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稠油开采技术

稠油开采技术
集层非均质较严重； 5、含油饱和度较低，一般在60-70%； 6、油水系统较为复杂，大多具有边底水； 7、原油含气量少、饱和压力低。
第二节 稠油开采技术
2.1 蒸汽吞吐 2.2 蒸汽驱 2.3 火烧油层 2.4 SAGD
第二节 稠油开采技术
稠油开采方法
方法 热力开采技术 物理开采技术
机理 提高油层和井筒温 度，降低稠油粘度
第一节 稠油概述
3、稠油成因
稠油根据其原始来源的不同可分为原生和次生两类。目前发 现的绝大部分稠油都是次生成因的。次生稠油是指在原油的运移 和储存过程中经过稠变作用发生了次生变化，从而变稠的原油。 稠变作用：
① 蒸发分馏作用 ② 生物降解作用 ③ 边缘氧化作用 ④ 水洗稠变作用
总的来说，稠变作用就是原油中轻质组分在漫长时期里因上 述作用机制而损失，导致重质组分含量增高，原油变稠。
（2）焖井阶段 将蒸汽井关闭焖井，以便注入热量持续向井筒周围扩散，加热 油层，降低原油粘度。一般来说，焖井时间为2-7天。
（3）采油阶段 当焖井到一定时间后开井生产，当产量降低到经济极限产量时，停 止采油进入下一周期的注汽。
第二节 稠油开采技术 3、采油机理
（1）降低原油粘度，改善流度比。 （2）对于油层压力高的油层，油层的弹性能量在加热油层后也充分释放
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。
稠油分类 名称 普通稠油 特稠油 超稠油 (天然沥青)

稠油开采技术

稠油开采技术

这主要是由于高温高压蒸汽的热溶解作用和冲刷
作用，可以把井筒附近钻井颗粒等堵塞物溶解掉或
冲洗到底层深处去，使井筒附近渗透率提高。
3. 热膨胀作用。 原油受热产生体积膨胀，会把一部分原油从地 层孔隙中挤出，增加了驱替作用。 4. 气驱作用。 当向地层注蒸汽时，温度升高，原油当中的溶 解气即轻质组分被汽化并产生体积膨胀，形成溶解 气驱，使驱油能量增加。
力和蒸汽温度。
3. 饱和水、饱和蒸汽及蒸汽干度。当水沸腾汽化后， 汽化电水分子与回到水中的水分子数相等时达到动 态平衡，这种状态成为饱和状态。处于饱和状态的
蒸汽和水成为饱和蒸汽和饱和水。饱和蒸汽的体积
所占饱和水与饱和蒸汽体积之和的百分数成为蒸汽
干度。
4. 吞吐周期。是指从向油层注汽、焖井、开井生产
5. 重力驱作用增加。 蒸汽被逐日到地层以后，就会上升到地层顶部， 同时凝析液和被加热的原油靠重力作用流到井底被 采出，这时油层留下的空间又马上被蒸汽、水及从 冷带流入的原油充满。由于蒸汽不断注入蒸汽带中，
蒸汽带不断向垂向及横向发展，知道整个油层，原
油重力驱作用比注蒸汽前明显增加。
1. 蒸汽注入速度的影响。 当注入相同数量的蒸汽时，如果注入速度低， 由于热量散失会使储存在油层中的热能减少，油层 加热半径就小，受热降粘的可采出油量就减少。若 注入的速度高，可以减少热能的损失，则油层的加 热半径大，受热降粘的可采出油量就多，吞吐效果 好。但蒸汽注入速度要受注汽设备和地层压力的限 制，只能在允许的条件下尽可能提高蒸汽注入速度。
中国石油
由NordriDesign提供

1、稠油的概念
1.1稠油的基本特点 1.2影响稠油粘度的因素 2、稠油开采的方法 2.1稠油常规开采

“防砂与清砂、防蜡与清蜡、找水与堵水、稠油开采”教程PPT53页

“防砂与清砂、防蜡与清蜡、找水与堵水、稠油开采”教程PPT53页
“防砂与清砂、防蜡与清蜡、找水与 堵水、稠油开采”教程
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的

稠油开采技术

稠油开采技术

16
第二章
稠油主要开采技术
火烧油层燃烧示意图
17
第二章
注汽井 燃烧带
稠油主要开采技术
正向燃ห้องสมุดไป่ตู้时地层中的温度、含油 饱和度、含水饱和度大小示意图
结焦带 可动油带 生产井
空气
原始油带
脚趾
脚跟
火烧油层驱油示意图
18
第二章
稠油主要开采技术
火烧油层采油的特点
具有注蒸汽、热水驱的作用，热利用率和驱油效率更高，同时由于
焖井
开井 回采
7
第二章
50
稠油主要开采技术
峰值产量
日产油量 t
30
第一周期
常规采油 注蒸汽 注蒸汽
第二周期
注蒸汽
第三周期
10
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
33
35 月
蒸汽吞吐周期生产动态示意图
一般蒸汽吞吐周期可达6～10次。每个周期的采油期由几个月 到一年左右，每个周期内的产量变化幅度较大，有初期的峰值期， 有递减期，周期产量呈指数递减规律。
9
第二章
稠油主要开采技术
影响蒸汽吞吐开发效果的因素
10
第二章
稠油主要开采技术
蒸汽吞吐海上 平台制约因素
20
第二章
稠油主要开采技术
蒸汽驱
蒸汽驱开采是稠油油藏经过蒸汽吞吐开采以后接着为进一步提 高原油采收率的热采阶段。因为进行蒸汽吞吐开采时，只能采出各 个油井井底附近油层中的原油，井间留有大量的死油区，一般原油 采收率为10%～20% 。 采用蒸汽驱开采时，由注入井连续注入高干度蒸汽，注入油层

稠油开采技术

稠油开采技术
量低。 （3）我国大多数稠油含硫、石蜡及金属元素较低。 （4）稠油的粘度对温度敏感性很强，随着温度的升
高，原油粘度显著下降，如图1-1所示。 （5）稠油油藏大多数地层疏松，易出砂。
图1-1原油粘温曲线 稠油开采技术
（1）温度的影响 温度对稠油粘度影响很大，温度升高粘度下降。
目前国内外采用注蒸汽开采稠油，就是利用原油粘 度随温度变化这一特点进行。 （2）原油组分对粘度的影响
由NordriDesign提供
中国石油
1、稠油的概念 1.1稠油的基本特点 1.2影响稠油粘度的因素
2、稠油开采的方法 2.1稠油常规开采 2.1.1稠油深井泵掺活性水开采 2.1.2掺稀油降粘开采 2.1.3稠油掺热液（油、水）降粘开采 2.1.4稠油大井眼开采
2. 2热力开采稠油 2.2.1蒸汽吞吐开采稠油
稠油中由于轻质组分含量低，而胶质、沥青质 含量高，使稠油粘度高、密度大，稠油之所以稠， 其根本原因就在于此。
（3）压力和溶解气量大影响 当油层压力低于饱和压力时，溶解在原油中的
天然气开始分离出来，使原油粘度上升，因而，压 力越高原油中溶解天然气量就越多，则粘度相应的 越低，在大多数稠油油藏，所溶解的气量都比较低， 因此其粘度相应较高。 （4）原油乳化对粘度的影响
蒸汽干度是衡量蒸汽含热量的指标，蒸汽干度 越高，单位蒸汽量所含热量就越多，为了保证油层 有足够的热能来降低原油粘度，要求井底蒸汽干度 达到50%以上。
2. 焖井 焖井是指注汽油井停注关井，使蒸汽的热量与
底层充分进行热交换的过程，一般2～7天，使注入 热量分布尽可能均与。
3. 饱和水、饱和蒸汽及蒸汽干度。当水沸腾汽化后， 汽化电水分子与回到水中的水分子数相等时达到动 态平衡，这种状态成为饱和状态。处于饱和状态的 蒸汽和水成为饱和蒸汽和饱和水。饱和蒸汽的体积 所占饱和水与饱和蒸汽体积之和的百分数成为蒸汽 干度。 4. 吞吐周期。是指从向油层注汽、焖井、开井生产 到下一次注汽时的一个完整过程叫一个吞吐周期。

稠油开采技术

稠油开采技术
特殊油气藏开采技术
第一节 稠油油藏概述
1.1 稠油的定义、分类标准及根本特征 1.2 稠油油藏一般地质特征 1.3 稠油原油物性特征
特殊油气藏开采技术
第一节 稠油油藏概述
、稠油油藏一般地质特征 1.2.1 中国稠油油藏成因及其分布特点
1、稠油油藏成因 稠油油藏的形成主要受盆地后期构造抬升活动、细菌生物降解作
沥青砂油是指在原始油藏温度下脱气原油粘度超过 10000mPa·s，或在15.6℃〔60℉〕及大气压力下密 度大于1000kg/m3〔小于10ºAPI〕的原油；
将上述以外的原油分类为中质原油和轻质原油。
特殊油气藏开采技术
第一节 稠油油藏概述
、稠油的定义、分类标准及根本特征 1.1.2 稠油的分类标准
中国稠油分类标准表〔刘文章〕
稠油分类
主要指标
辅助指标
名称
类别
I
普通稠油 亚类 I-1 I-2
粘度(mPa·s)
50①(或100)~10000 50①~150① 150①~10000
密度(20℃),kg/m3 >9200 >9200 >9200
特稠油
II
超稠油
(天然沥青)
III
10000~50000 >50000
通常将粘度高、相对密度大的原油称为稠油，即高粘 度重质原油。
国际上称稠油为重质原油〔Heavy Oil〕，对粘度极 高的重油称为沥青〔Bitumen〕或沥青砂油〔Tar Sand Oil〕。
由于国际上原油价格是按质论价的，相对密度大的原 油轻质馏分少，价格低，因此传统方法对重质特原殊油油气的藏分开采技术
特殊油气藏开采技术
第一节 稠油油藏概述
、稠油油藏一般地质特征 1.2.2 稠油油藏类型

第四节-稠油及高凝油开采技术

第四节-稠油及高凝油开采技术

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
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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。

稠油开采技术

稠油开采技术

辽河高升 0.94-0.96 新疆风城 0.9656 Athabasca 1.015 加拿大 Cold Lake 0.994 Peace River 1.026 Jobo 1.02 委内瑞拉 Laguna 0.989 美国 Tar Sand Triangle 0.92 马达加斯加 Remolanga 0.99
7
特殊油气藏开采技术
第一节 稠油油藏概述 1.1、稠油的定义、分类标准及基本特征 1.1.2 稠油的分类标准
中国稠油分类标准表（刘文章）
稠油分类 类别 名称 I I-1 普通稠油 亚类 I-2 II 特稠油 超稠油 III (天然沥青) 主要指标 粘度(mPa· s) 50 (或100)~10000 50①~150① 150①~10000 10000~50000 >50000
1、稠油的一般特性 ④ 稠油中含有稀有金属
⑤ 稠油中石腊含量一般比较少
⑥ 同一稠油藏，原油性质在垂向上和平面上大多具有一
定差异
⑦ 稠油的粘度对温度很敏感，随着温度增加稠油粘度急 剧下降
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特殊油气藏开采技术
第一节 稠油油藏概述 1.1、稠油的定义、分类标准及基本特征 1.1.3 稠油的特征
1、稠油的一般特性
1、稠油的一般特性 ① 稠油中的胶质和沥青含量高，轻质组分少
中国主要稠油油藏原油中轻质组分含量一般仅10%左右，而 沥青和胶质含量一般在25－50%之间
② 稠油粘度随原油密度增加而增加 ③ 稠油中的S、O、N等原子含量较多
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特殊油气藏开采技术
第一节 稠油油藏概述 1.1、稠油的定义、分类标准及基本特征 1.1.3 稠油的特征
油。 国际上称稠油为重质原油（Heavy Oil），对粘度极高的重油称 为沥青（Bitumen）或沥青砂油（Tar Sand Oil）。 由于国际上原油价格是按质论价的，相对密度大的原油轻质馏分 少，价格低，因此传统方法对重质原油的分类是采用相对粘度或API 重度来表征。
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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
第一节 稠油概述
1.3、稠油的基本特征
1、稠油的组成物性
第一节 稠油概述
1.2、稠油定义及分类标准
稠油，在国际上又被称为重油，是非常规石油的统称。不同的国 家有自己的习惯用法，如加拿大将重油和天然沥青统称为油砂；我国 则习惯将重油称为稠油，根据稠油的粘度，将其分为普通稠油、特稠 油、超稠油；石油地质界将其称为重质油，将天然沥青称为焦油砂或 油砂，将重油及油砂分开研究。
① 稠油粘度的温敏特性 通常稠油温度升高10℃，其粘度会降低一半（热采法开采稠
油的关键依据）。 ② 稠油的蒸馏特性
即当温度升高到或大于初馏点（原油开始气化时的最低温度） 时，原油中的轻质组分分离为气相，而重质组分仍保持为液相。 在有蒸汽存在时，相同温度下馏出的气相量将大大增加（蒸汽驱 提高稠油采收率的重要机理之一）。
第一节 稠油概述
③ 稠油的热裂解特性 指当温度升高到一定程度以后，稠油中的重质组分将裂解
成焦炭和轻质组分（甲烷、乙烷、丙烷等气体及轻质油）。热裂 解生成的轻质组分可改善驱油效果。 ④ 稠油的热膨胀特性
稠油热采过程中，油层温度大幅度上升，升高到200℃以上 后，原油、水及岩石体积受热膨胀，将产生显著地驱油效果。
集层非均质较严重； 5、含油饱和度较低，一般在60-70%； 6、油水系统较为复杂，大多具有边底水； 7、原油含气量少、饱和压力低。
2.1 蒸汽吞吐 2.2 蒸汽驱 2.3 火烧油层 2.4 SAGD
第二节 稠油开采技术
稠油开采方法
方法 热力开采技术 物理开采技术
机理 提高油层和井筒温 度，降低稠油粘度
第二节 稠油开采技术
1、基本概念
吞吐周期——指蒸汽吞吐生产阶段，从注汽开始到焖井、开井生产直到极 限产量关井为止的全过程。
第一节 稠油概述
1.1 稠油资源概述
稠油资源潜力巨大，约占全球剩余石油资源的70%以上。全球 共有稠油盆地192个，地质储量约为4884×108t。
第一节 稠油概述
全球石油资源“西稠东稀”，绝大部分稠油资源集中在10个主要 的含稠油盆地中。西半球拥有约69.3%的稠油和约82%的天然沥青 （东委内瑞拉盆地集中了全球约90%的超稠油，储量高达1809×108t， 加拿大的艾尔伯塔省则集中了全球约81%的可采天然沥青）。
第一节 稠油概述
中国稠油资源丰富，预计稠油资源约为226×108t，天然沥青资 源的潜力更大，主要分布于东部的渤海湾盆地和西部的准噶尔盆地。
第一节 稠油概述
2020年后我国石油 消费量会达到5.63亿吨 以上。2020-2030年石油 年产量预计为1.8亿吨， 对外依存度将达70%。
稠油资源量大，动 用程度低，在未来石油 产量中占比会显著提高。
稠油开采技术
稠油定义分类？ 稠油为什么稠？ 稠油怎么形成的？ 稠油开采技术有哪些？
主要内容
第一节 稠油概述
1.1 稠油资源概述 1.2 稠油定义及分类标准 1.3 稠油的基本特征
第二节 稠油开采技术
2.1 蒸汽吞吐 2.2 蒸汽驱 2.3 火烧油层 2.4 SAGD
1.1 稠油资源概述 1.2 稠油定义及分类标准 1.3 稠油的基本特征
井过深、地温过高油藏不能适用， 并且菌种的培养和筛选较困难
第二节 稠油开采技术
国内外稠油开采技术应用现状
第二节 稠油开采技术
过程：向油层注入一定量的高温蒸汽，关井焖一段时间，待蒸 汽的热量向油层扩散后，再开井投产。
生产过程：
第二节 稠油开采技术
产注 焖油汽 井 蒸汽带
热水带 冷油带 蒸汽吞吐一周期示意图
③ 稠油油藏与常规油藏具有一定共生关系。 由凹陷向边缘，常规油藏渐变为稠油油藏；由深至浅，常规油 藏变为稠油油藏。
第一节 较多； 2、油藏埋藏较深； 3、储集层以粗碎屑岩为主，砂岩体类型多，油层胶结疏松； 4、储层物性较好，具有高孔隙度、高渗透率的特点，但储
物理原理 (超声波、电磁)
特点（优、缺点）
普遍采用，对于粘度较大的 特超稠油效果十分有限
理论上可行,但由于成本和其它方 面的原因,还没有用于工业化生产
化学开采技术 生物开采技术
乳化降粘 油溶性降粘
利用微生物的菌蚀 作用，使稠油降解
工艺简单、成本低；对汽窜、油藏 比较薄的油层有好的效果，且有利 于储运和集输，降粘剂普适性不强
第一节 稠油概述
3、稠油成因
稠油根据其原始来源的不同可分为原生和次生两类。目前发 现的绝大部分稠油都是次生成因的。次生稠油是指在原油的运移 和储存过程中经过稠变作用发生了次生变化，从而变稠的原油。 稠变作用：
① 蒸发分馏作用 ② 生物降解作用 ③ 边缘氧化作用 ④ 水洗稠变作用
总的来说，稠变作用就是原油中轻质组分在漫长时期里因上 述作用机制而损失，导致重质组分含量增高，原油变稠。