稠油開發的技術應用與探討

李皓(遼河油田勘探開發研究院，遼寧 盤錦 124010)

0 引言

20 世紀60 年代開始，中國開始大規模開采稠油，近幾年來，開采量不斷提高，技術水平也逐漸完善。作為一種高黏度、高密度且含有瀝青質的石油資源，常見于盆地地區，如準格爾盆地、松遼盆地、渤海灣盆地。實際上，稠油開采難度較大，傳統的開采方法并不合適，需要采取一些特殊的手段。

1 稠油特征

通常情況下，稠油油藏的總量都相對較大，且在地層中的埋深較淺，同時因為稠油油藏屬于重質油，油質密度相對較大，所以其粘度也相對較高，膠結狀態較為松散，同時樣品容易離散。稠油油藏內所含輕質油數量較少，存在較多的瀝青膠紙內容，因為該種成分特性，導致其整體粘度相對較高，在其中瀝青膠質數量持續增大的條件下，材料整體粘度也會相繼提高。尤其是溫度變化也會直接影響稠油粘度狀態。同時在環境溫度不斷提高條件下，稠油粘度也呈現出一種拋物線趨勢不斷降低。國內稠油油藏主要特點是瀝青數量少，而膠質含量相對較多，而這種性質也代表著國內稠油油藏整體密度處于較低水平，而油質粘度相對較高。除了上述特點之外，國內稠油油藏中相關成分結構中的烴類材料、蠟含量、硫含量和金屬含量都處于一種較低水平。同時因為國內稠油油藏是次生油藏，容易出現大量石蠟掉落，凝固點降低等問題，稠油油田通常表現為一種河流相沉積。

2 稠油常見開采技術

目前，稠油開采技術可以分為兩種，分別為熱采和冷采。前者主要是利用稠油黏度較高，但對溫度敏感的特點，通過提高溫度降低黏度，以此減弱阻力完成開采。后者主要是利用稠油油藏的特性，在不升溫的情況，加入適當的化學試劑和微生物等，實現降低阻力的目的。

稠油熱采技術主要分為蒸汽吞吐采油技術、蒸汽驅采油技術、火燒油層采油技術。以火燒油層采油技術為例，通過向油井中注入空氣，實現原油就地燃燒，在此基礎上，讓原油驅向生產井，相比較其他熱采方法，這種火燒油層技術，可以讓油層快速產生熱量，以提高能源利用率和采收效果。作為最早應用的一種熱采技術，現如今，其已經發展的較完善，可以根據不同劃分標準，展開不同規模的熱采，如：正反向火驅、干濕式火驅等。

稠油冷采技術主要分為化學冷采技術、物理法冷采技術、微生物冷采技術、非烴類氣體冷采技術、混合降粘冷采技術。以非烴類氣體冷采技術為例，此種技術主要通過向油層注入非烴類氣體，以達到降粘、溶解的作用，從而有效降低油水界面的張力，高效完成開采工作。常用的氣體包括二氧化碳和煙道氣，需要根據實際情況有選擇性的進行應用，從目前情況來看，二氧化碳在降粘、溶解這兩方面效果顯著，適用于黏度1000mPa·s以下的稠油。能夠在短時間讓原油達到膨脹、酸化的效果，繼而降低油水界面的張力，在實際應用過程中可以采用混合二氧化碳氣體的方式，實現綜合性作用，進一步提高開采效率，如：二氧化碳吞吐和非混相二氧化碳驅動。相比較二氧化碳而言，煙道氣在鍋爐中產生，屬于鍋爐廢氣，此種方法還具有一定的環保節能性質。在對煙道氣進行處理后，就可以將其注入到油層中，讓其和原油產生反應。煙道氣本身含有二氧化碳，因此，可以達到和二氧化碳吞吐和非混相二氧化碳驅動等方法相同的效果，同時，其本身含有的氮氣能夠進一步增強原油的流動性能，最大程度補充地層能量，提高驅動動力，從而高效完成開采工作。

隨著稠油開采工作的不斷發展，技術水平也在不斷提高，目前最常見的是蒸汽吞吐開采，后期吞吐效果也會得到進一步改善，工藝技術水平隨之提升，開發方式也進一步轉換。在這樣的情況下，稠油的采收率、采收效果都會得到提高。還可以借助復合開采方式，如蒸汽驅+火驅組合開發模式，在提高采收率的同時，產量規模也可以得到擴大。

3 新型稠油開采技術及應用效果

3.1 泵下旋流降黏技術

目前中國稠油開采工作還存在很多問題，其中最為突出的就是井筒中流體的流動性較差，塔阻力過大問題，這些問題如果得不到解決，那么開采難度也無法降低，開采效率、開采質量也會受到影響。傳統開采過程中主要采用降黏劑的方式，降低黏稠度，但是很多情況下，無法在泵下完成攪拌工作，因此導致效果并不理想，運行效率較低，開采質量較差，成本較高。所謂的泵下旋流降黏技術主要解決的就是這一問題，讓降黏劑可以在泵下完成攪拌工作，從而實現高效生產。以某油田為例，該油田在開采過程中采用的是熱采技術，根據有關數據顯示，當地稠油原油的黏稠度為3×104MPa·s。先后嘗試了添加降黏劑和加大溫度等方式，都沒有得到良好的效果，因此決定采用泵下旋流降黏技術。根據采用后的數據統計情況來看，相比較過往生產情況，采油增加2.2t/天，循環油產量增加到786t/天，平均開采效率提高了39%，最高泵效率為96%。正常生產138d 后，一共增加2304t，節省了3.2t 降黏劑。總的來看，泵下旋流降黏技術從根本上解決了流體的流動性較差，塔阻力過大問題，讓開采效率和成本得到了的提高。

3.2 氮氣增能技術

煙道氣技術就是利用氮氣和二氧化碳的共同作用，實現了高質量的開采工作，在此基礎上采用氮氣增能技術，可以進一步提高開采效果。氮氣增能技術的主要原理是借助在蒸汽注入過程中加入適量的氮氣或者發泡劑完成工作。相比較氮氣而言，發泡劑本身的選擇性密封性能較強、飽和度較高，在殘余油飽和度低區域有著良好的性能，隨著蒸汽的注入，會創造出密度較高的泡沫區域，從而提高流體的流動速度。而殘余油飽和度高的區域，發泡性能差，盡量避免使用這一材料。但是發泡技術本身密封性較強，因此在降粘、溶解這兩方面效果顯著，可以根據實際情況，有針對性的選擇具體應用介質。如果稠油開采過程中出現油田吞吐等問題時，利用氮氣增能技術，借助泡沫本身比較獨特的性質，解決吞吐問題，發泡劑遇水會產生氣泡，遇油則消失，因此在不同區域中會產生不同的特征。還可以提高封堵壓差，如果含油飽和度高，那么效果無法保證。此時，配合蒸汽驅動就可以實現選擇性封堵，借助這種復合式開采方式，讓開采工作得到穩定高效的發展，切實提高開采質量[1]。

3.3 一體化開采技術

除了上述兩個方面之外，稠油、特超稠油區塊配套注采一體化技術也是目前較為常見的一種，開采效果顯著。相比較傳統的開采技術而言，這種開采技術本身效果更優，可以有效解決資源浪費、工作效率較低等方面的問題，切實降低成本提高開采速率和開采質量。不僅如此，稠油、特超稠油區塊配套注采一體化技術能夠降低熱采和冷采所帶來的損失和傷害，整體效益都會得到提高。除此之外，保溫技術也是目前較為常見的一種，常用于熱采技術中，通過配合降低熱量損失，提高注氣過程的效率。不僅如此，防砂注汽一體化工藝技術、綜合防砂技術等也得到了廣泛的應用，是目前效果較優的兩種。防砂注汽一體化工藝技術、綜合防砂技術的應用可以有效改善稠油原油油田的開采流程，采取化學防砂技術、機械防砂技術設計，保證稠油原油油田開采效果。機械防砂技術在實際應用中傳輸穩定、強度較高，能夠有效提高生產效率，尤其是在一些深層稠油原油油田中，抗壓裂效果極好。而化學防砂技術針對注采參數、化學采油材質等重要參數進行完善，合理設計鉆井副管位置，可以為油水運動奠定基礎，讓施工人員及時開展開采工作，從根本上優化超稠油鉆井采收效果[2]。

3.4 保溫技術

石油采集工作中，不可避免會出現熱損失問題，像是井筒自身的熱量損失，但是在生產和運輸中也容易造成各種熱量損失，隨之誕生的保溫技術能夠將相關損失降到最低水平，提高地面生產流程操作效果。相關科研人員針對操作過程中所應用的保溫被以及氣管線等都實施了有效的改良，通過對相關保溫技術、保溫方式和保溫材料進行全面改進創新，引入便捷、輕快的新型保溫材料，擴大隔熱管更新力度，從而進一步減少過程熱量喪失，提升整體保溫效果。稠油采集中，從最開始的開發注氣到后期的運輸等環節都需要采取有效措施不斷減少熱損失問題，為此需要確保各個環節中的保溫處理措施都能夠發揮出理想效果，同時于管線連接和接口位置需要做好保障工作，不斷減少熱損失。促進隔熱管道的全面革新，徹底解決當下稠油開采中保溫效果降低的問題，有效減少熱量損失，提高注氣保溫效果，和注氣效率。

3.5 未來發展方向

稠油開發技術的創新發展，是在市場油價偏低條件下，提升采集效率的基礎選擇，只有充分利用各種新型工藝技術針對傳統生產工藝實施全面的改革創新，才能進一步提高稠油開采質量，降低采集成本。不管選擇哪一技術都是出于提升采油效率，確保油品質量的目標，同時不斷減少生產成本，迎合市場實際需求。全新采油技術能夠有效提升油田效益，具有較大的推廣潛力。

稠油的特性決定了其開采難度較大，現階段的開采技術雖然能夠提高效率，但均存在一定程度的問題，熱采的熱消耗，冷采的冷傷害問題都需要得到解決，而從上述技術中可以看出，采用復合效果來降低副作用是目前較優的選擇。稠油原油油田的彈性能量較小，所以很多團隊都會采用冷采的方式，來提高開采效率，但事實上，冷采技術需要得到進一步改善，否則只會起到反作用。開采時，讓多個冷采技術同步工作，并且落實早期稠油原油的干擾處理，能夠確保開采效率，降低冷傷害影響。針對超稠油原油油田，則在地層微縫中進行冷采，以此有效提高注采比例，但在冷采過程中要確保各方面參數的準確性。而面對異常黏稠或者阻力能量較大的稠油原油油田時，可以先以熱采為主，而后在相應的時間段進行冷采開采，最大程度保證開采質量[3]。

4 結語

綜上所述，中國稠油開采工作有著廣闊的發展前景，雖然起步較晚，但是開采水平會得到不斷提高。從目前情況來看，中后期的稠油開采技術效果較優，原油粘度、油氣比、生產成本都得到了良好的發展。未來，稠油的開采技術還會得到進一步優化，以獲取更大的產量規模。