孟潔

摘要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及國(guó)防安全對(duì)于油氣資源需求的不斷加大，且國(guó)內(nèi)稀油資源不斷減小，稠油的開(kāi)發(fā)工作就顯得越來(lái)越重要，地位越來(lái)越突出。本文重點(diǎn)針對(duì)目前國(guó)內(nèi)外稠油油藏開(kāi)采所采用的三種有效措施進(jìn)行了具體分析。

關(guān)鍵詞：稠油油藏;開(kāi)發(fā)技術(shù);蒸汽吞吐;蒸汽驅(qū);火燒油層

1. 引言

稠油油藏一般生成的地層地質(zhì)年代相對(duì)較新，埋藏較淺，具有高粘度、高密度、流動(dòng)性差的特點(diǎn)，是一種非常重要的難開(kāi)采油氣資源。在國(guó)際上稠油可以進(jìn)一步細(xì)分為重油和瀝青，在國(guó)內(nèi)將稠油按照物理性質(zhì)劃分為普通稠油、特稠油和超稠油三類。從目前的勘探現(xiàn)在來(lái)看，全世界稠油的地質(zhì)儲(chǔ)量在3.4×1012bbl，主要分布在環(huán)太平洋帶和阿爾卑斯帶，加拿大的稠油資源最為豐富。我國(guó)稠油油藏分布同樣十分廣泛，主要集中在遼河油田、克拉瑪依油田以及勝利油田等探區(qū)。稠油油藏的埋藏深度大部分在2000m的范圍內(nèi)，甚至在準(zhǔn)噶爾盆地部分探區(qū)稠油油藏埋深僅100-200m。目前對(duì)于稠油的開(kāi)采在國(guó)際上普遍采用注熱流體降粘和火燒油層兩類方式，包括蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)、熱水驅(qū)、火驅(qū)四種方式熱處理油層。蒸汽驅(qū)是最為有效，也是國(guó)內(nèi)、外最為廣泛的技術(shù)。它是按規(guī)則的注采井網(wǎng)，注入高溫蒸汽使原油加熱降粘，并從注汽井驅(qū)替到生產(chǎn)井的采油方法，其作用機(jī)理主要表現(xiàn)在降粘、熱膨脹、蒸餾、溶解氣驅(qū)、混相驅(qū)、乳化作用等六個(gè)方面。

2. 稠油開(kāi)發(fā)技術(shù)

2.1 蒸汽吞吐

蒸汽吞吐就是將大量的熱蒸汽注入井筒中，隨即關(guān)井一段周期（一般為3-10日）。蒸汽吞吐是周期性的，當(dāng)采油量低于目標(biāo)值后開(kāi)展下一輪注汽。蒸汽吞吐可以有效實(shí)現(xiàn)稠油油藏的開(kāi)采效率機(jī)理如下：通過(guò)對(duì)稠油進(jìn)行加熱可以有效降低稠油在流動(dòng)過(guò)程中的阻力，提高采出效率;較高的地層壓力可以充分來(lái)釋放地層的彈性能量來(lái)驅(qū)油;當(dāng)油藏埋深較大時(shí)，上覆地層壓力可以進(jìn)一步驅(qū)油;稠油加熱后可以發(fā)送裂解，進(jìn)一步降低稠油粘度。通過(guò)蒸汽吞吐這一開(kāi)發(fā)方式，稠油的粘度降低、流動(dòng)速度達(dá)到了開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，在反復(fù)蒸汽吞吐的過(guò)程中，油層溫度不斷升高、稠油年底持續(xù)降低，開(kāi)采的效果越來(lái)越達(dá)到理想狀態(tài)。影響蒸汽吞吐開(kāi)發(fā)效果的因素主要有原油粘度、儲(chǔ)層物性、地層壓力、注汽工藝參數(shù)、射孔方式等。

熱蒸汽在注入地層過(guò)程中，熱量的傳遞范圍相對(duì)有限，只有在熱能傳導(dǎo)到達(dá)的區(qū)域才能實(shí)現(xiàn)稠油的有效開(kāi)采。如何有效保持油層中蒸汽含水量和熱量是維持蒸汽吞吐效果的難點(diǎn)問(wèn)題。另一方面，在稠油（尤其是超稠油）開(kāi)采過(guò)程中，蒸汽吞吐方式一般情況下僅適用于單井施工，驅(qū)油的動(dòng)力來(lái)自于受熱膨脹的地層能量，反復(fù)蒸汽吞吐周期不能超過(guò)8次，長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)采后驅(qū)油效果會(huì)越來(lái)越差。且隨著稠油開(kāi)發(fā)后期含水量的上升，蒸汽吞吐的實(shí)際效果會(huì)大打折扣。

2.2 蒸汽驅(qū)

蒸汽驅(qū)是通過(guò)在規(guī)則的注采井網(wǎng)中注入高溫?zé)嵴羝钩碛徒档驼扯?，從而達(dá)到較好的稠油開(kāi)發(fā)效果。與蒸汽吞吐相比，蒸汽驅(qū)在油層中波及的范圍更廣闊的、效果持續(xù)時(shí)間更久。傳統(tǒng)蒸汽驅(qū)的作業(yè)過(guò)程包括三個(gè)階段：油層預(yù)熱階段，在此階段注入的蒸汽從注入井近井地帶開(kāi)始加熱油層，使稠油層溫度逐步提高，油層壓力開(kāi)始緩慢回升。但由于蒸汽熱能尚未傳遞到采油井附近，采油井近井地帶原油流動(dòng)阻力仍然較大，采油井呈現(xiàn)出低溫、低產(chǎn)油的特征。蒸汽驅(qū)見(jiàn)效階段，隨著注入蒸汽量的不斷增加，油藏地層溫度升高，地層壓力補(bǔ)充，蒸汽熱能開(kāi)始傳遞到采油井近井地帶，使地層中原油的流動(dòng)性得到改善，產(chǎn)油量逐漸上升并進(jìn)入高產(chǎn)階段。蒸汽突破階段，蒸汽和熱水在地層中逐步向采油井周圍推進(jìn)，當(dāng)蒸汽冷凝后的熱水前緣到達(dá)采油井后，由于熱水的流動(dòng)能力遠(yuǎn)強(qiáng)于稠油的流動(dòng)能力，導(dǎo)致采油井含水率和溫度快速上升，產(chǎn)油量急劇下降。

蒸汽驅(qū)提高稠油開(kāi)采效果的機(jī)理如下：降低稠油粘度。由于稠油粘度對(duì)溫度變化具有較高敏感性，稠油油藏改善水油流度比的最直接有效的方式即提高地層溫度，進(jìn)而提高驅(qū)油效率和波及效率;熱膨脹效應(yīng)。稠油層溫度升高，熱膨脹效應(yīng)致使油藏含油飽和度增加，提高了稠油在地層中的流動(dòng)性;蒸餾作用。蒸汽驅(qū)油過(guò)程中，原油中的輕質(zhì)組分在蒸汽蒸餾作用下形成由汽相攜帶的烴蒸汽，加快了蒸汽驅(qū)前緣的推進(jìn)速度;脫氣作用。熱蒸汽的注入提高了地層的溫度，溶解氣膨脹脫出天然氣和輕質(zhì)組分，形成類似氣驅(qū)或溶解氣驅(qū)的動(dòng)力;乳化作用。在熱蒸氣的作用下，稠油層中形成高粘度的乳化液，在一定情況下可以起到調(diào)整產(chǎn)液剖面的作用，提高蒸汽波及程度。

2.3 火燒油層

火燒油層又被稱為是火驅(qū)技術(shù)，是在稠油層注入空氣或氧氣后將稠油層點(diǎn)燃，以達(dá)到協(xié)同驅(qū)油、高效、經(jīng)濟(jì)的開(kāi)采稠油層、有效提高采收率的目的?；馃蛯优c其他稠油開(kāi)采方式相比具有獨(dú)特的先進(jìn)性，例如不用考慮復(fù)雜的熱損失計(jì)算、成本低、有效降低稠油粘度、提高流動(dòng)性、適用范圍廣等。按照注采關(guān)系可將火燒油層分為正向火驅(qū)、反向火驅(qū)，按照注入介質(zhì)則可分為干式火驅(qū)及濕式火驅(qū)。正向燃燒時(shí)注入井同時(shí)也是點(diǎn)火井，注入的空氣向生產(chǎn)井流動(dòng)，與火前緣前進(jìn)方向一致。反向火驅(qū)時(shí)生產(chǎn)井同時(shí)為點(diǎn)火井，注入的空氣向生產(chǎn)井流動(dòng)，與燃燒前緣流動(dòng)的方向正好相反，被驅(qū)替的原油經(jīng)過(guò)燃燒區(qū)域和已燃地層才能到達(dá)生產(chǎn)井。干式火驅(qū)時(shí)注入井僅僅注入空氣，不需要注入水。而濕式燃燒注入井注入介質(zhì)包括空氣和水。

3. 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及國(guó)防安全對(duì)于油氣資源需求的不斷加大，且國(guó)內(nèi)稀油資源不斷減小，稠油的開(kāi)發(fā)工作就顯得越來(lái)越重要，地位越來(lái)越突出。受稠油自身高密度、高粘度、流動(dòng)性差等特性的影響，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中需要根據(jù)不同的油藏特征采用合適的措施手段來(lái)進(jìn)行開(kāi)采。

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