火烧油层开采技术

22/88
三、国内外典型火驱矿场实例分析
1、概述
加拿大的主要火驱项目（2019年）
经营者
油田
省
开始 时间
面积 生产 注入 φ 英亩 井数 井数 ％
K 深度 md ft
μ cp
以前生 起始饱 产方式 和度,％
EOR 产量
bbl/d
Crescent Point 能源 Battrum 萨克彻温 10/66 4920 82 25 26 126 2900 70 一次采油 66 3200
9/88
二、火驱关键技术
1、点火工艺（ignition）
氧 气
稠油
相
对
轻质油
消
耗
速
率
0 100 200 300 400 500 600 700
温度，℃ 稠油与稀油在不同温度区间的氧化反应耗氧速率
10/88
℃/min ℃
二、火驱关键技术
1、点火工艺（ignition）
温 度 ，
温 升 速 度 ，
时间，min
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三、国内外典型火驱矿场实例分析
2、胜利油田郑408块火驱先导试验
（2）开发历史 王庄油田郑408块Es32开发曲线
弹性开采
常规注水
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三、国内外典型火驱矿场实例分析
2、胜利油田郑408块火驱先导试验
（2）开发历史
油墙
剩余油区
氧气饱和度 P 压力
含油饱和度
So
Sw
含水饱和度
温度
T
压力梯f（度dP/dx）
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一、火烧油层采油机理
1、干式燃烧(dry forward combustion)
新疆油田红浅-1井区火驱三维物理模拟实验

火烧油层机理及研究成果一、火烧油层技术1.1火烧油层定义1.1.1 开采机理火烧油层又称火驱或层内燃烧法，即在一口或数口注气井（又称火井）中点燃油层后，通过不断向油层注入适量氧化剂（空气或富氧气体）助燃，形成径向移动的燃烧前缘（又称火线）。

火线前方的原油受热降粘、蒸馏，蒸馏后的轻质油、汽与燃烧烟气被驱向前方，留下未被蒸馏的重质组分在高温下产生裂化、分解，最后剩下的裂解产物（本文也称其为副产物）—焦炭作为火烧油层的燃料，维持油层继续向前燃烧；在高温下，油层水（包括束缚水）、注入水及燃烧生成水，变成蒸汽，携带大量的热量传递给前方油层，并再次洗刷油层原油。

这样便在地下油层内形成一个多种驱动机制并存的复杂过程，各种机制共同作用，最终把原油驱向生产井。

根据油层温度和含油饱和度分布，将油层划分为六个不同区带，已燃区、燃烧带、结焦带、蒸发( 裂解、蒸馏) 区、轻质油带、富油带和未受影响区。

物理化学反应主要集中在蒸汽区（热蒸馏），结焦区（高温热裂解），燃烧区（高温氧化）。

根据火烧油层反应温度的不同，火烧油层过程可以分为低温氧化和高温氧化反应过程。

一般情况下，油田在实施火烧油层时必须连续监测分析产出气，以确保火驱处于热裂解（高温氧化）燃烧状态1.1.2 火烧油层技术分类火驱技术按注入空气方向和燃烧前缘的移动方向可以分正向燃烧和反向燃烧，前者注入空气与燃烧前缘移动方向相同，故称为正向燃烧；后者空气流动方向和燃烧前缘移动方向恰好相反，故称为逆向燃烧或反向燃烧；正向燃烧按注入空气中掺水与否又分干式正向燃烧和湿式正向燃烧。

在直井网火驱的基础上，将重力泄油理论与传统的火驱技术结合开发出了利用水平井进行火驱的技术( COSH) 和垂直井或者水平注入井与水平生产井结合的“脚尖到脚跟”的火驱技术( THAI) 。

将水平井技术应用于火驱采油，扩大了火驱技术的应用范围，既没有原油黏度的限制，又可以有效减缓火驱气窜速度，降低了操控难度和风险。

塑 墅
文 章 编 号 ：１０ ０ ６—６ ３ （０ １ ０ ０ ０ 一Ｏ ５ ５ ２ １ ）６— ０ １ ５
火 烧 油 层 技 术 综 述
．
张方 礼
盘锦 １４ １ ） ２ ００
（ 中油辽河油 田公 司 ， 辽宁
摘要 ： 国 内外火烧 油层技 术文献调研 的基础上 ， 在 结合辽 河油 田近 几年 火烧 油层物理 模拟 、 数
１ 火驱开采原理及特点
火 驱 就是 利 用地 层 原 油 中 的重 质组 分 作 为燃 料， 利用 空气 或 富氧 气 体 作 为助 燃 剂 ， 取 自燃 和 采 人 工点火 等 方法使 油层 温度 达到原 油燃 点 ， 连续 并 注入 助燃 剂 ， 使油 层 原 油 持续 燃 烧 ， 烧 反应 产 生 燃
物性差异 大， 渗透率 为 ２０×１ ～ ～ ０ ０ ０ ３０ ０×１ 。 ０
ｍ； 原油 黏度 跨度 大 ， １０—１×１。 Ｐ ｓ 目 为 ０ ０ｍ ａ・ 。 前 主力 稠 油 区块 历 经 近 ３ 蒸 汽吞 吐开 采 ， ０ａ的 可 采储 量 采 出程 度 达 到 ８ ％ ， ０ 已经 进 入 蒸 汽 吞 吐 开
于驱动原油向生产井流动 ， 并从生产井采 出。火驱
的燃料 通 常认 为 是 热 裂解 反 应 过 程 中沉 淀 在 矿物 基 质上 的类 焦炭 物 ， 主要 机 理是 高 温 裂解 、 气体 驱 动 和加 热 降黏 。
稠 油 的燃烧 过程 分为低 温 氧化 、 料沉积 和燃 燃
Ｆｒｆ ｏ ） 称火 驱 采 油 技 术 ， 中简 称 “ 驱 ”， ｉｌ ｄ 又 ｅｏ 文 火 是 最早 开展 的热 采技 术之 一 ， 是一种 有 效 的提高 采 收率技 术 。该 技术 适 用 范 围广 ， 既适 合 一 次 采 油 后 期 高 含 水 油 也

第 三 节
第 四 节
第 五 节
返回目录
第一节 蒸汽吞吐采油
图3-6 不同吞吐周期含水变化曲线
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第一节 蒸汽吞吐采油
第
一
节
三、蒸汽吞吐开采增产机理
第
二
节
蒸汽吞吐是一种单井增产作业措施，其增产机
第
三 节
理比较复杂，蒸汽吞吐采油的机理主要有如下几方
第 四
面：
节
第 五 节
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第一节 蒸汽吞吐采油
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第一节 蒸汽吞吐采油
第 2、焖井阶段
一 节
焖井是指注汽完成后停注关井，使蒸汽的热量与地层充
第 分进行热交换的过程。油井注汽后，为了使蒸汽的热量与地 二 层充分进行热交换，使热量进一步向地层深处扩散，扩大加 节 热区域，同时也使井筒附近地层的温度比注汽时降低一些，
第 必须进行焖井。焖井时间的长短也是影响蒸汽吞吐效果的重
二 节
蒸汽温度TS和油层原始温度Tf之间；热水带后面是冷水带，
第 温度接近油层温度Tf，冷水带后面是含油油层，处于原始状
三 节
态。由于每个带的压力及温度差，促使流体不断地向前推
第 进，在一般正常的注热速度下蒸汽带和热水带都逐渐扩大，
四 而冷水带相对增长缓慢，其体积要比热水带小得多，因而一
节
般计算时将热水带与冷水带看作一个热水带，其前缘温度等
节
方法，该方法是指在一定时间内向油层注人一定数量的
第
四 高温高压湿饱和蒸汽，关井一段时间使热量传递到储层
节
第 和原油中去，然后再开井生产，注人的热使原油粘度大
五 大降低，从而提高了油井中原油的流动能力，起到增产

（３）稠油 中含 蜡量 少 、凝 固点低
火烧 油层 技术 虽然 驱 油效果 较好 ，但其 有诸 多 技术 难 点 ：
（４）稠油组分 中胶 质 、沥 青质含量高 ，轻 质馏 分含量低
无 法控制 地 下真实燃 烧状 态 ；对燃 烧 带前缘 的调 整与控 制 ；点
（５）原 油含气量少 、饱 和压力
ＳＡＧＤ技 术全称 蒸 汽辅 助重 力泄 油技 术 ，在 实施 上第 一种 在 靠 近油 藏 的底 部 钻一 对 上 下平 行 的水 平 井 ，上面 水 平井 注 汽 ，下 面水平井 采油 ；第 二种是 直井 与水 平井组 合 ，在油藏 底部 钻一 口水 平井 ，在其 上方钻 一 口或几 口垂直 井 ，垂直 井注汽 ，水
１稠 油 简 介
（又称 中点燃 油层后 ，通过 不断 向油层注 入适量 氧化剂 （空 气或
１．１稠 油 的分 类
富氧 气体 ）助燃 ，形成径 向移 动的燃烧前缘 （又称 火线 ）
稠 油 的分类 既影 响着油 藏 的划分 和 评价 又决 定 着油 藏开
施工 区域 油 层划分为 六个不 同 区带 ，已燃 区、燃烧 带 、结焦
摘 要 ：介 绍 了稠 油 的 特 点 ，分 布 及 国 内 外 主 流 的 稠 油 开 能 力 ，开 采过程 中地 层压 力下 降 ，溶解 气开始析 出膨胀 ，形 成泡
发技 术。稠 油开发技 术主要 有 热采技术 ，冷采技 术 ，火驱技 术 ， 沫 油 ，一方 面减 小 了原 油流 动的 阻力 ，另一方 面溶 解 气析 出成
采设备 和开采 方式 的选择 ，国外 比较 常用 的分类标 准有委 内瑞 带 、蒸 发区 、轻 质油带 、富油 带和未 受影响 区 。物理 化学 反应主

稠油热采技术探析或者浅谈稠油热采技术摘要：依据稠油油田的特点，采取加热的方式，降低稠油的粘度，提高油流的温度，满足稠油油藏开发的条件。

热力采油技术措施是针对稠油油藏的最佳开采技术措施，经过油田生产的实践研究，采取注蒸汽开采，蒸汽吞吐采油等方式，提高稠油油藏的采收率。

关键词：稠油热采；工艺技术；探讨前言稠油热采工艺技术的应用，解决稠油油藏开发的技术难题，达到稠油开采的技术要求。

稠油热采可以将热的流体注入到地层中，提高稠油的温度，降低了稠油的粘度，达到开采的条件。

也可以在油层内燃烧，形成一个燃烧带，而提高油层的温度，实现对稠油的开发。

为了满足油田生产节能降耗的技术要求，因此，稠油开采过程中，优先采取注入热流体的方式，达到预期的开采效率。

1稠油热采概述稠油具有高粘度和高凝固点，给油田开发带来一定的难度。

采取化学降粘开采技术措施，应用化学药剂的作用，降低了油流的粘度，同时也会导致油流的化学变化，影响到原油的品质，因此，在优选稠油开采技术措施时，选择最佳热采技术措施，进行蒸汽驱、蒸汽吞吐等采油方式，并不断研究热力采油配套技术措施，节约稠油开发的成本，才能达到预期的开采效率。

2稠油的基本特点2.1稠油中胶质与沥青含量比较高，轻质馏分含量少稠油含有比例极高的胶质组分及沥青，轻质馏分比较少，稠油的黏度和密度在其中胶质组分及沥青质的成分增长的同时也会随之增加。

由此可见，黏度高并且密度高是稠油比较突出的特征，稠油的密度越大，其黏度越高。

2.2稠油对温度非常敏感稠油的黏度随着温度的增长反而降低。

在ASTM黏度-温度坐标图上做出的黏度-温度曲线，大部分稠油油田的降黏曲线均显现出斜直线状，这也验证了稠油对温度敏感性的一致性。

2.3稠油中含蜡量低。

2.4同一油藏原油性质差异较大。

3稠油热采技术的现状针对稠油对温度极其敏感这一特征，热力采油成为当前稠油开采的主要开采体系。

热力采油能够提升油层的温度，稠油的黏度和流动阻力得到了降低，增加稠油的流动性，实现降黏效果，从而使稠油的采收率变高。

m─粘性特征参数。
蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术
SAGD的产油速度预测
➢ 兴Ⅵ组为块状超稠油油藏 ➢ 油层顶部埋深770－800 m ➢ 油层发育，最大油层厚度103.5 m，平均46.8 m
平面上大于40 m的厚油层连片稳定分布 ➢ 平均孔隙度26.6% ➢ 平均渗透率为1062×103 μm2 ➢ 初始地层压力7.8 Mpa ➢ 初始油层温度38℃ ➢ 初始含油饱和度65~70% ➢ 20℃下的原油密度为0.9974－1.003 g/cm2 ➢ 50℃时脱气原油粘度为80000－160000 mPa·s
一般油藏都存在有底水。底水的存在会降低SAGD过程 的原油采收率，但总的来说，影响并不大。这是因为在 SAGD生产过程中，蒸汽压力是稳定的，且水平井采油的生 产压差很小，不会引起大的水锥，油水界面基本保持稳定。
蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术
蒸汽辅助重力泄油(SAGD)影响因素
累积采油(104t)
稠油SAGD技术及其应用
一、超稠油蒸汽辅助重力泄油技术 二、水平井及复合井技术 三、改进的火烧油层技术
国外稠油开采新技术技术术 三、改进的火烧油层技术
蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术
蒸汽辅助重力泄油（SAGD) 是以蒸汽作为热源，依靠沥青 及凝析液的重力作用开采稠油。它可以通过两种方式来实现， 一种方式是在靠近油层底部钻一对上下平行的水平井，另一 种方式是在油层底部钻一口水平井，在其上方钻多口垂直井。 蒸汽由上部的注入井注入油层，注入的蒸汽向上及侧面移动， 加热降粘的原油在重力作用下流到生产井。随着原油的采出， 蒸汽室逐渐扩大。
生产井排液速度与注汽速度 之比(采注比)必须大于1.2， 最好达到1.5
蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术

气 驱 液化石油气驱 烟道气驱 N2驱
易混相，效果好，但受CO2资源限制。
较易混相，效果好，但受成本资源限制。
不易混相，效果较好，但受地域限制。
难以混相，油藏要求条件高，效果较好，资源丰富，
无污染，无腐蚀，易于推广。
按气源分类
11
气驱
1、CO2驱
基本概念 CO2驱是把CO2注入油层提高采收率的技术，CO2既能油藏提高采收率又能实 现碳埋存和保护环境。 基本机理 使原油膨胀、降低原油粘度、改变原油密度、对岩石起酸化作用、压力下 降造成溶解气驱。
微生物采油
3
化学驱油
化学驱就是通过向油藏注入水中加入一定的化学剂， 以改变驱替流体的性质及驱替流体与原油之间的界面性质 ，如降低界面张力、改善流度比等，提高采收率的一种驱
油方法。
化学驱
聚合物驱
表面活性剂驱
碱驱
三元复合驱
4
化学驱油
1、聚合物驱
聚合物水溶液 增加水相粘度 降低水相渗透率 改善流度比 提高波及系数
氮气驱主要有以下几方面应用：
（1）重力稳定驱替； （2）开采凝析气田；
（3）用来驱替CO2、富气或其它溶剂段塞。
用烟道气提高原油采收率的效果介于二氧化碳和氮气之间。由于含有 CO2，因此它具有与CO2类似的改变油流特性的机理，此外，还具有氮气驱 油的优点。烟道气用于重质油藏，其采收率高于注氮气。
14
合后注入地层，达到提高采收率目的的一种化学驱技术。
三元复合驱中碱、聚合物和表面活性剂之间有协同效应，不仅可以 增大驱替液的粘度提高波及体积，而且还可以降低油水界面张力提高驱 油效率，进而大幅度提高采收率。 优缺点 （1）优点：①三元复合驱试剂中碱比较廉价，成本低；②具有很 强的驱油能力； ③能够改善油层的吸水界面；④降低表面活性剂的吸 附量。 （2）缺点：①容易腐蚀设备及其结构；②容易造成粘度损失和乳 化作用；③对于采出液处理方面存在缺陷，容易造成管道腐蚀，尤其是 强碱。

稠油火驱开采技术分析稠油是一种粘度较高的油藏，采收难度大，成本高，一直是石油开采领域的难题。

稠油火驱开采技术是一种通过注入燃烧气体来降低油藏粘度，提高采收率的成熟技术方案。

本文将对稠油火驱开采技术进行分析，探讨其原理、优势和发展趋势。

一、稠油火驱开采技术原理稠油火驱开采技术是利用火烧油藏的原理，通过注入高温高压的空气或氮气等燃烧气体，使稠油在高温环境下降解成轻质烃物质，从而降低油藏的粘度，提高油藏的可采收性。

在火驱过程中，燃烧气体和油藏中的油组分发生燃烧反应，产生大量热量，使油藏产生高温高压环境，从而促使稠油的流动性提高，便于开采。

二、稠油火驱开采技术优势1. 降低油藏粘度稠油火驱开采技术通过高温燃烧，能够显著降低油藏的粘度，提高稠油的流动性，从而提高采收率。

2. 提高采收率火驱技术能够使油藏产生高温高压环境，改变油藏物性，提高油藏可采收性，从而提高采收率。

3. 减少能源消耗火驱技术无需外部能源，通过燃烧产生热量，能够减少外部能源的消耗，降低开采成本。

4. 环保火驱技术不需要外部添加化学剂，不会产生污染物，对环境影响小，具有较好的环保效益。

5. 适应性强火驱技术适用于不同类型的稠油油藏，如高粘、高硫、高密度等类型的稠油，具有较好的适应性。

三、稠油火驱开采技术发展趋势在稠油火驱开采技术的发展过程中，随着技术的改进和油价的上涨，该技术已经取得了很大的进展，并且在一些特定的稠油油田已经得到了成功应用。

未来，稠油火驱技术在以下几个方面有望实现进一步的发展：1. 技术优化随着火驱技术的不断研究和改进，未来将会有更多的技术创新和优化措施出现，例如改进火驱气体的成分、注入方式、注入速度等，进一步提高火驱效果。

2. 多学科交叉应用在稠油火驱开采技术的研究中，将进一步加强多学科的交叉应用，结合地质、化工、机械等专业知识，在油藏形成、气体驱替、燃烧机理等方面进行深入研究，为火驱技术的进一步发展提供更加全面的支持。

3. 新型火驱技术除了传统的火驱技术外，未来将会有更多新型的火驱技术出现，如微火驱、低温火驱等，进一步提高火驱技术的灵活性和适应性。

［ ２ 】孙 明磊， 史军， 于莉萍．草 南 ９ ５ － ２井组火烧 油层矿场试验研究
【 Ｊ 】 ． 海洋 石油， ２ ０ ０ ５ ， （ ０ １ ）．
【 ３ 】陈军斌， 尚述琴， 周芳德 ，张荣军． 火烧油层驱 油特征的参数敏
感性分 析 【 Ｊ 】 ． 应用力学学报 ， ２ ０ ０ ３ ， （ ０ １ ） ． ［ ４ 】何 勇明， 王允诚， 王厉 强， 郭子义． 稠油 油藏 污染井产能模型及 压裂增 产模型研 究 ［ Ｊ 】 ． 石油钻探技 术， ２ ０ ０ ６ ， （ ０ ２ ） ． 【 ５ 】蔡文斌， 李友平， 李淑兰， 谢志勘， 白艳丽． 胜利油田火烧 油层现 场试验 【 Ｊ ］ ． 特种油气藏， ２ ０ ０ ７ ， （ ０ ３ ） ． ［ ６ 】贾丽华， 王胜， 孙 宝泉． 紫外分光光度 法测定火烧 油层含 油饱和
粘度是改善开发效果的关键因素之一。 通过分析认为，该块油广和应用 ， 下步可以考虑在类似区块进一步进行实验性研究 。
度［ Ｊ 】 ． 江汉石油职工 大学学报， ２ ０ １ ０ ， （ ０ ２ ） ．
四 、结
论
因此社 区电子政务必须拓展多元化信息渠道 ， 通过数字电视 、 无线上网 、 短信平台、微信互 动平台等工具实现社区电子政务的公共服务。社区电 子政务还要与网络服务商携手，拓宽社区电子政务的服务范 围，提供更
（ ２ ） 纵向上各油层之间要具有较好 的隔层分布 ， 这样可 以把注入空
气限制在产层 中， 避免纵向上气窜 ， 利于维持高温燃烧模式。 （ ３ ） 原始含油饱和度和剩余油饱和度越高越好 ， 利于经济开采油藏。
（ ４ ） 目前地层压力相对较低， 可降低地面注 入 设备投资及运行成本。 （ 二） 火烧油藏在欢喜岭油田应用前景分析 通过实验区实验效果的分析，认为火烧油藏技术在欢喜岭油田有很 大的发展空间 ， 适合于欢喜岭油田的很多稠油油藏的特点 ，以杜 ８ １ ３油 藏为例，杜 ８ １ ３南块为欢喜岭采油厂唯一的超稠油区块 ，由于原油物性 差 ，开采难度较大。开发 中出现吞吐周期 短 、 油井注汽干扰现象严重 、 井下技术状况差等一列些问题 ， 制约 了区块整体开发水平提高。为了能

监测与控制阶段
数据采集与分析
效果评估
采集并分析燃烧过程中的数据，如温度、 压力、流量等，以便了解燃烧状态和效果 。
根据采集的数据，评估火烧油层的效果， 如燃烧效率、油层渗透率变化等。
参数调整
安全监控
根据效果评估结果，对燃烧参数进行调整 ，优化火烧油层效果。
对燃烧过程进行安全监控，确保燃烧过程 的安全与稳定。
通过引入火烧油层技 术，实现大幅度提高 采收率的目标。
案例三
某复杂油田具有多夹层、高含 水等特点，开采难度较大。
火烧油层技术在该油田的应用 面临燃烧控制难度大、夹层水 处理等技术挑战。
通过技术创新和工艺优化，成 功实现火烧油层技术的有效应 用，提高采收率。
1.谢谢聆 听
火烧油层技术是一种将地下石油资源通过高温燃烧方式进行 开采和处理的技术。它通过向油层注入空气或氧气，并点燃 油层，利用高温燃烧产生的热量将石油从油层中驱出，并通 过集输系统进行收集和处理。
火烧油层技术的原理
火烧油层技术的原理概述
火烧油层技术的原理是利用高温燃烧产生的热量将油层中的石油进行加热和汽 化，使其从油层中驱出，并通过集输系统进行收集和处理。
01
02
03
难采油藏开发
对于一些难采的油藏，火 烧油层技术将是一种有效 的开发方式，能够提高采 收率。
提高采油效率
火烧油层技术能够提高采 油效率，缩短开采周期， 降低开采成本。
环境保护
火烧油层技术能够减少对 环境的污染，特别是在一 些敏感地区，该技术将有 助于保护环境。
如何推动火烧油层技术的发展
加强科研投入
02 火烧油层技术的实施步骤
准备阶段
资料收集
1.A 收集关于油层的地质、气态 等数据。

火烧油层采油技术综合论述作者：赵迪来源：《科学与财富》2020年第02期摘要：本文结合实际，对火烧油层采油技术综合实践要点进行分析。

首先阐述了火烧油层采油技术基础条件，其次在论述火烧油层采油技术的化学机理的同时，对它的应用领域进行分析，希望论述后，可以给相关工作人员提供一点帮助。

关键词：火烧油层;采油技术;综合论述0前言火烧油层通常也被叫做是“火驱”，该技术主要是将助燃性气体直接注入到油层中并且点燃，可以有效的降低原油黏度，达到提升开采的效率。

因为原油内存在着一部分的蒸馏成分，并且蒸馏物质会伴随着烟气进行转移，对于不能发生蒸馏作用的重物质会在高温的持续作用之下发生裂化、分解反应。

高温的持续影响之下，油层中的水因为热量影响而逐步演化成为蒸汽，热量会逐步的传输，然后可以进行油量的冲刷作用。

最后对于一些不能分解的副产物能够在火烧层的作用之下在内部燃烧，可以达到驱动性的要求。

1 火烧油层采油技术基础深井稠油开采实施环节，选择合适的火烧油层开采技术，能够使得开采效率达到85%以上。

从目前的实际情况分析，火烧油层方式具体包含如下三种：反向燃烧、正向燃烧、联合热驱等，其中反向燃烧主要是充分的利用油井中的燃烧层，在初期开采阶段，工程人员向油井开采层内注入一定量的助燃气体，经过了燃烧处理只有，再利用周边油井向内部注入一定量的气体，这些可燃气体在注入到油层之后，首先开始反向燃烧，就能够使得内部的原油材质粘稠度下降，逐步在井口位置上聚集。

这种处理方式可以应用到稠油油藏中的开采要求。

相反，正向燃烧方式需要直接给油井中注入一定量的可燃气体，然后点燃该气体，从而可以使得生产油井内的低势区逐步向井口位置上聚集。

2 火烧油层采油技术的化学机理火烧油层采油方式中，需要应用水动力学、热力学、传热学等基本原则，同时还要考虑到大量的物理与化学反应，同时还可以应用到油藏多空介质内的化学反应，该化学反应中的性质、速度以及所存在的热效应都会直接影响火烧油层的应用效果，所以需要提起足够的重视。

⽯油课堂稠油的开发⼯艺由于稠油和稠油油藏本⾝的特点，决定了开发⼯艺不同于稀油油藏。

到⽬前为⽌，稠油油藏主要采⽤热⼒开采，对油层加热的⽅式有两种：⼀是向油层中注⼊热流体，如热⽔、蒸汽等；⼆是油层内燃烧产⽣热量，称⽕烧油层⽅法。

很多油⽥也试验向油层中注⼊⼆氧化碳、氮⽓等⽓体，以及化学溶剂等来开采稠油。

⼀、蒸汽吞吐采油1、蒸汽吞吐采油原理稠油蒸汽吞吐法⼜称周期性注汽或循环注蒸汽⽅法，是稠油开采中普遍采⽤的⽅法。

就是将⼀定数量的⾼温⾼压湿饱和蒸汽注⼊油层，焖井数天，加热油层中的原油，然后开井回采。

注⼊蒸汽的数量按⽔当量计算，通常注⼊蒸汽的⼲度越⾼，注汽效果越好。

蒸汽吞吐的增产机理主要有如下⼏⽅⾯：（1）油层中原油加热后黏度⼤幅度降低，流动阻⼒⼤⼤减⼩；（2）对于压⼒⾼的油层，油层的弹性能量在加热油层后充分释放出来，成为驱油能量；（3）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；（4）原油采出过程中带⾛⼤量热量，冷油补充到压降的加热带；（5）蒸汽吞吐过程中的油层解堵作⽤，在钻井完井、修井作业及采油过程中，⼊井流体及沥青胶质很容易堵塞油层，造成严重的油层伤害，蒸汽吞吐可起到油层解堵作⽤；（6）⾼温下原油裂解，黏度降低；（7）油层加热后，油⽔相对渗透率发⽣变化，增加了流向井底的油量。

2、蒸汽吞吐采油⽣产过程蒸汽吞吐采油的⽣产过程可分为三个阶段：油井注汽、焖井和回采。

1）油井注汽油井注蒸汽前要做好注汽设备、地⾯注汽管线、热采井⼝、油井内注汽管柱和注汽量计量等准备⼯作，然后按注汽设计要求进⾏注汽。

注汽⼯艺参数主要有：注⼊压⼒、蒸汽⼲度、注汽速度、注汽强度和周期注汽量等。

2）焖井完成设计注⼊量或满⾜开采技术参数要求后，停⽌注汽，关井，也称焖井。

焖井时间⼀般为2～7d，⽬的是使注⼊近井地带油层的蒸汽尽可能扩散，扩⼤蒸汽带及蒸汽凝结带加热地层及原油的范围。

3）回采在回采阶段，当油井压⼒较⾼时，能够⾃喷⽣产，⾃喷结束后进⾏机械采油；有些油井放喷压⼒较低，直接进⾏机械采油。

浅谈稠油油藏的开采技术我国有丰富的稠油资源，探明和控制储量已达16×108t，是继美国、加拿大和委内瑞拉之后的世界第四大稠油生产国。

重点分布在胜利、辽河、河南、新疆等油田。

我国陆上稠油资源约占石油总资源量的20％以上，探明与控制储量约为40亿吨，目前在12个盆地发现了70多个稠油油田。

国内每年稠油产量约占原油总产量的10％。

中国尚未动用的超稠油探明地质储量为7.01×108t。

然而稠油油藏的开采难度亦比普通油藏的开采难度大，稠油流动性差是开采中的主要问题：一方面原油粘度高，油层渗流阻力过大，使得原油不能从油层流入井筒；另一方面即使原油能够流到井底，在从井底向井口的流动过程中，由于降压脱气和散热降温而使原油粘度进一步增加，严重地影响了原油生产的正常进行。

本文将从认识稠油油藏的特点及稠油的分类标准出发，对目前存在的较为成熟的稠油油藏开采技术进行浅析。

这同时也是自己对油藏开发方面知识学习的一个过程，弥补自己这方面知识的不足，努力做到成为一个勘探与开发知识兼备的石油人。

一、稠油油藏的基本特点稠油油藏相对于普通油藏而言，具有以下特点：（1）油藏大多埋藏较浅我国稠油油藏一般集中分布于各含油气盆地的边缘斜坡地带以及边缘潜伏隆起倾没带，也分布于盆地内部长期发育断裂带隆起上部的地堑。

油藏埋藏深度一般小于1800m ，埋藏浅的有的可出露地表，有的则可离地表几十米至近百米。

但井深3000～4500m也有稠油油藏，为数较少。

（2）储集层胶结疏松、物性较好稠油油藏储集层多为粗碎屑岩，我国稠油油藏有的为砂砾岩，多数为砂岩，其沉积类型一般为河流相或河流三角洲相，储层胶结疏松，成岩作用低，固结性能差，因而，生产中油井易出砂。

稠油油藏储集层物性较好，具有孔隙度高、渗透率高的特点。

孔隙度一般为25％～30％，空气渗透率一般高于0.5 ～2.0平方微米。

（3）稠油组分中胶质、沥青质含量高，轻质馏分含量低稠油与轻质油在组分上的差别在于稠油中胶质、沥青质含量高，油质含量小。

火烧油层技术的发展和应用1 火烧油层技术简介1.1火烧油层技术最早在1917年美国的J.O.李威斯就提出了采用热采和注溶剂的方法来驱动地层中的原油，从而提高采收率的定义。

在1923年霍华德（Howard）正式提出了火烧油层（火驱）方法的专利。

火烧油层又称为地下燃烧或层内燃烧,亦称火驱开采法。

火驱就是利用地层原油中的重质组分作为燃料，利用空气或富氧气体作为助燃剂，采取自燃和人工点火等方法使油层温度达到原油燃点，并连续注入助燃剂，使油层原油持续燃烧，燃烧反应产生大量的热，加热油层，使得油层温度上升至600～700℃，重质组分高温下裂解，注入的气体、重油裂解生成的轻质油、燃烧生成的气体以及水蒸汽用于驱动原油向生产井流动，并从生产井采出。

1.2 火烧油层技术原理火驱的燃料通常认为是热裂解反应过程中沉淀在矿物基质上的类焦炭，主要机理是高温裂解、气体驱动和加热降黏。

可简述为在一定的井网条件下,通过注汽井(又称火井)点燃油层后,向油层连续注入空气(或富氧)助燃,形成移动燃烧带(又称火线)。

火线前方原油受热降粘、蒸馏,蒸馏后的轻质油、蒸汽及燃烧所产生等烟气在热力作用下向生产井运动,未被蒸馏的重质成分在高温条件下产生裂CO2化、分解作用,最终成为焦炭,成为维持油层继续向前燃烧的燃料;高温作用下,油层束缚水、蒸汽吞吐冷凝水及燃烧生成的水成为水蒸汽,携带大量热量向前运动,再次驱替原油,形成一个多种驱动的复杂过程,将原油驱向生产井(图1)。

1.3 火烧油层的分类火驱技术按注入空气方向和燃烧前缘的移动方向可以分为正向燃烧和反向燃烧，前者注入空气与燃烧前缘的移动方向相同，故称为正向燃烧；后者空气流动方向和燃烧前缘的移动方向恰好相反，故称为逆向燃烧或反向燃烧；正向燃烧按注入空气中掺水与否又分为干式正向燃烧和湿式正向燃烧。

在直井网火驱的基础上，将重力泄油理论与传统的火驱技术结合开发出了利用水平井进行火驱的技术( COSH) 和垂直井或者水平注入井与水平生产井结合的“脚尖到脚跟”的火驱技术( THAI) 。

稠油火驱开采技术分析稠油火驱开采技术是一种常用于稠油开采的热采方法，通过燃烧燃料产生高温高压的火焰，向油层中注入热能，使稠油的黏度降低，达到提高产能的目的。

稠油火驱开采技术创新且简便，适用于大多数稠油储量丰富的地区。

稠油火驱的主要特点是燃烧过程中产生的热能能够迅速传递到油层，促使稠油的温度升高，黏度降低。

在火焰前端，由于高温热辐射和对流作用，油层表面的稠油被加热，黏度大幅度降低，从而改善了油层渗流条件，提高了采收率。

稠油火驱开采技术的主要工艺流程包括：火源供给、燃烧输送、火焰进入油层、火焰在油层中的传热和燃烧产物的处理。

火源供给主要有天然气和燃油两种形式，其中天然气火焰的温度高、热量密度大，是稠油火驱开采的理想燃料。

火焰进入油层主要通过火门进行控制，火门是连接火炉和油层之间的设备，能够调节火焰直径、燃烧面积和进入油层的位置。

火焰在油层中的传热是稠油火驱开采过程中至关重要的一步，主要有三种传热方式：热辐射、对流和导热。

热辐射是指火焰前端高温气体释放出的热能以光子的形式传播到油层表面，导致油层表面温度升高；对流是指火焰周围的热空气产生的热辐射传导到油层表面，导致油层温度升高；导热是指火焰与油层接触区域的热能传导到油层内部，使油层温度升高。

燃烧产物的处理是稠油火驱开采技术中必不可少的环节，主要包括烟气的净化和燃烧产物的回收利用。

烟气的净化是指通过燃烧产生的废气进行处理，去除其中的有害物质，减少对环境的污染。

燃烧产物的回收利用是指将燃烧过程中产生的热量、燃料或油品进行回收，减少资源的浪费。

稠油火驱开采技术具有以下优点：一是提高了稠油的采收率，促进了稠油资源的开发利用；二是简化了油田开发工艺，减少了设备投资和运行成本；三是节约了能源资源，降低了能源成本。

稠油火驱开采技术也存在一些不足之处，如火焰控制难度较大，需要高水平的技术支持；燃烧产生的热能传导效果难以保证，影响采油效果；燃烧产生的烟气排放对环境污染较大等。

火烧油层传热特性研究
火烧油层采油属于特殊的多孔介质燃烧，发生 于地下高温高压的非均质多孔介质内。研究火烧油 层的传热特性有助于进一步认识火烧油层的驱油机 理 ,从而指导现场试验。燃烧管实验是研究火烧油 层的基本实验 ,也是确定油藏燃料和燃烧特性的最 可靠、最直接的方法,并为火烧油层现场先导试验和 工业性试验提供最重要的火烧油层参数。
世界石油资源现状
• 随着全球经济的日益发展, 世界对石油的需求量迅 猛增长, 经过上个世纪对常规油资源的大规模的开发后, 稠油资源以其丰富的储量吸引了世人的注意, 因而稠油 油藏的开发技术也备受关注。 • 稠油开采工艺被人们倍受关注，其中的蒸汽驱和火 烧油层技术也是人们研究最多的开采工艺方法。
蒸汽驱与火烧油层
多孔介质燃烧技术的概念
气体在多孔介质中的燃烧都可以称为滤过燃烧即气体 (可燃气体和氧化剂 )流过多孔介质孔隙过程中发生的燃 烧过程。按照多孔介质性质及研究重点不同,可以划分为 以下几个方向:多孔惰性介质中的燃烧技术、 催化性多孔 介质中的燃烧技术、 可燃多孔介质中的燃烧、 多孔介质 的燃烧合成或烧结技术等。对于惰性多孔介质中的燃烧,
• 目前在日本、德国和美国, PMC技术已成功应用于冶金、 机械、化工、陶瓷等行业的一些燃气炉窑上。鉴于该技术 的重要性, 国内的重点高校和研究所纷纷开展对该技术的 研究,建立了相应的试验台,但是由于缺乏产学研的渠道以 及没有解决多孔介质材料的寿命问题, PMC技术目前在国 内没有实现工业化。宝钢研究院于 2010年 8月在一台 2 MW 功率的加热炉上实现了多孔介质燃烧技术的应用, 填 补了国内空白。
又可以分为 2种情况:火焰完全在多孔介质内部燃烧和主
要在多孔介质表面燃烧。
惰性多孔介质中预混燃烧机理