金属钒含量低。现有的主要EOR方法可分为两大类： 热采法：蒸汽驱、热水驱、火烧油层、蒸气吞吐，主要用于稠油油藏，通过 加热降低原油粘度； 非热采法：化学驱（主要分为聚合物驱、表面活性剂驱、碱驱、复合驱）、 混相驱（富气驱、液化石油气驱、 CO2 混相驱、 N2 驱）、气驱（惰性气体驱、烟道 气驱、 CO2 驱）。蒸汽吞吐是热力采油的方法之一，也是稠油开发中最普遍采用的方法，也是目前我 国主要的稠油热采方法，在国外，从 1959 年第一口井蒸汽吞吐见效以来，到目前还在普遍采用，对于普通稠油及特稠油藏几乎没

9、有技术及经济上的风险，经济效益好。第 3 章 蒸汽吞吐采油原理蒸汽吞吐采油是将一定数量的高温、高压饱和蒸汽注入油层（吞进蒸汽），而后关 井数天，让蒸汽的热力向油层扩散，加热原油，降低原油粘度，最后开井采油（吐出热 油）。通常的做法是：按照每米油层注入蒸汽70120 吨，根据每口井的油层厚度计算出 需要注入的蒸汽数量。而后开始注入蒸汽，注入时间大约为 1020 天，然后关井 27 天。关井的目的是：使注入的蒸汽尽可能向油层扩展。然后开井生产，在最初 12天， 采出的几乎全部都是蒸汽的冷凝水，接着很快出现产油高峰，其产油量比吞吐前提高几 十倍。但随着开井生产时间的延长，原油产量逐渐下降，当产量降到

10、经济极限时，这一 周期的生产结束。一个周期生产的时间，一般可以延续几个月，最长的可达到一年左右。 当这一周期结束后，可重新进行下一周期蒸汽吞吐。蒸汽吞吐方法是一种强化热采手段， 年采油速度数倍于常规采油方法，一般达到3%8%。因此不仅产量增加快，而且投资回 收快，经济效益好。第 4 章 蒸汽吞吐的增产机理稠油升温最明显的作用是降低了原油粘度，当高温高压蒸汽注入油层后，稠油粘度 随着温度的升高而迅速降低，这就提高了稠油在油层中的流动能力。另外，由于井筒周 围地层本身也吸引了大量热能，当低温油流流经这个高温区时，原油粘度会进一步降低， 促使油流更快的流入井底，这些就是稠油热采的机理。油层中原油加热

11、后粘度大幅度降低，流动阻力大大减小，这是主要的增产机理 向油层注入高温高压蒸汽后，近井地带相当距离内的地层温度升高，将油层及原油 加热。虽然加热并不均匀，但由于热对流及热传导作用，注入蒸汽足够多时，加热范围 逐渐扩展，蒸汽带的温度仍保持井底蒸汽温度，受热后的原油产生膨胀，原油中如果存 有少量溶解气，也将从热原油中逸出，产生溶解气驱作用。这也是重要的增产机理。在 蒸汽吞吐数值模拟计算中即使考虑了岩石压缩系数、含气原油的降粘作用等，但生产中 实际的产量往往比计算预测的产量高，尤其是第一周期，这说明加热油层后，放大压差 生产时，弹性能量、溶气驱及流体的热膨胀作用发挥相当重要的作用。对于厚油层，热原油

12、流向井底时，除油层压力驱动外，还受到重力驱动作用。 在浅层、低压及油层厚度大的美国加州稠油油田重力驱动是主要的增产机理。 注：蒸汽热采不仅能有效地降低稠油粘度，提高其流动能力，而且还会有一些其他 增产效果伴随产生。例如，稠油中沥青沉淀物和石蜡沉淀物所引起的井底附近地层空隙 堵塞，会在高温下融化而被解除;在钻井和井下作业时造成的井底污染物等，也会在蒸 汽的热力作用吞吐形成的蒸扫作用下解除，使得井底附近渗透能力得到改善。第 5 章 影响蒸汽吞吐开发效果因素及对策5.1 油藏地质参数5.1.1 原油粘度油粘度对蒸汽吞吐的效果影响很大，原油粘度越高，蒸气吞吐效果越差，反之，是 否原油粘度越低，吞吐效果

13、越好呢？原油粘度越低，吞吐峰值产量以及周期累积产油量 都增大，增产期也相应的延长。原油粘度对吞吐效果影响的结果的解释如下，一方面， 尽管原油的粘度随温度的升高而降低，当油层温度高到某一程度，高粘原油的粘度仍比 低粘原油的粘度高，当然高粘原油的流动阻力较大；另一方面，在同样的蒸汽加热半径 内，低粘原油的泄油半径大，供油量多，而高粘原油的泄油半径小，供油量少。当原油 粘度高到不加热不能流动时，冷原油很难进入泄油区，因而产出量有限。原油粘度不仅 影响蒸气吞吐时原油产量，而且影响原油的累计产量和最终采收率。5.1.2 油层厚度油层越厚，吞吐效果越好，油层越薄，效果越差。这是因为油层越厚注入的热能向 上

14、下层的热损失越大，油层中的汽油比越小，热能利用率越低。这一现象尤其在蒸汽驱 中更加明显。5.1.3 层渗透率对于稠油藏，一般为疏松的砂岩或沙层，渗透率都较高，有利于稠油开采。油藏数 值模拟结果指出，砂岩渗透率增加，蒸气吞吐的日产油量和累计产油量均增加。其原因 在于，渗透率的增加，提高了原油的流速（K。/”。）。此外，对于粘度很高的油层，渗 透率对吞吐效果的影响更大。5.1.4 油饱和度油层含油饱和度越高，增产效果越好，蒸气吞吐的峰值产量越高，反之亦然。这是 由于油层含油饱和度较低时，相对来说油层中可动油量和可动油相饱和度较小，水相饱 和度较大，由相对渗透率曲线可知，水相渗透率增加，产出水量较大

15、。另外由于水的比 热比原油大得多，相同热量情况下，加热的半径就比较小。因此，在蒸汽吞吐的油藏筛 选时，要确定出含有饱和度的下限。一般来说含油饱和度下限为 0.5。5.2 气工艺参数5.2.1 蒸汽干度蒸汽干度是影响蒸气吞吐开采效果的主要因素。在总蒸汽量相同的条件下，蒸汽干 度越高，回采期原油峰值产量最大。而且整个回采期的累计产油量越高。因此，在现场 操作过程中尽可能保证注入蒸汽干度较高。原因主要是：（1）在相同注入气量下，蒸汽的干度越高，热焓越大，加热油藏体积大;（2）由湿饱和性质可知，在相同压力下，干度越高，比容越大，这种影响在高压 油藏明显。5.2.2 注入气量在其他因素条件相同时，注入蒸汽量增加，吞吐增产油量也增加，但原油蒸汽比下 降。对于某一具体油藏，注入量越大，肯定是加热范围越大，热油产量越高。但注入量 太大，原油蒸汽比下降，油井停产作业时间延长，对生产不利。注气量也不能太小，否 则峰值产量低，增产周期短，周期累计产量低，一般认为注气强度的最优范围是每米油 层 80120t 蒸汽。5.2.3 气速度蒸气吞吐中注气速度主要是受两个因素控制，一是井底蒸汽干度，二是地层破裂压 力。注气速度过小，井筒热损失会增加，导致井底干度增加，从而降低了吞吐效果；注 气速度又不能太大，