《火烧油层讲座》ppt课件

1、 火烧油层技术是将空气注入到油层里，经火烧油层技术是将空气注入到油层里，经过人工将空气在井下加热到可以点燃原油的温过人工将空气在井下加热到可以点燃原油的温度，或者经过空气与原油在油层中自然氧化生度，或者经过空气与原油在油层中自然氧化生热使油层到达熄灭温度的点火过程，使油层实热使油层到达熄灭温度的点火过程，使油层实现地下熄灭，地下熄灭过程熄灭掉一部分原油，现地下熄灭，地下熄灭过程熄灭掉一部分原油，产生热量构成降粘、蒸馏等一系列效应产生驱产生热量构成降粘、蒸馏等一系列效应产生驱替原油的驱动力。替原油的驱动力。 火烧油层根本原理火烧油层的熄灭前缘是由几个条带组成火烧油层的熄灭前缘是由几个条带组成 在

2、高温氧化带中空气中的氧气与遗留的焦碳类固体进展在高温氧化带中空气中的氧气与遗留的焦碳类固体进展熄灭反响，是热量产生最多，耗氧最多，温度最高的区域，熄灭反响，是热量产生最多，耗氧最多，温度最高的区域，在高温氧化带之后根本上只遗留纯砂体而没有可燃物了。在高温氧化带之后根本上只遗留纯砂体而没有可燃物了。在低温氧化带中进展低温氧化反响，在这个区域温度比高温在低温氧化带中进展低温氧化反响，在这个区域温度比高温氧化带略低，在高温氧化带中未耗费完全的氧气在这个区域氧化带略低，在高温氧化带中未耗费完全的氧气在这个区域进展低温氧化。这个区域的原油是曾经蒸馏过的重质组分，进展低温氧化。这个区域的原油是曾经蒸馏过的

3、重质组分，低温氧化的产物是过氧化物，酸和荃等类物质。低温氧化作低温氧化的产物是过氧化物，酸和荃等类物质。低温氧化作用的结果是产生类似焦碳的固体物质。用的结果是产生类似焦碳的固体物质。高温氧化过程高温氧化过程HTO是将烃类物质中的碳与氢全部与氧反响是将烃类物质中的碳与氢全部与氧反响生成二氧化碳、一氧化碳和水，生成二氧化碳、一氧化碳和水，CHxOy + O2 CO2 + CO +H2O。低温氧化低温氧化LTO国外又称为加氧反响国外又称为加氧反响CHx + O2 ChxOy 。在许多情况下，氧化是处于高温氧化和低温氧化之间，反响的在许多情况下，氧化是处于高温氧化和低温氧化之间，反响的结果也产生大量二

4、氧化碳和一氧化碳，但是还遗留大量类似焦结果也产生大量二氧化碳和一氧化碳，但是还遗留大量类似焦碳的固体物质。碳的固体物质。经过长期的实验研讨发现，低温氧化可以在很宽的温度范围内经过长期的实验研讨发现，低温氧化可以在很宽的温度范围内发生，而使结焦物熄灭却有一个门槛温度，不同原油构成的结发生，而使结焦物熄灭却有一个门槛温度，不同原油构成的结焦物有不同的熄灭门槛温度。低温氧化与高温氧化的一个重要焦物有不同的熄灭门槛温度。低温氧化与高温氧化的一个重要分界就是结焦物能否熄灭。分界就是结焦物能否熄灭。低温氧化不容易转化为高温氧化，由于低温氧化的生热量较小，低温氧化不容易转化为高温氧化，由于低温氧化的生热量较

5、小，同时是在较大的范围进展，所生成的热被周围岩石吸收后，温同时是在较大的范围进展，所生成的热被周围岩石吸收后，温度上升较小，因此达不到门槛温度。度上升较小，因此达不到门槛温度。国内外普通以为要想到达高温氧化，要进展人工点火并且点火国内外普通以为要想到达高温氧化，要进展人工点火并且点火温度在门槛温度以上。温度在门槛温度以上。火烧油层的驱油机理及特性：在高温氧化过程，火烧油层的火烧油层的驱油机理及特性：在高温氧化过程，火烧油层的驱油效率是相当高的，可以说除了烧掉的燃料，其他全部被驱油效率是相当高的，可以说除了烧掉的燃料，其他全部被驱替干净。烧掉的部分是原油中的沥青胶质，数量在每方油驱替干净。烧掉的

6、部分是原油中的沥青胶质，数量在每方油层层20-30Kg左右。左右。本人以为驱油效率高，最重要的缘由是火烧油层过程中剧烈本人以为驱油效率高，最重要的缘由是火烧油层过程中剧烈的蒸馏作用。的蒸馏作用。在蒸馏带内高温作用下，水和原油中的轻质组分全部被蒸馏成在蒸馏带内高温作用下，水和原油中的轻质组分全部被蒸馏成气相，由于气相的体积远远大于液相，并且是产生于原油的内气相，由于气相的体积远远大于液相，并且是产生于原油的内部，在短时间内不能与原油分别而构成泡沫油，相当于原油体部，在短时间内不能与原油分别而构成泡沫油，相当于原油体积急剧膨胀，因此产生强大的驱油作用。积急剧膨胀，因此产生强大的驱油作用。油水蒸汽随

7、注入空气一同运移到下游的冷油中，并在那里冷凝油水蒸汽随注入空气一同运移到下游的冷油中，并在那里冷凝构成高含油饱和度区域，与泡沫油共同构成油墙。当注入空气构成高含油饱和度区域，与泡沫油共同构成油墙。当注入空气穿过油墙时构成很大的压力梯度。在高压力梯度作用下，油墙穿过油墙时构成很大的压力梯度。在高压力梯度作用下，油墙向前挪动，并以油活塞的方式驱动下游的原油前进。向前挪动，并以油活塞的方式驱动下游的原油前进。油墙还有强大的调剖作用，在稠油的松散油藏中极易发生气体油墙还有强大的调剖作用，在稠油的松散油藏中极易发生气体超覆，但泡沫油和冷凝油会迅速堵塞已构成的气体通道，前缘超覆，但泡沫油和冷凝油会迅速堵塞

8、已构成的气体通道，前缘会均匀扩展。会均匀扩展。另外，蒸馏过程中热是可逆的，即蒸馏过程中所吸收的热量在另外，蒸馏过程中热是可逆的，即蒸馏过程中所吸收的热量在冷凝过程时又放出，热量是不损失的。这对构成继续稳定的火冷凝过程时又放出，热量是不损失的。这对构成继续稳定的火烧过程是非常有利的。烧过程是非常有利的。点点火火温温度度（ ）空空 气气 耗耗 量量（ M M3 3/ /M M3 3） 通通 风风 强强 度度( (M M3 3/ /H HM M2 2）实实 验验 装装 置置3 35 50 02 23 38 88 87 7. .6 64 4燃燃 烧烧 釜釜3 38 80 09 93 30 07 7.

9、.6 64 4燃燃 烧烧 釜釜4 42 20 07 79 90 0. .7 77 7. .6 64 4燃燃 烧烧 釜釜4 45 50 03 34 45 57 7. .6 64 4燃燃 烧烧 釜釜4 45 50 02 26 62 2. .5 52 2. .5 5燃燃 烧烧 釜釜 空气耗量是指耗费的空气量与火驱前缘扫过的区域体积之空气耗量是指耗费的空气量与火驱前缘扫过的区域体积之比，其值越小阐明火驱前缘推进速度越快，熄灭越稳定。在现比，其值越小阐明火驱前缘推进速度越快，熄灭越稳定。在现场实施用这个参数可以判别火驱的驱扫体积，也是火烧油层主场实施用这个参数可以判别火驱的驱扫体积，也是火烧油层主要的经

10、济效益目的，是最重要的全面反映火烧形状的参数。要的经济效益目的，是最重要的全面反映火烧形状的参数。 实验数听阐明点火温度对空气耗量的影响极大，实验数听阐明点火温度对空气耗量的影响极大，450 点火时空气耗量不到点火时空气耗量不到420点火时的一半，继续提高点火温度点火时的一半，继续提高点火温度在熄灭管其值可以进一步降低。在高温熄灭时氧化非常在熄灭管其值可以进一步降低。在高温熄灭时氧化非常猛烈，热量集中蒸馏剧烈，同时空气经过高温区后氧气很少，猛烈，热量集中蒸馏剧烈，同时空气经过高温区后氧气很少，在低温氧化区的反响强度降低，固化结焦的原油就少，而焦在低温氧化区的反响强度降低，固化结焦的原油就少，而

11、焦化的原油最终都要经过与氧反响来烧掉，由于焦化物少所以化的原油最终都要经过与氧反响来烧掉，由于焦化物少所以最终耗费空气量少。因此提高熄灭温度是稳定熄灭和减少空最终耗费空气量少。因此提高熄灭温度是稳定熄灭和减少空气耗费的最有效方法。气耗费的最有效方法。 在进入高温稳定熄灭后，适当减少通风强度也可以降低空在进入高温稳定熄灭后，适当减少通风强度也可以降低空气耗量，但同时也降低前缘推进速度。在火烧油层的初期阶气耗量，但同时也降低前缘推进速度。在火烧油层的初期阶段要适当加大通风强度以保证进入高温稳定熄灭。段要适当加大通风强度以保证进入高温稳定熄灭。干烧实验曲线图干烧实验曲线图湿烧实验曲线图湿烧实验曲线图

12、05010015020025030035040045005010015020025030035040045000.20.40.60.811.21.41.61.82液位含水 实实验验内内容容空空气气总总量量（m m3 3）实实际际消消耗耗的的空空气气（m m3 3）总总空空气气耗耗量量（m m3 3/ / m m3 3）实实际际空空气气耗耗量量（m m3 3/ / m m3 3）稳稳定定燃燃烧烧后后空空气气耗耗量量（m m3 3/ / m m3 3）燃燃料料消消耗耗量量（k kg g/ / m m3 3）稳稳定定燃燃烧烧后后燃燃料料耗耗量量（k kg g/ / m m3 3）干干烧烧19 91

13、15 51 17 79 97 73 3270.72 23 36 61 17 79 91 19 9. .7 71 15 5干干烧烧28 88 81 14 47 79 92 21 12 27 72 22 24 45 517620.414.7湿湿烧烧9 95 57 73 38 80 01 13 32 24 47 72 20 07 71431 17 7. .3 31 12 2 实实验验内内容容点点火火温温度度（）实实际际燃燃烧烧温温度度（）燃燃烧烧区区占占百百分分比比（% %）燃燃烧烧区区含含油油（k kg g）燃燃烧烧区区驱驱油油效效率率（% %）烧烧掉掉燃燃料料（k kg g）空空 气气 油油比比

14、（m m3 3/ /t t）干干烧烧14 45 50 05 50 00 07 78 8. .4 46 6. .5 59 92 2. .2 20 0. .5 50 07 71 10 08 86 6干干烧烧245050074.86 6. .4 46 69 92 2. .6 60 0. .4 47 78 81 11 16 69 9湿湿烧烧4 45 50 05 50 00 08 89 9. .5 57 7. .7 79 94 40 0. .4 46 62 21 10 09 91 1实验结果统计表长管实验结果分析 实验的油藏参数根本与油田一致，以下对几个重要结果进展分析。 1、空气耗量： 从长管实验得出

15、结果进一步证明，套保油田适宜进展火烧油层，在湿烧稳定熄灭时最低空气耗量为143 m3 /m3，预示在进展实践实施火驱时，经济性和采油速度都很高。2、驱油效率： 套保油田的孔隙度和含油饱和度 都较高，因此驱油效率很高，湿烧时可达94%，干烧时也到达92%。开发和经济效益目的预测开发和经济效益目的预测套保油田进展火烧油层的根本参数：套保油田进展火烧油层的根本参数： 点火温度点火温度450450；空气耗量；空气耗量245-143 m3 /m3245-143 m3 /m3；油藏孔隙；油藏孔隙度度 35% 35%，含油饱和度，含油饱和度65%65%，熄灭区驱油效率，熄灭区驱油效率92%-94%92%-9

16、4%；空气油比；空气油比1100-1200 m3/t1100-1200 m3/t；经济效益：经济效益： 注气本钱注气本钱110-120110-120元元/t /t ，设备折旧费为，设备折旧费为4040元元/t/t。常规采油。常规采油本钱按本钱按450450元元/t/t即不思索注气费用的其他一切本钱。总本钱即不思索注气费用的其他一切本钱。总本钱610610元元/t/t。采收率预测：采收率预测： 在火烧油层阶段其后可以继续采用注水或注蒸汽开发，在火烧油层阶段其后可以继续采用注水或注蒸汽开发，按火驱驱扫面积按火驱驱扫面积60%60%，纵向涉及效率，纵向涉及效率65%65%，驱油效率，驱油效率92%9

17、2%，可达，可达36%36%。先火烧油层后蒸汽驱先火烧油层后蒸汽驱复合开发方式研讨复合开发方式研讨 火烧油层火烧油层驱油效率高驱油效率高顺应较高油藏压力顺应较高油藏压力初期阶段前缘的开展初期阶段前缘的开展均匀稳定。但中后期均匀稳定。但中后期易发生窜流。易发生窜流。在地下积存大量的热在地下积存大量的热中后期要求注气量越中后期要求注气量越来越大，消费井大量来越大，消费井大量产气。产气。蒸汽驱蒸汽驱驱油效率高驱油效率高不顺应较高油藏压不顺应较高油藏压力力在高干度下，前缘在高干度下，前缘开展稳定易于控制开展稳定易于控制干度低制约了开发干度低制约了开发效果和经济效益效果和经济效益消费井没有气体产消费井没

18、有气体产出出火烧后油藏压力降低火烧后油藏压力降低地层中积存热地层中积存热极大提高干度极大提高干度火烧油层后的蒸汽驱阶段火烧油层后的蒸汽驱阶段蒸汽干度高，潜热量大，蒸汽腔体积大蒸汽干度高，潜热量大，蒸汽腔体积大冷凝水相对少，占据被驱走原油的空间，存留在冷凝水相对少，占据被驱走原油的空间，存留在 蒸汽腔内蒸汽腔内蒸汽腔的蒸汽直接与原油接触蒸汽腔的蒸汽直接与原油接触蒸汽直接加热原油构成泡沫油、蒸馏等强驱油机蒸汽直接加热原油构成泡沫油、蒸馏等强驱油机制。制。 假设在低干度下，蒸汽腔下游有大量水体，容易假设在低干度下，蒸汽腔下游有大量水体，容易构成水窜，同时蒸汽中的潜热被水大量吸收，泡沫油构成水窜，同时

19、蒸汽中的潜热被水大量吸收，泡沫油等驱油机制减弱。等驱油机制减弱。蒸汽蒸汽 冷凝水冷凝水注入水注入水热能利用率高消费本钱低热能利用率高消费本钱低 在热采中要求将注入热更多地传送给油藏，在热采中要求将注入热更多地传送给油藏，假设热大量从消费井产出那么降低效率提高本假设热大量从消费井产出那么降低效率提高本钱。钱。蒸汽中的潜热蒸汽中的潜热 油藏油藏100%吸收吸收 使蒸汽腔扩展产生汽驱效果使蒸汽腔扩展产生汽驱效果热水中的热热水中的热 由于易构成水通道，油藏吸收有限，很多由于易构成水通道，油藏吸收有限，很多从消费从消费 井产出。井产出。因此潜热的多少与蒸汽驱效果成正比。因此潜热的多少与蒸汽驱效果成正比。 单独采用蒸汽驱，注入到地层中的蒸汽干度只单独采用蒸汽驱，注入到地层中的蒸汽干度只需需50%50%左右，潜热只占注入热量的左右，潜热只占注入热量的44%44%。进入地层的。进入地层的潜热本钱大约为潜热本钱大约为0.80.8元元/104kj/104kj，火烧油层产生的热，火烧油层产生的热根本是加热了岩石，构成根本是加热了岩石，构成400400以上的延续的高温区，以上的延续的高温区，它的作用相当于潜热。生热的本钱大约为它的作用相当于潜热。生热的本钱大约为0.33 0.33 元元/104kj/104kj。 开发效果预测