稠油及高凝油开采技术.24页PPT

（3）多井整体吞吐时，通过不断变换注汽顺序， 使驱油方向发生改变。由于井组内整体压力场发 生变化，油汽运移规律也随之发生变化，变孤立 的单井点油汽运移为井组内整体的油汽运移，不 断的变换注汽顺序，使驱油方向增多，驱油效率 增加，开发效果也就相应变好。
16
中途日落油田Potter试验区（27USL井区）
23
根据辽河油田的资料，若采用φ177.8mm套 管、φ114.3mm隔热油管，则环空有水时，井筒 总传热2028W/m2℃,环空注入氮气、无水时， 井筒总传热系数为10W/m2℃,即井筒热损失将降 低12倍。
在新疆九6区J11油藏，注氮气后平均周期产 油580t，比上个周期提高218t，周期生产293d， 生产时间延长了51d。与纯蒸汽吞吐的井相比，在 相同条件下，注氮井平均周期产量达到1026t，周 期生产天数293d，油汽比0.45，回采水率104％， 而单纯注蒸汽井平均周期产油238t，周期生产天 数81d，油汽比0.11，回采水率474.％。这相当于 注氮气使蒸汽吞吐地层弹性能量增加0.66倍。
27
2、电动潜油泵举升稠油
电动潜油泵(ESPs) 耐温达149℃,泵效4470%, 免修期一般为1419个月。优点是具有处理大流量 的能力,排量一般在164100m3/d；下井深度可达 4500m。缺点是耐温问题限制了下泵深度；不适 用于低产井、高含气井、出砂井和结垢井等。
通过改进, 对于开采稠油,应选用大型马达和 泵,并可调泵级。利用修改的数据设计泵级以处理 高粘度的研究非常成功;现在在委内瑞拉Orinoco 稠油区用电潜泵每天产油400m3以上,并且设备工Hale Waihona Puke 作期平均在14个月以上。12
二、稠油开采新工艺新技术
（一）稠油热采工艺技术

好
20世纪20 年代
改变岩石的润湿性，改变油水 界面的粘度，但产生超低的油 水驱替液界面张力是主要原因
之一。
研究较早，50年代美国和苏联 相继进行了试验，70年代后达
到了高峰。
20世纪20 年代
利用微生物对原油中的沥青质 从1926年开始研究，到80年代， 等重质组分进行降解，降低原 美国和前苏联进入矿场试验阶 油粘度，提高油藏采收率。 段，进入90年代驱如成熟，很
(需热采）稠油储量17.8×108t，只占0.08%。
4
前言
7%
稠油 稀油
93%
至2004年，中国累计探明石油地质储量248.44亿吨
需要热采的稠油储量17.8×108t，占中国石油总探明储量的
7%
5
前言
中国稠油油田资源量对比
0.43,
2.63, 15%
2%
4.41, 25%
胜利
辽河
新疆
10.3, 58%
陈家庄油田陈379～陈7-39井Ng下油藏剖面图（南东-北西向）
12-1 12-2 13-2
2211--12 21-3 23
42 43
13-1 14
22
12-2
21-1
32
31 41
剖面位置示意图
12-1
21-2 21-3 23
42
11 14 22
43
21-1 32
油层
水层
干层
13-2
21-3
42 43
➢储层敏感性强：注汽压力高、产量低，需加强储层保护
➢边底水活跃：边底水入侵严重影响热采效果和开发方式的转
变，需要优化设计开发方案及边底水抑制技术
14
前言

稠油资源分布
稠油资源主要分布在北美 的加拿大、中国、委内瑞 拉、俄罗斯等地。
稠油资源储量
全球稠油资源储量巨大， 但分布不均，主要集中在 加拿大的阿尔伯塔省和中 国的克拉玛依油田。
热采开发技术的定义与特点
热采开发技术定义
热采开发技术是一种利用热能将 稠油资源转化为可流动状态，然 后进行开采的技术。
热采开发技术特点
率的稠油开采方法。
原理
火烧油层法通过向油层注入空气 或氧气，并点燃油层中的轻质组 分，使燃烧反应持续进行。燃烧 过程中产生的高温高压气体推动
原油流向生产井。
适用范围
火烧油层法适用于粘度高、油层 厚度大、渗透率较高的稠油油藏。 该方法可以提高采收率，但开采 过程中需要严格控制火势和燃烧
条件。
热水驱法
投资回报低
由于技术难度和开采效率问题，稠油热采项目的 投资回报率较低。
市场风险
受国际油价波动的影响，稠油热采项目的经济效 益面临较大的市场风险。
环境挑战
排放控制
稠油热采过程中会产生大量的废气和废水，需要严格的排放控制 措施。
生态保护
稠油热采活动可能对周边生态环境造成一定的影响，需要采取生态 保护措施。
案例二：某油田的蒸汽驱项目
蒸汽驱是一种更为先进的稠油热 采技术，通过向油藏注入高温蒸 汽，将稠油驱赶到生产井，进一
步提高采收率。
某油田的蒸汽驱项目实施过程中， 通过优化注汽参数、改善井网布 置等方式，提高了蒸汽驱的开发
效果和经济性。
该项目的成功实施表明，蒸汽驱 技术适用于大规模稠油油藏的开 发，为类似油田的开发提供了有
其降粘并提高流动性。
采收和运输
通过采油树和采油管线将稠油 采出地面，并进行必要的处理

(3)稠稠油油中轻Ⅱ质组1分00含*～ 量低10，00而0胶质>、0.沥9青20质0(含<2量2A高PI )
(二)特 高稠 凝油 油的基10本00特0～ 点50000 >0.9500(<17API )
超稠油 >50000
>0.9800(<13API )
高凝油是指蜡含量高、凝固点高的原某油油。井原油粘温曲线 凝固点：在一定条件下原油失去流动性时的最高温度。
1)开式热流体循环工艺
开式热流体反循环 工艺是油井产出的流 体或地面其他来源的 流体经过加热后，以 一定的流量通过油套 环形空间注入井筒中， 加热井筒生产流体及 油管、套管和地层， 然后在泵下或泵上的 某一深度上进入油管 并与生产流体混合后 一起采到地面。
热流体与原油 混合
开式热流体正 循环工艺是指 热流体由油管 注入井筒中， 在井筒中的某 一深度处进入 油套环形空间 与生产流体混 合后一起采到 地面。
二、井筒降粘技术
井筒降粘技术是指通过热力、化学、稀释等措施使得井 筒中的流体保持低粘度，从而达到改善井筒流体的流动条 件，缓解抽油设备的不适应性，提高稠油及高凝油的开发 效果等目的的采油工艺技术。
目前常用的井筒降粘技术：
● 化学降粘技术
● 热力降粘技术
（一）井筒化学降粘技术
化学降粘：通过向井筒流体中掺入化学药剂，从而使流体 粘度降低的开采稠油及高凝油的技术。
加热深度根据井筒中生产流体的温度、粘度分布及流动 特性等为基础确定。
加热功率的大小取决于所需的温度增值，要通过设计使 得井筒内的生产流体具有低粘度和较好的流动性，同时考虑 到节省材料和节约能源。
因此要根据油井的具体情况确定合理的加热深度和经济 的加热功率。

1.蒸汽吞吐
加热降粘，改善流变性
1.蒸汽吞吐
相对渗透率变化
在高温润湿性试验中，普遍的规律是随着温度的升高， 岩心润湿性由亲油转向亲水，由弱亲水转向强亲水。其主 要原因是稠油中的胶质、沥青质等极性物质含量较多。
1.蒸汽吞吐
相对渗透率变化
随温度升高束缚水饱和度增加，残余油饱和度降低。
端点值 120℃ 160℃ 200℃
10000 50 ＊ ～150 ＊ 150 ＊ ～10000 10000～50000
＞ 50000
辅助指标 相对密度(20℃),g/cm3
开采方式
＞0.9200
＞0.9200 ＞0.9200 ＞0.9500
可以先注水 热采 热采
＞0.9800
热采
＊指油藏温度条件下粘度，无＊是指油层温度下脱气油粘度
三、热力采油发展历史
1.蒸汽吞吐
✓ 注汽时，地层分为三个带： 蒸汽带、热水带和冷水带
✓ 非稳定渗流：包括流体渗 流、传热等过程
1加热降粘
4、岩石骨架 受热膨胀 压缩孔隙
6、乳化作用 提高波及体积
提高稠油 采收率
3、流体受热膨胀 弹性能量增加
5稠油高温裂解 蒸馏、稀释及 混相驱作用
四、稠油热力开采方法及筛选标准
蒸汽发生器
井口补偿器
蒸汽吞吐是先将 高温高压湿蒸汽注入 油层，对油井周围油 层 热加后加热带开热井蒸降汽采粘凝油，结。带焖井蒸汽换带
油层
隔隔热隔热热油油油管管管 井井下下井热下补胀补补偿偿器偿器器
热注汽采封封隔器隔器 井井下下井汽下汽水汽分水水分离分离器器离器 热注汽采注封汽封隔封器隔隔器 器
胜利采油厂
S3XR18
2004年热采方案新井 2005年南扩方案新井 2005年南扩补充方案新井

① 由轻质组分（饱和烃、芳香烃）和重质组分（胶质、沥青 质）组成。稠油重质组分多，轻质组分少；
② 稠油中的S、O、N等原子含量较多； ③ 稠油金属元素含量较多； ④ 稠油因重质组分含量高导致密度较大； ⑤ 稠油含蜡量较低，凝固点一般较低。
石油胶体模型
分散相是以沥青质 为核心，以附于胶 质溶剂化层而构成 的胶束。
第一节 稠油概述
4、稠油油藏分布特点
① 在纵向上一般分布在盆地的上部构造层或上覆较年轻地层中； 稠油油藏通常埋深小于2000m，随着埋深变浅，逐渐趋近地表， 原油生物降解程度增强。
② 在平面上稠油油藏分布受盆地不同构造部位控制； 如在断陷盆地中，凹陷边缘潜伏隆起倾没部位分布批覆背斜稠 油油藏，在陡坡带分布地层超覆稠油油藏等。
分散介质主要由轻 质组分和部分胶质 组成。
第一节 稠油概述
第一节 稠油概述
稠油重质组分结构模型
胶质和沥青质的结构相似，均由多个带有烷基侧链的多环芳烃
片层缔合而成。
H N
HO
N
R
S
N
H N N
H N
S
R
H N
R
S
R
HS O N
O HO
OH
O O
R
RO
N S
R
R
N O
R
第一节 稠油概述
2、稠油的热特性
稠油分类 名称 普通稠油 特稠油 超稠油 (天然沥青)
级别 I-1 I-2 Ⅱ
Ⅲ
主要指标 (粘度/mPa·s)
50～100 100～10000 10000～50000
＞50000
辅助指标 (相对密度，)
＞0.920 ＞0.950 ＞0.980

因此，高凝油开采的关键在于提高井筒中流体的 温度。
11
二、 稠油油层热处理技术 （一）蒸汽吞吐
1.生产过程 蒸汽吞吐采油方法又叫周期注气或循环蒸汽
方法 。 生产过程：可分为注气、焖井及回采三个阶
段。
12
图8－1 蒸汽吞吐示意图 1－冷原油；2－加热带；3－蒸汽凝结带；4－蒸汽带；5－流动原油及蒸汽凝 结水；6－套管；7－隔热油管；8－隔热封隔器
率更高，同时由于蒸馏和裂解作用，提高了产物 的轻质成分。 2)具有注汽、注水保持油层压力的特点，且波及系 数及洗油效率均较高。 3)具有注二氧化碳和混相驱的性质，驱油效率更高， 见效更快，且无须专门制造各种介质及配套设备。
21
9
（二） 高凝油的特点
1. 高凝油是指蜡含量高、凝固点高的原油。 凝固点是指在一定条件下原油失去流动性时的
最高温度。 高凝油在较高温度时就失去流动性，这是因为
含蜡量高所致，而且这种蜡主要是碳原子数在16 以上、结构复杂的高饱和烃的混合物。高凝油胶 质沥青质含量较低。
10
2.与稠油的区别：
含蜡高、凝固点高；埋藏较深；
对于厚油层，热原油流向井底时，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。 (4)加热了地层后，后面冷油又被加热。 (5)地层的压实作用。 (6)蒸汽吞吐过程中的油层解堵作用
15
(7)注入油层的蒸汽回采时具有一定的驱动作用 (8)高温下原油裂解，粘度降低 (9)油层加热后，油水相对渗透率变化，增加了流向
它是利用油层本身的部分重质裂化产物作燃料， 不断燃烧生热，依靠热力、汽驱等多种综合作用， 实现提高原油采收率的目的。
通过适当井网，选择点火井，将空气或氧气注 入油层，并用点火器将油层点燃，然后继续向油 层注入氧化剂(空气或氧气)助燃形成移动的燃烧 前缘(又称燃烧带)。

超稠油 >50000
>0.9800(<13 API )
(一)稠油的基本特点
(1)粘度高、密度大、流动性差
(2)稠油的粘度对温度敏凝油的基本特点
某油井原油粘温曲线
高凝油是指蜡含量高、凝固点高的原油。 凝固点：在一定条件下原油失去流动性时的最高温度。
第四节 稠油及高凝油开采技术
➢ 教学目的
了解稠油及高凝油的特点，热处理油层 采油技术，井筒降粘技术。
➢ 教学重点、难点
教学重点 1、稠油及高凝油的特点 2、热处理油层采油技术 3、井筒降粘技术
➢ 教法说明
课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的数据和图表
➢ 教学内容
1、稠油及高凝油开采特征 2、热处理油层采油技术 3、井筒降粘技术
第四节 稠油及高凝油开采技术
一、稠油及高凝油开采特征
表8-3 中国稠油分类标准
稠油分类 粘度 mPa s 相对密度 (20℃)
普通 Ⅰ 50*～ 100*
>0.9000(<25 API )
稠油 Ⅱ 100*～10000 >0.9200(<22 API )
特稠油 10000～50000 >0.9500(<17 API )
目前常用的井筒降粘技术： ● 化学降粘
● 掺轻烃或水稀释
● 热力降粘技术
知识回顾 Knowledge Review
祝您成功！
二、热处理油层采油技术
热处理油层采油技术是通过向油层提供热能，提高油层岩 石和流体的温度，从而增大油藏驱油动力，降低油层流体 的粘度，防止油层中的结蜡现象，减小油层渗流阻力，达 到更好地开采稠油及高凝油油藏的目的工艺方法。
注蒸汽处理油层采油方法(蒸汽吞吐和蒸汽驱) 通过蒸汽将热能提供给油层岩石和流体，使油层原油粘度 大大降低，增加原油的流度；原油受热后发生体积膨胀， 可减少最终的残余油饱和度。

24
前言
稠油开采技术状况
（10）超声油采油技术
通过声波处理生产油井、注水井的近井地带。使地层中流体 的物性及流态发生变化,改善井底近井地带的流通条件及渗透性。
（11）地震采油技术
①震动可以降低原油粘度，机械波使孔隙里的原油连续不断地 受到拉伸和压缩，破坏了原油的流变结构，使原油粘度降低。 ②机械波可以降低液体的表面张力，增加原油的流动性。 ③震动有利于清除油层堵塞，提高地层渗透率。 ④震动可以改变岩石表面的润湿性，减小渗流通道中的“贾敏 效应”降低残余油饱和度。
1
一、前言 二、稠油的定义、特点和分类 三、水和水蒸气热物理性质 四、蒸汽吞吐采油技术 五、蒸汽驱采油技术 六、热采新技术 七、井筒降粘技术
2
前言
单位：万亿桶 8 6 4 2 0
世界石油资源
常规石油 稠油 沥青
稠油在世界油气资源中占有较大的比例。据统计，到 2005年，世界稠油、超稠油和天然沥青的储量约10×1012 ～ 12.5×1012桶（约合15000×108～19000×108t）,约占世界原 油和天然气总储量的71.4%。
前言前言27前言前言中国主要油田稠油开采技术列表油田曾用稠油开采技术现用稠油开采技术辽河油田蒸汽吞吐蒸汽驱超声波采油火烧油层表面活性蒸汽吞吐蒸汽驱表面活性剂超声波采油胜利油田蒸汽吞吐蒸汽驱火烧油层化学吞吐表面活性剂微生物蒸汽吞吐蒸汽驱表面活克拉玛依蒸汽吞吐蒸汽驱火烧油层微生物表面活性剂蒸汽吞吐蒸汽驱微生物表面活性剂大港油田蒸汽吞吐蒸汽驱火烧油层冷采化学吞吐表面活性剂蒸气吞吐蒸汽驱冷采表面活性剂塔河油田蒸汽吞吐蒸汽驱表面活蒸汽吞吐蒸汽驱河南油田蒸汽吞吐蒸汽驱火烧油层冷采表面活性剂蒸汽吞吐蒸汽驱表面活28一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水和水蒸气热物理性质三水和水蒸气热物理性质四蒸汽吞吐采油技术四蒸汽吞吐采油技术五蒸汽驱采油技术五蒸汽驱采油技术六热采新技术六热采新技术七井筒降粘技术七井筒降粘技术29二稠油的定义特点和分类二稠油的定义特点和分类定义