稠油出砂冷采技术
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稠油开采技术的发展趋势摘要:随着我国社会主义市场经济的快速发展,石油资源已成为发展不可或缺的能源,石油开采成为当前庞大的工程,石油开采技术也在不断的提升。
目前,在稠油的开采方面主要使用热采和冷采两种技术,每一种技术都存在其优缺点,因此需要对稠油开采技术进行创新,不断改善,得出更加优良的技术。
本文就稠油开采技术作简要分析,仅供学习和参考。
关键词:稠油;开采技术;发展;趋势稠油是一种比重大、粘度高的原油,因其具有较大的流动阻力,开采难度加大,尤其是当前社会发展迅速,对石油资源需求量不断增加,但却面临着石油资源短缺的矛盾。
因此,稠油的开发与应用逐渐引起了人们的关注,国内外专家经过多年的研究与探索,研究出很多稠油开采工艺技术,为提高稠油开采质量及效率提供了依据。
一、稠油的热采技术稠油的热采技术主要是通过提升油层的温度来降低稠油的粘度进而提高稠油在地底中的流动性,最终实现开采稠油目的的工艺。
热采技术也是当今国内开采特稠油、超稠油等稠油较为成熟有效的方法。
1.蒸汽吞吐蒸汽吞吐开采技术是一种相对来说较为简单且较为成熟的稠油开采技术,各国的应用都较为广泛,在目前的美国、加拿大等国外很多国家的稠油开采中仍然占据着重要的地位。
蒸汽吞吐技术的工作原理就是将加热的蒸汽向稠油带输送,使得稠油粘度下降,增加其流动性。
在生产压力不足的时候,蒸汽吞吐仅仅是加热近井地带的油层,热量传递范围有限,而随着吞吐轮次的增加,近井地带的水含量会消耗掉大量的热量,使得蒸汽的热能利用率大大降低,在实际的生产加工过程中,蒸汽吞吐的有效采收率仅仅是15%到20%左右。
2.蒸汽驱蒸汽驱技术是目前稠油开采技术中应用较为广泛的热采技术,在一定程度上,蒸汽驱可以克服蒸汽吞吐所存在的缺陷,这种技术能够持续的给地层提供热量,是提升稠油采收率的有效途径之一。
蒸汽驱对于油井的间距要求是在 100 到 150米之间,该技术不适合油藏较深的开采。
蒸汽驱的种类可以分很多种,如水蒸气、水蒸气与二氧化碳等等。
国内外稠油冷采技术现状及发展趋势稠油是指黏度较高、密度较大的油品,其开采成本较高,技术要求较高,会对环境产生一定影响,因此稠油冷采技术应运而生。
冷采技术是指在油田地质条件较差、油井强度不足的情况下,通过采用外部热源或压缩空气等手段将油井四周的岩石或油质加热,使得稠油降低粘度、流动性强,从而实现稠油开采的技术。
当前国内较为成熟的稠油冷采技术有以下几种:1.蒸汽驱动技术:通过注入高温高压的蒸汽,加热地下油层,将黏性较大的稠油、油砂等暴露出来,便于采集和输送,该技术可以极大提高稠油采收率,适用于稠油砂岩油藏或油砂层中的稠油开采。
2.燃烧驱动技术:通过在井口发热燃烧掏空沉积物来提高稠油流动性、促进开采,但该技术会对环境产生一定影响,如排放二氧化碳、氧化氮等有害气体,已逐步被淘汰。
3.物理驱动技术:例如外部加热技术,通过在井口注入高温热水、热油等物质来加热油井周围的岩石和油砂,使得稠油颗粒温度升高,降低油质粘度和黏度,从而实现油井开采,该技术适用范围较广。
1.酸洗法:是一种化学物质法,通过在地下注入酸性溶液,使得稠油中的杂质、泥沙等杂物被清洗出来,便于采集和输送,优点是清洁效果好,适用于石油质量高的油藏开采。
2.电阻加热法:通过在井口放置电热棒,利用电阻加热的方式,将石油粘度降低,使其变得更易于采取,适用于低温环境下的稠油开采。
3.微波技术:通过在稠油地层注入微波能量,促进油层温度升高,减少粘度,使稠油易于开采,优点是加热快速,适用于高粘度稠油砂岩油藏。
发展趋势:未来稠油冷采技术将更加注重环保性能和高效率,探索新的可替代的热能源和化学物质,并与现有技术进行整合,如采用太阳能、生物质等低碳热能源,以及利用纳米材料、生物技术等提高采油效率,减少对环境的影响。
同时,稠油冷采技术将更加倾向于自动化和数字化,利用互联网、大数据和人工智能等技术对油井运营、流量控制和采油工艺进行管理和优化。
稠油出砂冷采工艺技术作者:何术华姚宏斌来源:《石油知识》 2014年第2期何术华姚宏斌稠油出砂冷采技术的基本原理,即不注热量、不防砂,利用螺杆泵将原油和砂一起采出。
包括两个最重要的开采机理,一个是形成“蚯蚓洞”,即通过此种方式使砂子大量的产出,油层中产生“蚯蚓洞”,使得孔隙度和渗透率大幅度提高。
二是形成泡沫油,随着溶解气与原油成泡沫油状同时产出,既可以保持“蚯蚓洞”的稳定,避免了底层原油脱气,延长稳产时间,溶解气又给原油提供了内部驱动力量,降低了原油的粘度,更有利于原油流动。
稠油出砂冷采技术的适用条件稠油出砂冷采技术较适用于胶结疏松的稠油油藏,此油藏的物性是油层胶结疏松,原油粘度高,高粘度的原油可以将疏松的砂子一起携带出来,形成“蚯蚓洞”,增加油层孔隙度和渗透率。
选用稠油出砂冷采技术一般取决于以下几个方面的条件:(1)油藏埋深。
油藏埋深应大于300米,油层太浅就会能量不足;而上限的标准主要取决于举升技术的水平,如果应用井下驱动螺杆泵会对油层深度上限放宽要求。
(2)油层厚度。
出砂冷采的油层厚度应大于3米,油层太薄既不利于经济效益的最大化,也不利于蚯蚓洞网络的形成。
(3)油层压力。
由于出砂冷采技术利用了地层能量,所以初始油层压力不应太低,压力越高越易造成较大的压力下降,这对出砂以及泡沫油的形成有利。
(4)原油粘度与密度。
原油粘度与原油携砂能力以及泡沫油的稳定性有关,粘度越高其携砂能力越强,所形成的泡沫油越稳定,目前证明的采用此技术的最好的粘度大致在1000~50000mPa.s,脱气原油密度为0.92~0.98g/cm3。
(5)原始溶解气油比。
出砂冷采的稠油油藏应含有一定的溶解气量,因为溶解气能使地层中形成稳定的泡沫油,使原油膨胀,不但可以提供驱动力量,而且可以提高采收率。
(6)粘土胶结物含量。
粘土胶结物含量越少,油层胶结越疏松,更容易造成出砂。
(7)初期含水量与底水。
初期含水量要小于40%,含水越高,携砂采油的能力越低;底水的存在有两种影响,一方面它为原油提供内部驱动力量,另一方面如果底水一旦进入井筒,出砂冷采就无法进行。
稠油出砂冷采技术
稠油冷采是80年代末期加拿大兴起的一项新技术,其主要做法是,不注蒸汽,也不采取防砂措施,而是射孔后直接应用螺杆泵进行采油。
它具有开采工艺简单、生产成本低、适用范围广的优点,一般单井日产油可达8t以上。
采收率可达8%~15%。
目前,我国稠油油藏主要采用注蒸汽方式开采,普遍面临着投资大、成本高、效益差的严峻形势,同时还有相当数量的稠油资源或由于原油粘度太高,或由于油层薄、地层系数低而无法投人开发,致使已探明的稠油储量难以有效充分地利用,有限的后备资源难以实现有效的开发接替,严重制约着稠油开发的持续、稳定发展。
1、稠油冷采机理
(1) 大量出砂形成“蚯蚓洞网络,使油层孔隙度和渗透率大幅度提高,极大地改善了油层的渗流能力
(2) 形成稳定的泡沫油,原油密度变得很低,从而使粘度很大的稠油得以流动
(3) 上覆地层压实驱动,由于油井产出大量砂粒,油层本身的强度降低,在上覆地层的作用下,油层将发生一定强度的压实作用,使孔隙压力升高,驱动能量增加
(4) 远距离边底水的作用远距离边底水可以提供一定的驱动能量
该技术最好应用于未开发过的新区,但也有在老区开展并取得成功的,如加拿大的Husky石油公司、Pan Canada石油公司,或在常规采油的老井中,或在冷采的部位钻加密井继续进行冷采,产量提高幅度达1~6倍(加密井产仍达8m3/d),含水下降10~40个百分点。
河南油田,在注蒸汽热采的老区钻加密井进行冷采也取得了良好的效果,表现出该技术在老区也具有较好的适应性。
国内外实践经验表明,稠油冷采成功与否的先决条件是油层能否大量出砂形成“蚯蚓洞”网络,因此除油藏条件外,射孔和采油工艺技术显得尤为重要,这是稠油冷采取得成功与高效的两个技术关键。
(1) 射孔必须采用大孔径、深穿透、高密度射孔技术
(2) 采油工艺必须采用适合高含砂和高原油粘度的大排量螺杆泵开采
2、地面集输及废物处理
目前稠油冷采地面集输方法主要是,在井口设置大罐,产出液直接进大罐进行脱砂、脱水处理,再将经过多级处理的原油泵送到集油站。
产出砂及粘稠混合物(原油、泥质、粉砂质及水的复杂乳化物)先暂时存放在混凝土池中,最后经处理以砂浆形式注人合适的地层中。
从环保和实用的角度考虑,经济有效地除去产出砂中的污染物或降低其含量,以达到露天排放标准,将是稠油冷采追求的目标。