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2009年12月5日 ⁄ 暗潮 开发采油 ⁄ 评论数 0+ ⁄ 被围观 +

1.稠油热采技术的现状
稠油在世界油气资源中占有很大的比重,热力采油作为目前稠油开发的主要手段,能够有效升高油层温度,降低稠油粘度使稠油易于流动,从而将稠油采出。稠油热采是目前世界上规模最大的提高原油采收率工程项目,占项目的46.7%,占产量的44%。目前形成了以蒸汽吞吐、蒸汽驱、蒸汽辅助重力泄油(SAGD)、火烧油层等为稠油热采技术,并取得了显著的效果。
1.1 蒸汽吞吐采油技术
蒸汽吞吐是指先向油井注入一定量的蒸汽,关井一段时间,待蒸汽的热能向油层扩散后,再开井生产的一种开采稠油的增产方法。蒸汽吞吐是一种相对简单和成熟的开采稠油技术,国外在20世纪50年代开始应用,目前在美国、委内瑞拉和加拿大等还广泛应用于开采稠油油藏。蒸汽吞吐是我国目前稠油热采的主要方法,中石油90%的稠油热采产量是靠蒸汽吞吐工艺获得的,而中石化已占到98%。蒸汽吞吐提高开采效果的机理主要有:降低原油粘度,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;提高波及效率。早期蒸汽吞吐只能应用于普通稠油和粘度在1~5×104mPa.s的特稠油,其采收率一般在15%~20%左右。
1.2.蒸汽驱采油技术
蒸汽驱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。蒸汽驱是目前应用较多的热采技术,它一定程度上克服了蒸汽吞吐加热半径有限的弱点,能够持续给地层提供热量,是蒸汽吞吐后提高采收率的有效方法。蒸汽驱要求油井的间距一般在100~150m之间,且不适用油藏埋深较深的油藏。蒸汽相可以是水蒸气、烃汽与蒸汽、水蒸气与CO2。这样不仅能加热油层从而降粘,加入的其他气体和流动前缘的稠油发生作用,会降低驱替前缘稠油的粘度,从而可以提高蒸汽驱效果。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。世界上最大的两个蒸汽驱项目是美国的克恩河和印尼的杜里油田,其蒸汽驱采收率能达到50%以上。
我国胜利、河南、克拉玛依和辽河油田均开展了蒸汽驱,其中克拉玛依和辽河油田应用规模较大。中石化经过多年的科技攻关,形成了蒸汽驱油藏筛选评价技术、蒸汽驱油藏工程研究技术(剩余油描述技术、热采数值模拟技术、方案优化编制技术、动态跟踪评价技术、注采参数调整技术)和蒸汽驱经济评价技术等具有特色的中深层蒸汽驱开发技术,采用间歇式蒸汽驱或多井组整体优化蒸汽驱方式生产。
1.3. 蒸汽辅助重力泄油技术(SAGD)
由Butler在20世纪70年代首先提出蒸汽辅助重力泄油技术(SAGD),目前,该技术在加拿大已经得到了很好的应用和验证,并在委内瑞拉应用。国内的辽河油田也已经进行了SAGD的先导试验,并取得了较好的效果。SAGD采油机理如下:注入的高温蒸汽将油层上部的原油粘度降到易于流动的程度,靠重力使原油和热水排泄到下面的生产井,并通过生产井的举升系统将油和水举升到地面。它可以通过二种方式实现,第一种是在靠近油层底部钻一对上下平行的水平井,上部水平井注汽,下部水平井采油;第二种是在底部钻一口水平井,在其侧上方打多口垂直井,直井注汽,水平井采油(辽河油田模式)。蒸汽从上面的注入井注入油层,注入的蒸汽向上及侧面移动。以上两种方式都形成一个饱和蒸汽带,蒸汽在蒸汽室周围冷凝,并通过热传导将周围油藏加热。被加热降粘的原油及冷凝水在重力驱动下流到生产井。SAGD适合于深为600m以下的块状油藏,采收率能达到50%左右。
1.4.火烧油层采油技术
火烧油层是利用各种点火方式把注气井的油层点燃,并继续向油层中注入空气助燃形成移动的燃烧前缘,在高温下地层束缚水、注入水蒸发,携带大量的热量传递给前方的油层,把原油驱向生产井。火烧油层是最早用于开发稠油的热力采油技术,全世界已经有100多个油田开展了较大规模工业性开采试验,其采收率一般可达50%~80%。我国克拉玛依、辽河、西南、胜利和河南油田均开展过火烧油层。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,约为原油储量的10%~15%。我国的稠油油藏普遍较深,需要高压、大排量空气压缩机常年连续工作,才能进行火烧油层。由于国产设备无法满足要求,所以制约了火烧油层技术在我国的发展。
2.稠油热采技术发展趋势
与国外热采筛选标准对比,中国大部分稠油属于热采技术的边际油藏,尤其是中石化稠油油藏,开发难度很大,主要体现在:油层埋藏深(主要在900~1400m),不能保证井底高干度注汽;边底水活跃,油藏吞吐降压易造成水淹,汽驱效果差。单一的热采技术开采稠油油藏效果非常有限,复合的热采技术将成为开发稠油油藏的主要方式。
对于那些不能转汽驱开采的蒸汽吞吐油藏,如何在蒸汽吞吐后期进一步提高采收率,延长蒸汽吞吐的经济开采期,是高轮次吞吐阶段的重要研究内容。目前应用较多的复合开采稠油技术主要有降粘剂+蒸汽吞吐开采稠油技术、CO2+蒸汽吞吐开采稠油技术、蒸汽+CO2+表面活性剂开采稠油技术、水平井+蒸汽吞吐开采稠油技术、水平井+CO2+表面活性剂+蒸汽吞吐开采稠油技术等。这些技术较好地结合了单一技术的功能,为稠油油藏的后续开采提供了技术支持,提高了稠油油藏的采收率。
蒸汽驱是蒸汽吞吐后提高采收率的主要方法,也是低效水驱稠油转热采的有效方法。为了改善开发效果,国际上开发了蒸汽加氮气泡沫驱、加热通道蒸汽驱、热化学驱以及水平压裂辅助蒸汽驱等技术。中石化针对油藏条件差的不利局面,重点发展稠油油藏热化学驱技术,在注蒸汽的过程中,加入化学添加剂(丙烷、柴油、尿素)、表面活性剂、氮气等,降低蒸汽流度,增强热效应,形成热化学驱,提高波及体积和驱油效率。
蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术是开发稠油最有希望的方法之一。制约常规SAGD的一个主要因素是它需要耗用大量的蒸汽,尤其对于油层较薄、质量较差的储层。以SAGD为基础的热采技术在向多种方式发展,如蒸汽+非凝析气辅助重力泄油技术(SAGP)和稠油注气体溶剂萃取技术(VAPEX)就是其很有前景的衍生形式,它们可以减少对能量的需要量。中石化目前适合常规蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术应用的优质油藏不多。但是如果开发应用SAGD的衍生技术,降低技术政策界线;并走以蒸汽驱油为主,以蒸汽泄油为辅的混合驱动道路,中石化有可能在这方面获得成功。
3.结论
1、进一步丰富和完善蒸汽吞吐技术。由于稠油油藏条件的复杂性和各种开采技术本身的局限性,将各种开采技术相结合来开采稠油是一种有效开采稠油的技术,可以在一定程度上克服单一采油技术的不足之处,进一步提高原油采收率。
2、重点发展热化学驱技术。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。研究发展蒸汽/泡沫复合驱油、蒸汽/驱油剂复合驱油、蒸汽/薄膜扩散剂复合驱油、热/聚合物复合驱油技术,实现稠油热采方式的接替,进一步提高采收率。
3、开展水驱普通稠油转蒸汽驱开发先导试验。普通稠油油藏(地层原油粘度大于50mPa.s)水驱效果差,采收率低(14.9%),开展水驱普通稠油转蒸汽驱开发先导试验,为“十二五”后大幅度提高该类油藏采收率做好技术储备。
4、开展特超稠油水平井驱泄混合技术研究。SAGD技术是目前较为先进的超、特稠油开采技术,其衍生形技术可以减少对能量的需要量,扩大该技术的应用范围,中石化应该尽早开展该技术研究工作。
参考文献:
[1] 张义堂,等.热力采油提高采收率技术[M].北京:石油工业出版社,2006.
[2] 王大为,稠油热采技术现状及发展趋势[J]. 西部探矿工程2008,12
[3] 刘尚奇,超稠油油藏直井与水平井组合SAGD技术研究[J].石油勘探与开发,2007,2
[4] 窦宏恩.稠油热采应用SAGD技术的探讨[J].石油科技论坛,2003(4)
[5] 王旭.辽河油区稠油开采技术及下步技术攻关方向探讨[J].石油勘探与开发,2006,4
(作者:雷江西 转帖中有删减,如果原作者对此文发布有异议,请及时联系本人,向原作者表示感谢!!)

 
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