油田工程稠油热采技术现状研究

发表时间:2021/7/12   来源:《科学与技术》2021年8期   作者:张红超
[导读] 我国各种资源非常丰富,是一个资源大国也是一个能源消耗大国
        张红超
        江汉油田分公司清河采油厂  山东 寿光  262714

        摘要:我国各种资源非常丰富,是一个资源大国也是一个能源消耗大国,每年成品油与气的消耗量非常大。常用的油气资源中稠油是非常重要的一种资源形式,在我国油气资源中占据重要的地位。目前,我国的稠油资源具有粘度较高的特点,导致稠油资源流动性较大,相关企业在进行稠油开采时常常会遇到很大困难。近年来,稠油热采技术不断实现突破,但也遇到了很多问题,本文阐述了稠油的基本特点,对稠油热采的技术现状进行了研究,对稠油热采技术未来发展进行了展望。
        关键词:稠油;开采;热采
        引言
        粘度较高的原油通常被称为稠油,稠油除具有原油的基本特点以外还具有粘度和凝固点高、流动性差的特点。我国虽然拥有非常丰富的稠油资源,但近年来国内不断对稠油进行大力度开采,导致稠油在地层压力、油气比、含水量等方面已经不具备便利的开采条件,稠油的开采成本呈逐年增大的趋势。现在,稠油开采难度很大,需要克服的困难也很多,研究稠油热采技术具有重要的应用价值。
        1稠油的基本特点
        第一,轻质馏分含量少。我国的稠油资源中沥青和胶质含量较多,轻质馏分含量相对较少。在我国的大部分地区中,开采出的稠油都存在很多沥青与胶质,但轻质馏分含量却很低,在这种基本特点下稠油有较大的密度与较高粘度。
        第二,稠油对温度有较高敏感性。粘性随温度提升会出现降低现象,这是流体的基本特点,稠油也是如此。
        第三,不同油藏稠油性质差异较大。我国不同油藏中的稠油性质存在较大差异,在对不同油藏中开采出的稠油进行分析可知,不仅不同油藏之间稠油性质差异大,同一油藏不同部位开采出的稠油性质也存在一定的差异。
        2稠油热采技术研究


        2.1蒸汽吞吐热采
        该技术是我国稠油热采应用较多的技术类型,蒸汽吞吐热采是这种可以单独进行稠油开采的热采技术,只需要一口采油井就可以开展稠油开采作业。利用蒸汽吞吐热采时首先要利用20天时间对单井进行注气作业,随后进行封井焖井作业,焖井时间长短由具体情况确定,根据开采难易程度不同可调整焖井时间,最长可达一年。采用蒸汽吞吐热采方法进行稠油热采最大的优势是操作流程简单,稠油采集的生产周期相对较短,具有非常好的开采效果。值得注意的是,对油藏采用蒸汽吞吐热采法进行首次采油时可能会出现危险的井喷现象,容易引发重大安全事故,因此一定要提高安全敏感性并制定详尽的应急处置措施。采用蒸汽吞吐热采技术开采稠油时要保证油田的油层厚度符合规定要求,稠油的粘度和饱和度要适中才能达到良好的开采效果。
        2.2蒸汽驱热采
        蒸汽驱热采与蒸汽吞吐热采同是主流的稠油热采技术,与蒸汽吞吐热采相比该热采技术更加复杂,但二者从原理上看没有太大区别。蒸汽驱热采技术是采用蒸汽吞吐技术开采后的选择,使用蒸汽驱热技术可以在原有基础上提升开采效率。利用蒸汽驱热技术完成采油作业的基本原理主要有三个方面,一是制造温度非常高的蒸汽,利用蒸汽对稠油进行加热;二是利用空隙介质以及高温蒸汽产生高温效应;三是借助热水与蒸汽之间的驱替作用。具体流程为:首先将蒸汽注入油井中,控制适中的蒸汽湿度以保证稠油加热的持续性,随温度升高稠油粘度不断降低,最终使稠油能够顺利开采。这种技术虽然可以提升开采效率,但该技术也有一定弊端,必须与蒸汽吞吐技术共同使用才能完成热采作业。
        2.3蒸汽辅助重力泄油热采
        该技术是稠油热采技术中最为先进的一个技术类型,这种技术的基本原理类似于注水采盐原理,不同的液体有不同的密度,利用不同密度的液体对各个岩层进行注水作业从而使高浓度盐溶液向底部岩层流动,这样就可以使盐溶液不断流出从而开采出稠油,这就是蒸汽辅助重力泄油热采的基本原理。与上述两种热采技术不同的是,该技术不能通过单井进行开采作业,必须通过双井同时开采才能完成开采作业过程。为了完成蒸汽辅助重力泄油热采作业过程,要选择一口生产油井和一口注气油井,向注气井中注入驱热技术采用的蒸汽,这样就可以在生产油井与注气井之间形成蒸汽墙并持续循环往复,使稠油在自身重力作用下流动到生产油井之中。如果两个油井之间的压力一直保持不变,稠油就不会停止析出过程。值得注意的是,采用蒸汽辅助重力泄油热采技术进行稠油开采时应保证稠油和蒸汽之间充分接触,还要保证水蒸气入侵不会对开采作业造成影响。
        2.4地下层内燃烧热开采
        地下层内燃烧热开采技术也被称为火烧油层开采技术,这种稠油热采技术的主要优势是稠油开采率高,这种技术也能够显著提升稠油的利用率。有研究表明地下层内燃烧热开采的最终开采率最高可达到90%,在实际进行稠油热采作业时稠油开采率最低可达到80%,可以看出地下层内燃烧热开采是稠油热采技术中开采率非常高的技术之一。目前,该技术已经在多个油田中取得了广泛应用,除在稠油开采中可以使用这种热采技术,还可以在轻质原油开采中使用地下层内燃烧热开采技术。除此之外,油田在完成开采后,还可以使用地下层内燃烧热开采技术达到二次上产的目的,油井出油率在这种开采工艺下可以得到显著提升。该技术的步骤及原理是利用注入油井中的热空气点燃油井底部的稠油,稠油燃烧后悔产生大量热量与蒸汽,高温蒸汽会形成向上的推力使稠油析出从而完成热采作业。与上述三种技术相比,该技术相比于其他技术具有以下四点优势。一是地下层内燃烧热开采技术流程相对简单,进行稠油开采作业时具有便利条件。二是该技术需要较低的成本即可实现,在热采作业时只需要使用高温蒸汽与空气即可达到热采目的。三是经过燃烧的稠油可以去除大部分杂质,使热采稠油更加纯净。四是这种技术可以保证开采率较高,无论从资源利用率方面或是企业经济效益方面来看都具有广阔的发展前景。
        3结语
        稠油热采技术经过多年发展较为成熟,本文所述几种主流的热采技术已经实现了广泛应用。未来稠油热采技术的发展将趋向于技术之间的相互融合,可与工程技术和化学技术之间深度结合,争取实现技术突破。根据实际开采作业情况来看,稠油热采技术中仍然存在很多问题,需要科研工作者不断努力,为我国原油开采事业做出贡献。
        参考文献
        [1]田辉. 稠油热采侧钻井完井新技术及应用[J]. 中国石油大学胜利学院学报,2021,35(01):51-54.
        [2]高清春,汪志明,叶西安,罗欢. 稠油热采垂直井筒热量损失计算模型与应用[J]. 科学技术与工程,2021,21(05):1770-1774.
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