热力开采方法及分类,2012年12月,目录,一、稠油热采,稠油亦称重质原油或高粘度原油(heavy oil),是指在原始油藏温度下脱气原油粘度为10010000mPas或者在15.6及大气压条件下密度为0.93401.0000g/cm3。,一、稠油热采,1.稠油性质,2.粘温特性稠油的粘度对温度非常敏感，随着温度的上升粘度急剧下降。用国际上ASTM标准（美国材料试验学会）作粘度温度图，不论哪个油田粘温曲线均呈斜直浅，且其斜率几乎一样，这是稠油对温度敏感的一致性规律。,一、稠油热采,目前对稠油开采一般均采用热采方式，热力采油之所以能 居于EOR（提高采收率）中的特殊地位，是由于它具有以下优点：（1）使用的工作介质是到处都可以取得的水和空气。应 用范围不受制备大试剂技术条件的限制。（2）在各种不同的油田地质埋藏条件下，热采方法通常 都可得到较高的原油采收率。（3）热采与其它EOR方法比较，经济效益最优。（4）常规的热采方法（注蒸汽和火烧油层）是以消耗部 分能源（燃料油和电）为代价，各种各样的节能技术，如热电 联供，原煤的地下煤气化，劣质煤的流化床燃烧技术等相继运 用于热采工艺，能降低热采成本，使之更具吸引力。,一、稠油,2.热采优点,目录,稠油油藏热采技术主要包括蒸汽吞吐、蒸汽驱、丛式定 向井以及水平井以及与稠油热采配套的其它工艺 技术等。,蒸汽吞吐,1 概念,蒸汽吞吐通常的过程是：在几周（24周）内每天向该井注入一定数量的蒸汽，停注后关井数天使蒸汽凝结，浸泡油层使热量扩散，然后开井生产。待产量减至一定限度时，再重复上述过程，因此它又被称为循环注蒸汽、蒸汽浸泡或蒸汽激励。,二、蒸汽吞吐开采机理,蒸汽吞吐,蒸汽吞吐是先将高温高压高干度蒸汽注入油层，对 油井周围油层加热降粘，焖井换热后开井采油。,隔热油管,二、蒸汽吞吐开采机理,2 注蒸汽热采增产机理,提高稠油 采收率,1、加热降粘,9、流体受热膨胀 弹性能量增加,3、岩石受热表面 亲水化，降低 残余油饱和度,2、高温油水流 度比减小， 油相渗透率提高,7、稠油高温裂解 蒸馏、稀释及 混相驱作用,6、乳化作用 提高波及体积,5、蒸汽辅助 重力泄油作用,8、高温下溶解气 脱出，汽驱 作用加强,4、岩石骨架 受热膨胀 压缩孔隙,二、蒸汽吞吐开采机理,向油层注入高温高压蒸汽，近井地带相当距离内的地层温度升高，将油层及原油加热。形成的加热带中的原油粘度由几千到几万mPa.s降低至几个mPa.s。这样，原油流向井底的阻力大大减小，流动系数Kh/成几十倍的增加，油井产量必然增加许多倍。,3 注蒸汽热采增产机理,加热降粘，改善流变性,二、蒸汽吞吐开采机理,二、蒸汽吞吐开采,3)注蒸汽热采增产机理,当高温蒸汽注入油层后，加热后的原油产生膨 胀，原油中如果存在少量的溶解气，也将从原油中 逸出，产生溶解气驱的作用。同时油藏中的流体和 岩石骨架产生热膨胀作用，孔隙体积缩小，流体体 积增大，维持原油生产的弹性能量增加。热胀弹性 能是一种相当可观的能量。与压缩弹性能量相比， 热膨胀弹性能量要大得多。,热膨胀作用,二、蒸汽吞吐开采,注入蒸汽后，砂粒表面的沥青胶质性油膜破坏，润湿性 改变，油层由原来亲油或强亲油，变为亲水或强亲水。在同 样水饱和度条件下，油相渗透率增加、水相渗透率降低，束 缚水饱和度增加。模拟试验证明，对2000mPs油藏注入0.5 倍孔隙体积的250蒸汽后，含油饱和度可由65.5%下降到 18.1%，驱油效率可达72.2%。,3)注蒸汽热采增产机理,相对渗透率变化,蒸汽吞吐工艺的主要参数有：注入蒸汽的压力、温度、干 度，注入速率（t/h），总注汽量（t/循环）和焖井时间（d）。 蒸汽热力参数 在上述条件许可下，尽可能注以高干度的饱和蒸汽，因为干 度提高0.1相当于温度提高3040的热量。,3 主要参数,三、蒸汽吞吐开采参数,蒸汽干度对吞吐效果的影响,3 主要参数,蒸汽干度是影响蒸汽吞吐开采效果的首要因素。,物理模拟不同蒸汽干度对蒸汽吞吐的影响,三、蒸汽吞吐开采参数,注汽压力的差别对吞吐效果的影响很小，因此应尽量 降低注汽压力，以保证有足够的注汽速度为下限，在此注 汽速度下有足够高的井底干度。不可追求过高的注入压力 和注入速度。以免导致压裂油层形成蒸汽窜流。,3 主要参数,注汽压力对吞吐效果的影响,三、蒸汽吞吐开采参数,总注气量 注汽量不能太小，否则峰值产量低，增产周期短，周期累积产量低，但也不能太高。注入量应按每米纯油层厚度选定，也即注汽强度，最优的范围是120200t/m。,3 主要参数,注汽量对吞吐效果的影响,三、蒸汽吞吐开采参数,3 主要参数,注汽速度对吞吐效果的影响,注汽速度 蒸汽吞吐阶段，注汽时间短，向油层顶底界的热损失远较蒸汽驱阶段小得不可比，因此注入速度的影响很小。,三、蒸汽吞吐开采参数,3 主要参数,焖井时间的选择,蒸汽吞吐时油层温度剖面随焖井时间的变化,三、蒸汽吞吐开采参数,影响次序: 井底干度周期注汽量注入速度。,对具体油藏地质条件，综合各周期注汽干度（井口和井底）、注汽量、注汽速度等模拟分析对吞吐效果的影响，选择周期产油量、平均日产油、生产周期、周期油汽比等综合指标最好的方案。而且经过多井试验后，总结出实际生产规律，形成最优化方案。,三、蒸汽吞吐开采参数,四、课后思考,蒸汽吞吐开采的机理是什么？,对蒸汽吞吐开采影响最大的参数是什么？,