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超稠油HDCS高效开采技术研究李宾飞;张继国;陶磊;李兆敏;王勇【期刊名称】《钻采工艺》【年(卷),期】2009(032)006【摘要】HDCS高效开采技术是一种采用油溶性复合降粘剂及CO2辅助水平井蒸汽吞吐的超稠油开采技术,它由水平井、油溶性复合降黏剂、CO2和蒸汽四个关键部分构成.研究表明超稠油HDCS高效开采技术针对超稠油油藏有诸多优势:数值模拟研究表明水平井能增强注汽能力,增大油汽比,对于薄油层能够相当大程度上减少蒸汽的热损失;实验研究表明通过注入高效油溶性降黏剂和CO2能减小油水界面张力,破碎沥青质的层状结构,降低原油粘度,降低剩余油饱和度,增强地层弹性能量,减缓油藏压力衰竭.矿场统计和分析表明该技术可有效地提高蒸汽利用率,降低注汽压力,提高油汽比,增加产量和生产周期.该技术的应用使黏度大于300 000 mPa·s(50℃)、埋深大于1 300 m、油层平均厚度小于8 m的超稠油藏实现了动用,目前已在胜利油田建成4×104 t的产能.【总页数】4页(P52-55)【作者】李宾飞;张继国;陶磊;李兆敏;王勇【作者单位】中国石油大学石油工程学院·华东;胜利石油管理局石油开发中心;中石化胜利油田地质科学研究院;中国石油大学石油工程学院·华东;中国石油大学石油工程学院·华东【正文语种】中文【中图分类】TE357【相关文献】1.特超稠油HDCS吞吐影响因素分析及潜力评价方法 [J], 赵淑霞;何应付;王铭珠;廖海婴2.关于超稠油HDC高效开采技术的研究 [J], 林刚3.草27块特超稠油HDCS技术参数优化研究 [J], 何旭4.中深层特超稠油HDCS强化采油技术研究 [J], 李豪浩;毕雯雯;胥晓伟;代妮娜5.HDCS技术中各因素对超稠油性质的影响 [J], 刘伟;李兆敏;孙晓娜;李宾飞因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
稠油油藏热采新技术及发展方向摘要：为了探讨特超稠油、活跃边底水稠油、高轮次吞吐稠油等油藏大幅度提高采收率的技术方向，总结了胜利油田近几年在特超稠油开发、蒸汽吞吐加密、低效水驱转热采、水平井等技术的新进展，分析了制约稠油油藏大幅度提高采收率的主要矛盾，指出了大幅度提高采收率的技术方向。
关键词：稠油；热采；新技术；提高采收率0 引言胜利油田经过40多年的勘探，先后在单家寺、乐安、孤岛、王庄、陈家庄北坡和孤东等油田发现了稠油，主要分布在新近系东营组、馆陶组、沙河街组及奥陶系、寒武系等油层中，截止2012年底，探明稠油地质储量5.78亿吨。
与国内其他油田稠油油藏相比，胜利稠油具有埋藏深、油层厚度薄、储层水敏性强、原油粘度范围和具有活跃的边底水等不利条件。
“十五”以来，针对新区薄层、敏感性、超稠油等复杂油藏和老区高含水、低采收率、低采油速度等开发难题，发展完善了一系列稠油热采技术。
1 稠油热采新技术从1983年开始稠油热采技术攻关，到“九五”末，蒸汽吞吐技术实现了对粘度低于5万mPa·s常规稠油和特稠油的开发，“十五”以来，通过深化稠油渗流机理研究和完善配套注汽工艺，超稠油和特超稠油开发取得突破，解放了一批难动用稠油储量，井网加密和水平井技术的创新应用改善了蒸汽吞吐开发效果。
1.1 超稠油油藏开发技术超临界锅炉、蒸汽等干度分配和隔热油管等工艺的成功研发，突破了粘度为5～10万mPa·s超稠油油藏开发难题。
亚临界锅炉使注汽压力由17MPa提高到21MPa，超临界锅炉又使注汽压力大幅度提高到26MPa，蒸汽等干度分配技术实现了有效均匀配汽，高真空隔热油管使注汽井筒热损失降低到5%以下，并在注汽过程中配套高效驱油降粘、化学剂抑制蒸汽冷凝液等技术，增加了注汽能力和地层吸汽能力，成功开发动用超稠油储量。
1.2 特超稠油油藏开发技术发展应用深层特超稠油油藏水平井开发技术，即HDCS技术，突破了粘度大于10万mPa·s的特超稠油开发难关。
HDCS技术在开发超稠油油藏中的研究与应用1、简介近几年，一些未被划分的超稠油油藏（包括单113区块，郑411区块和坨826区块）已经被发现，并且储量都达到6000×104吨以上。
脱气原油的粘度可达10×104mPa・s(50℃)以上，最高能达100×104mPa・s。
边底水油藏的深度大概在1300m~1500m。
与国内外的稠油或者油砂油藏相比较，胜利油田的超稠油油藏深度更深一些，并且原油粘度较高，因此，属于中深度超稠油油藏。
国外通常采用SAGD技术开发超稠油油藏，并且取得了良好的经济效益。
但是国外的超稠油油藏通常深度较浅，并且不含边底水。
通常的SAGD 技术很难在含有边底水的中深度超稠油油藏的开发中起到作用，并且从来没有有效地且具有经济效益的在开发这类油藏上获得过成功。
依照近几年对稠油开发技术的趋势，有效的开发中深度稠油油藏的方式就是采用注蒸汽热力采油的方式，并且要提高蒸汽注入质量和扩大横扫范围，才能达到成功开发。
在这种想法之下，自2021年以来，一种新的采油技术HDCS（水平井，油溶性降粘剂，二氧化碳和蒸汽）技术被逐渐在胜利油田运用，就是运用水平井开发超稠油油藏，再利用二氧化碳和降粘剂来推动蒸汽驱。
这一技术的应用，在油田上已经获得了明显的经济和社会效益。
2、超稠油的渗流特性2.1超稠油的组成从郑411断块和坨826断块获得的原油样品的组分分析（表1）可以看出，总烃含量较低（低于40%），而胶质和沥青质的含量较高（分别高于25%和30%）。
胶质和沥青质的高含量是直接导致原油密度和粘度较高的原因。
表1. 胜利油田超稠油组分表区块井陀822 坨826 陀826 陀826-p1 郑411 郑411-p1 层位 E3s311 E3s311E3s311 E3s311 烷烃 12.8 20.93 10.96 17.66 芳香烃 23.67 19.93 14.71 23.12 胶质28.16 28.57 19.25 25.91 沥青质 35.38 19.93 53.21 33.31 总烃 36.47 40.86 25.67 40.78 2.2超稠油的渗流特性2.2.1超稠油的非牛顿流变性通常，超稠油除了通常的特性外，在流变学上还有很大的不同。
特超稠油油藏开发配套技术适应性分析及研究摘要：克拉玛依油田九7区齐古组油藏是典型的超稠油油藏，而油藏东北部的83口油井50℃原油粘度变化在3380-231439mpa.s 之间，平均为34150mpa.s，属特超稠油，投产初期无法正常生产，2006、2007年连续两年冬季处于停产状态，两年时间累积油汽比仅0.04，吞吐效果差。
在这四年中作业区一直致力于油井的精细化管理，紧跟公司科学管理理念，始终坚持”以科技生产为主导”的管理方式，对油井的高粘、出砂、汽窜等主要生产难点进行了一系列的技术攻关，根据九7区适应性从结构设计、加工工艺、现场应用效果先后利用过热蒸汽、双管井掺热、组合式吞吐、短周期快节奏生产等综合治理并对其进行了效果分析。
关键词：高粘出砂汽窜热蒸汽双管井掺热组合式吞吐短周期快节奏效果分析影响因素一、油区基本情况九7区齐古组稠油油藏位于克拉玛依市区东北45km处，西部与九8区、东部与九6区相邻，是九区原油粘度最高的区块。
二、油藏地质特征九7区齐古组油藏储层物性好，据物性分析储层孔隙度分布范围在20～37%之间，平均30.6%，水平渗透率为100×10-3～20000×10-3um2，平均1407×10-3um2，属大容量、高渗透储集层。
九7齐古组油藏主要受岩性及构造控制，构造高部位由断层遮挡；中细砂岩物性好、储集条件好、含油饱和度高，含砾砂岩和粗砂岩次之，砂砾岩含油性变差或不含油；油藏埋藏浅、原油粘度高。
三、吞吐生产特征及效果评价1.开发简况九7区齐古组油藏的开发过程中采取先易后难的策略进行滚动开发：1992～2002年对油藏中部的低粘区域进行试验开发，合计投产井60口；2005年在老区的东部和北部扩边投产新井114井。
2006年扩边西北部和东北部两个区域，西北部靠近2005年扩边井西部的10口油井。
九7区东部齐古组油藏于2006年开发，以70×100m井距反九点井网部署油井83口，其动用面积0.7km2，地质储量123.6×104t，其中直井79口，水平井4口。
特超稠油开发技术研究
摘要：特超稠油有着极高的黏度，开发难度较大。
本文对目前国内外特超稠油的开采技术进行了归纳总结，对特超稠油的开采问题进行了简单讨论。
关键词：特超稠油开发
特超稠油是有着巨大开采潜力的能源来源，对其进行开采利用有着十分重要的战略意义，近些年来逐渐成为了石油工作者的研究重点。
特超稠油的主要特点是其中含有非常高的胶质沥青质，有着极高的黏度，开发的难度非常大。
目前主要采用的方法有：热力采油、出砂冷采、溶剂法、化学法、物理法和微生物法等[1]。
一、特超稠油开发技术现状
1.水平井蒸汽辅助重力泄油
这种技术在上个世纪八十年代发展起来，在加拿大、美国等地得到了广泛的应用实践，经济效益比较理想。
这种方法主要利用流体热对流和热传导相结合的方式，利用蒸汽作为加热介质，利用原油和冷凝水的重力作用进行开采。
水平井蒸汽辅助重力泄油有两种方式，一种是在靠近油层底部钻一对水平井，另一种方式是在其正上方钻垂直井，在上面注入井注入蒸汽向上及侧面形成饱和蒸气室，蒸汽冷凝加热油层，加热后油黏度下降，重力作用下进入生产井。
2.出砂冷采技术
这种技术同样在上个世纪的80年代开始逐渐发展成熟。
出砂冷采技术的主要应用大量出砂形成蚯蚓洞网络、稳定泡沫油流机理、上覆地层压实驱动和远距离边底水作用。
目前这种技术的发展已经比较成熟，从摸索实验阶段逐渐转入到工业化的应用推广中，在加拿大等国家已经普遍应用，获得了良好的经济效益。
出砂冷采技术的特点在于基础建设投资较少，见效快、产能高、风险小，国外矿场的生产经验证明，稠油携砂冷采日产量能够达到10-40t/d，单位原油冷采成本低于蒸汽吞吐等方式。
但是这种方法是一种利用天然能量的衰竭式开采，效率不高，并且相关的携砂冷采接替技术还不成熟，限制了这种方法的广泛推广应用。
3.水平井注气体溶剂萃取技术
薄油层、粘土矿物容易发生变化的油层和底水油藏等方法利用注蒸汽方法的效果不理想，需要一些成本更低的方法进行开采。
水平井注气体溶剂萃取技术能够有效解决这些形式的油层的开采问题。
水平井注气体溶剂萃取技术是蒸汽辅助重力泄油方法的发展和改进，在这种方法中注入的不再是蒸汽，而是烃类气体，包括乙烷、丙烷、丁烷等，可以是其中一种，也可以是混合种类。
注入气体在地层温度和压力作用下处于临界状态，油和沥青被气体溶剂溶解，成分较轻的成分
为抽离，形成的稀释液流动性优于特超稠油，采出后的稀释液能够通过加热重新释放出烃类气体，实现循环利用[2]。
这种方法使用的气体溶剂仅溶于油，不溶于水，容积利用率较高并且效果良好，有着较强的环境适应能力。
这种方法能够在常温下进行，设备简单、便宜，并且处理设备费用较少，一些矿井使用0.1t 烃类气体溶剂能够生产1t油。
4.重力辅助火烧油层技术
这种技术在油层上垂直打井，注入空气，油层下部布置水平井采油，燃烧带从上向下发展，加热下的原油重力作用下流向生产井。
距离注气井一定距离上要设置专门的产气井排除燃烧的气体，分析原油和燃烧带，控制好火烧前缘，提高火烧波及系数。
采用火烧油层技术能够充分利用火烧油层技术较高的能量效率和水平井的高速采油能力和重力泄油的高采收率，三者有机结合起来，有效消除和减缓了平面直井间火驱中存在的燃烧维持困难、效率低、氧气突破过早、严重出砂、腐蚀和结垢等问题。
生产实践证明这种方法能够在注蒸汽采收率25%的基础上再增加40%。
5.水平裂缝辅助蒸汽驱技术
这种方法利用水力压力在油层下部合理位置形成可控水平裂缝，解决超稠油油藏注气困难，注井间形成有效的弱热连通困难问题，最终实现有效的汽驱开发。
由于热通带在油层下部的合理位置形成，能够有效利用蒸汽超覆作用加热油层，进一步提高蒸汽热利用率，提高采油效率。
二、特超稠油及深层稠油完井技术
1.套管管材选择
深层稠油超临界压力注气时蒸汽压力、温度等比亚临界和饱和蒸汽高，套管将承受更大的热应力。
实际注气过程中套管升温后在轴向、径向和环向均有可能存在热应力。
进行设计时要对套管中的内压力、外挤力、轴向载荷和高温作用下的三轴热应力。
2.注气完井耐高温固井水泥选择
深层稠油高压力作用下，注气热采悬要承受比普通井更高的热应力，对固井水泥的性能要求更高。
水泥质量和水泥熟料的化学组成之间有着直接的关系，水泥中C2S含量越高水泥的耐高温性能越好。
选择水泥之前需要对水泥进行化学分析，选择耐高温的水泥掺合料。
在150℃以内，热采井水泥中不掺加石英粉时的强度较高，超过150℃之后控制石英粉含量在30%时水泥石的强度最高，实际施工中要结合矿井中水泥承受的公民工作温度选择石英粉的掺量。
3套管程序设计
稠油注气井深、压力大，井筒热损较大，在直井中隔热油管最大极限下深为1740m，隔热油管实际最大深度为1400m。
为了实现深层稠油井的全井筒隔热，采用分段注气工艺管柱，把注气工艺管柱分成两部分，下段先下井，采用悬挂封隔器悬挂在井壁上，上段注气工艺管柱通过密封和下段注气工艺管柱连接，实现深层稠油井的全井筒隔热。
4.防沙工艺技术
在地层中造出裂缝，支撑剂在裂缝前端脱砂沉降，控制裂缝长度不再继续增加，增加裂缝内压力，增加裂缝宽度，增加原油渗透面积，降低生产压差和原油流动阻力，稳定了地层砂。
对地层进行压裂防砂的改造之后，在必和盈利作用下支撑带高浓度砂体能够形成更稳固的六面体结构，抵挡底层细沙进入井眼。
支撑带石英砂砾石等会形成具有多级分选过滤的人工井壁，能够有效的挡砂、滤砂[3]。
5.注气和端部脱砂压裂技术
利用分段注气工艺和高真空管隔热油管能够有效减少井筒热损失在7%左右，满足深层稠油注气热采要求。
在储层中造出短宽裂缝。
把裂缝周围地层砂和稠油推到周围，在裂缝中填充新的支撑剂，形成一条几毫米宽，几十米长的良好注气通道。
超稠油油层压裂不能使用常规压裂方法，可以采用端部脱砂压裂技术，形成短宽裂缝，提高裂缝导流能力，提供良好的注气通道，减少镶嵌造成的负面效应。
端部脱砂压裂技术是在水力压裂施工的基础上在泵注携砂液时控制缝内砂浆，使支撑剂能够脱除周边，形成周边支撑剂桥堵，控制裂缝长度方向的扩展，之后泵入高砂增加裂缝中液量，缝内压力增加，裂缝宽度在压力作用下迅速扩大。
实施端部脱砂压裂技术时候，端部脱砂压裂中压裂液前置液轻度交联携砂液的交联强度要适当加强，保证施工过程携砂液的冻胶状态。
端部脱砂压裂泵注排量要低于常规压裂，减缓裂缝的延伸速率和程度，同时采用低于常规压裂的泵注排量，控制缝高，便于周边脱砂。
端部脱砂压裂前置液用量低于常规压裂，能够使砂浆前缘能够在停泵一段时间提前到达裂缝周边，实现周边脱砂，这种方法的砂比要高于常规压裂，端部脱砂压裂砂比设计有两个阶段，造缝端脱砂时采用低砂比携砂液，裂缝扩宽填充时则需要采用高砂比携带液，缝内填砂质量浓度增大，提高了裂缝的支撑效率。
结束语：
水平井蒸汽辅助重力泄油、出砂冷采技术、水平井注气体溶剂萃取技术和重力辅助火烧油层技术等是目前比较主流的特超稠油开采技术，其中出砂冷采和蒸汽辅助重力泄油技术已经进入了工业化生产的阶段，得到了很好的应用效果，而深层稠油完井技术中采用了端部脱砂压裂技术，提高了注气的效率。
参考文献：
[1]丁晓琪，张哨南，等.鄂尔多斯盆地北部上古生界致密砂岩储层特征及其成因探讨[J].石油与天然气地质，2012.
[2]王建国，何顺利，刘婷婷，等.榆林气田山2段低渗砂岩储层测井综合评价[J].西南石油大学学报，2013.
[3]王世虎，孙克己，曹嫣镔，等.用化学方法改进稠油开采效果的技术[J].油田化学，2010.。
