張天華(中油遼河油田高升采油廠, 遼寧 盤錦 124125)
關于稠油熱采技術的分析與展望
張天華(中油遼河油田高升采油廠, 遼寧 盤錦 124125)
由于稠油具有粘度高、凝固點高、密度大、瀝青質含量高的特點,導致其流動性差,采用常規的開采方式很難進行有效的開發,針對這一現狀,目前對稠油的開采主要利用熱采降粘的辦法,將采收率提高到最大值。本文主要對稠油熱采技術進行的分析和探討,并對未來稠油熱采的發展趨勢進行了展望。
稠油;熱采;展望
隨著我國稠油油田規模的不斷擴大,針對稠油開采技術的探究也逐漸深入,目前主要的思路集中在“降低粘度、提高滲透率、擴大壓差”,熱采是目前應用最為廣泛、實用性最強并且采收率提高程度最高的一項開采技術。目前,針對熱采形成的比較成熟的開采技術包括蒸汽吞吐、蒸汽驅和火燒油層。下面就對這幾種技術作以簡要的分析。
蒸汽吞吐技術是目前熱采技術中起源最早、應用相對比較成熟的一項技術,所謂的蒸汽吞吐,是指先向待生產的油井中注入高溫高壓的蒸汽,用來加熱地層中的原油,然后燜井,燜井時間根據具體情況而定,待達到粘度和流動阻力都降低后,利用燜井過程中產生的油藏壓力開井生產。利用蒸汽吞吐采油利用的主要原理包括:蒸汽的高溫降粘、熱膨脹、混相驅替以及熱蒸汽的蒸餾等。通過這些綜合作用,可以提高原油的流動性,消除近井地帶污染,降低殘余油的飽和度,達到提高原油驅替效率的目的。蒸汽吞吐最顯著的特點是操作簡單、見效周期短,并且獨立性強,每一口井單獨就可以進行注汽和生產,對區塊的其它井影響較小。蒸汽吞吐主要適用于油層厚度較大、原油粘度不高的塊狀油藏,對薄油層見效不明顯。
相比蒸汽吞吐,蒸汽驅具有動態性、連續性、整體性等特點,它往往作為蒸汽吞吐的后續接替開發方式。它是從注入井注入高溫高壓的蒸汽,蒸汽要求具有較小的濕度,地下的稠油被高溫蒸汽加熱降粘,然后被軀替到生產井附近,在生產井被采出。蒸汽驅相對于蒸汽吞吐,操作比蒸汽吞吐要復雜,但是卻彌補了蒸汽吞吐加熱半徑小這一缺點,蒸汽驅能夠連續不斷的對地層提供能量,是提高稠油采油率一項有效的措施,實踐證明,經過蒸汽吞吐和蒸汽驅兩項技術,稠油難采儲量的開采率可以提高到20%~30%。稠油蒸汽驅技術所應用的原理主要包括:一是高溫的蒸汽使地層溫度升高,加熱原油達到降粘的目的;二是對地層空隙介質的高溫作用;三是加熱過程中的蒸汽和熱水對原油的軀替作用。通過這三種原理的綜合作用,進行動態循環開采。目前,適合蒸汽驅開采的條件范圍越來越廣,對油藏的厚度、孔隙度、滲透率、原油粘度等要求也逐步放寬,蒸汽驅還和調驅、分注、水平井等其他技術聯合使用,應用的范圍越來越廣。
火燒油層是一種用電或者化學等方法使油層溫度達到原油燃點,并向油層注入空氣或氧氣使油層原油持續燃燒的采油方法。火燒油層分為正向燃燒、反向燃燒和濕式燃燒三種,是目前熱采技術中開采率最高的一種方式。相對于其他的熱采方式,火燒油層有著自己的優勢:①火驅的注入劑取材方便。空氣隨時隨地可以獲得,相比汽驅的注入劑熱水而言,在成本上也有很大的優勢;②適用的油藏范圍廣泛,不僅僅適用于稠油油藏,在稀油油藏應用也取得了良好的效果;③熱利用率高。火燒的熱能來源于地層原油的燃燒,熱量就地產生,就地作用,省去了注入過程熱能的損失,節約了能源成本;④井網、井距更加靈活。因為火燒是一個動態的變化過程,因此可以根據火燒前緣的動態變化部署井網類型和井距范圍。⑤提高原油的油品性質。稠油中的一部分雜志和瀝青質在燃燒的過程中被消耗掉,使稠油的整體品質得到提升,有利于后期的開采。火燒油層在提高開采率的同時,也有它自身難以克服的缺點,比如燃燒過程形成的乳狀液降低了油井產能,產生的酸性氣體,加速了對采油設備和管柱的腐蝕作用,燃燒產生的高溫本身也會影響管柱的使用壽命。
蒸汽吞吐技術需要更進一步的完善和發展。熱化學驅技術需要重點發展。在注入蒸汽熱采集的過程中,加入各樣的助劑能夠綜合多種采油機理,使稠油采收率得到大幅提升。研究發展蒸汽/泡沫復合驅油、蒸汽/驅油劑復合驅油、蒸汽/薄膜擴散劑復合驅油、熱/聚合物復合驅油技術,實現稠油熱采方式的接替,進一步提高采收率。針對儲量規模較大的油水過度帶和薄層稠油,采用水平井單層開發技術,提高稠油開發質量。完善配套普通稠油低效水驅轉熱采技術,開展不同含水、不同溫度下水驅、蒸汽驅效率試驗、水驅轉熱采開發技術界限、井網匹配關系及配套工藝技術研究,進一步擴大熱采規模。加強蒸汽驅和熱化學蒸汽驅技術研究,攻關研究提高蒸汽干度、降低井筒熱損失、有效降低地層壓力等中深層稠油油藏蒸汽驅關鍵技術,開展高含水油藏泡沫輔助蒸汽驅、超稠油降粘輔助熱化學驅、強水敏防膨輔助熱化學驅和特超稠油水平井驅泄混合研究,做好重大先導試驗,把握開展蒸汽驅的合理時機,適時轉入蒸汽驅開發。
隨著稠油開采難度的不斷增大,通過轉換稠油開采的開發方式來提高采收率顯得尤為重要。蒸汽驅、火燒油層以及復合驅等一些先進的技術逐漸走進大家的視線,因為新技術的經濟性和高效性逐漸被人們所接受,相信隨著科技的不斷進步,新技術、新方法一定會在稠油開發中占據主導地位。
[1]張義堂,等.熱力采油提高采收率技術[M].北京:石油工業出版社,2006.
[2]王大為.稠油熱采技術現狀及發展趨勢[J].西部探礦工程,2008,(12).
[3]王旭.遼河油區稠油開采技術及下步技術攻關方向探討[J].石油勘探與開發,2006,4(33):484-490.