多元热流体发生器在提高稠油采收率中的应用

多元热流体技术(jìshù)

在提高稠油采收率中的应用2016年05月三一大江石油(shíyóu)股份有限公司1三一大江多元热采技术共四十五页目录2目录二多元热流体增产机理三多元热流体发生器介绍四多元热流体发生器应用五多元热流体发生器开发新成果一多元热流体发生器概述共四十五页目录3

2、多元热流体发生器生产资质3、多元热流体发生器服务情况4、多元热流体发生器获奖情况1、多元热流体发生器开发历程一、多元热流体(liútǐ)发生器概述共四十五页42004年第一代柴油(cháiyóu)型自主研发(yánfā)填补国内空白空气柴油型节能环保空气排量600Nm3/h防爆功能全自动化控制安全通过国际船级社认证空气排量1200~2400Nm3/h空气燃气型远程智能控制多重安全保障专家故障诊断纯氧发动机型废水发动机型具备国际油田设备制造标准1、多元热流体发生器开发历程2008年第二代防爆柴油型2011年第三代防爆天然气型2015年第四代纯氧发动机+废水发动机型空气排量最大9600Nm3/h共四十五页资质：ISO9001：

（中国国标）

ASME体系认证：（美国工程师协会）

ASME产品认证：（国际AI特检认证）CWB体系认证：（加拿大焊接工艺）CSA产品认证：（加拿大电气标准）

ABSA产品认证：（加拿大锅检所标准）

CCS产品认证：（国际船级社认证）生产能力：加拿大标准的大型机组的制造

加拿大总包项目的配套设施

国际标准的配电设备成撬制造

国际标准的现场(xiànchǎng)营地建设配套

国际标准的水处理设备制造配套(pèitào)国际业务，发展成立国际装备制造中心5

2、多元热流体发生器生产资质共四十五页知识产权(zhīshíchǎnquán)国家发明专利（8）项实用新型专利（10）项已受理(shòulǐ)国内发明专利（6）项申请PCT国际专利保护（6）项已受理美国加拿大专利（2）项申请加拿大稠油开采工艺专利（8）项6

2、多元热流体发生器生产资质共四十五页7

2、多元热流体发生器生产(shēngchǎn)资质共四十五页加拿大资质(zīzhì)8

2、多元热流体发生器生产(shēngchǎn)资质共四十五页国家级安全(ānquán)评估中国船级社认证9

2、多元热流体发生器生产(shēngchǎn)资质共四十五页

10ASME生产(shēngchǎn)资质

2、多元热流体发生器生产(shēngchǎn)资质共四十五页113、多元热流体发生器服务(fúwù)情况序号时间应用现场应用井次蒸汽产量（t/d）操作压力（MPa）操作温度（℃）12011-2014大庆油田采油三厂303022290~30022005-2015大庆黑帝庙区块316205~832032008-2016中海油4817016~20265~28042012-2014延长油田4503227052011-2013海拉尔区块4123232062013-2014华北油田4503227072013-2014胜利油田415012~18280~30082015-2016吐哈油田52032-3535092016新疆油田13304~14300共四十五页124、多元热流体(liútǐ)发生器获奖情况共四十五页134、多元(duōyuán)热流体发生器获奖情况共四十五页14多元热流体采油技术实质上是一种利用气体(N2、CO2)与蒸汽的协同效应，通过加热和气体溶解降粘、气体增压(zēnɡyā)、气体扩大加热范围和减小热损失、气体辅助原油重力驱等综合机理来达到增产效果，并且可选择性地添加高温起泡剂，在地下形成高温泡沫，控制多元热流体流度，调整油藏吸汽/气剖面。二、多元(duōyuán)热流体增产机理EOR扩大波及范围降低界面张力减少热量损失增压混相流调剖重力驱替溶解降粘加热降粘共四十五页151、加热降粘作用

不同油藏加热温度下含气稠油和脱气稠油粘度、粘度比与采油(cǎiyóu)指数:

稠油项目温度(℃)5680120180240含气稠油粘度(mPa·s)107427377.839.831.9μ0/μ13.913.827.033.7采油指数(mL/(MPa·min))104.0175.0312.4562.0836.0脱气稠油粘度(mPa·s)1681380.0122.980.556.3μ0/μ14.413.720.929.9采油指数(mL/(MPa·min))2868144.6302.3476.8采油指数和粘度比均随着温度增大而线性增大，二者之间具有很好的相关性。通过加热降粘可以使稠油流动性呈线性增大，产量也线性增大。含气稠油的采油指数明显(míngxiǎn)高于脱气稠油。二、多元热流体增产机理共四十五页162、溶解降粘作用

不同油藏(yóucánɡ)加热温度下含气稠油和脱气稠油粘度、粘度比与采油指数:

由于多元热流体中含有大量的N2和CO2，气体在较高压力下溶解于原油，可以降低原油粘度、提高(tígāo)原油膨胀系数。因此通过室内实验研究了多元热流体中气体的作用。二、多元热流体增产机理共四十五页173、降低(jiàngdī)界面张力二、多元热流体增产(zēngchǎn)机理共四十五页18油水(yóushui)相两相流条件下，重力驱替原油的驱动力为：油-气（含蒸汽）两相流动条件(tiáojiàn)下，重力驱替原油的驱动力为：4、重力驱替作用

室内高压驱替实验中，驱替压差为0.2MPa~1.0MPa，因此，重力驱替作用仅为压力驱替作用的2.74%以下，重力驱替作用并不显著，只有在油藏压力衰竭时，重力才是主要作用。二、多元热流体增产机理共四十五页19蒸汽氮气二氧化碳二、多元热流体(liútǐ)增产机理共四十五页20

计算了一口水平段长300m水平井在注入200℃多元流体后油藏压力增大情况，岩石压缩系数取2.0×10-6/Pa，油藏孔隙度为0.35，驱替后注入流体饱和度为0.50，共注多元流体20天，采用上面公式计算得到5MPa油藏(模拟开发中后期油藏)和10MPa(模拟开发初期(chūqī)油藏)油藏注入多元流体后，不同流体组分的增压作用及气腔平均压力增高值。二、多元热流体(liútǐ)增产机理5、增压作用岩石压缩系数：增压后油藏压力：共四十五页21

在给定多元流体注入方案下，多元流体具有明显的增压作用(zuòyòng)，增压贡献大小顺序为：N2＞蒸汽＞CO2。在形成不同高压气腔时，气腔内平均压力可达0.2~2.0MPa，增压效果明显。衰竭开采==地层压力的保持二、多元热流体增产(zēngchǎn)机理共四十五页226、扩大(kuòdà)波及体积作用通过模拟水平井注蒸汽和注多元流体吞吐的油藏数值(shùzí)模拟研究。注入200℃蒸汽或200℃多元热流体温度，带入油藏相同热量的情况下加热腔的变化。(注200℃蒸汽)(注200℃多元流体)二、多元热流体增产机理共四十五页23项目注蒸汽注多元流体倍数加热腔体积,m3/m16664.125加热腔温度,℃176.71520.86高压区体积,m3/m2257203.2高压区平均压力升高值,MPa0.740.6540.884油藏平均压力升高值,MPa0.0720.0971.347注多元流体后形成加热腔大小是注蒸汽形成加热腔的4倍以上。注入多元流体后气体扩散形成高压区体积要明显大于注蒸汽的高压区，是其3倍以上，增压效果非常明显。提高热采波及体积==减少井数==海上高效(ɡāoxiào)开发理念二、多元(duōyuán)热流体增产机理共四十五页247、减少油层内热量(rèliàng)损失介质导热系数，W/(m·K)稠油0.5~0.8岩石(不含油)2~3.5岩石(含油)1.5~2.5水0.4~0.5水蒸汽0.02～0.025CO20.01~0.25N20.01~0.05二、多元热流体(liútǐ)增产机理共四十五页25径向剖面模型

储层、流体主要参数：地下原油粘度(zhāndù)1350mPa.s，渗透率2000mD。正韵律储层，渗透率级差是4。高含水后注热水驱饱和度分布图高含水后注热流体饱和度分布图热流体驱动后剖面剩余油饱和度比热水驱减少。8、高速(ɡāosù)气液混相流的调剖作用共四十五页多元热流体发生器基于火箭发动机高压(gāoyā)燃烧喷射机理，利用空气/纯氧与天然气/柴油/轻质原油在高压密闭条件下充分燃烧生成高温高压二氧化碳、氮气和水蒸汽，通过加热降粘、气体溶解降粘、气体增加弹性能量及扩大波及体积等综合效应达到增产目的。26三、多元(duōyuán)热流体发生器介绍空气+天然气/柴油密闭燃烧二氧化碳+氮气+水蒸汽软化水注入地层

利用水蒸汽携带的热量

利用二氧化碳溶解降粘

利用气体弹性能补充能量综合增产多元

热流体共四十五页多元热流体(liútǐ)发生器系列装备按多元(duōyuán)热流体当量：

2.5t/h

5t/h10t/h15t/h20t/h按燃料种类分为：

柴油型天然气型轻质原油型按压力分为:

3-35MPa

按温度分：100℃-350℃

压力温度可控可调27三、多元热流体发生器介绍共四十五页28三、多元(duōyuán)热流体发生器介绍氮气发生装置二氧化碳回收装置多元(duōyuán)热流体发生器蒸汽锅炉共四十五页四、多元(duōyuán)热流体发生器应用

黑帝庙区块平均(píngjūn)有效孔隙度33.9%，平均渗透率1736mD，含油饱和度65%，平均有效厚度8.2米，平均埋深270米，砂岩胶结松散，基本不成岩，原始地层温度14℃，压力2.8Mpa。地层水总矿化度平均值4938mg/l。地下原油平均粘度3306.2MPa·s。按稠油分类属于普通稠油I-2类。1、

大庆黑帝庙油田

项目井号密度(20℃)（t/m3）粘度(50℃)（MPa·s）凝固点(℃)含蜡量（%）含胶量（%）沥青质（%）酸值(mgKOH/100g)葡浅120.9168247.016.013.224.71.781.8葡浅8-70.9195239.2

葡浅11-70.9246398.922.019.129.9

葡浅8-71

245.6

平均0.9203282.71916.227.31.781.829共四十五页

统计葡字号15口井生产数据，平均单井日增液3.86吨，日增油2.1吨，单井平均增油527吨，15口井累计增油7905.7吨，平均单井生产有效周期261天，日均产油量约为措施前的6.6倍，油汽比由措施前的0.1上升到措施后的0.35

统计资料显示，采用(cǎiyòng)多元热流体吞吐采油，与上轮次的单纯蒸汽吞吐比，可提高阶段采收率3.2%。多元热流体吞吐(tūntǔ)与热蒸汽吞吐(tūntǔ)效果对比30四、多元热流体发生器应用共四十五页

2005年选择吞吐8个轮次，上一轮次效果不佳的葡浅20井进行试验，效果相当理想，轮次增油1025吨，提高采收率7.2个百分点。2006年，选择吞吐6个轮次的葡浅5-F5进行试验，增油430.8吨。而9个轮次的葡浅5-6井轮次增油332.2吨。从表中可以看出，高轮次和低轮次的吞吐井，增油效果差别并不明显，说明多元(duōyuán)热流体采油方式在黑帝庙油藏实用性很广，可作为蒸汽热采的替代方式。序号井号有效厚度(米)措施前采出程度(%)渗透率净总比上轮产油（吨）本轮产油（吨）注汽总轮次轮次增油1葡浅3-2111.610.21646145.5355.573102葡浅3-411.49.617061140.1236.9996.83葡浅5-F510.83119320.5132.6563.46430.84葡浅5-612.218.817860.6171.3503.59332.25葡浅8-46.410.412670.91.712.9711.26葡浅11-710.95.513440.8182.6869.86687.27葡浅12-711.86.415680.9130.6764.36633.78葡浅206.823.618460.8165119081025蒸汽高轮次(lúncì)吞吐效果与多元热流体对比31四、多元热流体发生器应用共四十五页

2、

中海油NB-35-2B

多元(duōyuán)热流体技术在海上稠油油田的应用是一项重大的技术创新、改写了海上油田无热采的历史、打开了海上稠油热采的新局面。32四、多元热流体(liútǐ)发生器应用共四十五页1.拥有自主专利技术的组合散热式防爆电器柜2.自主研发编程的防爆(fánɡbào)PLC触摸屏3.变频控制的高压水泵以及相关配套的自控系统海上平台(píngtái)装备的安全保障33四、多元热流体发生器应用共四十五页

中海油B28h井于2010年2月13日完成注入后开始生产，自喷期间日产油量峰值128方，相当于同平台20口生产井日产量总和的58.7%，目前日平均产油60多方(duōfāng)，统计截止至2011年5月31日，累计生产470天，产液量34052.91m3，累计产油量21949.19m3。中海油B28h井吞吐(tūntǔ)效果34四、多元热流体发生器应用共四十五页井号注气时间平均日产油(t)最高日产油（t）累计产油（t）生产天数(d)截止时间?28H2010.01.22-2.136012821949.134702011.05.31?2M2010.05.04-5.28571105176.74902010.08.21?36H2011.10.29-11.215876225944012012.12.28?33H2011.11.22-12.0852.0691157933502012.11.17?34H2012.05.09-5.2373.0185143242152012.12.28?43H2012.07.10-8.0151.241034583902012.11.17?44H2012.08.28-9.2048854611982012.12.28?31H2012.10.16-10.3167.16892893432012.12.20注入多元(duōyuán)热流体产油表多元热流体吞吐(tūntǔ)效果35四、多元热流体发生器应用共四十五页

中海油-?28h井日产详图最大产液187m3/d最大产油134m3/d3月26日转泵，平均产液75m3/d，平均产油47m3/d最大产油81m3/d最大产液101m3/d2月16日~3月11日自喷，期间平均产液112m3/d；平均产油65m3/d.泵抽阶段截止(jiézhǐ)至2011年5月31日，累计生产470天，产液量34052.91m3，累计产油量21949.19m3。36四、多元热流体(liútǐ)发生器应用共四十五页中海油-截止(jiézhǐ)2012年中海油各井增油效果图上图为NB35-2B平台(píngtái)统计到2012年，实施热采吞吐后与冷采产油量的对比。新水平井采用多元热流体技术吞吐，正常生产有效期平均达到460天以上37四、多元热流体发生器应用共四十五页粘度：地面(dìmiàn)28240mPa·s；冷采：测试无产能；自喷：平均日产油80m3,高峰达110m3,累产642m3；DST测试：平均日产油55m3。参数实际井型直井测试井段1000~1035m射开厚度（m）35注水温度（℃）220注水量（t）2000注水时间（d）10注入速度（t/d）200焖井时间（d）23、中海油特稠油(chóuyóu)5-2N油田探井试油求产38四、多元热流体发生器应用共四十五页中海油-天津分公司对复合热载体新技术(jìshù)的评价39四、多元热流体(liútǐ)发生器应用共四十五页中海油-天津(tiānjīn)分公司对复合热载体新技术的评价