稠油蒸汽吞吐辅助层内水热催化裂解数值模拟研究

稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺研究稠油（heavy oil）是一种具有较高粘度的原油，常常存在于油田开采中。

为了提高稠油的开采效率，蒸汽吞吐注汽工艺（CSS）被广泛应用于稠油开采过程中。

本文将对稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺进行深入研究，探讨其工艺原理、应用场景以及发展趋势。

一、工艺原理稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺是通过向油层注入高温高压蒸汽，使得稠油在地层中升温、降粘和减压，从而改善流动性，最终实现油藏的开采。

该工艺主要包括三个步骤：首先是蒸汽吞吐阶段，通过向井底注入蒸汽，使得稠油在地层中被蒸汽吞吐，从而提高其流动性；其次是蒸汽驱替阶段，通过注入蒸汽将稠油驱替到井口，并采出地面；最后是注汽阶段，向油层注入蒸汽以维持驱油层的温度和压力，保持驱替的效果。

二、应用场景稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺主要应用于煤矿稠油和油砂矿稠油的开采过程中。

由于煤矿稠油和油砂矿稠油具有高粘度、低渗透率和高密度等特点，传统的采油工艺很难实现有效开采。

而蒸汽吞吐注汽工艺通过提高油藏温度和降低油粘度，提高了稠油的流动性，从而成功实现了大规模稠油开采。

三、工艺优势稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺具有许多优势。

它可以有效提高稠油的采收率和开采速度，提高了稠油资源的利用效率。

该工艺可以减少环境污染，降低采油过程中的温室气体排放量。

稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺还可以减少水和化学品的使用量，降低了开采成本，对于油田的可持续开发具有重要意义。

四、发展趋势目前，随着人们对于环保和能源利用的重视，稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺正逐渐成为稠油开采的主流工艺。

未来，该工艺将更加注重技术创新和工艺优化，以提高开采效率、降低开采成本、减少环境影响。

随着科技的不断进步，蒸汽吞吐注汽工艺也将不断演变和完善，为稠油开采提供更多可能性。

稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺是一项重要的油田开采工艺，对于加快稠油资源的开发利用、提高资源利用效率和保护环境都具有重要作用。

随着该工艺的不断发展和改进，相信它将为稠油开采带来更多的机遇和挑战。

浅析稠油油藏注氮气辅助蒸汽吞吐的应用—化工管理2016年12月浅析稠油油藏注氮气辅助蒸汽吞吐的应用—化工管理杨凯（辽河油田欢喜岭采油厂热注作业一区，辽宁盘锦124010）摘要：注氮气可以改善蒸汽吞吐效果，目前在国内新疆、辽河、胜利等油田已有应用，取得了很好的效果。

开展稠油油藏注氮气提高采收率，尤其是辽河油田，多数为稠油油藏，吞吐注蒸汽的过程中注入氮气，有效减缓稠油产量递减，本文结合其注氮适应性、作用机理、操作参数进行粗浅的探索。

关键词：辽河油田；稠油油藏；蒸汽吞吐；采收率；氮气；蒸汽；采收率目前我国已开发油田的标定采收率为32.3％，仍然有60%以上的地质储量需要采用新工艺、新方法、注入新介质进行开采，提高采收率有较大的余地。

提高采收率工作是油田开发工作者永恒的主题。

目前蒸汽吞吐使用各种助剂改善吞吐效果，助剂主要有天然气、氮气、溶剂(轻质油)及高温泡沫剂(表面活性剂)，生产周期延长，吞吐采收率由15%提高到20%以上。

20世纪70年代美国和加拿大不仅开展了室内实验，而且对不同的油藏进行了注氮气开发。

89年我国开始了注氮气开发油田的实验，到90年代中期，由于膜分离制氮技术在中国的发展，为氮气在油田开采上的应用提供了有利条件。

目前辽河油田、克拉玛依稠油油藏应用广泛。

1注氮气加蒸汽吞吐提高开发效果的机理通过氮气加蒸汽注入稠油油藏，保持地层压力，延长吞吐周期，通过实践数据可使吞吐时间延长1~2个月。

原油溶气膨胀，改变饱和度分布，加快原油排出。

随着注入气量的增加，原油溶解气膨胀相当于增加了地层含油饱和度，也提高了油相的相对渗透率。

底部含油饱和度较高，溶气膨胀是注氮气提高采收率的一个重要原因。

界面张力降低可以提高驱油效率，油氮气的界面张力比油水之间的界面张力降低了近70%，有利于提高驱油效率.注氮气减小热损失，环空注氮气，可改善隔热效果，提高井底蒸汽干度,降低套管温度，保护套管。

注氮气增加波及体积，在注蒸汽的同时注入氮气，在油层中可扩大加热带。

稠油油藏注蒸汽和烟道气数值模拟研究
朱汇;常毓文;沈德煌;陈荣灿;霍进
【期刊名称】《特种油气藏》
【年(卷),期】2003(010)0z1
【摘要】为提高克拉玛依油田九6区特稠油蒸汽吞吐后期及转蒸汽驱开发效果,进行了注蒸汽添加锅炉烟道气机理、地质参数敏感性、注采参数优化和经济评价等研究.研究结果表明:在适宜的油藏条件下,蒸汽加烟道气吞吐和蒸汽加烟道气驱比单纯的蒸汽吞吐和蒸汽驱效果都有明显的改善.蒸汽吞吐后期加锅炉烟道气可使该区吞吐周期延长2～4轮次,单井产量提高1459 t,采出程度提高7.02%;蒸汽驱过程中添加烟道气可使采出程度提高3.7%.
【总页数】3页(P59-60,63)
【作者】朱汇;常毓文;沈德煌;陈荣灿;霍进
【作者单位】中油勘探开发研究院,北京,100083;中油勘探开发研究院,北
京,100083;中油勘探开发研究院,北京,100083;中油新疆油田分公司,新疆,克拉玛依,834000;中油新疆油田分公司,新疆,克拉玛依,834000
【正文语种】中文
【中图分类】TE319;TE345
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1.H稠油油藏典型井组注蒸汽驱参数优化数值模拟研究 [J], 李珂;李允;赵场贵;周林
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稠油在不同气氛下高温分解产物研究摘要:为了研究稠油在不同气氛下的高温反应产物,研究了草桥稠油与水蒸气、二氧化碳、氮气在380℃条件下的产气量、产油量和焦沥青产量,分析了气相产物和油相产物的组成,研究了不同体系的高温反应机理。

实验结果表明:外在气体可明显减少气相产物和焦沥青的产量,而使油相产物增加。

水蒸气可与稠油发生水热裂解反应,产气量、焦沥青产量和气相中的H2S产量低于稠油-二氧化碳体系和稠油-氮气体系;二氧化碳可以抽提稠油中的轻质组分,焦沥青产量低于稠油-氮气体系。

这说明稠油在不同气氛下的高温裂解产物具有较大的差别。

关键词:稠油水蒸气二氧化碳氮气高温分解引言由于稠油的开发难度大,因此稠油的开发技术要求更高。

目前稠油的开采方法主要包括蒸汽吞吐、二氧化碳吞吐、氮气隔热助排技术、蒸汽辅助重力泄油法、表面活性剂法、微生物降粘法开采技术、两种或两种以上技术联用等[1]。

这些方法以注蒸汽等热力采油方法为主。

在注入蒸汽开采稠油的过程中,蒸汽与稠油及有机物之间发生7水热裂解反应[2～8],采出的稠油性质发生了一系列的变化,使稠油的饱和烃、芳香烃含量增加,胶质、沥青质含量降低,使采出稠油的黏度和平均分子量下降。

而二氧化碳吞吐开采稠油的过程中,二氧化碳溶解于原油中降低原油黏度,并使原油膨胀,改善油水密度比和流度比,以及一定的酸化作用和内部溶解气驱作用。

氮气隔热助排过程中,氮气与蒸汽同时进入地层,提高了地层压力,当油井开井生产时,氮气体积膨胀,注入地层中的氮气反向流入井内,使油水返排,起到助排的作用,从而增加了油井产量,并延长了有效期[10]。

在高温条件下,氮气、二氧化碳等气体与稠油之间除了这些物理变化外,是否发生了类似于水蒸气和稠油之间的化学反应,这需要深入的研究,因此本研究开展了高温下稠油与不同气体之间化学反应产物的分析。

1 实验1.1 实验仪器及材料所用实验装置见图1。

实验材料为草桥稠油(饱和烃31.0%,芳香烃30.9%,胶质35.4%,沥青质2.70%,70℃黏度为3448mPa·s),去离子水,CO2,N2等。

稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺研究稠油开采是指对稠油等高粘度原油进行开采和生产过程的总称。

由于稠油的高粘度和黏度大，常规的开采工艺难以适用，因此需要采用一些特殊的工艺来进行开采和生产。

蒸汽吞吐注汽工艺是目前广泛应用于稠油开采的一种方法，通过注入蒸汽来改善油田渗流条件，以提高原油采出率。

本文将对稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺进行研究和分析。

一、稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺概述蒸汽吞吐注汽工艺是一种通过注入蒸汽来降低原油粘度，改善储层渗透率，从而提高原油采出率的技术。

该工艺通常包括蒸汽注入、蒸汽吞吐和注汽三个阶段。

在蒸汽注入阶段，高压蒸汽通过井口注入到油藏中，使油藏内部温度升高，原油粘度降低；在蒸汽吞吐阶段，将注入的蒸汽压力降低，蒸汽由储层中的原油吞吐回来，同时带出部分原油；在注汽阶段，继续注入低压蒸汽，保持储层温度，达到稳产目的。

二、稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺原理1. 蒸汽注入原理蒸汽注入是将高温高压的水蒸汽通过井口注入到油藏中，将储层温度和压力升高，使原油粘度降低，改善油藏渗流条件。

同时蒸汽对原油的热量传导可以使原油的温度升高，粘度降低。

2. 蒸汽吞吐原理蒸汽吞吐是指在蒸汽注入后，降低注入蒸汽的压力，利用储层内部能量，使注入的蒸汽能够吞吐回来，并带出部分原油。

蒸汽吞吐的过程中，原油的渗透性和流动性得到显著改善，原油采出率增加。

3. 注汽原理注汽是指在蒸汽吞吐后，继续向油藏中注入低压蒸汽，以维持储层温度和压力，保持稳定的油田产能。

三、稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺的优势1. 提高采出率蒸汽吞吐注汽工艺可以有效改善储层渗流条件，降低原油粘度，提高原油采出率。

相比传统的稠油开采方法，蒸汽吞吐注汽工艺具有更高的采出率，可以更充分地开采稠油资源。

2. 降低开采成本蒸汽吞吐注汽工艺可以通过注入蒸汽来改善储层渗流条件，无需额外开采设备，降低了开采成本。

由于提高了采出率，可以降低单位原油开采成本。

3. 减少地面环境污染相比其他开采方法，蒸汽吞吐注汽工艺无需进行地面破坏性作业，降低了对地面环境的影响，减少了环境污染。

第３３卷第４期 辽宁石油化工大学学报 Vol．３３　No．４２０１３年１２月JOURNAL OF LIAONING SH IH UA UNIVERSITY Dec．２０１３文章编号：１６７２桘６９５２（２０１３）０４桘０１０９桘０４蒸汽吞吐机理数值模拟与正交试验分析魏超平（中国石化胜利油田分公司地质科学研究院，山东东营２５７０００）摘　要：　目前蒸汽吞吐是稠油开发中最常用的生产方法，其开采机理主要为地层能量驱动、原油加热降黏、加热改善油水相对渗透性、液体热膨胀和近井地带解堵。

但是，关于各种机理对蒸汽吞吐贡献的大小问题却鲜有论述。

利用油藏数值模拟软件，采用正交试验分析方法进行研究的结果表明，这五种机理对吞吐采收率的贡献从大到小的顺序为地层能量驱动、原油加热降黏、近井地带解堵、液体热膨胀和加热改善油水相对渗透性，并且前两者起决定性的作用，是蒸汽吞吐能否取得较高采收率的关键。

研究结果可指导设计人员高效地进行稠油油藏蒸汽吞吐开发设计，同时可指导研究人员利用数值模拟软件对蒸汽吞吐进行数值模拟。

关键词：　稠油；　蒸汽吞吐；　提高采收率；　油藏数值模拟；　正交试验中图分类号：T E３４５ 文献标志码：A doi：１０．３６９６／j．issn．１６７２桘６９５２．２０１３．０４．０２６Numerical Simulation of Cyclic Steam Stimulation ProductionMechanisms and Orthogonal Test AnalysisWEI Chaoping（Geoscience Research Institute o f Sheng li Oilfield Co．Ltd．，Dongying Shangdong２５７０１５，China）Received２８Au g ust２０１３；revised２０Se p tember２０１３；acce p ted２２November２０１３Abstract：　Cyclic steam stimulation（CSS）is currently the most common p roduction method in heavy oil reservoir．Its main mechanisms are formation elastic energy‐driven，crude oil viscosity reduction by heating，improvement of oil‐water relative permeability，liquid thermal expansion and plug removal of near wellbore area．But the contribution of the mechanisms of cyclic steam stimulation is rarely discussed．By using reservoir simulation software and orthogonal test analysis，how to realize CSS simulation was described by the current p opular thermal recovery numerical simulation software，and showed that the importance sequence of these five kinds mechanisms contribution on CSS recovery was as follows：formation elastic energy，crude oil viscosity reduction by heating，plug removal of near wellbore area，liquid thermal viscosity and improvement of oil‐water relative p ermeability．And the p revious two p layed a decisive role，which were the high recovery g uarantee of CSS．Research findings could g uide designers to efficiently design CSS in heavy oil reservoirs and to use simulation software for CSS．Key words：　Thick oil；Cyclic steam stimulation；EOR；Reservoir numerical simulation；Orthogonal testCorresponding author．Tel．：＋８６‐５４６‐８７１５４２０；e‐mail：chaopingwei＠１６３．com 蒸汽吞吐又名周期循环注汽，是将高温高压湿蒸汽注入油层，对油井周围油层加热，焖井换热后利用油层能量进行降压开采的一种生产方法。

稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺研究
稠油开采是一种特殊的油气田开发方式，其中注汽是一种常用的油藏改造技术。

注汽工艺是指通过注入高温高压的蒸汽来降低原油的粘度，从而促进原油的流动，提高采油效果。

注汽工艺的研究对于稠油开采具有重要的意义。

注汽工艺主要包括蒸汽吞吐和蒸汽辅助重力排水两种方式。

蒸汽吞吐是指通过注入高温高压的蒸汽，使油藏内的原油受热膨胀，从而产生压力驱动，推动原油向井口流动。

蒸汽辅助重力排水则是在油藏底部注入蒸汽，蒸汽通过热量传递作用，使原油温度升高，粘度降低，从而实现原油的流动。

蒸汽吞吐工艺的主要特点是注汽量较大，压力和温度较高，适用于含沥青质的稠油开采。

蒸汽吞吐工艺的关键技术是确定合理的注汽参数，包括注汽压力、注汽温度、注汽量和注汽时间等。

合理的注汽参数可以提高原油的温度和压力，从而降低原油的粘度，使得原油能够流动。

注汽工艺的研究还需要考虑注汽周期和注汽延时等因素。

注汽周期是指注汽和放油的循环周期，一般来说，较长的注汽周期可以提高采油的效果。

而注汽延时是指注汽后需要一定时间才能达到最佳效果，不同地层和油藏具有不同的注汽延时时间。

注汽工艺的研究还需要考虑注汽方式和注汽井网的优化。

注汽方式包括单井注汽、多井注汽和井群注汽等方式，不同的注汽方式对于稠油开采有不同的效果。

注汽井网的优化可以提高注汽工艺的效果，包括井网的布置和井网的开采顺序等。

一、油田概况研究区域稠油油藏主要分布在南区及东区，油藏埋深840-960米，油层厚度10-20米，油藏边底水活跃。

稠油经过近二十年高效开发，井间汽窜以及蒸汽超覆造成的油层动用不均等问题成为制约油田开发的主要因素，同时，由于边底水影响，油田产量大幅下滑。

因此，如何提高注汽利用率，扩大油层加热带，对边底水油藏采取行之有效的控水措施，对油田采收率的提高具有重要意义。

二、氮气辅助蒸汽吞吐技术在注蒸汽开采稠油过程中，由于蒸汽与地下原油间密度差引起的重力分异作用和粘度差引起的粘滞指进，以及地层非均质性等因素，导致蒸汽超覆和汽窜现象，造成驱替波及系数小、采收率低。

若在稠油油藏注蒸汽的同时注入氮气，将会有效地改善蒸汽吞吐效果。

三、氮气压水锥技术1.作用机理其机理是利用油水粘度差，注入的氮气首先进入水锥，使其被迫沿地层向构造或油层下部运移，使水锥消失，并且降低油水界面。

同时，由于重力分异作用，氮气从油层底部向顶部运移，从而增加了一个附加弹性能量，延缓了油水界面的恢复。

2.数值模拟研究对于潜山底水油藏注氮气数值模拟研究主要开展了氮气不同粘度、不同注入量、不同注入速度研究。

室内评价认为，在注入氮气量相同条件下，当原油粘度降低时，油藏顶部含气饱和度逐渐增大;随着注入量增加，开采效果变好，当氮气注入量18.3×104m3时，油井开采效果最好，但氮气注入量再增加时，油井开采效果又随之变差;不同注入速度对油井的开采效果影响很小。

四、氮气泡沫调剖技术1.作用机理其机理是利用泡沫剂在地层大孔道中产生的泡沫来降低蒸汽的渗流能力，从而使注汽压力升高，迫使其后注入的蒸汽转向未驱替带，宏观上增大驱替体积，提高波及系数，同时，泡沫剂作为一种表面活性剂，能改善岩石表面的润湿性，提高驱油效率。

2.性能评价利用油田的油砂岩样、脱水原油及其模拟地层水，在室内对国内外几种泡沫剂进行了主要性能评价和筛选。

（1）发泡性及泡沫稳定性。

发泡性是指泡沫形成的难易程度和生成泡沫量的多少，以发泡体积衡量。

1 绪论在当今的世界石油生产中，除了为数不多的几个产油国，多数国家的常规开采已经到了中期或中后期，具体表现为开采难度加大，开采成本上升，产量递减。

为了今后的发展，世界上一些大的石油公司正在不断调整经营战略。

在我国也同样面临常规油后备储量严重不足的情况，在今后的若干年,原油的供需矛盾将会更加突出，在无法发现新的常规储量的情况下，动用稠油资源是缓解未来原油短缺的重要手段。

根据联合国培训研究署(UNITAR)1982年2月在第二届国际重油及沥青砂学术会议上提出的稠油定义：重质原油是指在原始油藏温度下脱气原油粘度为100~10000mPas，或者在大气压力下、15.6℃(60℉)时密度为：934一l000kg/m3,的原油；沥青砂油是指在原始油藏温度下脱气原油粘度超过10000mPas，或者在大气压力下、15.6℃(60℉)时密度大于1000kg/m3(小于100API)的原油。

有研究表明，除了南极洲外各大洲均蕴藏有十分可观的稠油。

全球己探明的稠油资源有3000亿吨以上的储量，仅加拿大就大约有400亿立方米的地质储量，委内瑞拉也是稠油十分丰富的国家。

而可供开采的稀油资源仅剩下1700亿吨，可见稠油将是21世纪的重要资源。

过去稠油开发主要集中在美洲大陆，近二十年来亚洲的稠油开发开始崛起。

上世纪八十年代初，我国的稠油资源才开始工业性开发，至2002年产量己达1300万吨，占全国原油产量的8%。

我国目前己经探明和控制的稠油储量约为20亿吨，主要分布在辽河、新疆、胜利和河南油田，大港、江汉等油田也有部分稠油。

仅中国石油天然气集团公司预测的稠油资源量就有198亿吨，已探明地质储量12亿吨,动用地质储量8亿吨。

经过20年的研究与实践，现已形成1000万吨以上的生产能力。

因此，经济高效的开发稠油对我国具有重要的现实和战略意义。

2000年初，世界上强化采油的日产量大约是36.6万吨，其中热力采油的日产量约为2.07万吨，约占强化采油的56.6%，可见稠油热采在强化采油中占的主导地位。