第十章 稠油及高凝油開采技術(shù)1

1、Xian Shiyou University P Production technology of Viscous Oil and High-solidifying Point Crude Oil 第一節(jié)第一節(jié) 稠油與高凝油開采特征稠油與高凝油開采特征 Production Characteristic of Viscous Oil (Heavy Oil) and High-solidifying Point Crude Oil 第二節(jié)第二節(jié) 井筒降粘技術(shù)井筒降粘技術(shù) Method of Reducing oil Viscosity in WellboreXian Shiyou Univers

2、ityChapter 10l 稠油稠油viscous oil (heavy oil)是指粘度大的原油。是指粘度大的原油。l 一般原油的粘度大，其密度也大，因此國際上通常一般原油的粘度大，其密度也大，因此國際上通常稱之為重質(zhì)油或重油。稱之為重質(zhì)油或重油。l 嚴(yán)格地講，稠油和重油是兩個(gè)嚴(yán)格地講，稠油和重油是兩個(gè)的概念。的概念。 稠油是以原油粘度高低作為分類標(biāo)準(zhǔn)。稠油是以原油粘度高低作為分類標(biāo)準(zhǔn)。 重油是以原油密度的大小進(jìn)行分類。重油是以原油密度的大小進(jìn)行分類。 Production Characteristic of Viscous Oil and High-solidifying Point C

3、rude Oil Xian Shiyou UniversityChapter 10 oAPI=141.5/o131.5 Production Characteristic of Viscous Oil and High-solidifying Point Crude Oil Xian Shiyou UniversityChapter 10 u 粘度高、密度大、流動(dòng)性差粘度高、密度大、流動(dòng)性差 u 稠油的粘度對(duì)溫度敏感稠油的粘度對(duì)溫度敏感 u 稠油中輕質(zhì)組分含量低，而膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高稠油中輕質(zhì)組分含量低，而膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高 Production Characteristic of Visco

4、us Oil and High-solidifying Point Crude Oil Xian Shiyou UniversityChapter 10 目前世界上目前世界上稠油、特稠油、超稠油及瀝青稠油、特稠油、超稠油及瀝青的可采儲(chǔ)量為的可采儲(chǔ)量為1510 108m3，超過了，超過了常規(guī)原油的可采儲(chǔ)量常規(guī)原油的可采儲(chǔ)量1272 108m3。 中國目前已探明稠油地質(zhì)儲(chǔ)量中國目前已探明稠油地質(zhì)儲(chǔ)量20.6億噸，已動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)億噸，已動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量量13.59億噸，剩余未動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量億噸，剩余未動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量7.01億噸。分布在億噸。分布在松遼盆松遼盆地、渤海灣盆地、準(zhǔn)格爾盆地、南陽盆地等地、渤海灣盆地

5、、準(zhǔn)格爾盆地、南陽盆地等12個(gè)盆地的個(gè)盆地的70多多個(gè)稠油油田（主要集中在遼河油區(qū)、勝利油區(qū)、克拉瑪依油個(gè)稠油油田（主要集中在遼河油區(qū)、勝利油區(qū)、克拉瑪依油區(qū)及河南油區(qū)）。區(qū)及河南油區(qū)）。 油藏深度大于油藏深度大于800米的稠油儲(chǔ)量約占已探明儲(chǔ)量的米的稠油儲(chǔ)量約占已探明儲(chǔ)量的80%以上，其中約有一半埋深在以上，其中約有一半埋深在13001700米。吐哈油田的稠油米。吐哈油田的稠油油藏埋深在油藏埋深在24003400米，塔里木油田的輪古稠油油藏埋深米，塔里木油田的輪古稠油油藏埋深在在5300米左右。米左右。 Production Characteristic of Viscous Oil and

6、 High-solidifying Point Crude Oil Xian Shiyou UniversityChapter 10 high-solidifying point crude oil 蠟含量高、凝固點(diǎn)高的原油。蠟含量高、凝固點(diǎn)高的原油。 在一定條件下原油失去流動(dòng)性時(shí)的最高溫度。在一定條件下原油失去流動(dòng)性時(shí)的最高溫度。 目前對(duì)高凝油尚無統(tǒng)一的劃分標(biāo)準(zhǔn)。若將凝固點(diǎn)大于目前對(duì)高凝油尚無統(tǒng)一的劃分標(biāo)準(zhǔn)。若將凝固點(diǎn)大于40，含蠟量，含蠟量超過超過35%的原油定為高凝油，則只有的原油定為高凝油，則只有，已探明還未動(dòng)用的儲(chǔ)量約，已探明還未動(dòng)用的儲(chǔ)量約 3 億噸。億噸。 當(dāng)前，沈陽當(dāng)前，沈陽油

7、田是我國最大的高凝油生產(chǎn)基地，代表我國高凝油的開采水平。油田是我國最大的高凝油生產(chǎn)基地，代表我國高凝油的開采水平。 我國高凝油油藏一般埋藏較深，在油藏溫度和壓力條件下具有較好我國高凝油油藏一般埋藏較深，在油藏溫度和壓力條件下具有較好的流動(dòng)性，使原油可以從油層流入井筒。因此，的流動(dòng)性，使原油可以從油層流入井筒。因此， Production Characteristic of Viscous Oil and High-solidifying Point Crude Oil Xian Shiyou UniversityChapter 10 向油層提供熱能，提高油層巖石和流體的溫度，從而增向油層提供熱

8、能，提高油層巖石和流體的溫度，從而增大油藏驅(qū)油動(dòng)力，降低油層流體的粘度，防止油層中的結(jié)蠟大油藏驅(qū)油動(dòng)力，降低油層流體的粘度，防止油層中的結(jié)蠟現(xiàn)象，減小油層滲流阻力，達(dá)到更好地開采稠油及高凝油油現(xiàn)象，減小油層滲流阻力，達(dá)到更好地開采稠油及高凝油油藏的目的。藏的目的。 Production Characteristic of Viscous Oil and High-solidifying Point Crude Oil Xian Shiyou UniversityChapter 10 蒸汽吞吐是指在本井中完成注蒸汽、燜井和生產(chǎn)三個(gè)蒸汽吞吐是指在本井中完成注蒸汽、燜井和生產(chǎn)三個(gè)過程的開采方法，從注

9、蒸汽開始到油井不能正常生產(chǎn)為止，過程的開采方法，從注蒸汽開始到油井不能正常生產(chǎn)為止，稱為一個(gè)吞吐周期。稱為一個(gè)吞吐周期。 蒸汽吞吐注汽參數(shù)主要是指周期注汽量、注汽速度、蒸汽吞吐注汽參數(shù)主要是指周期注汽量、注汽速度、蒸汽干度和燜井時(shí)間。蒸汽干度和燜井時(shí)間。 注汽時(shí)間一般為注汽時(shí)間一般為1015天，燜井時(shí)間一般為天，燜井時(shí)間一般為35天，天，生產(chǎn)時(shí)間可長達(dá)上百天甚至一年多。生產(chǎn)時(shí)間可長達(dá)上百天甚至一年多。 蒸汽吞吐通常只能采出井點(diǎn)周圍油層中有限區(qū)域內(nèi)的蒸汽吞吐通常只能采出井點(diǎn)周圍油層中有限區(qū)域內(nèi)的原油，井間存在大量蒸汽難以波及到的死油區(qū)，蒸汽吞吐原油，井間存在大量蒸汽難以波及到的死油區(qū)，蒸汽吞吐的

10、原油采收率一般只有的原油采收率一般只有1020%。 Production Characteristic of Viscous Oil and High-solidifying Point Crude Oil Xian Shiyou UniversityChapter 10燜井過程燜井過程注汽過程注汽過程油層油層蒸蒸汽汽原油原油采油過程采油過程 Production Characteristic of Viscous Oil and High-solidifying Point Crude Oil 蒸汽驅(qū)是指通過適當(dāng)井網(wǎng)，由注汽井連續(xù)注汽，在注入蒸汽驅(qū)是指通過適當(dāng)井網(wǎng)，由注汽井連續(xù)注汽，在注入井

11、周圍形成蒸汽帶，注入的蒸汽將地下原油加熱并驅(qū)到周圍井周圍形成蒸汽帶，注入的蒸汽將地下原油加熱并驅(qū)到周圍生產(chǎn)井后產(chǎn)出。生產(chǎn)井后產(chǎn)出。 蒸汽帶蒸汽帶熱油水混合帶熱油水混合帶蒸汽注入井蒸汽注入井油層油層Xian Shiyou UniversityChapter 10 Production Characteristic of Viscous Oil and High-solidifying Point Crude Oil Xian Shiyou UniversityChapter 10 Production Characteristic of Viscous Oil and High-solidify

12、ing Point Crude Oil Xian Shiyou UniversityChapter 10 火燒油層是在一定井網(wǎng)下通過注入井向油層注入空氣，使油層中的火燒油層是在一定井網(wǎng)下通過注入井向油層注入空氣，使油層中的一部分原油燃燒而產(chǎn)生熱量，加熱和驅(qū)替未燃燒區(qū)的大部分原油，并從一部分原油燃燒而產(chǎn)生熱量，加熱和驅(qū)替未燃燒區(qū)的大部分原油，并從生產(chǎn)井中開采出來。生產(chǎn)井中開采出來。 火燒油層在連續(xù)注氣過程中，油層內(nèi)形成一個(gè)狹窄的高溫燃燒帶，火燒油層在連續(xù)注氣過程中，油層內(nèi)形成一個(gè)狹窄的高溫燃燒帶，在高溫下，近井地帶的原油被蒸餾和裂化；蒸餾和裂化后殘留的重?zé)N變?cè)诟邷叵拢貛У脑捅徽麴s和裂化；

13、蒸餾和裂化后殘留的重?zé)N變成焦炭作為繼續(xù)燃燒的燃料，輕質(zhì)油和蒸汽向前流動(dòng)由于換熱作用而凝成焦炭作為繼續(xù)燃燒的燃料，輕質(zhì)油和蒸汽向前流動(dòng)由于換熱作用而凝析下來。析下來。 火燒油層在燃燒前緣波及到的地方，除部分重油焦化作為燃料消耗火燒油層在燃燒前緣波及到的地方，除部分重油焦化作為燃料消耗掉外，驅(qū)替效率幾乎達(dá)到掉外，驅(qū)替效率幾乎達(dá)到100%，但由于非均質(zhì)性和氣油流度比等因素，但由于非均質(zhì)性和氣油流度比等因素，波及系數(shù)較低。礦場(chǎng)實(shí)踐表明，火燒油層的平均采收率約為波及系數(shù)較低。礦場(chǎng)實(shí)踐表明，火燒油層的平均采收率約為50%。 Production Characteristic of Viscous Oil

14、and High-solidifying Point Crude Oil Xian Shiyou UniversityChapter 10緩沖器緩沖器及計(jì)量裝置及計(jì)量裝置壓風(fēng)機(jī)組壓風(fēng)機(jī)組生生產(chǎn)產(chǎn)井井注注入入井井燃燒前緣燃燒前緣結(jié)焦帶結(jié)焦帶蒸汽帶蒸汽帶富油帶富油帶原始油區(qū)原始油區(qū)已燃區(qū)已燃區(qū) Production Characteristic of Viscous Oil and High-solidifying Point Crude Oil Xian Shiyou UniversityChapter 10 電磁激熱是指通過井下電磁激熱器發(fā)出的電磁波對(duì)近電磁激熱是指通過井下電磁激熱器發(fā)出的電磁

15、波對(duì)近井有限范圍內(nèi)的油層實(shí)施電磁激熱，達(dá)到對(duì)原油加熱降粘、井有限范圍內(nèi)的油層實(shí)施電磁激熱，達(dá)到對(duì)原油加熱降粘、解除井底堵塞目的的采油工藝方法。解除井底堵塞目的的采油工藝方法。 熱化學(xué)方法是指通過向油井注入化學(xué)生熱劑，經(jīng)過燜熱化學(xué)方法是指通過向油井注入化學(xué)生熱劑，經(jīng)過燜井換熱，以達(dá)到降低原油粘度的采油工藝方法。井換熱，以達(dá)到降低原油粘度的采油工藝方法。 Production Characteristic of Viscous Oil and High-solidifying Point Crude Oil Xian Shiyou UniversityChapter 10 Production C

16、haracteristic of Viscous Oil and High-solidifying Point Crude Oil Xian Shiyou UniversityChapter 10Method of Reducing oil Viscosity in Wellbore Xian Shiyou University 通過向井筒流體中摻入化學(xué)藥劑，從而使流體粘度通過向井筒流體中摻入化學(xué)藥劑，從而使流體粘度降低的開采稠油及高凝油的技術(shù)。降低的開采稠油及高凝油的技術(shù)。 在井筒流體中加入一定量的水溶性表面在井筒流體中加入一定量的水溶性表面活性劑溶液，使原油以微小油珠分散在活性水中形成水活

17、性劑溶液，使原油以微小油珠分散在活性水中形成水包油乳狀液或水包油型粗分散體系，同時(shí)活性劑溶液在包油乳狀液或水包油型粗分散體系，同時(shí)活性劑溶液在油管壁和抽油桿柱表面形成一層活性水膜，起到乳化降油管壁和抽油桿柱表面形成一層活性水膜，起到乳化降粘和潤濕降阻的作用。粘和潤濕降阻的作用。 活性劑溶液的濃度、井下?lián)揭浩魃罨钚詣┤芤旱臐舛取⒕聯(lián)揭浩魃疃?、化學(xué)劑摻入量、井口的摻入溫度和壓力。度、化學(xué)劑摻入量、井口的摻入溫度和壓力。 Chapter 10Method of Reducing oil Viscosity in WellboreChapter 10Method of Reducing oil Vi

18、scosity in WellboreXian Shiyou University乳化劑的選擇標(biāo)準(zhǔn)乳化劑的選擇標(biāo)準(zhǔn)易于原油形成水包油型乳化液，具有好的流動(dòng)性和一定的穩(wěn)定性；乳化劑用量少，經(jīng)濟(jì)合理；有水采出后重力分離快，易于破乳脫水?；瘜W(xué)降粘工藝技術(shù)化學(xué)降粘工藝技術(shù)根據(jù)加藥劑地點(diǎn)不同分為：單井乳化降粘、計(jì)量站多井乳化降粘及大面積集中管理乳化降粘。根據(jù)化學(xué)劑與原油混合點(diǎn)的不同又可分為：地面乳化降粘和井筒中乳化降粘。 Xian Shiyou University 井筒熱力降粘技術(shù)是利用高凝油、稠油的流動(dòng)性對(duì)井筒熱力降粘技術(shù)是利用高凝油、稠油的流動(dòng)性對(duì)溫度敏感這一特點(diǎn)，通過提高井筒流體的溫度，使井筒溫

19、度敏感這一特點(diǎn)，通過提高井筒流體的溫度，使井筒流體粘度降低的工藝技術(shù)。流體粘度降低的工藝技術(shù)。 目前常用的是目前常用的是兩大類。兩大類。 利用電熱桿或伴熱電纜，將電能轉(zhuǎn)化為熱能，提高利用電熱桿或伴熱電纜，將電能轉(zhuǎn)化為熱能，提高井筒生產(chǎn)流體溫度，以降低其粘度和改善其流動(dòng)性。井筒生產(chǎn)流體溫度，以降低其粘度和改善其流動(dòng)性。 工藝設(shè)計(jì)中關(guān)鍵是確定加熱深度和加熱功率兩個(gè)主工藝設(shè)計(jì)中關(guān)鍵是確定加熱深度和加熱功率兩個(gè)主要的參數(shù)。要的參數(shù)。 Chapter 10Method of Reducing oil Viscosity in WellboreChapter 10Method of Reducing oi

20、l Viscosity in WellboreXian Shiyou University電熱桿電熱桿Chapter 10Method of Reducing oil Viscosity in WellboreXian Shiyou UniversityChapter 10Method of Reducing oil Viscosity in WellboreXian Shiyou UniversityXian Shiyou University 用地面泵組，將高于井筒生產(chǎn)流體溫度的油或水用地面泵組，將高于井筒生產(chǎn)流體溫度的油或水等熱流體，以一定的流量通過井下特殊管柱注入井筒等熱流體，以一定的流量通過井下特殊管柱注入井筒中建立循環(huán)通道以