薄儲層超稠油熱化學復合采油方法與技術研究

中國石油遼河油田勘探開發研究院 遼寧 盤錦 124010

引言

我國的石油資源分布不均勻且各地區石油資源質量高低不同，這就造成了中國石油資源開采儲備的不穩定性，給我國工業發展和社會建設帶來了一定的負面影響。而經過幾十年的開采以后，一些大型油田的輕質油已經所剩無幾，超稠油又有一定的開發難度，一度讓我國的石油資源開采陷入僵局，而超稠油的發現和開采，打破了這一困局。但同時也必須要看到，薄層超稠油開采有一定難度，因此有必要對薄儲層超稠油熱化學復合采油方法進行深入的研究。

1 水平井裸眼篩管防砂完井工藝

超稠油的黏度比較大，但是會隨著溫度變化出現巨大的變化，而薄儲層則存在儲溫能力差的問題，在蒸汽吞吐過程中油層溫度很容易大幅度下降，造成原油黏度的大幅度上升，給井筒的導流能力帶來一定的挑戰。在過去水平井套管射孔完井工藝中，注水井的存在會對原油層造成污染、整體施工難度大、施工成本高，而且其孔洞比較少，難以同時進行大規模開采，因此產量往往十分有限。在這種情況下，必須要找到一種行之有效的、能夠提升井筒導流能力的開采方式，在這種情況下技術人員根據井筒導流能力的實際影響因素，制作和開發了水平井裸眼防砂篩管基管，這種新型管材的孔眼密度可達到200～240個/米，過流面積比常規導管提升了5～6倍左右，流動阻力也較過去大幅度降低，能夠精確有效地攔截尺寸更小的砂石顆粒，更重要的是這種導管還能夠進行個性化制作，根據實際開采需求確定孔眼密度、滲透率等等，這樣一來就解決了過去套管射孔溝通油層開采技術中存在的一系列弊端，避免了傳統管材存在的一系列不足之處。這種水平井裸眼篩管防砂完井工藝的出現和應用，讓我國的薄儲層超稠油熱化學復合采油技術進入了新階段，與國外同類產品的質量和水平基本持平，其最大的優點就在于性價比非常高，在性能持平的情況下，其價格僅是國外產品的1/4左右，根據實際開采中的應用經驗來看，水平井裸眼篩管防砂完井工藝的使用效果極其可觀，能夠在超稠油開采當中發揮預計作用[1]。

2 稠油熱采注采一體化工藝

為了提升薄儲層超稠油熱采油的效果，工作人員進行了技術創新，一種全新的、集稠油熱采注采為一體的工藝開始出現并得到應用。

（1）在平置狀態可正常工作的熱采水平泵。薄儲層水平井往往具有造斜率比較高的特點，傳統的動力泵無法提供充足的壓力，因此其生產壓差比較小，難以順利進行開采，經工作人員研究，提出了一種可以在平放狀態下正常提供動力的水平泵，這種水平泵和傳統泵區別在于其使用了分級柱塞和柔性連接，這樣一來就能在薄儲層超稠油熱開采中得到有效使用。通過兩到三個串聯結構的柔性柱塞以及柔性連接構件，把泵體之間存在的角度補平，而后將泵筒以懸掛結構固定，這極大提升了泵體在水平井中的使用效果。一些傳統泵體無法適應的水平段，新型熱采水平泵也能正常發揮作用，經過實際實驗可以發現，在超過700次的實驗中，其均發揮了可觀的使用效果，每一次熱開采的產油量比過去高出近40%，解決了薄儲層超稠油熱化學復合采油中的難題[2]。

（2）水平泵注采一體化工藝。在過去的熱采技術模式中，下入泵體以后，薄儲層的溫度會大幅度下降，導致超稠油流動性下降、蒸汽熱能浪費等一系列問題，為了解決這個問題，技術人員研究出了注采一體化水平泵，讓注汽和開采步驟實現了一體化進行，避免了下泵給儲層造成的冷傷害，熱量轉換效率非常高，向薄儲層中注入蒸汽的時候，工作人員可將柱塞提起離開泵筒，而在注汽結束以后再將柱塞放回蓋住注汽通道，就能順利地進行采油。水平泵注采一體化工藝的適用范圍非常大，除了能夠在薄儲層超稠油熱化學復合采油中發揮作用之外，還能在其他類似熱開采工藝中發揮作用，在不調整管柱的基礎上完成注汽和開采的一體化流程，有效地降低了工藝的復雜程度，并有效地解決了過去替換作業設備導致的一系列問題，避免了儲層冷傷害和蒸汽熱損失。根據實際的使用情況來看，水平泵注采一體化工藝的應用有效地提升了薄儲層超稠油熱化學復合采油的質量，降低了開采的費用和成本，具有多方面的優勢特性[3]。

（3）稠油熱采采出水余熱梯級利用和資源化回用方法。蒸汽吞吐技術離不開熱蒸汽的制作，也就離不開大量淡水資源的消耗，必然會導致嚴重的水資源浪費，采油以后的水具有污染性，直接排放又會導致嚴重的環境問題，為此技術人員給出了高低溫污水熱能回收和水資源回用一體化工藝的想法，通過多級閃蒸、放熱冷凝原理，對蒸汽進行壓縮處理，從而確保油井采油用水能夠循環使用、攜帶的熱量能夠得到有效利用。這種稠油熱采采出水余熱梯級利用和資源化回用方法的原理非常簡單，主要是借助鍋爐對采出水進行分離，再通過高溫閃蒸產生動力蒸汽，最終形成鍋爐循環用水，從而達到降低水資源浪費、保證蒸汽余熱有效使用的目標[4]。

3 結束語

在過去的薄儲層超稠油開采中，最常用的開采技術為單一注汽熱開采技術，這種技術雖然有一定的創新性和應用效果，但是其存在加熱半徑小、熱散失過快的問題，在薄儲層超稠油開采當中不具有太好的使用效果。這顯然不利于我國石油資源開采的穩定進行，為了解決這個問題，技術人員根據薄儲層及超稠油的雙重特征，結合工作經驗提出了薄儲層超稠油熱化學復合采油相關工藝，在實際應用實驗中確實取得了極佳的應用效果，值得進行推廣和普及。