第十章稠油与高凝油开采技术1

1、Xian Shiyou University P Production technology of Viscous Oil and High-solidifying Point Crude Oil 第一节第一节 稠油与高凝油开采特征稠油与高凝油开采特征 Production Characteristic of Viscous Oil (Heavy Oil) and High-solidifying Point Crude Oil 第二节第二节 井筒降粘技术井筒降粘技术 Method of Reducing oil Viscosity in WellboreXian Shiyou Univers

2、ityChapter 10l 稠油稠油viscous oil (heavy oil)是指粘度大的原油。是指粘度大的原油。l 一般原油的粘度大，其密度也大，因此国际上通常一般原油的粘度大，其密度也大，因此国际上通常称之为重质油或重油。称之为重质油或重油。l 严格地讲，稠油和重油是两个严格地讲，稠油和重油是两个的概念。的概念。 稠油是以原油粘度高低作为分类标准。稠油是以原油粘度高低作为分类标准。 重油是以原油密度的大小进行分类。重油是以原油密度的大小进行分类。 Production Characteristic of Viscous Oil and High-solidifying Point C

3、rude Oil Xian Shiyou UniversityChapter 10 oAPI=141.5/o131.5 Production Characteristic of Viscous Oil and High-solidifying Point Crude Oil Xian Shiyou UniversityChapter 10 u 粘度高、密度大、流动性差粘度高、密度大、流动性差 u 稠油的粘度对温度敏感稠油的粘度对温度敏感 u 稠油中轻质组分含量低，而胶质、沥青质含量高稠油中轻质组分含量低，而胶质、沥青质含量高 Production Characteristic of Visco

4、us Oil and High-solidifying Point Crude Oil Xian Shiyou UniversityChapter 10 目前世界上目前世界上稠油、特稠油、超稠油及沥青稠油、特稠油、超稠油及沥青的可采储量为的可采储量为1510 108m3，超过了，超过了常规原油的可采储量常规原油的可采储量1272 108m3。 中国目前已探明稠油地质储量中国目前已探明稠油地质储量20.6亿吨，已动用地质储亿吨，已动用地质储量量13.59亿吨，剩余未动用地质储量亿吨，剩余未动用地质储量7.01亿吨。分布在亿吨。分布在松辽盆松辽盆地、渤海湾盆地、准格尔盆地、南阳盆地等地、渤海湾盆地

5、、准格尔盆地、南阳盆地等12个盆地的个盆地的70多多个稠油油田（主要集中在辽河油区、胜利油区、克拉玛依油个稠油油田（主要集中在辽河油区、胜利油区、克拉玛依油区及河南油区）。区及河南油区）。 油藏深度大于油藏深度大于800米的稠油储量约占已探明储量的米的稠油储量约占已探明储量的80%以上，其中约有一半埋深在以上，其中约有一半埋深在13001700米。吐哈油田的稠油米。吐哈油田的稠油油藏埋深在油藏埋深在24003400米，塔里木油田的轮古稠油油藏埋深米，塔里木油田的轮古稠油油藏埋深在在5300米左右。米左右。 Production Characteristic of Viscous Oil and

6、 High-solidifying Point Crude Oil Xian Shiyou UniversityChapter 10 high-solidifying point crude oil 蜡含量高、凝固点高的原油。蜡含量高、凝固点高的原油。 在一定条件下原油失去流动性时的最高温度。在一定条件下原油失去流动性时的最高温度。 目前对高凝油尚无统一的划分标准。若将凝固点大于目前对高凝油尚无统一的划分标准。若将凝固点大于40，含蜡量，含蜡量超过超过35%的原油定为高凝油，则只有的原油定为高凝油，则只有，已探明还未动用的储量约，已探明还未动用的储量约 3 亿吨。亿吨。 当前，沈阳当前，沈阳油

7、田是我国最大的高凝油生产基地，代表我国高凝油的开采水平。油田是我国最大的高凝油生产基地，代表我国高凝油的开采水平。 我国高凝油油藏一般埋藏较深，在油藏温度和压力条件下具有较好我国高凝油油藏一般埋藏较深，在油藏温度和压力条件下具有较好的流动性，使原油可以从油层流入井筒。因此，的流动性，使原油可以从油层流入井筒。因此， Production Characteristic of Viscous Oil and High-solidifying Point Crude Oil Xian Shiyou UniversityChapter 10 向油层提供热能，提高油层岩石和流体的温度，从而增向油层提供热

8、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。藏的目的。 Production Characteristic of Viscous Oil and High-solidifying Point Crude Oil Xian Shiyou UniversityChapter 10 蒸汽吞吐是指在本井中完成注蒸汽、焖井和生产三个蒸汽吞吐是指在本井中完成注蒸汽、焖井和生产三个过程的开采方法，从注

9、蒸汽开始到油井不能正常生产为止，过程的开采方法，从注蒸汽开始到油井不能正常生产为止，称为一个吞吐周期。称为一个吞吐周期。 蒸汽吞吐注汽参数主要是指周期注汽量、注汽速度、蒸汽吞吐注汽参数主要是指周期注汽量、注汽速度、蒸汽干度和焖井时间。蒸汽干度和焖井时间。 注汽时间一般为注汽时间一般为1015天，焖井时间一般为天，焖井时间一般为35天，天，生产时间可长达上百天甚至一年多。生产时间可长达上百天甚至一年多。 蒸汽吞吐通常只能采出井点周围油层中有限区域内的蒸汽吞吐通常只能采出井点周围油层中有限区域内的原油，井间存在大量蒸汽难以波及到的死油区，蒸汽吞吐原油，井间存在大量蒸汽难以波及到的死油区，蒸汽吞吐的

10、原油采收率一般只有的原油采收率一般只有1020%。 Production Characteristic of Viscous Oil and High-solidifying Point Crude Oil Xian Shiyou UniversityChapter 10焖井过程焖井过程注汽过程注汽过程油层油层蒸蒸汽汽原油原油采油过程采油过程 Production Characteristic of Viscous Oil and High-solidifying Point Crude Oil 蒸汽驱是指通过适当井网，由注汽井连续注汽，在注入蒸汽驱是指通过适当井网，由注汽井连续注汽，在注入井

11、周围形成蒸汽带，注入的蒸汽将地下原油加热并驱到周围井周围形成蒸汽带，注入的蒸汽将地下原油加热并驱到周围生产井后产出。生产井后产出。 蒸汽带蒸汽带热油水混合带热油水混合带蒸汽注入井蒸汽注入井油层油层Xian Shiyou UniversityChapter 10 Production Characteristic of Viscous Oil and High-solidifying Point Crude Oil Xian Shiyou UniversityChapter 10 Production Characteristic of Viscous Oil and High-solidify

12、ing Point Crude Oil Xian Shiyou UniversityChapter 10 火烧油层是在一定井网下通过注入井向油层注入空气，使油层中的火烧油层是在一定井网下通过注入井向油层注入空气，使油层中的一部分原油燃烧而产生热量，加热和驱替未燃烧区的大部分原油，并从一部分原油燃烧而产生热量，加热和驱替未燃烧区的大部分原油，并从生产井中开采出来。生产井中开采出来。 火烧油层在连续注气过程中，油层内形成一个狭窄的高温燃烧带，火烧油层在连续注气过程中，油层内形成一个狭窄的高温燃烧带，在高温下，近井地带的原油被蒸馏和裂化；蒸馏和裂化后残留的重烃变在高温下，近井地带的原油被蒸馏和裂化；

13、蒸馏和裂化后残留的重烃变成焦炭作为继续燃烧的燃料，轻质油和蒸汽向前流动由于换热作用而凝成焦炭作为继续燃烧的燃料，轻质油和蒸汽向前流动由于换热作用而凝析下来。析下来。 火烧油层在燃烧前缘波及到的地方，除部分重油焦化作为燃料消耗火烧油层在燃烧前缘波及到的地方，除部分重油焦化作为燃料消耗掉外，驱替效率几乎达到掉外，驱替效率几乎达到100%，但由于非均质性和气油流度比等因素，但由于非均质性和气油流度比等因素，波及系数较低。矿场实践表明，火烧油层的平均采收率约为波及系数较低。矿场实践表明，火烧油层的平均采收率约为50%。 Production Characteristic of Viscous Oil

14、and High-solidifying Point Crude Oil Xian Shiyou UniversityChapter 10缓冲器缓冲器及计量装置及计量装置压风机组压风机组生生产产井井注注入入井井燃烧前缘燃烧前缘结焦带结焦带蒸汽带蒸汽带富油带富油带原始油区原始油区已燃区已燃区 Production Characteristic of Viscous Oil and High-solidifying Point Crude Oil Xian Shiyou UniversityChapter 10 电磁激热是指通过井下电磁激热器发出的电磁波对近电磁激热是指通过井下电磁激热器发出的电磁

15、波对近井有限范围内的油层实施电磁激热，达到对原油加热降粘、井有限范围内的油层实施电磁激热，达到对原油加热降粘、解除井底堵塞目的的采油工艺方法。解除井底堵塞目的的采油工艺方法。 热化学方法是指通过向油井注入化学生热剂，经过焖热化学方法是指通过向油井注入化学生热剂，经过焖井换热，以达到降低原油粘度的采油工艺方法。井换热，以达到降低原油粘度的采油工艺方法。 Production Characteristic of Viscous Oil and High-solidifying Point Crude Oil Xian Shiyou UniversityChapter 10 Production C

16、haracteristic of Viscous Oil and High-solidifying Point Crude Oil Xian Shiyou UniversityChapter 10Method of Reducing oil Viscosity in Wellbore Xian Shiyou University 通过向井筒流体中掺入化学药剂，从而使流体粘度通过向井筒流体中掺入化学药剂，从而使流体粘度降低的开采稠油及高凝油的技术。降低的开采稠油及高凝油的技术。 在井筒流体中加入一定量的水溶性表面在井筒流体中加入一定量的水溶性表面活性剂溶液，使原油以微小油珠分散在活性水中形成水活

17、性剂溶液，使原油以微小油珠分散在活性水中形成水包油乳状液或水包油型粗分散体系，同时活性剂溶液在包油乳状液或水包油型粗分散体系，同时活性剂溶液在油管壁和抽油杆柱表面形成一层活性水膜，起到乳化降油管壁和抽油杆柱表面形成一层活性水膜，起到乳化降粘和润湿降阻的作用。粘和润湿降阻的作用。 活性剂溶液的浓度、井下掺液器深活性剂溶液的浓度、井下掺液器深度、化学剂掺入量、井口的掺入温度和压力。度、化学剂掺入量、井口的掺入温度和压力。 Chapter 10Method of Reducing oil Viscosity in WellboreChapter 10Method of Reducing oil Vi

18、scosity in WellboreXian Shiyou University乳化剂的选择标准乳化剂的选择标准易于原油形成水包油型乳化液，具有好的流动性和一定的稳定性；乳化剂用量少，经济合理；有水采出后重力分离快，易于破乳脱水。化学降粘工艺技术化学降粘工艺技术根据加药剂地点不同分为：单井乳化降粘、计量站多井乳化降粘及大面积集中管理乳化降粘。根据化学剂与原油混合点的不同又可分为：地面乳化降粘和井筒中乳化降粘。 Xian Shiyou University 井筒热力降粘技术是利用高凝油、稠油的流动性对井筒热力降粘技术是利用高凝油、稠油的流动性对温度敏感这一特点，通过提高井筒流体的温度，使井筒温

19、度敏感这一特点，通过提高井筒流体的温度，使井筒流体粘度降低的工艺技术。流体粘度降低的工艺技术。 目前常用的是目前常用的是两大类。两大类。 利用电热杆或伴热电缆，将电能转化为热能，提高利用电热杆或伴热电缆，将电能转化为热能，提高井筒生产流体温度，以降低其粘度和改善其流动性。井筒生产流体温度，以降低其粘度和改善其流动性。 工艺设计中关键是确定加热深度和加热功率两个主工艺设计中关键是确定加热深度和加热功率两个主要的参数。要的参数。 Chapter 10Method of Reducing oil Viscosity in WellboreChapter 10Method of Reducing oi

20、l Viscosity in WellboreXian Shiyou University电热杆电热杆Chapter 10Method of Reducing oil Viscosity in WellboreXian Shiyou UniversityChapter 10Method of Reducing oil Viscosity in WellboreXian Shiyou UniversityXian Shiyou University 用地面泵组，将高于井筒生产流体温度的油或水用地面泵组，将高于井筒生产流体温度的油或水等热流体，以一定的流量通过井下特殊管柱注入井筒等热流体，以一定的流量通过井下特殊管柱注入井筒中建立循环通道以