稠油热采及配套技术欢喜岭采油厂工艺大队课件

1、稠油热采及配套技术欢喜岭采油厂工艺大队2000年5月稠油热采及配套技术欢喜岭采油厂工艺大队2000年5月目 录1.简介2.稠油开采方法3.稠油热采概况4.欢喜岭油田热力采油工艺技术 目 录1.简介一、简介.概念 “稠油”是指在油层温度下脱气原油粘度大于100mPa，相对密度大于0.92的原油，国外称之为“重油”。 2.特点 稠油由于其粘度高，流动性差，甚至在油层条件下不能流动，因而采用一般常规开采方法很难经济有效地开发。从20世纪初开始，热力油已逐渐开采这类原油的有效方法。 一、简介.概念3.储量分布情况 世界上有着丰富的石油资源，据有关资料报导非常规原油资源高数倍至十余倍，具有代替常规石油能

2、源的战略地位。91年在委内瑞拉召开的第五届石油会议就提出了“重油及沥青砂21世纪的烃能源”。98年在北京召开的第七届国际重油及沥青砂会议上再次将稠油提到了一个战略高度来认识。因此，重油开采将日益显示其重要的战略地位。 世界上重油（含特重油）资源丰富的国家有加拿大、委内瑞拉、美国、前苏联等，加拿大重油油砂最为丰富，阿尔伯塔盆地是主要的分布区，地质储量为26804000亿方， 委内瑞拉4个已知重油聚集区，地质储量约为490930亿方，美国重油及特重油地质储量90160亿方， 前苏联虽然勘探和认识程度较低，但其储量也达1200亿方。我国重油沥青资源分布广泛，已有12个盆地（凹陷）发现了70多个重油油

3、田，其资源约占我国石油总资源的25%30%以上。 3.储量分布情况表.世界主要稠油生产国及沥青资源量 表.世界主要稠油生产国及沥青资源量 二、稠油开采方法 稠油油藏一般采用热力开采，让其对油层加热方式可分为两大类，一是把热流体注入油层，如注热水，蒸汽吞吐，蒸汽驱等。另一类是在油层内燃烧产生热量，称为就地（层内）燃烧或火烧油层（火驱法）。 热力采油注入热流体热水驱蒸汽吞吐蒸汽驱层内燃烧生产火烧油层 干式向前燃烧法湿式向前燃烧法返回燃烧法二、稠油开采方法 稠油油藏一般采用热力开采，.热水驱 注热水是注热流体中最简便的方法，操作容易，与常规注水开采基本相同，其目的是增加油层驱动能量，降低原油粘度，减

4、小流动阻力，改善流度比，提高波及系数，提高驱油效率，同时，原油热膨胀有助于提高采收率。 特点：单位质量携载热焓低，井筒和油层的热损失大，开采效果差。 适合油藏：高凝油油藏，原油粘度较低的稠油油藏。.蒸汽吞吐 蒸汽吞吐是指向一口生产井短期内连续注入一定数量的蒸汽，然后关井（焖井）数天，使热量锝以扩散，之后在开井生产，当瞬时采右量降低到一定水平后，再进行下轮注汽、焖井、采油，如此循环，直至油井产油量在经济上无效为止。 特点：与蒸汽驱相比，投资少，工艺简单，生产费用低，采油速度高，是有效的提高稠油油藏采油速度的一种主要方法，但其采收率也较低。 适合油藏：原油粘度中等以上的稠油油藏。 .热水驱 注热水

5、是注热流体中最简便的方法，.蒸汽驱 蒸汽驱是指按优选的开发系统开发层系、井网、井距、射孔层段等，由注入井连续注入高温蒸汽，加热并驱替原油由生产井采出的开发方式，当瞬时油汽比达到经济界限（一般为0.15）时，蒸汽驱结束。一般有两种井网方式：五点法、反九点法井距为141100m、70m、83m，根据具体情况而定。 .火烧油层 火烧油层是将空气或氧气由注入井注入油层，先将注入井油层点燃，使重烃不断燃烧产生热量，并驱替原油至采油井中被采出，按其开采机理有三种不同的方法：干式向前燃烧法、湿式向前燃烧法、反向燃烧法。 ：生产井：注汽井.蒸汽驱.火烧油层：生产井：注汽井三.稠油热采概况 .世界发展史 稠油热

6、采早在20世纪初就开始了工业性试验，1931年在美国得克萨斯州. 伍德森附近的威尔森、斯旺两个油矿进行了蒸汽驱现场试验。1934年在前苏联进行了火烧油层试验。1959年在委内瑞拉由克牌公司在明格立德油藏进行了蒸汽吞吐。60年代之后，由于热力开采技术的发展，稠油资源比较丰实的美国、加拿大、委内瑞拉等国开始了工业化生产。 2.我国稠油开采概况 早在60年代初，我国在新疆克拉玛依油田开展了蒸汽吞吐、蒸汽驱试验，并先后在新疆、胜利、吉林开展了火烧油层试验。至80年代初，相继在辽河油田高升与曙光油田、新疆克拉玛依油田九区、胜利单家寺等大型稠油油田开展了稠油热采的工业性试验，逐步形成了适合我国稠油油藏特点

7、的注蒸汽开采技术，极大地促进了我国稠油大规模的工业化开采，稠油产量高速增长，已成为世界主要稠油生产国之一。 十几年来，我国相继投产了高升、曙一区、克拉玛依九区、单家寺、乐安等大型稠油油田。之后，辽河油田先后成功地开发了欢喜岭齐40块、 锦4块，曙一区杜212、 小洼，冷家等几个大型复杂稠油油田，使辽河油田成为我国稠油生产的主要基地，也是热力开采油汽比最高，经济效益最好的油田。 三.稠油热采概况 .世界发展史2.我国稠油开采概况四.欢喜岭油田热力采油工艺技术 （一）提高油层动用程度工艺技术 欢喜岭油田共有三个稠油生产主力区块，分别是齐40块、欢127块和齐108块，另外还有超稠油欢60块及新近开

8、发的欢616块等几个小断块。 欢喜岭油田于1987年在齐40块首先尝试了蒸汽吞吐热力采油工艺并获成功，投入工业化开采。随之，分别于89年及91年开发了欢127块及齐108块。十几年来，根据欢喜岭油田稠油油藏的特点，地质、工艺技术人员进行了深入的研究，与其它兄弟单位合作研究出了一整套适合于我厂稠油油藏状况的工艺措施，并取得了较好的效果。现将其中以提高稠油油藏纵向动用程度为主的工艺技术表述如下： 四.欢喜岭油田热力采油工艺技术 （一）提高油层动用程度工艺技1.投球选择性注汽 原理： 该工艺的原理是在油井注汽初期 （300,250）利用泵车将密度小于1.0的空心金属球随蒸汽一同注入井内，由于高低渗透

9、层吸汽速度不同金属球将高渗透层的射孔炮眼封堵住，使蒸汽进入中低渗透层，从而达到改善油井吸气剖面，提高纵向上油层动用程度，提高油井产量的目的，其井下管柱如图： 其地面施工工艺如下图：泵车投球器油井注意事项：1.泵工与作业工配合必须密切，以防蒸汽倒流。 2.施工过程中旋转投球器速度必须均匀，缓慢。1.投球选择性注汽其井下管柱如图： 其地面施工工艺如下图：泵2.分注合采技术 该工艺分为两种，一是金属密封接头分注合采；二是分层配气技术。 金属密封接头分注合采就是针对油井油层动用情况，将油层划分为两个单元，利用金属密封接头将蜂隔开来，仅对其中1个单元注汽，达到动用中低渗透层，提高油层动用程度及油井产量的

10、目的，共有四种管柱结构，分别为封上采下，封下采上，封上下采中间及各层依次注汽。目前，我们现应用多的是封上采下及封下采上，管柱示意图如右： 施工要求： 1.必须用154通井规通井至密封接头以 下20米处。 2.油井管外无窜槽。 3.所划分的两个单元间隔层大于2.5米。 4.施工过程中严禁将密封接头重拿重放， 确保其外表无损伤。 密封接头技术性能指标： 耐温：350以上 外径：152mm 工作温度：120密封封下采上封上采下管柱结构示意图待注层封堵层封隔器封隔器丝堵封堵层待注层丝堵封隔器2.分注合采技术施工要求： 1.必须用154通井 分层配汽技术于95年开始投入现场试验，该工艺是在分层注汽工艺不

11、断总结完善。同时，借鉴稀油油田分层注汽的经验研制成功的，首先针对所选择的油井的油层物性，纵向上动用程度及纵向上小层分布情况，将油层物性相近，动用程度接近的层划分为一个注汽单元，利用计算机软件优化各单元注汽量，从而确定本井注汽量，再根据各单元注汽量设计适合其单元的蒸汽分配器，利用热力封隔器将各单元分隔开，利用蒸汽分配器将各单元进行产量注汽，从而达到即动用中低渗透层又充分利用了高渗透层剩余能量的双重作用，使油井纵向上动用程度均匀，油井产油量有所增加，管柱图见下页：3.分层配汽 分层配汽技术于95年开始投入现场试验，该工施工要求：1. 必须用154通井规通井至密封接头以下20米处。2. 油井管外无窜

12、槽。3.所划分的两个单元间隔层大于2.5米。4.施工过程中严禁将密封接头重拿重放，确保其外表无损伤。5.要求第二个热力封位置必须准确下至夹层之间。 技术指标： 封隔器：耐温350 最大外径150mm 配汽阀：耐温350 最大外径140mm 分层配汽管柱示意图丝堵配汽阀2热力封2热力封1配汽阀1伸缩管单元2单元1施工要求：1. 必须用154通井规通井至密封接头以下24.大通径封上采下技术 稠油井经多轮次蒸汽吞吐开采后，油井严重出水或套管变形损坏，这样必须对原有井段进行调层，对原有开采井段下部好层可以补射的油井就进行封上采下技术来解决。在98年以前，对于这类油井采用注水泥封堵原井段之后，补射下部井

13、段转抽生产，但是施工时间长，工作量大（需进行钻磨作业），施工费用高，针对这一情况，于99年研制应用了一种耐高温、高压、座封解封施工简单、能过泵生产的大通径封上采下工艺技术，其原理如下： 利用76mm油管将管柱下到设计位置，投球打压20MPa左右，DY245型封隔器自动完成座封、密封，上提管柱后丢手丢开，之后将76mm管柱起出井口，下入114隔热管，在注汽过程中随着温度的上升，Y331型封隔器密封，从而达到封堵原射孔井段的目的，当油井停注作业后， 由于其中的管内径为100mm，因此，可将抽油泵下到下部油层顶界，达到封上采下过泵生产的目的，在此期间，上下封隔器仍保持密封状态。 4.大通径封上采下技

14、术 利用76mm油管将管柱该工艺主要由DY245型封隔器、 补偿器、Y331型封隔器三部分组成， 中间用100mm油管连接，见管柱图。 技术指标：最大外径，150mm工作温度，350座封压力，1012MPa丢手压力，20MPa适合套管内径，159.42161.7mm 工艺特点： 与常规注灰钻灰塞相比，其结构及施工简单成本低，作业时间短。 稠油井大跨度大通径封上采下管柱示意图封堵层开采层抽油杆油 管DY245封隔器Y331封隔器补偿器抽油泵丝 堵该工艺主要由DY245型封隔器、 补偿器、Y331型封隔器三5.高温化学暂堵（堵窜） 稠油井均采用注蒸汽吞吐开发，随着油田开发时间的延长，油井吞吐周期的

15、增加，地层亏空不断加大，压力不断下降，加之受地层非均质性的影响，导致油井汽窜现象时有发生。油井一但发生汽窜，一方面降低了注汽井的注汽效果，影响油井周期产油量；另一方面使对应汽窜井含水上升，温度上升，以至被迫关井，严重影响了油井的正常生产。 欢喜岭油田欢127块，是我厂开发最早的稠油区块，该块在开发初期由于受油井出砂的影响，一直未能正常生产，之后又受到边底水的影响，致使油井含水上升。由于油藏的特点及吞吐轮次较高，随之又出现了井间汽窜现象，截止99年11月份，欢127块已有102对油井发生过汽窜现象，据统计，98年度欢127块发生汽窜油井34对，影响产量4890吨，平均单井影响17天，产量144吨

16、，严重影响了欢127块的整体开发水平 。5.高温化学暂堵（堵窜） 稠油井均采用注蒸汽吞吐开发，随着油 油井汽窜现象早在91年就已出现，当时基本上采取一注一关、两井同时注汽来解决。针对这一现象及欢127块目前汽窜严重的问题，我们于97年10月份开始着手稠油井高温堵窜技术的研究与应用工作，并于97年11月份进行了第一口井高温泡沫堵窜试验，获得成功。根据现场试验结果，99年又引进了自生氮气复合高温暂堵技术用于稠油井封堵汽窜，其工艺原理如下： 自生氮气复合型高温暂堵技术的工艺原理就是利用颗粒型高温油溶暂堵剂做为前置液，先行封堵高渗透层或汽窜层位，随后注入能产生氮气的高温泡沫液，以氮气做为汽相来发泡，随

17、着注汽量的增加，发泡量也不断增加，高温暂堵剂进入油层深部，封堵层内的大孔道窜槽，使蒸汽优先进入中、低渗透层，达到提高中、低渗透层储量动用程度及控制油井汽窜发生的目的，由于泡沫剂由多种表面活性剂组成，具有洗油效果，可达到提高油井产量的目的，油井停注后，复合暂堵剂自形解堵，不影响正常生产。 油井汽窜现象早在91年就已出现，当时基本上 齐40块70m小井距蒸汽驱示范工程项目经过近一年的准备，于1998年10月21日正式启炉注汽。截至2000年5月，已平稳运行19个月的时间，四口注汽井各注汽参数均在方案要求范围之内运行，对应生产井未出现明显的汽窜现象。（二）稠油蒸汽驱技术 齐40块70m小井距蒸汽驱示

18、范工程项目经过近一1.地质概况 试验区位于齐40断块8-22断层南侧8-侧261井区，试验目的层为沙三下莲花油层莲油层组，含油面积0.172km2，石油地质储量127104t。为单斜构造,地层由西向东倾斜,倾角为912，区内无断层。 1.地质概况 试验区位于齐40断块8-22断层南侧8表1 地质概况数据表表2 油层数据表 表1 地质概况数据表表2 油层数据表 2.汽驱前开发概况 试验区于1987年以141m正方形井网投入蒸汽吞吐开采。 1997年按辽河油田齐40块莲油层蒸汽驱先导试验方案在试验区内钻新井18口(2口观察井，4口汽驱井，12口采油井)，将井网加密为70m井距反九点法汽驱井网。 2.汽驱前开发概况 试验区于1987年以141汽驱前井组开发