稠油开采技术 稠油注气热采技术研究 落伍网
冉琦
[摘 要]热采技术作为稠油开发的主要手段，已经广泛应用于国内外稠油油藏的开发。介绍了目前稠油热采的主要方法，并对其开采原理、效果、技术特点、优、缺点方面进行系统的分析。
[关键词]稠油热采；蒸汽吞吐；蒸汽驱；热水驱；火烧油层；
中图分类号：TE345 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）01-0046-01
我国拥有丰富的稠油资源，分布在辽河、新疆克拉玛依、胜利以及河南、华北、大庆等油区均分布有稠油油藏，其开采技术一直是石油界探索的问题。我国稠油开采90%以上依靠蒸汽吞吐或蒸汽驱，采收率能达到30%左右。深化热采稠油油藏井网优化调整和水平井整体开发的技术经济研究，配套全过程油层保护技术、水平井均匀注汽、热化学辅助吞吐、高效井筒降粘举升等工艺技术驱动，保障了热采稠油产量的持续增长。
稠油是石油烃类能源中的非常重要的组成部分，其特点如下：
（1）稠油中的胶质与沥青含量比较高，轻质的馏分很少。并且随着胶质和沥青的含量增高，稠油的相对密度和粘度也会相应的增加。
（2）稠油的粘度对于温度特别敏感，随着温度的增加，粘度急剧下降。且原油粘度越大，这种变化越明显。
（3）稠油中硫、氧、氮等杂原子较多。
（4）稠油中石蜡含量一般较低，但也有极少数油田是“双高油田”，即沥青质含量高、石蜡含量也高，表征为高粘度高凝点原油。
（5）同一稠油油藏，原油性质在垂向油层的不同井段及平面上各井之间常常有很大的差别。
对于稠油主要采用热采技术，热采是技术成熟的开采高粘度重质原油最为有效的方法。热力采油是指以重质原油和高凝油为主要开采对象，运用热工学的理论和方法，进行石油开采的工艺技术。
按照加热油藏的不同方式，常用的热力采油方法可分为蒸汽吞吐，蒸汽驱，热水驱，火烧油层，电磁加热，热化学法等几种方法，其中蒸汽吞吐和蒸汽驱是使用范围最广，采出油量最多的方法。火烧油层采油速度快，采收率高，但是汽油比高，采油成本高。目前世界上约有80%以上的热采产量通过注蒸汽采油法获得。
1、常用的热力采油方法
1.1 蒸汽吞吐
蒸汽吞吐开采工艺的主要原理是通过使用蒸汽来提高被采油田的油品的温度来增加油藏的流动性从而便于开采，整个全部的开采过程有物理学、化学、热力学等多个学科交叉参与的。它也是我国目前稠油开采的主要方法，全国约有80%的稠油产量是靠蒸汽吞吐工艺获得的。蒸汽吞吐提高开采效果的机理主要有如下几种：降低原油粘度和水的粘度，提高油水流动能力；清洗井眼及近井地带，改善油井的完善程度；由气体的膨胀来驱动原油，降低界面张力，减小水相的相对渗透率；减小残余油饱和度；改善波及效率；提高地层油体积系数。为了进一步提高蒸汽吞吐效果，近年来，人们采取了两种改进的蒸汽吞吐方式：多井整体蒸汽吞吐和蒸汽+助剂吞吐。多井整体吞吐能有效抑制汽窜，减少汽窜造成的热损失，扩大蒸汽波及范围，同时，注入热量相对集中，升温幅度大，因而，整体吞吐的效果明显好于单井蒸汽吞吐的效果。
这项技术的主要优点是工艺成熟简单，单次开采投资少，增产快速，开采风险较小。缺点有通常仅仅能动用和开采近井地带的稠油，各个井区间存在大量的死油区，随着储油量和地层能量的降低，该项技术的采油效果和经济效益会逐次降低，所以这种技术开采到一定程度时应该转换其他的开采方式来取得更高的经济效率。
1.2 蒸汽驱
蒸汽驱采油是指将蒸汽注入到一口或多口井中，将地下粘度较大的稠油加热降粘，然后在蒸汽蒸馏的作用下，把原油驱向邻近多口生产井采出。蒸汽驱已经成为蒸汽吞吐后提高采收率的有效方法。因为蒸汽驱是以适当的补充地层能量为前提的，因此它比蒸汽吞吐的采收率要高。蒸汽驱提高开采效果的机理主要有如下几种：蒸汽蒸馏作用；气驱作用；原地溶解作用；升温降粘作用。蒸汽驱在实际应用中由于热损失较大等原因，造成采收率不高，为了进一步改善开发效果，可以采用间歇式蒸汽驱、多井组整体优化蒸汽驱以及水平压裂辅助蒸汽驱等技术。
这种方法的优点是注入的高干度水蒸气，提高了较大范围的油层温度，并能驱动较大范围内的地下原油，从而能采出更多的原油，从而大幅度地提高原油采收率（正常一般可达到20%---30%）。该项技术的缺点是在开采初始阶段的驱油效果会受到地层和温度场的限制，往往需要经过比较长的时间注入蒸汽后，油井才会增产。
1.3 热水驱
热水驱大概是一种冷、热水交替相驱原油的开采技术。注热水比常规注水提高稠油的采收率的主要原因是热水驱法提高了地层的温度，降低了原油的粘度。热水驱对稠油开采的总体效果不如注蒸汽显著，但因其操作简单，与常规水驱基本相同，因此一直被人们所应用，只不过规模小些。
该项技术的优点是在天然边水驱扫过的区域附近，此技术可以防止已经扫过区域原油的从新饱和，另外在方案邻近结束时，注入未加热的水來回收部分热量。该技术的缺点是热水含量较少，并不能作为有效热载体把热量带入油藏。
1.4 火烧油层
火烧油层是最早用与开发稠油的热力采油技术。该项技术是把氧气注入油层中，使得油层中的原油着火，则原油层部分会产生热量热量，注空气是向油层提供氧气的最普通的办法。从理论上讲，火驱过程实际上综合了蒸汽驱、烃混相驱、CO2混相驱等多种驱替机制，它的驱替效率之高，是所有提高采收率方法都无法与之相比的。当然，火驱要烧掉一部分原油，主要是原油中的焦碳和沥青等裂解残渣，约为原油储量的10%～15%。
近年来，随着水平井技术的发展，火烧油层技术研究呈现出新的发展趋势，即应用水平井实行重力辅助火烧油层技术。该技术能够把火烧油层技术中的高能量效率与水平井具有的高速采油能力和重力泄油过程具有的高采收率特性结合起来，并且能够消除和减缓平面直井间火驱中存在的燃烧见效慢、难于维持燃烧、氧气突破过早、严重出砂、井筒中采油泵气锁、腐蚀和结垢等生产问题。物模实验表明，采用这种新的火烧方法，在蒸汽获取采收率25%的基础上，还可增加40%采收率。
该项技术的优点是损失的热量比较少，只需要有足够的残余碳量，足够的空气和温度，燃烧便可持续，并在地层星城一个火线，不断地纵向发展，这样采油效率非常的高。缺点是实施比较难，由于井内所使用的点火系统可能由于燃烧产生热量，使附近的油层文额度提高，所以在设计火烧油层注入井时，须采取措施预防井筒内燃烧的可能性。
2、结论
（1）蒸汽吞吐开采的油藏，特别是到了中后期，进一步改善吞吐效果，提高工程管理水平和工艺技术水平，与先进的钻井技术相结合，以及适时地转入合理的二次热采方式，显得尤为重要和迫切。（2）注蒸汽热采过程中加入各种助剂，可以综合多种采油机理，大幅度提高稠油采收率。（3）对于不适合注蒸汽热采的稠油油藏，可以考虑热水驱、火烧油层、电磁加热等热采技术。（4）水平井和复合井技术与蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层等技术相结合，能够使稠油油藏获得较好的开发效果，是今后稠油热采技术中应该关注的问题。
参考文献
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