稠油熱采技術(shù)

1、稠油熱采技術(shù)交流稠油熱采技術(shù)交流20082008年年3 3月月一、稠油分類(lèi)一、稠油分類(lèi)二、熱力采油技術(shù)二、熱力采油技術(shù)三、三、熱力采油熱力采油機(jī)理機(jī)理四、蒸汽、水、油及油藏巖石的熱特性四、蒸汽、水、油及油藏巖石的熱特性五、井口注汽參數(shù)對(duì)井底注熱參數(shù)的影響五、井口注汽參數(shù)對(duì)井底注熱參數(shù)的影響六、蒸汽吞吐采油方法六、蒸汽吞吐采油方法七、七、蒸汽驅(qū)開(kāi)采方法蒸汽驅(qū)開(kāi)采方法稠油熱采技術(shù)交流稠油熱采技術(shù)交流一、稠油分類(lèi)一、稠油分類(lèi)在油層條件下，粘度大于在油層條件下，粘度大于50mPa.s50mPa.s或脫氣原油粘度或脫氣原油粘度大于大于100mPa.s100mPa.s的原油稱(chēng)為的原油稱(chēng)為稠油稠油。中國(guó)稠油

2、的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)中國(guó)稠油的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)稠油分類(lèi)稠油分類(lèi)主要指標(biāo)主要指標(biāo)輔助指標(biāo)輔助指標(biāo)開(kāi)采方式開(kāi)采方式名稱(chēng)名稱(chēng)類(lèi)別類(lèi)別粘度粘度mPa.smPa.s相對(duì)密度相對(duì)密度(20)(20)普通稠油普通稠油-1-15050* *150150* *大于大于0.920.92可以先注水可以先注水-2-2150150* *1000010000大于大于0.920.92熱采熱采特稠油特稠油10000100005000050000大于大于0.950.95熱采熱采超稠油超稠油大于大于5000050000大于大于0.980.98熱采熱采注：注：* *指油層條件下的粘度，無(wú)指油層條件下的粘度，無(wú)* *時(shí)指油層溫度下的脫氣粘度。時(shí)指油層

3、溫度下的脫氣粘度。一、稠油分類(lèi)一、稠油分類(lèi)二、熱力采油技術(shù)二、熱力采油技術(shù)三、三、熱力采油熱力采油機(jī)理機(jī)理四、蒸汽、水、油及油藏巖石的熱特性四、蒸汽、水、油及油藏巖石的熱特性五、井口注汽參數(shù)對(duì)井底注熱參數(shù)的影響五、井口注汽參數(shù)對(duì)井底注熱參數(shù)的影響六、蒸汽吞吐采油方法六、蒸汽吞吐采油方法七、七、蒸汽驅(qū)開(kāi)采方法蒸汽驅(qū)開(kāi)采方法稠油熱采技術(shù)交流稠油熱采技術(shù)交流1.1.蒸汽吞吐蒸汽吞吐2.2.蒸汽驅(qū)蒸汽驅(qū)3.3.火燒油層火燒油層4.4.熱化學(xué)法熱化學(xué)法二、熱力采油技術(shù)二、熱力采油技術(shù) 蒸汽吞吐是指在本井中完成注蒸汽吞吐是指在本井中完成注蒸汽、燜井和開(kāi)井生產(chǎn)三個(gè)過(guò)程蒸汽、燜井和開(kāi)井生產(chǎn)三個(gè)過(guò)程的稠油開(kāi)采方

4、法。的稠油開(kāi)采方法。 蒸汽吞吐通常只能采出生產(chǎn)井蒸汽吞吐通常只能采出生產(chǎn)井周?chē)蛯又杏邢迏^(qū)域內(nèi)的原油，周?chē)蛯又杏邢迏^(qū)域內(nèi)的原油，采收率一般為采收率一般為10%10%20%20%。 蒸汽吞吐篩選標(biāo)準(zhǔn)蒸汽吞吐篩選標(biāo)準(zhǔn)油藏參數(shù)一等二等12345原油粘度（mPa.s）501000010000500000.980.920.950.920.95油層深度（m）150160010005001600180010101010510凈厚度/總厚度0.40.40.40.40.4孔隙度（%）2020202020滲透率（10-3m2）200200200200200原始含油飽和度（%）5050505050Soi0.10.

5、10.10.10.1儲(chǔ)量系數(shù)(104t/km2.m)10101010101.1.蒸汽吞吐蒸汽吞吐2.2.蒸汽驅(qū)蒸汽驅(qū)3.3.火燒油層火燒油層4.4.熱化學(xué)法熱化學(xué)法二、熱力采油技術(shù)二、熱力采油技術(shù) 蒸汽驅(qū)是指通過(guò)適當(dāng)井網(wǎng)，由蒸汽驅(qū)是指通過(guò)適當(dāng)井網(wǎng)，由注汽井連續(xù)注汽，在注汽井周?chē)⑵B續(xù)注汽，在注汽井周?chē)纬烧羝麕?，注入的蒸汽將地下形成蒸汽帶，注入的蒸汽將地下原油加熱并?qū)到周?chē)a(chǎn)井后產(chǎn)原油加熱并驅(qū)到周?chē)a(chǎn)井后產(chǎn)出。出。 蒸汽驅(qū)蒸汽驅(qū)采收率一般為采收率一般為20%20%30%30%。 蒸汽驅(qū)篩選標(biāo)準(zhǔn)蒸汽驅(qū)篩選標(biāo)準(zhǔn)油藏參數(shù)一等二等三等原油粘度（mPa.s）5010000100005000050

6、000原油相對(duì)密度0.920.950.950.980.98油層深度（m）150140015016001800有效厚度（m）10105凈厚度/總厚度0.50.50.5孔隙度（%）202020滲透率（10-3m2）200200200原始含油飽和度（%）505040Soi0.10.10.08儲(chǔ)量系數(shù)(104t/km2.m)101071.1.蒸汽吞吐蒸汽吞吐2.2.蒸汽驅(qū)蒸汽驅(qū)3.3.火燒油層火燒油層4.4.熱化學(xué)法熱化學(xué)法二、熱力采油技術(shù)二、熱力采油技術(shù) 火燒油層是指通過(guò)注入井向油火燒油層是指通過(guò)注入井向油層注入空氣，使油層中的一部分層注入空氣，使油層中的一部分原油燃燒而產(chǎn)生熱量，加熱和驅(qū)原油燃燒而

7、產(chǎn)生熱量，加熱和驅(qū)替未燃燒區(qū)的大部分原油，并從替未燃燒區(qū)的大部分原油，并從生產(chǎn)井中開(kāi)采出來(lái)生產(chǎn)井中開(kāi)采出來(lái)。1.1.蒸汽吞吐蒸汽吞吐2.2.蒸汽驅(qū)蒸汽驅(qū)3.3.火燒油層火燒油層4.4.熱化學(xué)法熱化學(xué)法二、熱力采油技術(shù)二、熱力采油技術(shù) 熱化學(xué)方法是指向油井注入化熱化學(xué)方法是指向油井注入化學(xué)劑，以達(dá)到降低原油粘度的采學(xué)劑，以達(dá)到降低原油粘度的采油方法油方法。熱化學(xué)吞吐熱化學(xué)吞吐熱化學(xué)驅(qū)熱化學(xué)驅(qū)4.4.熱化學(xué)方法熱化學(xué)方法CO2CO2吞吐吞吐N2N2吞吐吞吐降粘劑降粘劑CO2CO2蒸汽吞吐蒸汽吞吐(DCSH)(DCSH)表活劑表活劑CO2CO2蒸汽吞吐蒸汽吞吐蒸汽蒸汽CO2CO2吞吐吞吐蒸汽丙烷吞吐

8、蒸汽丙烷吞吐蒸汽柴油吞吐蒸汽柴油吞吐熱化學(xué)吞吐熱化學(xué)吞吐熱化學(xué)驅(qū)熱化學(xué)驅(qū)4.4.熱化學(xué)方法熱化學(xué)方法N2N2泡沫蒸汽驅(qū)泡沫蒸汽驅(qū)蒸汽蒸汽煙道氣驅(qū)煙道氣驅(qū)蒸汽蒸汽尿素尿素一、稠油分類(lèi)一、稠油分類(lèi)二、熱力采油技術(shù)二、熱力采油技術(shù)三、三、熱力采油熱力采油機(jī)理機(jī)理四、蒸汽、水、油及油藏巖石的熱特性四、蒸汽、水、油及油藏巖石的熱特性五、井口注汽參數(shù)對(duì)井底注熱參數(shù)的影響五、井口注汽參數(shù)對(duì)井底注熱參數(shù)的影響六、蒸汽吞吐采油方法六、蒸汽吞吐采油方法七、七、蒸汽驅(qū)開(kāi)采方法蒸汽驅(qū)開(kāi)采方法稠油熱采技術(shù)交流稠油熱采技術(shù)交流1.1.加熱降粘加熱降粘2.2.熱膨脹作用熱膨脹作用3.3.蒸汽蒸餾作用蒸汽蒸餾作用4.4.高溫

9、相對(duì)滲透率變化高溫相對(duì)滲透率變化5.5.乳化驅(qū)替乳化驅(qū)替6.6.重力泄油重力泄油三、熱力采油機(jī)理三、熱力采油機(jī)理 稠油的粘度隨溫度的變化非常敏感，溫度升高，粘度稠油的粘度隨溫度的變化非常敏感，溫度升高，粘度急劇下降。加熱降粘急劇下降。加熱降粘是注蒸汽熱采稠油的主要是注蒸汽熱采稠油的主要機(jī)理。機(jī)理。1.1.加熱降粘加熱降粘建立地層原油粘溫關(guān)系的步驟為：建立地層原油粘溫關(guān)系的步驟為： 取得地面脫氣原油油樣，并測(cè)定其粘溫?cái)?shù)據(jù)。取得地面脫氣原油油樣，并測(cè)定其粘溫?cái)?shù)據(jù)。 利用數(shù)學(xué)回歸方法建立粘溫關(guān)系。利用數(shù)學(xué)回歸方法建立粘溫關(guān)系。 進(jìn)行溶解氣修正。進(jìn)行溶解氣修正。加熱降粘加熱降粘ososA AododB

10、 BA A10.715(5.615Rs+100)10.715(5.615Rs+100)-0.515-0.515B B5.44(5.615Rs+150)5.44(5.615Rs+150)-0.338-0.338式中：式中：osos含氣原油粘度含氣原油粘度mPa.smPa.sodod脫氣原油粘度脫氣原油粘度mPa.smPa.sRsRs溶解氣油比溶解氣油比m m3 3/m/m3 3加熱降粘加熱降粘 當(dāng)高溫蒸汽注入油層后，油藏中的流體當(dāng)高溫蒸汽注入油層后，油藏中的流體和巖石產(chǎn)生熱膨脹作用，孔隙體積縮小，和巖石產(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)的彈性能量流體體積增大，維持原油生產(chǎn)的

11、彈性能量增加。增加。2.2.熱膨脹作用熱膨脹作用4.4.高溫相對(duì)滲透率變化高溫相對(duì)滲透率變化隨溫度升高，束縛水隨溫度升高，束縛水SwcSwc增大，殘余油增大，殘余油SorwSorw減少。減少。隨溫度升高，油相滲透率增強(qiáng)，水相滲透率降低。隨溫度升高，油相滲透率增強(qiáng)，水相滲透率降低。 由于高溫相對(duì)滲透率資料較少，高溫下的殘余油可由于高溫相對(duì)滲透率資料較少，高溫下的殘余油可由下式求取：由下式求?。篠ors=0.13253+0.025956lnos-0.000317(Ts-Ti)Sors=0.13253+0.025956lnos-0.000317(Ts-Ti)式中：式中：SorsSors為蒸汽驅(qū)殘余油

12、為蒸汽驅(qū)殘余油 osos對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)TsTs時(shí)的原油粘度時(shí)的原油粘度mPa.smPa.s Ts Ts、TiTi分別為蒸汽溫度和原始油層溫度分別為蒸汽溫度和原始油層溫度高溫相對(duì)滲透率變化高溫相對(duì)滲透率變化1.1.由于注入流體的運(yùn)動(dòng)引起的能量傳遞。由于注入流體的運(yùn)動(dòng)引起的能量傳遞。2.2.在油層中，由高溫向低溫的熱傳導(dǎo)。在油層中，由高溫向低溫的熱傳導(dǎo)。3.3.在注入流體與地層中原始流體之間，由在注入流體與地層中原始流體之間，由于地層的滲透性引起的熱對(duì)流。于地層的滲透性引起的熱對(duì)流。油層注蒸汽傳熱機(jī)理油層注蒸汽傳熱機(jī)理當(dāng)流體的運(yùn)動(dòng)速度較小時(shí)，主要傳熱機(jī)理是當(dāng)流體的運(yùn)動(dòng)速度較小時(shí)，主要傳熱機(jī)理是1 1、2

13、 2。當(dāng)流體的運(yùn)動(dòng)速度較大時(shí)，主要傳熱機(jī)理是當(dāng)流體的運(yùn)動(dòng)速度較大時(shí)，主要傳熱機(jī)理是3 3。一、稠油分類(lèi)一、稠油分類(lèi)二、熱力采油技術(shù)二、熱力采油技術(shù)三、三、熱力采油熱力采油機(jī)理機(jī)理四、蒸汽、水、油及油藏巖石的熱特性四、蒸汽、水、油及油藏巖石的熱特性五、井口注汽參數(shù)對(duì)井底注熱參數(shù)的影響五、井口注汽參數(shù)對(duì)井底注熱參數(shù)的影響六、蒸汽吞吐采油方法六、蒸汽吞吐采油方法七、七、蒸汽驅(qū)開(kāi)采方法蒸汽驅(qū)開(kāi)采方法稠油熱采技術(shù)交流稠油熱采技術(shù)交流四、蒸汽、水、油及油藏巖石的熱特性四、蒸汽、水、油及油藏巖石的熱特性1.1.蒸汽、水的熱特性蒸汽、水的熱特性2.2.原油的熱特性原油的熱特性3.3.油藏巖石的熱特性油藏巖石的

14、熱特性4.4.油藏加熱過(guò)程中滲透率變化油藏加熱過(guò)程中滲透率變化1.1.蒸汽、水的熱特性基本概念蒸汽、水的熱特性基本概念處于飽和狀態(tài)的水蒸汽和水的混合物稱(chēng)為處于飽和狀態(tài)的水蒸汽和水的混合物稱(chēng)為濕蒸汽濕蒸汽。 濕蒸汽中所含干飽和蒸汽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)稱(chēng)為濕蒸汽中所含干飽和蒸汽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)稱(chēng)為干度干度X X。在。在飽和點(diǎn)的水，蒸汽干度為飽和點(diǎn)的水，蒸汽干度為0 0；完全飽和狀態(tài)的蒸汽，；完全飽和狀態(tài)的蒸汽，其干度為其干度為100%100%。 在一定壓力下，溫度低于對(duì)應(yīng)飽和溫度的水稱(chēng)為在一定壓力下，溫度低于對(duì)應(yīng)飽和溫度的水稱(chēng)為未飽未飽和水或熱水和水或熱水。當(dāng)蒸汽溫度高于該蒸汽壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度，此時(shí)當(dāng)蒸汽溫度

15、高于該蒸汽壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度，此時(shí)的蒸汽為的蒸汽為過(guò)熱蒸汽過(guò)熱蒸汽。飽和水蒸汽的臨界壓力為飽和水蒸汽的臨界壓力為22.12MPa22.12MPa，臨界溫度為，臨界溫度為374.15374.15。1.1.蒸汽、水的熱特性蒸汽、水的熱特性飽和蒸汽溫度和壓力的關(guān)系飽和蒸汽溫度和壓力的關(guān)系水的比熱水的比熱水蒸汽的熱焓水蒸汽的熱焓濕飽和蒸汽的比容濕飽和蒸汽的比容 飽和蒸汽溫度飽和蒸汽溫度TsTs與壓力與壓力P P的關(guān)系的關(guān)系過(guò)熱蒸汽過(guò)熱蒸汽飽和溫度線(xiàn)飽和溫度線(xiàn)熱水熱水Ts=280.034+14.0856lnP+1.38075(lnP)Ts=280.034+14.0856lnP+1.38075(lnP)

16、2 2-0.101806(lnP)-0.101806(lnP)3 3+0.019017(lnP)+0.019017(lnP)4 4水的比熱水的比熱除液態(tài)氨外，其它任何液體的比熱都比水小。除液態(tài)氨外，其它任何液體的比熱都比水小。同時(shí)水具有最大的汽化潛熱焓，因此水是最好的同時(shí)水具有最大的汽化潛熱焓，因此水是最好的注熱載體。注熱載體。水的比熱為水的比熱為1.0 kcal/kg.1.0 kcal/kg. 4.1868 kJ/kg.4.1868 kJ/kg.水蒸汽的熱焓水蒸汽的熱焓(kJ/kg)(kJ/kg)當(dāng)水從冰點(diǎn)溫度加熱到某一壓力下的飽和溫度當(dāng)水從冰點(diǎn)溫度加熱到某一壓力下的飽和溫度時(shí)所吸收的熱量稱(chēng)

17、為顯熱時(shí)所吸收的熱量稱(chēng)為顯熱HwHw。 飽和水變成干飽和蒸汽所吸收的熱量稱(chēng)為汽化飽和水變成干飽和蒸汽所吸收的熱量稱(chēng)為汽化潛熱潛熱LvLv。濕飽和蒸汽的熱焓濕飽和蒸汽的熱焓HwsHws：HwsHwsHwHwX XLvLv當(dāng)蒸汽進(jìn)入油層時(shí)，首先釋放當(dāng)蒸汽進(jìn)入油層時(shí)，首先釋放潛熱，待潛熱釋放完后，潛熱，待潛熱釋放完后，蒸汽變成飽和水；然后再釋放顯熱，此時(shí)溫度降低，飽蒸汽變成飽和水；然后再釋放顯熱，此時(shí)溫度降低，飽和水變成熱水和水變成熱水。水蒸汽的熱焓水蒸汽的熱焓(kJ/kg)(kJ/kg)過(guò)熱蒸汽熱水在相同壓力下，蒸汽干度越高，蒸汽熱焓越大。當(dāng)壓力為在相同壓力下，蒸汽干度越高，蒸汽熱焓越大。當(dāng)壓力為

18、5MPa5MPa時(shí)，蒸汽干度為時(shí)，蒸汽干度為40%40%的熱焓為的熱焓為1810kJ/kg1810kJ/kg，為飽和水的，為飽和水的1.571.57倍；當(dāng)倍；當(dāng)蒸汽干度為蒸汽干度為80%80%的熱焓為的熱焓為2466kJ/kg2466kJ/kg，為飽和水的，為飽和水的2.142.14倍。倍。水蒸汽的熱焓水蒸汽的熱焓(kJ/kg)(kJ/kg)隨壓力增加，飽和水顯熱增大，而蒸汽潛熱減小。隨壓力增加，飽和水顯熱增大，而蒸汽潛熱減小。當(dāng)壓力當(dāng)壓力9MPa9MPa時(shí)，飽和水顯熱時(shí)，飽和水顯熱 9MPa9MPa時(shí)，飽和水顯熱時(shí)，飽和水顯熱 蒸汽潛熱。蒸汽潛熱。濕飽和蒸汽的比容濕飽和蒸汽的比容(m(m3

19、3/kg)/kg) 單位質(zhì)量的飽和水占據(jù)的體積稱(chēng)作飽和水的比單位質(zhì)量的飽和水占據(jù)的體積稱(chēng)作飽和水的比容容VwVw。 單位質(zhì)量的干飽和蒸汽占據(jù)的體積稱(chēng)作飽和蒸單位質(zhì)量的干飽和蒸汽占據(jù)的體積稱(chēng)作飽和蒸汽的比容汽的比容VsVs。濕飽和蒸汽的比容濕飽和蒸汽的比容VwsVws：VwsVws(1-X)Vw(1-X)VwX XVsVs濕飽和蒸汽的比容濕飽和蒸汽的比容(m(m3 3/kg)/kg) 蒸汽的比容比飽和水的比容大得多，而且干度越高，蒸汽的比容比飽和水的比容大得多，而且干度越高，蒸汽的比容越大。因此在注蒸汽開(kāi)采過(guò)程中，注入蒸汽蒸汽的比容越大。因此在注蒸汽開(kāi)采過(guò)程中，注入蒸汽的干度越高，蒸汽帶的擴(kuò)展體

20、積越大，加熱范圍越大，的干度越高，蒸汽帶的擴(kuò)展體積越大，加熱范圍越大，開(kāi)發(fā)效果越好。開(kāi)發(fā)效果越好。濕飽和蒸汽的比容濕飽和蒸汽的比容(m(m3 3/kg)/kg) 隨壓力的降低，蒸汽與水的體積倍數(shù)快速增大。因隨壓力的降低，蒸汽與水的體積倍數(shù)快速增大。因此對(duì)蒸汽驅(qū)來(lái)說(shuō)，油層壓力盡可能降低。在較低壓力此對(duì)蒸汽驅(qū)來(lái)說(shuō)，油層壓力盡可能降低。在較低壓力下注蒸汽，蒸汽帶的體積較大，蒸汽波及體積較高，下注蒸汽，蒸汽帶的體積較大，蒸汽波及體積較高，開(kāi)發(fā)效果較好。開(kāi)發(fā)效果較好。2.2.原油的熱特性原油的熱特性原油粘度隨溫度的變化原油粘度隨溫度的變化原油的比熱及熱容量原油的比熱及熱容量原油的導(dǎo)熱系數(shù)原油的導(dǎo)熱系數(shù)原

21、油的比熱原油的比熱Co(kJ/kg.)Co(kJ/kg.)及熱容量及熱容量MoMo已知原油的相對(duì)密度已知原油的相對(duì)密度 o o，溫度，溫度T()T()，求，求C Co o：原油的熱容量原油的熱容量M Mo o=C=Co o o o設(shè)設(shè) o o=0.98=0.98，T=300T=300，則則C Co o=2.73(kJ/kg.)=2.73(kJ/kg.) M Mo o=C=Co o o o=2675(kJ/m=2675(kJ/m3 3.).)1.68480.003391ooTC原油的導(dǎo)熱系數(shù)原油的導(dǎo)熱系數(shù)o(kJ/d.m.)o(kJ/d.m.)已知原油的相對(duì)密度已知原油的相對(duì)密度 o o，溫度，

22、溫度T()T()，求，求o o：oo10.124(110.124(10.000540.00054T)/T)/ o o設(shè)設(shè) o o=0.98=0.98，T=300T=300，則，則o=8.66(kJ/d.m.)o=8.66(kJ/d.m.)已知溫度已知溫度T(273+)T(273+)，求飽和水及蒸汽的導(dǎo)熱系數(shù)：，求飽和水及蒸汽的導(dǎo)熱系數(shù)：設(shè)設(shè)T=300T=300，則，則w=47.3(kJ/d.m.)w=47.3(kJ/d.m.) s=5.95(kJ/d.m.) s=5.95(kJ/d.m.)42731041353.511530.04436022.41233 106.05099 107.22766

23、 103.37136 10wTTTTT42731041352.357870.02974291.46888 103.57767 104.29764 102.04511 10sTTTTT 3.3.油藏巖石的熱特性油藏巖石的熱特性油藏巖石的油藏巖石的導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)油藏巖石的熱容量油藏巖石的熱容量熱擴(kuò)散系數(shù)熱擴(kuò)散系數(shù)熱膨脹系數(shù)熱膨脹系數(shù)油藏巖石的導(dǎo)熱系數(shù)油藏巖石的導(dǎo)熱系數(shù)s(kJ/d.m.)s(kJ/d.m.)ss的范圍為的范圍為59.659.6329.2(kJ/d.m.)329.2(kJ/d.m.)cmgcmg軟件提供的缺省值為軟件提供的缺省值為149.6(kJ/d.m.)149.6(kJ/d.m

24、.)已知砂巖的孔隙度已知砂巖的孔隙度、液體飽和度、液體飽和度S SL L、溫度、溫度T()T()，求求固結(jié)砂巖固結(jié)砂巖的導(dǎo)熱系數(shù)的導(dǎo)熱系數(shù)ss：設(shè)設(shè)=0.3=0.3，S SL L=1=1，T=300T=300 ，則，則s=160(kJ/d.m.)s=160(kJ/d.m.)已知砂巖的孔隙度已知砂巖的孔隙度、含水飽和度、含水飽和度SwSw，求，求疏松砂巖疏松砂巖的的導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)ss： 設(shè)設(shè)=0.3=0.3，Sw=0.4Sw=0.4，則，則s=146(kJ/d.m.)s=146(kJ/d.m.)0.6 2.65(1)0.5586.4 11.007(273.15)LSSeT86.41.2722.

25、251.7307SwS油藏巖石的熱容量油藏巖石的熱容量M MR R(kJ/m(kJ/m3 3. .) )熱容量是指單位體積的油藏巖石溫度升高熱容量是指單位體積的油藏巖石溫度升高1 1所需要所需要的熱量。的熱量。cmgcmg軟件提供的缺省值為軟件提供的缺省值為2347(kJ/m2347(kJ/m3 3.).)已知溫度已知溫度T()T()，求砂巖的比熱，求砂巖的比熱C CR R： C CR R=0.813+9.797=0.813+9.7971010-4-4T T巖石的熱容量巖石的熱容量M MR R=C=CR R R R設(shè)設(shè)T=300T=300， R R=2000(kg/m=2000(kg/m3 3

26、) )則則C CR R=1.107(kJ/kg.)=1.107(kJ/kg.) M MR R=C=CR R R R=2214(kJ/m=2214(kJ/m3 3.).)熱擴(kuò)散系數(shù)熱擴(kuò)散系數(shù)(m(m2 2/h)/h)熱擴(kuò)散系數(shù)是導(dǎo)熱系數(shù)與熱容量之比。熱擴(kuò)散系數(shù)是導(dǎo)熱系數(shù)與熱容量之比。=/M=/M熱膨脹系數(shù)熱膨脹系數(shù)( (-1-1) )熱膨脹系數(shù)是指在恒壓條件下，溫度升高熱膨脹系數(shù)是指在恒壓條件下，溫度升高1 1時(shí)物質(zhì)時(shí)物質(zhì)比容的變化率。比容的變化率。原油的熱膨脹系數(shù)約為原油的熱膨脹系數(shù)約為9 91010-4-4(-1-1) ) 水的熱膨脹系數(shù)水的熱膨脹系數(shù)約約為為3 31010-4-4(-1-1

27、) ) 巖石的熱膨脹系數(shù)巖石的熱膨脹系數(shù)約約為為9 91010-5-5(-1-1) )溫度升高，孔隙度減少，絕對(duì)滲透率下降。溫度升高，孔隙度減少，絕對(duì)滲透率下降。隨溫度升高，巖石的表面性質(zhì)趨向強(qiáng)親水。隨溫度升高，巖石的表面性質(zhì)趨向強(qiáng)親水。隨隨溫度升高，束縛水溫度升高，束縛水SwcSwc增大，殘余油增大，殘余油SorwSorw減少。減少。隨隨溫度升高溫度升高，油相滲透率增強(qiáng)，水相滲透率降低。，油相滲透率增強(qiáng)，水相滲透率降低。隨溫度升高，油水流度比得到改善。隨溫度升高，油水流度比得到改善。4.4.油藏加熱過(guò)程中滲透率變化油藏加熱過(guò)程中滲透率變化一、稠油分類(lèi)一、稠油分類(lèi)二、熱力采油技術(shù)二、熱力采油技

28、術(shù)三、三、熱力采油熱力采油機(jī)理機(jī)理四、蒸汽、水、油及油藏巖石的熱特性四、蒸汽、水、油及油藏巖石的熱特性五、井口注汽參數(shù)對(duì)井底注熱參數(shù)的影響五、井口注汽參數(shù)對(duì)井底注熱參數(shù)的影響六、蒸汽吞吐采油方法六、蒸汽吞吐采油方法七、七、蒸汽驅(qū)開(kāi)采方法蒸汽驅(qū)開(kāi)采方法稠油熱采技術(shù)交流稠油熱采技術(shù)交流五、井口注汽參數(shù)對(duì)井底注熱參數(shù)的影響五、井口注汽參數(shù)對(duì)井底注熱參數(shù)的影響封隔器喇叭口油層注汽管柱注汽管柱7 7套管套管4.54.5隔熱管隔熱管五、井口注汽參數(shù)對(duì)井底注熱參數(shù)的影響五、井口注汽參數(shù)對(duì)井底注熱參數(shù)的影響1.1.不同注汽速度對(duì)井底蒸汽干度的影響不同注汽速度對(duì)井底蒸汽干度的影響2.2.不同注汽速度對(duì)井底蒸汽壓

29、力的影響不同注汽速度對(duì)井底蒸汽壓力的影響3.3.不同注汽速度對(duì)井底蒸汽溫度的影響不同注汽速度對(duì)井底蒸汽溫度的影響4.4.井口蒸汽干度與井底蒸汽干度的關(guān)系井口蒸汽干度與井底蒸汽干度的關(guān)系1.1.不同注汽速度對(duì)井底蒸汽干度的影響不同注汽速度對(duì)井底蒸汽干度的影響 隨注汽速度增大，井底蒸汽干度也增大。當(dāng)注汽速度隨注汽速度增大，井底蒸汽干度也增大。當(dāng)注汽速度為為4t/h4t/h時(shí)，在時(shí)，在1000m1000m井底的蒸汽干度為井底的蒸汽干度為35%35%；而當(dāng)注汽速；而當(dāng)注汽速度為度為14t/h14t/h時(shí)，在時(shí)，在1000m1000m井底的蒸汽干度為井底的蒸汽干度為61%61%。井口注汽壓力井口注汽壓力

30、13MPa13MPa，井口蒸汽干度井口蒸汽干度70%70%，注汽時(shí)間注汽時(shí)間7d7d。2.2.不同注汽速度對(duì)井底蒸汽壓力的影響不同注汽速度對(duì)井底蒸汽壓力的影響 隨注汽速度增大，井底蒸汽壓力增加幅度減小，當(dāng)注隨注汽速度增大，井底蒸汽壓力增加幅度減小，當(dāng)注汽速度為汽速度為14t/h14t/h時(shí)，時(shí)，井底蒸汽壓力井底蒸汽壓力低于井口。低于井口。井口注汽壓力井口注汽壓力13MPa13MPa，井口蒸汽干度井口蒸汽干度70%70%，注汽時(shí)間注汽時(shí)間7d7d。3.3.不同注汽速度對(duì)井底蒸汽溫度的影響不同注汽速度對(duì)井底蒸汽溫度的影響 隨注汽速度增大，井底蒸汽溫度增加幅度減小，當(dāng)注隨注汽速度增大，井底蒸汽溫度增

31、加幅度減小，當(dāng)注汽速度為汽速度為14t/h14t/h時(shí)，時(shí)，井底蒸汽溫度井底蒸汽溫度低于井口。低于井口。井口注汽壓力井口注汽壓力13MPa13MPa，井口蒸汽干度井口蒸汽干度70%70%，注汽時(shí)間注汽時(shí)間7d7d。4.4.井口蒸汽干度與井底蒸汽干度的關(guān)系井口蒸汽干度與井底蒸汽干度的關(guān)系井口注汽壓力井口注汽壓力13MPa13MPa，井口蒸汽干度井口蒸汽干度70%70%，注汽時(shí)間注汽時(shí)間15d15d，注汽速度注汽速度8t/h8t/h。 井底蒸汽干度隨井深幾乎成線(xiàn)性遞減。當(dāng)采用隔熱管井底蒸汽干度隨井深幾乎成線(xiàn)性遞減。當(dāng)采用隔熱管且環(huán)空具有一定的隔熱介質(zhì)時(shí)，蒸汽干度遞減幅度每且環(huán)空具有一定的隔熱介質(zhì)時(shí)

32、，蒸汽干度遞減幅度每1000m1000m約為約為25%25%。一、稠油分類(lèi)一、稠油分類(lèi)二、熱力采油技術(shù)二、熱力采油技術(shù)三、三、熱力采油熱力采油機(jī)理機(jī)理四、蒸汽、水、油及油藏巖石的熱特性四、蒸汽、水、油及油藏巖石的熱特性五、井口注汽參數(shù)對(duì)井底注熱參數(shù)的影響五、井口注汽參數(shù)對(duì)井底注熱參數(shù)的影響六、蒸汽吞吐采油方法六、蒸汽吞吐采油方法七、七、蒸汽驅(qū)開(kāi)采方法蒸汽驅(qū)開(kāi)采方法稠油熱采技術(shù)交流稠油熱采技術(shù)交流1.1.基本概念基本概念2.2.增產(chǎn)機(jī)理增產(chǎn)機(jī)理3.3.蒸汽吞吐生產(chǎn)規(guī)律蒸汽吞吐生產(chǎn)規(guī)律4.4.蒸汽吞吐方案優(yōu)化指標(biāo)蒸汽吞吐方案優(yōu)化指標(biāo)5.5.蒸汽吞吐效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)蒸汽吞吐效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)6.6.提高多

33、周期吞吐效果的途徑提高多周期吞吐效果的途徑六、蒸汽吞吐采油方法六、蒸汽吞吐采油方法蒸汽吞吐方法是我國(guó)目前主要的稠油熱采方法。蒸汽吞吐方法是我國(guó)目前主要的稠油熱采方法。蒸汽吞吐方法是將一定數(shù)量的蒸汽注入油層，燜井?dāng)?shù)蒸汽吞吐方法是將一定數(shù)量的蒸汽注入油層，燜井?dāng)?shù)天，加熱油層中的原油后，然后開(kāi)井回采。天，加熱油層中的原油后，然后開(kāi)井回采。蒸汽吞吐的三個(gè)階段：注汽、燜井及回采。蒸汽吞吐的三個(gè)階段：注汽、燜井及回采。從注蒸汽開(kāi)始到油井不能正常生產(chǎn)為止，稱(chēng)為一個(gè)吞從注蒸汽開(kāi)始到油井不能正常生產(chǎn)為止，稱(chēng)為一個(gè)吞吐周期。吐周期。蒸汽吞吐的采收率一般為蒸汽吞吐的采收率一般為10%10%20%20%。蒸汽吞吐屬于

34、強(qiáng)化開(kāi)采手段，采油速度蒸汽吞吐屬于強(qiáng)化開(kāi)采手段，采油速度4%4%5%5%；開(kāi)發(fā)；開(kāi)發(fā)年限一般為年限一般為3 35 5年。年。1.1.基本概念基本概念1.1.基本概念基本概念 單單8383塊汽驅(qū)井組吞吐階段塊汽驅(qū)井組吞吐階段(01(0105)05)采油速度平均采油速度平均為為2.20%2.20%；汽驅(qū)階段平均為；汽驅(qū)階段平均為2.28%2.28%。2.2.增產(chǎn)機(jī)理增產(chǎn)機(jī)理加熱降粘加熱降粘熱膨脹作用熱膨脹作用蒸汽蒸餾作用蒸汽蒸餾作用高溫相對(duì)滲透率變化高溫相對(duì)滲透率變化乳化驅(qū)替乳化驅(qū)替重力泄油重力泄油3.3.蒸汽吞吐生產(chǎn)規(guī)律蒸汽吞吐生產(chǎn)規(guī)律單井蒸汽吞吐生產(chǎn)動(dòng)態(tài)單井蒸汽吞吐生產(chǎn)動(dòng)態(tài)區(qū)塊蒸汽吞吐產(chǎn)量遞減

35、規(guī)律區(qū)塊蒸汽吞吐產(chǎn)量遞減規(guī)律區(qū)塊壓力變化區(qū)塊壓力變化單井蒸汽吞吐單井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)單井蒸汽吞吐單井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)第1周期第2周期第3周期第4周期第5周期在一個(gè)周期內(nèi)分排水在一個(gè)周期內(nèi)分排水期、高產(chǎn)期、遞減期和期、高產(chǎn)期、遞減期和低產(chǎn)期四個(gè)階段。低產(chǎn)期四個(gè)階段。逐周期生產(chǎn)時(shí)間縮短，逐周期生產(chǎn)時(shí)間縮短，產(chǎn)油量降低，含水上升，產(chǎn)油量降低，含水上升，效果變差。效果變差。周期采液量一般要多周期采液量一般要多于注汽量，因此吞吐開(kāi)于注汽量，因此吞吐開(kāi)采為降壓生產(chǎn)過(guò)程。采為降壓生產(chǎn)過(guò)程。區(qū)塊蒸汽吞吐產(chǎn)量遞減規(guī)律區(qū)塊蒸汽吞吐產(chǎn)量遞減規(guī)律 單單8383塊于塊于0101年投入年投入蒸汽吞吐開(kāi)采，蒸汽吞吐開(kāi)采，0303年產(chǎn)量達(dá)到

36、年產(chǎn)量達(dá)到峰值，然后進(jìn)入遞減期，年遞減率為峰值，然后進(jìn)入遞減期，年遞減率為26.8%26.8%。蒸汽吞吐累積注采關(guān)系法：蒸汽吞吐累積注采關(guān)系法：Ns=4.2539eNs=4.2539e0.0913Np0.0913Np取吞吐極限油汽比取吞吐極限油汽比0.25t/t0.25t/t，則累積產(chǎn)油量則累積產(chǎn)油量NpNpNpNp-ln(4.2539-ln(4.25390.09130.09130.250.25)/0.0913)/0.091325.54(1025.54(104 4t)t)。區(qū)塊蒸汽吞吐產(chǎn)量遞減規(guī)律區(qū)塊蒸汽吞吐產(chǎn)量遞減規(guī)律區(qū)塊壓力變化區(qū)塊壓力變化館下段油藏的彈性產(chǎn)率為館下段油藏的彈性產(chǎn)率為1/0

37、.22891/0.22894.374.3710104 4m m3 3/MPa/MPa。4.4.蒸汽吞吐方案優(yōu)化指標(biāo)蒸汽吞吐方案優(yōu)化指標(biāo)周期注汽量?jī)?yōu)化周期注汽量?jī)?yōu)化注汽速度優(yōu)化注汽速度優(yōu)化蒸汽干度優(yōu)化蒸汽干度優(yōu)化注汽壓力的選取注汽壓力的選取燜井時(shí)間的選擇燜井時(shí)間的選擇生產(chǎn)井排液量?jī)?yōu)化生產(chǎn)井排液量?jī)?yōu)化5.5.蒸汽吞吐效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)蒸汽吞吐效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)逐逐周期產(chǎn)油量及吞吐階段累積產(chǎn)油量周期產(chǎn)油量及吞吐階段累積產(chǎn)油量逐周期油汽比及吞吐階段累積油汽比逐周期油汽比及吞吐階段累積油汽比采油速度、年采油量采油速度、年采油量逐周期回采水率及吞吐階段回采水率逐周期回采水率及吞吐階段回采水率吞吐階段原油采收率吞吐

38、階段原油采收率吞吐階段經(jīng)濟(jì)油量吞吐階段經(jīng)濟(jì)油量增油增注比增油增注比吞吐階段油層壓力分布吞吐階段油層壓力分布吞吐階段油層溫度分布及加熱半徑變化吞吐階段油層溫度分布及加熱半徑變化吞吐階段含油飽和度分布吞吐階段含油飽和度分布5.5.蒸汽吞吐效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)蒸汽吞吐效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)在正常情況下，每燒在正常情況下，每燒1t1t原油可生產(chǎn)原油可生產(chǎn)15t15t左右的濕蒸汽。左右的濕蒸汽。經(jīng)濟(jì)產(chǎn)油量方案產(chǎn)油方案注汽經(jīng)濟(jì)產(chǎn)油量方案產(chǎn)油方案注汽經(jīng)濟(jì)極限油汽比經(jīng)濟(jì)極限油汽比吞吐階段：經(jīng)濟(jì)極限油汽比取吞吐階段：經(jīng)濟(jì)極限油汽比取0.25t/t0.25t/t汽驅(qū)階段：經(jīng)濟(jì)極限油汽比取汽驅(qū)階段：經(jīng)濟(jì)極限油汽比取0.15t/t

39、 0.15t/t 一般吞吐周期的回采水率為一般吞吐周期的回采水率為50%50%左右。左右。6.6.提高多周期吞吐效果的途徑提高多周期吞吐效果的途徑從第從第2 2周期開(kāi)始逐步增大注汽量周期開(kāi)始逐步增大注汽量(15%(15%左右左右) )，擴(kuò)大加熱，擴(kuò)大加熱范圍，增大排油半徑。范圍，增大排油半徑。在生產(chǎn)井回采時(shí)，盡量放大生產(chǎn)壓差，將流動(dòng)壓力降在生產(chǎn)井回采時(shí)，盡量放大生產(chǎn)壓差，將流動(dòng)壓力降低到最低限度，可以獲得較長(zhǎng)時(shí)間的峰值產(chǎn)量。低到最低限度，可以獲得較長(zhǎng)時(shí)間的峰值產(chǎn)量。合理確定周期結(jié)束油量，盡量延長(zhǎng)周期生產(chǎn)時(shí)間。合理確定周期結(jié)束油量，盡量延長(zhǎng)周期生產(chǎn)時(shí)間。力求較多的吞吐周期，提高整個(gè)吞吐階段的采收

40、率。力求較多的吞吐周期，提高整個(gè)吞吐階段的采收率。一、稠油分類(lèi)一、稠油分類(lèi)二、熱力采油技術(shù)二、熱力采油技術(shù)三、三、熱力采油熱力采油機(jī)理機(jī)理四、蒸汽、水、油及油藏巖石的熱特性四、蒸汽、水、油及油藏巖石的熱特性五、井口注汽參數(shù)對(duì)井底注熱參數(shù)的影響五、井口注汽參數(shù)對(duì)井底注熱參數(shù)的影響六、蒸汽吞吐采油方法六、蒸汽吞吐采油方法七、七、蒸汽驅(qū)開(kāi)采方法蒸汽驅(qū)開(kāi)采方法稠油熱采技術(shù)交流稠油熱采技術(shù)交流1.1.基本概念基本概念2.2.蒸汽驅(qū)采油機(jī)理蒸汽驅(qū)采油機(jī)理3.3.蒸汽驅(qū)方案優(yōu)化指標(biāo)蒸汽驅(qū)方案優(yōu)化指標(biāo)4.4.蒸汽驅(qū)成功的必要條件蒸汽驅(qū)成功的必要條件5.5.改善蒸汽驅(qū)開(kāi)發(fā)效果的技術(shù)策略改善蒸汽驅(qū)開(kāi)發(fā)效果的技術(shù)策

41、略七、蒸汽驅(qū)開(kāi)采方法七、蒸汽驅(qū)開(kāi)采方法 蒸汽吞吐開(kāi)采只能采出近井地帶附近油層中的原油，蒸汽吞吐開(kāi)采只能采出近井地帶附近油層中的原油，井間還留有大量的死油區(qū)，一般吞吐采收率僅為井間還留有大量的死油區(qū)，一般吞吐采收率僅為10%10%20%20%。為進(jìn)一步提高原油采收率，吞吐后期轉(zhuǎn)蒸汽驅(qū)是。為進(jìn)一步提高原油采收率，吞吐后期轉(zhuǎn)蒸汽驅(qū)是必然的熱采階段。必然的熱采階段。 蒸汽驅(qū)技術(shù)：由注入井連續(xù)注入高干度蒸汽，注入油蒸汽驅(qū)技術(shù)：由注入井連續(xù)注入高干度蒸汽，注入油層中的大量熱能加熱油層，大大降低了原油粘度，而且層中的大量熱能加熱油層，大大降低了原油粘度，而且注入的熱流體將原油驅(qū)動(dòng)到周?chē)纳a(chǎn)井中采出。注入的

42、熱流體將原油驅(qū)動(dòng)到周?chē)纳a(chǎn)井中采出。使原使原油采收率增加油采收率增加20%20%30%30%。 蒸汽驅(qū)的開(kāi)發(fā)時(shí)間一般為蒸汽驅(qū)的開(kāi)發(fā)時(shí)間一般為6 61010年，累積注汽量一般年，累積注汽量一般為為1.21.21.5PV1.5PV。1.1.基本概念基本概念1.1.基本概念基本概念蒸汽帶蒸汽帶熱凝結(jié)帶熱凝結(jié)帶( (高溫油水帶高溫油水帶) )熱油、水帶熱油、水帶原始油層原始油層2.2.蒸汽驅(qū)采油機(jī)理蒸汽驅(qū)采油機(jī)理加熱降粘加熱降粘蒸汽蒸餾作用蒸汽蒸餾作用蒸汽驅(qū)動(dòng)作用蒸汽驅(qū)動(dòng)作用熱膨脹作用熱膨脹作用重力分離作用重力分離作用高溫相對(duì)滲透率及毛管壓力的變化高溫相對(duì)滲透率及毛管壓力的變化溶解氣驅(qū)作用溶解氣驅(qū)作用原油混相及原油混相及乳化驅(qū)替乳化驅(qū)替在蒸汽帶中，蒸汽驅(qū)的主要機(jī)理為在蒸汽帶中，蒸汽驅(qū)的主要機(jī)理為、。在熱凝