浅谈对稠油开采中蒸汽吞吐的认识

化工工艺专业毕业设计（论文）题目浅谈对稠油开采中蒸汽吞吐的认识学号姓名专业生物化工工艺班级09生物化工班指导教师完成时间2012227摘要稠油由于沥青胶质含量高，蜡质含量少,因而粘度很高,流动困难，开采难度很大。热采技术作为稠油开发的主要手段,并且热采中的蒸汽吞吐作为比较成熟的技术，已经被广泛应用于国内外稠油油藏的开发，本篇主要介绍了蒸汽吞吐的常见问题，及简要分析。关键词关键词稠油；稠油热采；蒸汽吞吐英文题目ABSTRACTHEAVYOILASPHALTCOLLOIDCONTENT,WAXCONTENT,ANDTHUSHIGHVISCOSITYFLOWDIFFICULTIES,THEDIFFICULTYOFEXPLOITATIONTHERMALRECOVERYTECHNOLOGYASTHEPRIMARYMEANSOFHEAVYOILDEVELOPMENT,ANDTHETHROUGHPUTOFTHETHERMALRECOVERYSTEAMASARELATIVELYMATURETECHNOLOGY,HASBEENWIDELYUSEDINTHEDEVELOPMENTOFHEAVYOILRESERVOIRATHOMEANDABROAD,THISINTRODUCESTHECOMMONPROBLEMSOFTHECYCLICSTEAMSTIMULATION,ANDABRIEFANALYSISKEYWORDSHEAVYOILHEAVYOILTHERMALRECOVERYHUFFANDPUFF目录1稠油的定义及分类311稠油的义312分类标准313稠油油藏的特点32稠油热采的几种常见技术421稠油热采技术现状422蒸汽吞吐技术623蒸汽吞吐增产机理724蒸汽吞吐筛选标准825基本开采规律113结论12致谢13参考文献14附录附加图、表15COMMENTU1上标COMMENTU2直接放在这个位置COMMENTU33,4,5,6也按照这个修改。写一部分引言1稠油的定义及特性11稠油的定义稠油（重质原油）是指在原始油藏温度下脱气原油粘度为10010000MPAS或者在156及大气压条件下密度为0934010000G/CM3。12分类标准（见附录1）13稠油油藏的特点1油层压力低因油层埋深较浅或因构造导致裂缝发育，油层与地面连通性较好，使得油层压力低，部分油藏没有驱油的天然能量，依靠自重流动。2油稠粘度高由于稠油中含沥青质、胶质及腊质多，粘度较高。三、油层温度低。地下油层埋藏浅，受地面或上部浅层影响大，上部地层中水体循环不断带走热量，使下部油层热损失大，因此稠油油藏温度一般较低。3含油饱和度低一般稠油资源的含油饱和度在4060之间。134含气量少稠油资源绝大多数含天然气量极少，稠油在地层中的膨胀力差一般不能形成驱油能力。135油层厚度小在稠油层中往往夹层、隔层较多，原油分布不集中，连片性差。136油层发育裂缝或具有较高孔隙度，而且与地面连通好，而造成较长历史时期内轻质油和气体的大量挥发。COMMENTU4为什么只放了大庆，而没有其他油田呢2稠油热采的几种常见技术21稠油热采技术的现状稠油热采是目前世界上规模最大的提高原油采收率工程项目,该技术自问世以来,已经有了突飞猛进的发展,形成了以蒸汽吞吐、蒸汽驱、SAGD、热水驱、火烧油层、电磁加热等技术为代表的技术框架。其中大部分技术已经广泛应用于稠油油藏的开发,并取得了显著的效果,少部分前沿技术正处于矿场先导试验阶段或基础研究阶段表格1国内外油田先进的技术序号稠油开采技术国外国内大庆1蒸汽吞吐、蒸汽驱技术2稠油降粘复合驱油技术3氮气泡沫驱油技术4微生物采油技术5CO2非混相驱技术6水平井出砂冷采技术7水平井火烧油层开采稠油技术COSH8水平井蒸汽重力泄油技术SAGD9蒸汽与非凝析气推进技术SAGP211蒸汽吞吐采油技术蒸汽吞吐是指先向油井注入一定量的蒸汽,关井一段时间,待蒸汽的热能向油层扩散后,再开井生产的一种开采稠油的增产方法。它也是我国目前稠油开采的主要方法,全国约有80的稠油产量是靠蒸汽吞吐工艺获得的。蒸汽吞吐提高开采效果的机理主要有如下几种降低原油粘度和水的粘度,提高油水流动能力清洗井眼及近井地带,改善油井的完善程度由气体的膨胀来驱动原油,降低界面张力,减小水相的相对渗透率减小残余油饱和度改善波及效率提高地层油体积系数为了进一步提高蒸汽吞吐效果,近年来,人们采取了两种改进的蒸汽吞吐方式多井整体蒸汽吞吐和蒸汽助剂吞吐。多井整体吞吐能有效抑制汽窜,减少汽窜造成的热损失,扩大蒸汽波及范围,同时,注入热量相对集中,升温幅度大,因而,整体吞吐的效果明显好于单井蒸汽吞吐的效果。蒸汽助剂吞吐中使用的助剂主要有非凝析气天然气、氮气、CO2及烟道气、溶剂轻质油及高温泡沫剂表面活性剂等等,该方法能够发挥多种驱油机理,综合提高采收率。以上这些新方法能够使蒸汽吞吐油井运用程度提高,吞吐开采周期延长,吞吐采收率提高,周期产油量及油汽比增加。212蒸汽驱采油技术蒸汽驱是指将蒸汽注入到一口或多口井中,将地下粘度较大的稠油加热降粘,然后在蒸汽蒸馏的作用下,把原油驱向邻近多口生产井采出。蒸汽驱已经成为蒸汽吞吐后提高采收率的有效方法。因为蒸汽驱是以适当的补充地层能量为前提的,因此它比蒸汽吞吐的采收率要高。通过蒸汽驱提高的采出程度一般可为30OOIP左右,汽驱结束后的总采收率,一般在50OOIP以上。蒸汽驱提高开采效果的机理主要有如下几种蒸汽蒸馏作用气驱作用原地溶解作用升温降粘作用。213火烧油层采油技术火烧油层是最早用与开发稠油的热力采油技术。目前,全世界已经有100多个油田开展了较大规模工业性开采试验,其采收率一般可达5080。它是利用各种点火方式把注气井的油层点燃,并继续向油层中注入氧化剂空气或氧气助燃形成移动的燃烧前缘又称燃烧带。燃烧带前后的原油受热降粘、蒸馏,蒸馏的轻质油、蒸汽和燃烧烟气驱向前方,未被蒸馏的重质碳氢化合物在高温下产生裂解作用,最后留下裂解产物焦炭作为维持油层燃烧的燃料,使油层燃烧不断蔓延扩大。在高温下地层束缚水、注入水蒸发,裂解生成的氢气与注入的氧气合成水蒸汽,携带大量的热量传递给前方的油层,把原油驱向生产井。火烧油层根据燃烧前缘与氧气流动的方向可分为正向火驱和反向火驱根据在燃烧过程中或其后是否注入水又分为干式火驱和湿式火驱。从理论上讲,火驱过程实际上综合了蒸汽驱、烃混相驱、CO2混相驱等多种驱替机制,它的驱替效率之高,是所有提高采收率方法都无法与之相比的。当然,火驱要烧掉一部分原油,主要是原油中的焦碳和沥青等裂解残渣,约为原油储量的1015。COMMENTU5与211整合214电磁加热技术有些油藏由于埋藏过深、含有膨胀粘土层、油层薄、孔隙度不均匀或原油粘度特高等原因,不能采用蒸汽吞吐、蒸汽驱进行开采,这时可以考虑电磁加热技术。电磁加热技术是通过电流在油层内原生水中传导流动而产生欧姆热来加热油层的。所以,采用电磁加热技术,可以克服注入热流体时初始注入率低,建立流动通道困难,注入流体难以控制,波及效率低等缺点。电磁加热法按其加热机理不同分为电阻加热法、电介质加热法和感应加热法。电磁热采方法具有一些特殊的优点,它不像对地层深部采用蒸汽注入那样极不经济,而且还可以用于渗透率低和由于压力限制而不能使用注入热流体的油层。目前,电磁加热技术主要被用于和注水相结合对油层进行选择性加热。加热的方式分为横向选择加热和纵向选择加热两种。当油藏只含有单一油层时,可以采用横向选择加热当油藏含有多个油层时,可以采用纵向选择加热。以上两种选择加热方法,在实际运用中都可以提高低产出层段的产能,改善油藏开发效果。22蒸汽吞吐技术蒸汽吞吐作业的过分为三个阶段即注汽、焖井和回采。221注汽将注汽管柱（隔热油管和耐热封隔器）下到注汽目的层以上几米处，尽量缩短未隔热阶段，通过注汽管柱向油层注汽。222焖井时间27天，目的是使注入近井地带油层的蒸汽与原油充分热交换并尽可能向远处扩展。223回采开井初期油层压力较高，油井能够自喷生产，但最初几天采出液中含水率很高，往往最初的12天全是蒸汽凝结水，接着很快出现产油高峰，高峰期产油量达常规采油时的几十倍，是增产的主要时机；随着回采时间的延长，油层中注入热量损失及产出液带出热量，油层逐渐降温，流向近井地带及井底的原油粘度逐渐增高，原油产量逐渐下降。当产量下降到经济界限产量时，结束该周期生产，重新进行下一周期蒸汽吞吐。23蒸汽吞吐增产机理231加热降粘向油层注入高温高压蒸汽，近井地带相当距离内的地层温度升高，将油层及原油加热。注入油层的蒸汽优选进入高渗透带，然而由于蒸汽的密度很小，在重力作用下，蒸汽将向油层顶部超覆，油层加热并不均匀，但由于热对流和热传导作用，注入蒸汽量足够多时，加热范围逐渐扩展，蒸汽带的温度仍保持井底蒸汽温度TS（250350），蒸汽凝结带，即热水带的温度TW虽有所下降，但仍然很高。形成的加热带中的原油粘度由几千到几万MPAS降低至几个MPAS。这样，原油流向井底的阻力大大减小，流动系数KH/成几十倍的增加，油井产量必然增加许多倍。232热膨胀作用当高温蒸汽注入油层后，加热后的原油产生膨胀，原油中如果存在少量的溶解气，也将从原油中逸出，产生溶解气驱的作用。同时油藏中的流体和岩石骨架产生热膨胀作用，孔隙体积缩小，流体体积增大，维持原油生产的弹性能量增加。原油的热膨胀程度主要取决于原油的组分组成，通常情况下，轻质原油的热膨胀系数大于重质原油。233蒸汽蒸馏作用在注蒸汽过程中，原油和水的汽化压力随温度升高而升高，当油和水的汽化压力等于油层当前压力时，原油中的轻质组分汽化成气相，产生蒸汽蒸馏作用。COMMENTU6与211整合蒸馏作用的存在对稠油开采产生的有利影响主要表现在气相粘度低，流动阻力小，驱替前缘产生溶剂驱；岩石盲端孔隙中的轻质组分将转移到连通孔隙中，产生自掺稀降粘作用。234相对渗透率的变化在高温润湿性试验中，普遍的规律是随着温度的升高，岩心润湿性由亲油转向亲水，由弱亲水转向强亲水。其主要原因是稠油中的胶质、沥青质等极性物质含量较多。235乳化驱替在蒸汽驱过程中，由于蒸汽腔内的蒸汽流速和比容较大，同时蒸汽腔前缘的蒸汽由于冷凝并释放热量，而产生扰动效应，发生乳化作用，形成水包油或油包水乳状液。在非均质油层中，这些粘滞乳状液会堵塞高渗透条带，降低蒸汽在冷凝区的指进作用，提高波及体积。236重力泄油由于汽液密度差异，在注蒸汽过程中形成超覆现象，油层纵向受热不均，但油藏的表现受热面积增加，油层的非驱替部分由于导热作用而得到加热，受热原油在重力作用下流到井底。重力泄油作用主要发生在单层厚度较大的稠油油藏中。24蒸汽吞吐筛选标准241原油粘度高原油粘度流动性差泄油半径小吞吐周期短采油量少242油层有效厚度厚油层周期长产量大油汽比高薄油层热损失大产量低油汽比低数值模拟计算不同区块热损失情况油层有效厚度，M203243净总厚度比04607109总热损失，372414243净总厚度比净总厚度比越小，热损失越大，吞吐效果越差经验认为小于04时不适合吞吐开采244原始含油饱和度原始含油饱和度降低，蒸汽吞吐开采效果变差，峰值产量低。（1）原始含油饱和度越小可流动油越少，油水两相流动，水相相对渗透率增大，产水量增多，产油量减少；（2）由于水的比热大于油的比热（约大一倍），使注入蒸汽的加热半径相对减小，最终也导致泄油半径减小，蒸汽吞吐开采效果交差。研究认为，蒸汽吞吐开采经济有效的原始含油饱和度应高于05。COMMENTU7内容过少245油层渗透率稠油油藏一般多为疏松的砂岩油藏，物性好，渗透率较高，有利于蒸汽吞吐开采。规律渗透率越高，油层流动系数越大，油层吸汽能力强，产油能力高，因而蒸汽吞吐的开采效果好。246非均质性油藏渗透率非均质性对蒸汽吞吐的开采效果影响较大。在油层中存在高渗透率层时，注入蒸汽将优先进入高渗层而导致层间吸汽不均，在蒸汽吞吐的初期，吞吐效果较好（因加热带扩大），但对后续的吞吐和蒸汽驱产生不利的影响，油层储量动用不均，从而影响整个油滚的开采效果。247边底水边、底水的存在将会对稠油热采带来程度不同的影响，这种影响主要表现在边水侵入、底水锥进。其影响程度一是取决于边、底水能量大小，即活跃程度，二是取决于生产井离水体的距离远近。具有活跃边、底水的稠油油藏，在热采过程中，由于水体导热性能好以及水、油粘度悬殊，对蒸汽吞吐和蒸汽驱将带来不利的影响。25基本开采规律低采出程度、高采油速度；单井作业，经济风险小；周期内产油量呈递减趋势；周期产油量、周期平均单井日产油逐周期下降；周期油汽比逐周期下降3结论1稠油热采技术的不断发展和创新,为人们合理开采稠油提供了技术保障。但每种技术都不是尽善尽美,关键是要根据不同油藏,因地制宜、采用不同的开采技术。（2改善稠油吞吐技术对策的应用是提高稠油蒸汽吞吐效果行之有效的方法,对于蒸汽吞吐稠油下步开发方式转换不会产生影响,在现有条件下值得普遍推广。改善蒸汽吞吐后期开发效果技术立足于对油藏深入细致的地质基础研究，应结合油田开发实践，不断加强和更新对油藏的地质认识。3蒸汽吞吐开采的油藏,特别是到了中后期,进一步改善吞吐效果,提高工程管理水平和工艺技术水平,与先进的钻井技术相结合,以及适时地转入合理的二次热采方式,显得尤为重要和迫切。5对于不适合蒸汽吞吐热采的稠油油藏,可以考虑热水驱、火烧油层、电磁加热等热采技术。6水平井和复合井技术与蒸汽吞吐、蒸汽驱、SAGD、火烧油层、电磁加热等技术相结合,能够使稠油油藏