稠油与高凝油开采技术1

Xi’anShiyouUniversity第十章

稠油与高凝油开采技术

ProductiontechnologyofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOil

Contents第一节稠油与高凝油开采特征

ProductionCharacteristicofViscousOil(HeavyOil)andHigh-solidifyingPointCrudeOil第二节井筒降粘技术

MethodofReducingoilViscosityinWellboreXi’anShiyouUniversityChapter10一、稠油的开采特征稠油viscousoil(heavyoil)是指粘度大的原油。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。严格地讲，稠油和重油是两个不同性质的概念。稠油是以原油粘度上下作为分类标准。重油是以原油密度的大小进行分类。1.稠油的定义第一节稠油与高凝油开采特征

ProductionCharacteristicofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOilXi’anShiyouUniversityChapter102.稠油的分类标准

1981年联合国训练署推荐的分类标准中国稠油分类标准oAPI=141.5/γo－131.5油藏条件下原油粘度油藏温度下脱气油粘度第一节稠油与高凝油开采特征

ProductionCharacteristicofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOilXi’anShiyouUniversityChapter103.稠油的根本特点

粘度高、密度大、流动性差稠油的粘度对温度敏感稠油中轻质组分含量低，而胶质、沥青质含量高第一节稠油与高凝油开采特征

ProductionCharacteristicofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOilXi’anShiyouUniversityChapter104.稠油的储量

目前世界上稠油、特稠油、超稠油及沥青的可采储量为1510108m3，超过了常规原油的可采储量1272108m3。中国目前已探明稠油地质储量20.6亿吨，已动用地质储量13.59亿吨，剩余未动用地质储量7.01亿吨。分布在松辽盆地、渤海湾盆地、准格尔盆地、南阳盆地等12个盆地的70多个稠油油田〔主要集中在辽河油区、胜利油区、克拉玛依油区及河南油区〕。油藏深度大于800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1300～1700米。吐哈油田的稠油油藏埋深在2400～3400米，塔里木油田的轮古稠油油藏埋深在5300米左右。

第一节稠油与高凝油开采特征

ProductionCharacteristicofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOilXi’anShiyouUniversityChapter10二、高凝油的开采特征高凝油high-solidifyingpointcrudeoil：蜡含量高、凝固点高的原油。凝固点：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。假设将凝固点大于40℃，含蜡量超过35%的原油定为高凝油，那么只有辽河沈阳油田、河南魏岗油田、大港枣园油田属高凝油田，已探明还未动用的储量约3亿吨。当前，沈阳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的流动性，使原油可以从油层流入井筒。因此，高凝油开采的关键在于提高井筒中流体的温度。第一节稠油与高凝油开采特征

ProductionCharacteristicofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOilXi’anShiyouUniversityChapter10目前已形成热采和冷采两大类开采技术一、热采技术向油层提供热能，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，防止油层中的结蜡现象，减小油层渗流阻力，到达更好地开采稠油及高凝油油藏的目的。蒸汽吞吐蒸汽驱热水驱电磁激热热化学热采技术第一节稠油与高凝油开采特征

ProductionCharacteristicofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOilXi’anShiyouUniversityChapter101.蒸汽吞吐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，从注蒸汽开始到油井不能正常生产为止，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、蒸汽干度和焖井时间。注汽时间一般为10～15天，焖井时间一般为3～5天，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原油，井间存在大量蒸汽难以涉及到的死油区，蒸汽吞吐的原油采收率一般只有10～20%。第一节稠油与高凝油开采特征

ProductionCharacteristicofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOilXi’anShiyouUniversityChapter10焖井过程注汽过程油层蒸汽原油采油过程第一节稠油与高凝油开采特征

ProductionCharacteristicofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOil2.蒸汽驱蒸汽驱是指通过适当井网，由注汽井连续注汽，在注入井周围形成蒸汽带，注入的蒸汽将地下原油加热并驱到周围生产井后产出。

蒸汽带热油水混合带蒸汽注入井油层Xi’anShiyouUniversityChapter10第一节稠油与高凝油开采特征

ProductionCharacteristicofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOilXi’anShiyouUniversityChapter10蒸汽吞吐和蒸汽驱是注蒸汽采油的两个有机过程，蒸汽吞吐为蒸汽驱创造了有利的油藏驱替条件，同时蒸汽驱注入油层的大量热力能使油层温度在较大范围内得到提高，将井间的原油驱替到生产井。蒸汽驱阶段的原油采收率一般可达20%～30%。对于整个稠油油藏，有方案地实施蒸汽吞吐向蒸汽驱转换，可以巧妙地避开蒸汽吞吐和蒸汽驱的低效期，保持稠油油藏的稳产。第一节稠油与高凝油开采特征

ProductionCharacteristicofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOilXi’anShiyouUniversityChapter103.火烧油层火烧油层是在一定井网下通过注入井向油层注入空气，使油层中的一局部原油燃烧而产生热量，加热和驱替未燃烧区的大局部原油，并从生产井中开采出来。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，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。火烧油层在燃烧前缘涉及到的地方，除局部重油焦化作为燃料消耗掉外，驱替效率几乎到达100%，但由于非均质性和气油流度比等因素，涉及系数较低。矿场实践说明，火烧油层的平均采收率约为50%。第一节稠油与高凝油开采特征

ProductionCharacteristicofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOilXi’anShiyouUniversityChapter10缓冲器及计量装置压风机组生产井注入井燃烧前缘结焦带蒸汽带富油带原始油区已燃区第一节稠油与高凝油开采特征

ProductionCharacteristicofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOilXi’anShiyouUniversityChapter104.电磁激热电磁激热是指通过井下电磁激热器发出的电磁波对近井有限范围内的油层实施电磁激热，到达对原油加热降粘、解除井底堵塞目的的采油工艺方法。5.热化学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，以到达降低原油粘度的采油工艺方法。第一节稠油与高凝油开采特征

ProductionCharacteristicofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOilXi’anShiyouUniversityChapter10对采收率的贡献，％水驱加热降粘热膨胀蒸汽蒸馏溶解气驱乳化与混相热采机理第一节稠油与高凝油开采特征

ProductionCharacteristicofViscousOilandHigh-solidifyingPointCrudeOilXi’anShiyouUniversityChapter10第二节井筒降粘技术MethodofReducingoilViscosityinWellbore稠油与高凝油开发的主要问题：油层渗流阻力大，水驱后剩余油饱和度高；井筒流体粘度高，摩擦阻力大，影响采油设备工作；地面管线中输送困难。通过热力、化学、稀释等措施使井筒中的流体粘度降低，改善井筒内流体的流动条件，缓解抽油设备的不适应性，提高稠油及高凝油开发效果的采油工艺技术。化学降粘技术热力降粘技术

井筒降粘技术Xi’anShiyouUniversity一、化学降粘技术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。作用机理：在井筒流体中参加一定量的水溶性外表活性剂溶液，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，同时活性剂溶液在油管壁和抽油杆柱外表形成一层活性水膜，起到乳化降粘和润湿降阻的作用。主要设计参数：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。Chapter10第二节井筒降粘技术MethodofReducingoilViscosityinWellboreChapter10第二节井筒降粘技术MethodofReducingoilViscosityinWellboreXi’anShiyouUniversity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；有水采出后重力别离快，易于破乳脱水。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。Xi’anShiyouUniversity二、热力降粘技术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，使井筒流体粘度降低的工艺技术。目前常用的是电加热降粘技术和热流体循环加热降粘技术两大类。

1.电加热降粘技术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。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。

Chapter10第二节井筒降粘技术MethodofReducingoilViscosityinWellboreChapter10第二节井筒降粘技术MethodofReducingoilViscosityinWellboreXi’anShiyouUniversity电热杆Chapter10第二节井筒降粘技术MethodofReducingoilViscosityinWellboreXi’anShiyouUniversityChapter10第二节井筒降粘技术MethodofReducingoilViscosityinWellboreXi’anShiyouUniversityXi’anShiyouUniversity2.热流体循环加热降粘技术用地面泵组，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中建立循环通道以伴热井筒生产流体〔开式循环时还有稀释