稠油蒸汽吞吐開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展歷程與應(yīng)用

張 鋒（中國(guó)石油集團(tuán)長(zhǎng)城鉆探工程有限公司煤層氣開(kāi)發(fā)公司，遼寧 盤(pán)錦 124010）

稠油蒸汽吞吐開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展歷程與應(yīng)用

張 鋒
（中國(guó)石油集團(tuán)長(zhǎng)城鉆探工程有限公司煤層氣開(kāi)發(fā)公司，遼寧 盤(pán)錦 124010）

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)石油這一工業(yè)的血液的需求越來(lái)越強(qiáng)，在我國(guó)的油田中，稠油油井在已經(jīng)探明開(kāi)采的油井中占據(jù)了一部分比例，在稠油油井的開(kāi)采工藝中，使用蒸汽吞吐進(jìn)行稠油的開(kāi)采是一種較為成熟的開(kāi)采技術(shù)。蒸汽吞吐稠油開(kāi)采工藝使用至今已經(jīng)有近70年的歷史了，現(xiàn)今在美國(guó)、加拿大等國(guó)的稠油開(kāi)采中被廣泛使用。本文通過(guò)對(duì)蒸汽吞吐的采油原理以及開(kāi)采過(guò)程中需要注意的一些問(wèn)題進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：蒸汽吞吐；稠油開(kāi)采；開(kāi)采原理

蒸汽吞吐是現(xiàn)今廣泛應(yīng)用于稠油油井開(kāi)采的一種采油技術(shù)，這種采油工藝是上世紀(jì)50年代出現(xiàn)的，其具有技術(shù)較為成熟且開(kāi)采工藝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。現(xiàn)今，在全球已探明的油田中，稠油油田占據(jù)了相當(dāng)大的比例，我國(guó)已開(kāi)采的油田中，稠油油井也占據(jù)了一定的比例，在稠油油井的開(kāi)采工藝中，使用蒸汽吞吐來(lái)進(jìn)行稠油開(kāi)采在開(kāi)采工藝中占據(jù)了相當(dāng)大的比例。

1 稠油油井開(kāi)采工藝簡(jiǎn)介

由于稠油油井在全球所剩的油井中占據(jù)了較大的比例，因此，做好稠油油井的開(kāi)采工藝的研究工作是十分必要的?，F(xiàn)今在稠油油井的開(kāi)采工藝中主要分為熱采和冷采兩種工藝，其中熱采工藝占據(jù)了較大的比例，熱采方法中主要分為注入蒸汽加熱法和火燒油層法以及其他一些方法等，其中蒸汽吞吐工藝在蒸汽法開(kāi)采稠油油井中占據(jù)了較大的比重。蒸汽吞吐工藝具有工藝較為簡(jiǎn)單，見(jiàn)效快，由于使用時(shí)間較長(zhǎng)因此工藝較為成熟，在開(kāi)采的過(guò)程中不需要進(jìn)行過(guò)多的試驗(yàn)，能夠確保油井進(jìn)行邊生產(chǎn)邊研究，因此使用較為廣泛。特別是在一些油層較厚、埋藏深度較淺的、重力排油能力能夠達(dá)到經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量時(shí)，使用蒸汽吞吐工藝能夠達(dá)到較強(qiáng)的采油能力，由于蒸汽吞吐主要應(yīng)用于單井作業(yè)，能夠適應(yīng)于多種油藏的開(kāi)采作業(yè)，現(xiàn)今，為了減少油田開(kāi)發(fā)的難度與降低生產(chǎn)成本，通常將蒸汽吞吐作為稠油油田的先導(dǎo)開(kāi)發(fā)方式。時(shí)至今日，蒸汽吞吐已經(jīng)在稠油開(kāi)發(fā)方式中占據(jù)了較大的比重。

2 蒸汽吞吐工藝的開(kāi)采原理

由于稠油油井中的油流動(dòng)性不強(qiáng)，需要增加更多的工藝來(lái)提高油的流動(dòng)性從而使油能夠更好的開(kāi)采出來(lái)，因此在資金投入方面較普通的稀油井要多。所以，稠油油井開(kāi)發(fā)時(shí)需要選擇能夠適應(yīng)于蒸汽吞吐工藝的油井來(lái)降低開(kāi)采成本。

2.1 蒸汽吞吐油井的開(kāi)采原理

蒸汽吞吐開(kāi)采工藝的主要原理是通過(guò)使用蒸汽來(lái)提高油品的溫度，來(lái)增加油藏的流動(dòng)性，從而使其易于開(kāi)采，整個(gè)開(kāi)采過(guò)程是由物理學(xué)、化學(xué)以及熱力學(xué)等多個(gè)學(xué)科交叉組成的，其工藝較為復(fù)雜，主要的作用原理如下：（1）通過(guò)使用蒸汽對(duì)稠油油層進(jìn)行加熱，使油層中的原油在加熱后其粘度大幅降低，從而提高原油的流動(dòng)性。（2）對(duì)于壓力高的油層，油層的彈性能量在加熱油層后充分的釋放出來(lái)，使其成為驅(qū)動(dòng)能量。（3）完成加熱原油的開(kāi)采后，將會(huì)使蒸汽中的一部分熱量流失，而剩下的這部分熱量將會(huì)繼續(xù)完成對(duì)稠油油層中的油藏的預(yù)加熱，同時(shí)完成一個(gè)周期的稠油的抽取作業(yè)后，周?chē)某碛蛯?huì)對(duì)抽取的空間進(jìn)行填補(bǔ)，空間中殘余的熱量將會(huì)對(duì)填補(bǔ)的稠油進(jìn)行加熱，從而使原油在井底的流動(dòng)性能夠持續(xù)較長(zhǎng)的時(shí)間。（4）在完成一次吞吐降壓后，地層對(duì)于油層的壓力將會(huì)使下一次的蒸汽吞吐作業(yè)較為容易。（5）由于完成對(duì)于原油的分餾主要是通過(guò)對(duì)原油使用不同的溫度來(lái)完成的，因此，使用蒸汽吞吐過(guò)程中蒸汽的溫度將會(huì)使稠油發(fā)生一定程度的蒸餾作用，提高稠油的抽取效率。（6）蒸汽吞吐過(guò)程中蒸汽遇低溫形成水蒸氣會(huì)對(duì)巖石的潤(rùn)濕性產(chǎn)生一定的影響，增加油水的滲透率的變化，從而使得稠油的流動(dòng)性得到一定程度的提高。（7）通過(guò)使用蒸汽吞吐工藝能夠增大油井中的壓差，從而提高油井的產(chǎn)油。由于蒸汽吞吐具有以上這些特點(diǎn)造成了隨著開(kāi)采程度的不斷加深將會(huì)造成蒸汽吞吐開(kāi)采總的趨勢(shì)是呈現(xiàn)逐步衰減的態(tài)勢(shì)。

3 稠油蒸汽吞吐工藝使用過(guò)程存在著的局限性

隨著蒸汽吞吐技術(shù)的應(yīng)用，人們逐漸發(fā)現(xiàn)了一些不足之處，下面對(duì)這些不足之處進(jìn)行介紹：（1）由于需要向油井中注入溫度較高的蒸汽，致使?jié)耧柡驼羝奶匦院陀筒胤蔷鶆蛸|(zhì)性，致使注入油層的蒸汽向頂部超覆推進(jìn)及沿高滲透層指進(jìn)，垂向掃油系數(shù)超過(guò)50%的難度較大。所以，如何確保井底的蒸汽中的含水率達(dá)到要求并且做好對(duì)于吸氣剖面的控制做好蒸汽吞吐工藝的關(guān)鍵部分；（2）由于此技術(shù)主要是用作單井稠油開(kāi)采作業(yè)的，并且是依靠地層壓力的作用進(jìn)行開(kāi)采，這就造成使用蒸汽吞吐工藝進(jìn)行稠油開(kāi)采的周期只能在8次之內(nèi)，并且隨著開(kāi)采的持續(xù)，造成稠油的開(kāi)采能力持續(xù)下降；（3）一些稠油中的含水率較高，這就造成使用蒸汽吞吐工藝進(jìn)行稠油開(kāi)采的難度系數(shù)較大等。

4 稠油油井蒸汽吞吐開(kāi)采工藝的發(fā)展趨勢(shì)

隨著稠油蒸汽吞吐工藝使用過(guò)程中暴漏的問(wèn)題越來(lái)越多，造成油井開(kāi)采的成本越來(lái)越高，使用新的方法對(duì)蒸汽吞吐的開(kāi)采工藝進(jìn)行改進(jìn)來(lái)提高產(chǎn)油率是當(dāng)務(wù)之急，近些年來(lái)，圍繞著對(duì)于蒸汽吞吐技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)的工作不斷深入，主要圍繞在對(duì)于在蒸汽中添加相應(yīng)的助劑來(lái)提高蒸汽吞吐效果。使用的助劑主要有以下幾種類(lèi)型：（1）通過(guò)在蒸汽中添加天然氣來(lái)提高蒸汽的加熱帶體積，提高蒸汽對(duì)于稠油的加熱能力，增加了稠油的流動(dòng)性，并且在進(jìn)行回采的過(guò)程中作為氣驅(qū)助排的作用。（2）通過(guò)在蒸汽中添加一定量的輕質(zhì)油等來(lái)提高稠油在輕質(zhì)油中的溶解量，來(lái)提高稠油油井的周期產(chǎn)量和汽油比。（3）通過(guò)在進(jìn)行蒸汽注入之前添加一定的聚合物，使聚合物在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)作用于高滲透帶，而對(duì)低滲透層帶并不產(chǎn)生一定的影響，從而提高波及系數(shù)。同時(shí)，使用蒸汽吞吐技術(shù)以及后續(xù)開(kāi)發(fā)的成功還需要現(xiàn)今的工藝技術(shù)進(jìn)行支撐，另外，隨著技術(shù)的進(jìn)步，在使用蒸汽吞吐技術(shù)過(guò)程中更多的使用水平井和復(fù)合井技術(shù)的結(jié)合使用。同時(shí)在使用蒸汽吞吐技術(shù)完成稠油的開(kāi)采之后，在油井的底部肯定存在著大片的剩余油層，這就造成為了提高采油率需要持續(xù)向油井中注入蒸汽、熱水等來(lái)形成注入井—采油井的驅(qū)油系統(tǒng)，從而提高采油能力.

結(jié)語(yǔ)

稠油油井蒸汽吞吐開(kāi)采工藝是熱開(kāi)采技術(shù)中的主要技術(shù)，經(jīng)過(guò)多年的使用發(fā)展，現(xiàn)今已經(jīng)發(fā)展成為一種較為成熟的開(kāi)采技術(shù)，本文通過(guò)對(duì)蒸汽吞吐采油技術(shù)的開(kāi)采原理以及開(kāi)采過(guò)程中需要注意的一些問(wèn)題進(jìn)行了介紹，并對(duì)現(xiàn)今針對(duì)蒸汽吞吐技術(shù)的改進(jìn)進(jìn)行了介紹。

參考文獻(xiàn)

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中圖分類(lèi)號(hào)：TE35

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A