淺談對(duì)稠油開采中蒸汽吞吐的認(rèn)識(shí)

化工工藝專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目淺談對(duì)稠油開采中蒸汽吞吐的認(rèn)識(shí)學(xué)號(hào)姓名專業(yè)生物化工工藝班級(jí)09生物化工班指導(dǎo)教師完成時(shí)間2012227摘要稠油由于瀝青膠質(zhì)含量高，蠟質(zhì)含量少,因而粘度很高,流動(dòng)困難，開采難度很大。熱采技術(shù)作為稠油開發(fā)的主要手段,并且熱采中的蒸汽吞吐作為比較成熟的技術(shù)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外稠油油藏的開發(fā)，本篇主要介紹了蒸汽吞吐的常見問題，及簡(jiǎn)要分析。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞稠油；稠油熱采；蒸汽吞吐英文題目ABSTRACTHEAVYOILASPHALTCOLLOIDCONTENT,WAXCONTENT,ANDTHUSHIGHVISCOSITYFLOWDIFFICULTIES,THEDIFFICULTYOFEXPLOITATIONTHERMALRECOVERYTECHNOLOGYASTHEPRIMARYMEANSOFHEAVYOILDEVELOPMENT,ANDTHETHROUGHPUTOFTHETHERMALRECOVERYSTEAMASARELATIVELYMATURETECHNOLOGY,HASBEENWIDELYUSEDINTHEDEVELOPMENTOFHEAVYOILRESERVOIRATHOMEANDABROAD,THISINTRODUCESTHECOMMONPROBLEMSOFTHECYCLICSTEAMSTIMULATION,ANDABRIEFANALYSISKEYWORDSHEAVYOILHEAVYOILTHERMALRECOVERYHUFFANDPUFF目錄1稠油的定義及分類311稠油的義312分類標(biāo)準(zhǔn)313稠油油藏的特點(diǎn)32稠油熱采的幾種常見技術(shù)421稠油熱采技術(shù)現(xiàn)狀422蒸汽吞吐技術(shù)623蒸汽吞吐增產(chǎn)機(jī)理724蒸汽吞吐篩選標(biāo)準(zhǔn)825基本開采規(guī)律113結(jié)論12致謝13參考文獻(xiàn)14附錄附加圖、表15COMMENTU1上標(biāo)COMMENTU2直接放在這個(gè)位置COMMENTU33,4,5,6也按照這個(gè)修改。寫一部分引言1稠油的定義及特性11稠油的定義稠油（重質(zhì)原油）是指在原始油藏溫度下脫氣原油粘度為10010000MPAS或者在156及大氣壓條件下密度為0934010000G/CM3。12分類標(biāo)準(zhǔn)（見附錄1）13稠油油藏的特點(diǎn)1油層壓力低因油層埋深較淺或因構(gòu)造導(dǎo)致裂縫發(fā)育，油層與地面連通性較好，使得油層壓力低，部分油藏沒有驅(qū)油的天然能量，依靠自重流動(dòng)。2油稠粘度高由于稠油中含瀝青質(zhì)、膠質(zhì)及臘質(zhì)多，粘度較高。三、油層溫度低。地下油層埋藏淺，受地面或上部淺層影響大，上部地層中水體循環(huán)不斷帶走熱量，使下部油層熱損失大，因此稠油油藏溫度一般較低。3含油飽和度低一般稠油資源的含油飽和度在4060之間。134含氣量少稠油資源絕大多數(shù)含天然氣量極少，稠油在地層中的膨脹力差一般不能形成驅(qū)油能力。135油層厚度小在稠油層中往往夾層、隔層較多，原油分布不集中，連片性差。136油層發(fā)育裂縫或具有較高孔隙度，而且與地面連通好，而造成較長(zhǎng)歷史時(shí)期內(nèi)輕質(zhì)油和氣體的大量揮發(fā)。COMMENTU4為什么只放了大慶，而沒有其他油田呢2稠油熱采的幾種常見技術(shù)21稠油熱采技術(shù)的現(xiàn)狀稠油熱采是目前世界上規(guī)模最大的提高原油采收率工程項(xiàng)目,該技術(shù)自問世以來,已經(jīng)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,形成了以蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)、SAGD、熱水驅(qū)、火燒油層、電磁加熱等技術(shù)為代表的技術(shù)框架。其中大部分技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于稠油油藏的開發(fā),并取得了顯著的效果,少部分前沿技術(shù)正處于礦場(chǎng)先導(dǎo)試驗(yàn)階段或基礎(chǔ)研究階段表格1國(guó)內(nèi)外油田先進(jìn)的技術(shù)序號(hào)稠油開采技術(shù)國(guó)外國(guó)內(nèi)大慶1蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)技術(shù)2稠油降粘復(fù)合驅(qū)油技術(shù)3氮?dú)馀菽?qū)油技術(shù)4微生物采油技術(shù)5CO2非混相驅(qū)技術(shù)6水平井出砂冷采技術(shù)7水平井火燒油層開采稠油技術(shù)COSH8水平井蒸汽重力泄油技術(shù)SAGD9蒸汽與非凝析氣推進(jìn)技術(shù)SAGP211蒸汽吞吐采油技術(shù)蒸汽吞吐是指先向油井注入一定量的蒸汽,關(guān)井一段時(shí)間,待蒸汽的熱能向油層擴(kuò)散后,再開井生產(chǎn)的一種開采稠油的增產(chǎn)方法。它也是我國(guó)目前稠油開采的主要方法,全國(guó)約有80的稠油產(chǎn)量是靠蒸汽吞吐工藝獲得的。蒸汽吞吐提高開采效果的機(jī)理主要有如下幾種降低原油粘度和水的粘度,提高油水流動(dòng)能力清洗井眼及近井地帶,改善油井的完善程度由氣體的膨脹來驅(qū)動(dòng)原油,降低界面張力,減小水相的相對(duì)滲透率減小殘余油飽和度改善波及效率提高地層油體積系數(shù)為了進(jìn)一步提高蒸汽吞吐效果,近年來,人們采取了兩種改進(jìn)的蒸汽吞吐方式多井整體蒸汽吞吐和蒸汽助劑吞吐。多井整體吞吐能有效抑制汽竄,減少汽竄造成的熱損失,擴(kuò)大蒸汽波及范圍,同時(shí),注入熱量相對(duì)集中,升溫幅度大,因而,整體吞吐的效果明顯好于單井蒸汽吞吐的效果。蒸汽助劑吞吐中使用的助劑主要有非凝析氣天然氣、氮?dú)?、CO2及煙道氣、溶劑輕質(zhì)油及高溫泡沫劑表面活性劑等等,該方法能夠發(fā)揮多種驅(qū)油機(jī)理,綜合提高采收率。以上這些新方法能夠使蒸汽吞吐油井運(yùn)用程度提高,吞吐開采周期延長(zhǎng),吞吐采收率提高,周期產(chǎn)油量及油汽比增加。212蒸汽驅(qū)采油技術(shù)蒸汽驅(qū)是指將蒸汽注入到一口或多口井中,將地下粘度較大的稠油加熱降粘,然后在蒸汽蒸餾的作用下,把原油驅(qū)向鄰近多口生產(chǎn)井采出。蒸汽驅(qū)已經(jīng)成為蒸汽吞吐后提高采收率的有效方法。因?yàn)檎羝?qū)是以適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充地層能量為前提的,因此它比蒸汽吞吐的采收率要高。通過蒸汽驅(qū)提高的采出程度一般可為30OOIP左右,汽驅(qū)結(jié)束后的總采收率,一般在50OOIP以上。蒸汽驅(qū)提高開采效果的機(jī)理主要有如下幾種蒸汽蒸餾作用氣驅(qū)作用原地溶解作用升溫降粘作用。213火燒油層采油技術(shù)火燒油層是最早用與開發(fā)稠油的熱力采油技術(shù)。目前,全世界已經(jīng)有100多個(gè)油田開展了較大規(guī)模工業(yè)性開采試驗(yàn),其采收率一般可達(dá)5080。它是利用各種點(diǎn)火方式把注氣井的油層點(diǎn)燃,并繼續(xù)向油層中注入氧化劑空氣或氧氣助燃形成移動(dòng)的燃燒前緣又稱燃燒帶。燃燒帶前后的原油受熱降粘、蒸餾,蒸餾的輕質(zhì)油、蒸汽和燃燒煙氣驅(qū)向前方,未被蒸餾的重質(zhì)碳?xì)浠衔镌诟邷叵庐a(chǎn)生裂解作用,最后留下裂解產(chǎn)物焦炭作為維持油層燃燒的燃料,使油層燃燒不斷蔓延擴(kuò)大。在高溫下地層束縛水、注入水蒸發(fā),裂解生成的氫氣與注入的氧氣合成水蒸汽,攜帶大量的熱量傳遞給前方的油層,把原油驅(qū)向生產(chǎn)井?；馃蛯痈鶕?jù)燃燒前緣與氧氣流動(dòng)的方向可分為正向火驅(qū)和反向火驅(qū)根據(jù)在燃燒過程中或其后是否注入水又分為干式火驅(qū)和濕式火驅(qū)。從理論上講,火驅(qū)過程實(shí)際上綜合了蒸汽驅(qū)、烴混相驅(qū)、CO2混相驅(qū)等多種驅(qū)替機(jī)制,它的驅(qū)替效率之高,是所有提高采收率方法都無法與之相比的。當(dāng)然,火驅(qū)要燒掉一部分原油,主要是原油中的焦碳和瀝青等裂解殘?jiān)?約為原油儲(chǔ)量的1015。COMMENTU5與211整合214電磁加熱技術(shù)有些油藏由于埋藏過深、含有膨脹粘土層、油層薄、孔隙度不均勻或原油粘度特高等原因,不能采用蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)進(jìn)行開采,這時(shí)可以考慮電磁加熱技術(shù)。電磁加熱技術(shù)是通過電流在油層內(nèi)原生水中傳導(dǎo)流動(dòng)而產(chǎn)生歐姆熱來加熱油層的。所以,采用電磁加熱技術(shù),可以克服注入熱流體時(shí)初始注入率低,建立流動(dòng)通道困難,注入流體難以控制,波及效率低等缺點(diǎn)。電磁加熱法按其加熱機(jī)理不同分為電阻加熱法、電介質(zhì)加熱法和感應(yīng)加熱法。電磁熱采方法具有一些特殊的優(yōu)點(diǎn),它不像對(duì)地層深部采用蒸汽注入那樣極不經(jīng)濟(jì),而且還可以用于滲透率低和由于壓力限制而不能使用注入熱流體的油層。目前,電磁加熱技術(shù)主要被用于和注水相結(jié)合對(duì)油層進(jìn)行選擇性加熱。加熱的方式分為橫向選擇加熱和縱向選擇加熱兩種。當(dāng)油藏只含有單一油層時(shí),可以采用橫向選擇加熱當(dāng)油藏含有多個(gè)油層時(shí),可以采用縱向選擇加熱。以上兩種選擇加熱方法,在實(shí)際運(yùn)用中都可以提高低產(chǎn)出層段的產(chǎn)能,改善油藏開發(fā)效果。22蒸汽吞吐技術(shù)蒸汽吞吐作業(yè)的過分為三個(gè)階段即注汽、燜井和回采。221注汽將注汽管柱（隔熱油管和耐熱封隔器）下到注汽目的層以上幾米處，盡量縮短未隔熱階段，通過注汽管柱向油層注汽。222燜井時(shí)間27天，目的是使注入近井地帶油層的蒸汽與原油充分熱交換并盡可能向遠(yuǎn)處擴(kuò)展。223回采開井初期油層壓力較高，油井能夠自噴生產(chǎn)，但最初幾天采出液中含水率很高，往往最初的12天全是蒸汽凝結(jié)水，接著很快出現(xiàn)產(chǎn)油高峰，高峰期產(chǎn)油量達(dá)常規(guī)采油時(shí)的幾十倍，是增產(chǎn)的主要時(shí)機(jī)；隨著回采時(shí)間的延長(zhǎng)，油層中注入熱量損失及產(chǎn)出液帶出熱量，油層逐漸降溫，流向近井地帶及井底的原油粘度逐漸增高，原油產(chǎn)量逐漸下降。當(dāng)產(chǎn)量下降到經(jīng)濟(jì)界限產(chǎn)量時(shí)，結(jié)束該周期生產(chǎn)，重新進(jìn)行下一周期蒸汽吞吐。23蒸汽吞吐增產(chǎn)機(jī)理231加熱降粘向油層注入高溫高壓蒸汽，近井地帶相當(dāng)距離內(nèi)的地層溫度升高，將油層及原油加熱。注入油層的蒸汽優(yōu)選進(jìn)入高滲透帶，然而由于蒸汽的密度很小，在重力作用下，蒸汽將向油層頂部超覆，油層加熱并不均勻，但由于熱對(duì)流和熱傳導(dǎo)作用，注入蒸汽量足夠多時(shí)，加熱范圍逐漸擴(kuò)展，蒸汽帶的溫度仍保持井底蒸汽溫度TS（250350），蒸汽凝結(jié)帶，即熱水帶的溫度TW雖有所下降，但仍然很高。形成的加熱帶中的原油粘度由幾千到幾萬(wàn)MPAS降低至幾個(gè)MPAS。這樣，原油流向井底的阻力大大減小，流動(dòng)系數(shù)KH/成幾十倍的增加，油井產(chǎn)量必然增加許多倍。232熱膨脹作用當(dāng)高溫蒸汽注入油層后，加熱后的原油產(chǎn)生膨脹，原油中如果存在少量的溶解氣，也將從原油中逸出，產(chǎn)生溶解氣驅(qū)的作用。同時(shí)油藏中的流體和巖石骨架產(chǎn)生熱膨脹作用，孔隙體積縮小，流體體積增大，維持原油生產(chǎn)的彈性能量增加。原油的熱膨脹程度主要取決于原油的組分組成，通常情況下，輕質(zhì)原油的熱膨脹系數(shù)大于重質(zhì)原油。233蒸汽蒸餾作用在注蒸汽過程中，原油和水的汽化壓力隨溫度升高而升高，當(dāng)油和水的汽化壓力等于油層當(dāng)前壓力時(shí)，原油中的輕質(zhì)組分汽化成氣相，產(chǎn)生蒸汽蒸餾作用。COMMENTU6與211整合蒸餾作用的存在對(duì)稠油開采產(chǎn)生的有利影響主要表現(xiàn)在氣相粘度低，流動(dòng)阻力小，驅(qū)替前緣產(chǎn)生溶劑驅(qū)；巖石盲端孔隙中的輕質(zhì)組分將轉(zhuǎn)移到連通孔隙中，產(chǎn)生自摻稀降粘作用。234相對(duì)滲透率的變化在高溫潤(rùn)濕性試驗(yàn)中，普遍的規(guī)律是隨著溫度的升高，巖心潤(rùn)濕性由親油轉(zhuǎn)向親水，由弱親水轉(zhuǎn)向強(qiáng)親水。其主要原因是稠油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等極性物質(zhì)含量較多。235乳化驅(qū)替在蒸汽驅(qū)過程中，由于蒸汽腔內(nèi)的蒸汽流速和比容較大，同時(shí)蒸汽腔前緣的蒸汽由于冷凝并釋放熱量，而產(chǎn)生擾動(dòng)效應(yīng)，發(fā)生乳化作用，形成水包油或油包水乳狀液。在非均質(zhì)油層中，這些粘滯乳狀液會(huì)堵塞高滲透條帶，降低蒸汽在冷凝區(qū)的指進(jìn)作用，提高波及體積。236重力泄油由于汽液密度差異，在注蒸汽過程中形成超覆現(xiàn)象，油層縱向受熱不均，但油藏的表現(xiàn)受熱面積增加，油層的非驅(qū)替部分由于導(dǎo)熱作用而得到加熱，受熱原油在重力作用下流到井底。重力泄油作用主要發(fā)生在單層厚度較大的稠油油藏中。24蒸汽吞吐篩選標(biāo)準(zhǔn)241原油粘度高原油粘度流動(dòng)性差泄油半徑小吞吐周期短采油量少242油層有效厚度厚油層周期長(zhǎng)產(chǎn)量大油汽比高薄油層熱損失大產(chǎn)量低油汽比低數(shù)值模擬計(jì)算不同區(qū)塊熱損失情況油層有效厚度，M203243凈總厚度比04607109總熱損失，372414243凈總厚度比凈總厚度比越小，熱損失越大，吞吐效果越差經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為小于04時(shí)不適合吞吐開采244原始含油飽和度原始含油飽和度降低，蒸汽吞吐開采效果變差，峰值產(chǎn)量低。（1）原始含油飽和度越小可流動(dòng)油越少，油水兩相流動(dòng)，水相相對(duì)滲透率增大，產(chǎn)水量增多，產(chǎn)油量減少；（2）由于水的比熱大于油的比熱（約大一倍），使注入蒸汽的加熱半徑相對(duì)減小，最終也導(dǎo)致泄油半徑減小，蒸汽吞吐開采效果交差。研究認(rèn)為，蒸汽吞吐開采經(jīng)濟(jì)有效的原始含油飽和度應(yīng)高于05。COMMENTU7內(nèi)容過少245油層滲透率稠油油藏一般多為疏松的砂巖油藏，物性好，滲透率較高，有利于蒸汽吞吐開采。規(guī)律滲透率越高，油層流動(dòng)系數(shù)越大，油層吸汽能力強(qiáng)，產(chǎn)油能力高，因而蒸汽吞吐的開采效果好。246非均質(zhì)性油藏滲透率非均質(zhì)性對(duì)蒸汽吞吐的開采效果影響較大。在油層中存在高滲透率層時(shí)，注入蒸汽將優(yōu)先進(jìn)入高滲層而導(dǎo)致層間吸汽不均，在蒸汽吞吐的初期，吞吐效果較好（因加熱帶擴(kuò)大），但對(duì)后續(xù)的吞吐和蒸汽驅(qū)產(chǎn)生不利的影響，油層儲(chǔ)量動(dòng)用不均，從而影響整個(gè)油滾的開采效果。247邊底水邊、底水的存在將會(huì)對(duì)稠油熱采帶來程度不同的影響，這種影響主要表現(xiàn)在邊水侵入、底水錐進(jìn)。其影響程度一是取決于邊、底水能量大小，即活躍程度，二是取決于生產(chǎn)井離水體的距離遠(yuǎn)近。具有活躍邊、底水的稠油油藏，在熱采過程中，由于水體導(dǎo)熱性能好以及水、油粘度懸殊，對(duì)蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)將帶來不利的影響。25基本開采規(guī)律低采出程度、高采油速度；單井作業(yè)，經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)??；周期內(nèi)產(chǎn)油量呈遞減趨勢(shì)；周期產(chǎn)油量、周期平均單井日產(chǎn)油逐周期下降；周期油汽比逐周期下降3結(jié)論1稠油熱采技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新,為人們合理開采稠油提供了技術(shù)保障。但每種技術(shù)都不是盡善盡美,關(guān)鍵是要根據(jù)不同油藏,因地制宜、采用不同的開采技術(shù)。（2改善稠油吞吐技術(shù)對(duì)策的應(yīng)用是提高稠油蒸汽吞吐效果行之有效的方法,對(duì)于蒸汽吞吐稠油下步開發(fā)方式轉(zhuǎn)換不會(huì)產(chǎn)生影響,在現(xiàn)有條件下值得普遍推廣。改善蒸汽吞吐后期開發(fā)效果技術(shù)立足于對(duì)油藏深入細(xì)致的地質(zhì)基礎(chǔ)研究，應(yīng)結(jié)合油田開發(fā)實(shí)踐，不斷加強(qiáng)和更新對(duì)油藏的地質(zhì)認(rèn)識(shí)。3蒸汽吞吐開采的油藏,特別是到了中后期,進(jìn)一步改善吞吐效果,提高工程管理水平和工藝技術(shù)水平,與先進(jìn)的鉆井技術(shù)相結(jié)合,以及適時(shí)地轉(zhuǎn)入合理的二次熱采方式,顯得尤為重要和迫切。5對(duì)于不適合蒸汽吞吐熱采的稠油油藏,可以考慮熱水驅(qū)、火燒油層、電磁加熱等熱采技術(shù)。6水平井和復(fù)合井技術(shù)與蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)、SAGD、火燒油層、電磁加熱等技術(shù)相結(jié)合,能夠使稠油油藏