提高稠油采收率的主要方法和機(jī)理

提高稠油采收率的主要方法和機(jī)理摘要：本文探討了注蒸氣熱采技術(shù)的主要方法，蒸氣吞吐采油和蒸汽驅(qū)。分別對(duì)兩種采油方法的采油機(jī)理和采油技術(shù)進(jìn)行論述，并對(duì)兩項(xiàng)技術(shù)存在的問題及解決辦法進(jìn)行探討。關(guān)鍵詞：稠油采收率原理采油技術(shù)稠油自20世紀(jì)50年代開始工業(yè)化生產(chǎn)，在短短的40多年時(shí)間里，稠油開采發(fā)展很快。就目前稠油開采技術(shù)而言，稠油油藏開采可分為熱采和冷采兩類。其中主要以蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)、火燒油層、化學(xué)降粘等方法為主，同時(shí)也開展了許多新的技術(shù)。一、注蒸汽熱采技術(shù)1、 蒸汽吞吐采油機(jī)理蒸汽吞吐技術(shù)機(jī)理主要是加熱近井地帶原油，使之粘度降低，當(dāng)生產(chǎn)壓力下降時(shí)，為地層束縛水和蒸汽的閃蒸提供氣體驅(qū)動(dòng)力。2、 蒸汽吞吐采油技術(shù)工藝蒸汽吞吐的工藝過程是先向油井注入一定量的蒸氣，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)，即在同一口井進(jìn)行注入蒸汽、關(guān)井浸泡（悶井）及開井生產(chǎn)3個(gè)階段，蒸汽吞吐工藝描述如圖1。注入蒸汽的量以及悶井的時(shí)間是根據(jù)井深、油層性質(zhì)、原油粘度、井筒熱損失等條件預(yù)先設(shè)計(jì)好的。圖1蒸汽吞吐工藝通常注入蒸汽的數(shù)量按水當(dāng)量計(jì)算，注入蒸汽的干度要高，井底蒸汽干度要求達(dá)到50以上；注入壓力及速度以不超過油藏破裂壓力為上限。3、 蒸汽吞吐采油技術(shù)存在問題及解決辦法由于蒸汽吞吐見效快，容易控制，工作靈活，因而得到了快速發(fā)展。但一般經(jīng)過幾個(gè)周期的連續(xù)吞吐，含水飽和度的增加使油水比上升，吞吐效果將逐漸變差。目前蒸汽吞吐技術(shù)存在的問題及解決的辦法有：（1）熱采完井及防砂技術(shù)熱采完井方面主要存在的問題是套管變形。針對(duì)出砂這一問題，通常采用的方法是利用繞絲管礫石充填防砂，但這種方法對(duì)細(xì)粉砂效果差，多次吞吐后易失敗。（2） 注汽井筒隔熱技術(shù)針對(duì)注汽過程中熱量損失問題，研究應(yīng)用了隔熱技術(shù)，如使用超級(jí)隔熱油管、絕熱同心連續(xù)油管、隔熱接箍、環(huán)空密封、噴涂防輻射層。（3） 注汽監(jiān)控系統(tǒng)在注汽過程中，需要監(jiān)測(cè)和控制蒸汽參數(shù)，以提高注汽的應(yīng)用效果。為此，可應(yīng)用地面水蒸汽流量、干度測(cè)量技術(shù)，地面水蒸汽分配與調(diào)節(jié)技術(shù)，井下壓力、溫度、流量、干度等注汽參數(shù)檢測(cè)技術(shù)等。二、蒸汽驅(qū)1、 蒸汽驅(qū)采油機(jī)理蒸汽驅(qū)技術(shù)機(jī)理主要是降低稠油粘度，提高原油流度。蒸汽相不僅由水蒸汽組成，同時(shí)也含烴蒸汽。烴蒸汽與水蒸氣一起凝結(jié)，驅(qū)替并稀釋前緣原油，從而留下較少或較重的殘余油。2、 蒸汽驅(qū)采油技術(shù)工藝常規(guī)的蒸汽驅(qū)工藝過程是指從一口井注入蒸汽，然后從另一口井開采原油的方法，也就是注汽井持續(xù)注汽而從相鄰的生產(chǎn)井采油。與蒸汽吞吐相比，蒸汽驅(qū)油需要經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的注入才能見到效果，費(fèi)用大、回收時(shí)間長(zhǎng)。3、 注蒸汽熱采技術(shù)存在問題及解決辦法3.1熱采開發(fā)后期存在主要問題熱采開發(fā)后期存在的主要問題是：采出程度高，注采比低，地層壓力低，汽竄、出砂、邊水水淹嚴(yán)重，產(chǎn)量遞減塊，穩(wěn)產(chǎn)難度大。在所有問題中，汽竄是制約熱采吞吐采收率的關(guān)鍵因素。汽竄導(dǎo)致蒸汽的波及體積急劇減小，嚴(yán)重地影響了注入蒸汽的熱效率，形成注汽、采水的惡性循環(huán)。3.2改善汽竄現(xiàn)象的方法改善汽竄現(xiàn)象的方法：（1）組合式吞吐技術(shù)組合式蒸汽吞吐是指在蒸汽吞吐開發(fā)單元中，多口井按優(yōu)化設(shè)計(jì)的排列組合進(jìn)行有序的蒸汽吞吐采油，達(dá)到改善開發(fā)效果的方式。組合式吞吐技術(shù)可以有效抑制和利用汽竄，提高蒸汽熱能利用率，改善油層動(dòng)用狀況，使油井的周期產(chǎn)油量和油汽比均得到提高，它是改善蒸汽吞吐超稠油油藏開發(fā)效果，提高吞吐階段采收率的有效途徑。井對(duì)同注同采方式這種吞吐方式是針對(duì)汽竄方向單一，主要集中在兩口井之間，通過對(duì)兩口井實(shí)施同時(shí)注汽、同時(shí)采油，達(dá)到抑制汽竄影響，提高油井生產(chǎn)效率，提高油井生產(chǎn)效果的簡(jiǎn)單組合式吞吐方式。主要適應(yīng)于超稠油油藏開發(fā)早期，汽竄僅在分散區(qū)域井或高周期的邊部區(qū)域發(fā)生。多井整體吞吐方式多井整體吞吐方式是將射孔層位相互對(duì)應(yīng)，汽竄發(fā)生相對(duì)頻繁的多口油井作為一個(gè)整體單元，集中注汽、集中生產(chǎn)，以滿足抑制汽竄、提高動(dòng)用效果的一種方法。主要適用于超稠油開發(fā)的中后期，此時(shí)汽竄較為嚴(yán)重且相對(duì)明顯的區(qū)域。水平井井組同注同采方式水平井井組同注同采方式是針對(duì)超稠油直井向水平井開發(fā)過程中，與周圍直井相互影響較嚴(yán)重，將水平井與射孔層位相互對(duì)應(yīng)汽竄發(fā)生相對(duì)頻繁的多口直井，作為一個(gè)整體單元，同時(shí)注汽、同時(shí)生產(chǎn)，以滿足抑制汽竄、提高動(dòng)用效果的一種方法。主要適用于超稠油水平井與周圍直井汽竄較為嚴(yán)重且具有相對(duì)明顯區(qū)域性的區(qū)域。少注多采少注多采方式是在多井整體吞吐的基礎(chǔ)上，對(duì)射孔層位相互對(duì)應(yīng)，汽竄發(fā)生相對(duì)頻繁的多口油井作為一個(gè)整體單元，優(yōu)選部分井集中注汽、實(shí)現(xiàn)單元整體采油，以滿足抑制汽竄、利用汽竄，提高動(dòng)用效果的一種方法。主要適用于超稠油開發(fā)后期，汽竄非常嚴(yán)重的區(qū)域。一注多采方式一注多采是針對(duì)于開發(fā)層位、吞吐周期、采出程度相同或相近的井組，特別是汽竄相對(duì)嚴(yán)重，整體吞吐效果差的井組，采用中心井大注汽量注汽，周邊同層位鄰井利用已形成的汽竄通道來引竄加熱油層，增加油層平面動(dòng)用程度。其適用范圍主要是在井組中心井汽竄嚴(yán)重且多方向汽竄，射孔位置最好略高于周圍井(3?5m)。(2)組合式蒸汽吞吐現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施過程中注意的問題：組合區(qū)域內(nèi)油井應(yīng)達(dá)到周期相當(dāng)、層位相同、吞吐時(shí)間相近。組合式吞吐區(qū)域內(nèi)油井由于在周期生產(chǎn)時(shí)間上要求幾乎相當(dāng)，而根據(jù)超稠油周期生產(chǎn)規(guī)律分析，不同周期的周期生產(chǎn)時(shí)間差別較大。因此，為了保證區(qū)域內(nèi)油井運(yùn)行的同步，要求區(qū)域內(nèi)油井的周期盡量相當(dāng)；而要求其達(dá)到抑制汽竄、提高動(dòng)用的目的，就必須要求油井的生產(chǎn)層位相同；在上述兩個(gè)條件滿足后，要達(dá)到運(yùn)行時(shí)間上的相近，還必須在實(shí)施前，對(duì)注汽時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。因此要實(shí)施組合式吞吐，必須滿足周期相當(dāng)，層位相同、吞吐時(shí)間相近三個(gè)基本條件。要充分考慮對(duì)組合區(qū)域外的影響。在實(shí)施組合式吞吐的過程中，隨著周期的增加，采出程度的提高，區(qū)域的邊界也逐漸模糊，這樣，組合式吞吐區(qū)域?qū)^(qū)域外的影響也在加大，因此，在實(shí)施時(shí)要充分考慮對(duì)區(qū)域外部的影響，讓其影響在可接受的范圍內(nèi)。在實(shí)施組合時(shí)，井?dāng)?shù)控制要靈活、時(shí)間可相對(duì)拉長(zhǎng)。在實(shí)施組合式吞吐的過程中，區(qū)域內(nèi)井?dāng)?shù)可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行增減或調(diào)整，同時(shí)一個(gè)大的井組可適當(dāng)延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間，在短時(shí)間內(nèi)分階段實(shí)施，同時(shí)對(duì)注汽井的順序進(jìn)行必要調(diào)整。注汽強(qiáng)度可適當(dāng)下降。在實(shí)施組合式吞吐的過程中，由于在短時(shí)間內(nèi)對(duì)一個(gè)區(qū)域進(jìn)行集中注汽，使這個(gè)區(qū)域的能量補(bǔ)充幅度較大，如果繼續(xù)按照正常的注汽量增幅增加注汽量，可能會(huì)導(dǎo)致熱能交換慢，使?fàn)F井時(shí)間延長(zhǎng)，油井開井溫度高，在影響生產(chǎn)效率的同時(shí)，浪費(fèi)了蒸汽熱量