稠油火驅(qū)開采技術(shù)研究

尚策

摘要：石油是極其重要的資源，保證石油開采技術(shù)的先進(jìn)性，是保障國家能源安全、促進(jìn)社會持續(xù)發(fā)展的必然選擇。而稠油是一種特殊的石油資源，相對于常規(guī)油藏，稠油的粘度更大、開采難度更高，常規(guī)開采技術(shù)顯然無法保證稠油開采效果。在這種情況下，稠油火驅(qū)開采技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，首先要了解火驅(qū)技術(shù)的概念和原理，其次要了解干式正向燃燒技術(shù)、濕式正向燃燒技術(shù)、反向燃燒技術(shù)等具體的技術(shù)實行要點。

關(guān)鍵詞：稠油;火驅(qū)開采技術(shù);濕式正向燃燒;反向燃燒

引言

石油資源被譽(yù)為工業(yè)的血液，離開石油資源的支持，工業(yè)發(fā)展、交通運(yùn)輸都將會陷入停滯，因此必須要不斷更新石油開采技術(shù)。而稠油指的是含有大量瀝青膠質(zhì)混合物的原油，它的粘度和密度都比常規(guī)原油更大，相對密度通常可以達(dá)到0.92以上，稠油開采工作的復(fù)雜性不言而喻。然而，稠油油藏卻是儲量最大的一種石油資源類別，全世界七成以上的石油資源都以稠油形式存在，因此有必要對稠油火驅(qū)開采技術(shù)進(jìn)行深入研究。

1稠油火驅(qū)開采技術(shù)

首先，要明確稠油火驅(qū)開采技術(shù)的基本概念。火驅(qū)技術(shù)也可以稱為火燒油層技術(shù)，需要向地層當(dāng)中注入空氣制造燃燒條件，而后利用自動化井下點火設(shè)備對其進(jìn)行點燃，使稠油當(dāng)中含有的重質(zhì)組分發(fā)生燃燒，而后源源不斷地向地層中注入空氣保證燃燒效果。燃燒產(chǎn)生的大量熱量將會導(dǎo)致儲層中的原油發(fā)生裂解、降黏、流動，最終即可實現(xiàn)原油的高效驅(qū)替，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)稠油火驅(qū)開采技術(shù)具有開采效率高、環(huán)境損害小的應(yīng)用優(yōu)勢。其次，要明確稠油火驅(qū)開采技術(shù)的采油機(jī)理。火驅(qū)開采主要針對的是稠油當(dāng)中的部分重質(zhì)組分，經(jīng)準(zhǔn)確合理地點燃后可形成不斷移動的燃燒帶，實現(xiàn)井下加溫的效果。這樣一來，地層中溫度不斷上升，達(dá)到某一標(biāo)準(zhǔn)值后稠油中的重質(zhì)組分就會被分解，進(jìn)而形成輕質(zhì)油、水蒸氣、燃燒氣體等，再利用這些氣體產(chǎn)物進(jìn)行原油驅(qū)替，即可實現(xiàn)稠油的有效開采。在這個過程中，主要涉及到的技術(shù)機(jī)理包括降低稠油粘度、促進(jìn)重質(zhì)組分在高溫條件下裂解、以氣體驅(qū)替輕質(zhì)油完成開采目標(biāo)。移動燃燒帶前方的原油在高溫條件下裂解成輕質(zhì)油以及一些其他產(chǎn)物，而其中的重質(zhì)組分發(fā)生裂解后生成積碳，進(jìn)一步擴(kuò)大了燃燒的范圍和程度;在燃燒持續(xù)進(jìn)行的過程中，地層當(dāng)中原有的束縛水、反應(yīng)生成的水會被蒸發(fā)成大量水蒸氣，實現(xiàn)熱量的快速傳遞及原油的驅(qū)動，保證稠油的開采效果。

2稠油火驅(qū)開采技術(shù)方法

2.1干式正向燃燒技術(shù)

稠油火驅(qū)開采技術(shù)由來已久，最開始出現(xiàn)的時候，主要是以干式正向燃燒技術(shù)而存在的，這種技術(shù)具有操作十分簡單的優(yōu)點，但是驅(qū)油效果也相對比較有效。在確定待開采的稠油油層以后，借助設(shè)備將高純度氧氣注入地層，并在助燃劑注入井的井口處進(jìn)行人工點燃，而后燃燒帶將會圍繞著點燃的位置逐漸擴(kuò)散到稠油油層，形成的高溫條件將會促使稠油發(fā)生升溫裂解效果，最終將油藏驅(qū)離到開采井位置。不難看出，如果助燃劑注入井周邊范圍比較大，助燃劑將難以集中為燃燒帶的擴(kuò)散提供支持，能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)油效果的范圍比較小，很難使油藏到達(dá)開采井位置;如果為提升助燃劑有效性而盲目地增加助燃劑的數(shù)量，有可能造成井下氣壓從注入井位置散失的問題，也不利于熱量的高效利用。目前，干式正向燃燒技術(shù)仍然在實際開采中有所應(yīng)用，但應(yīng)用頻率已經(jīng)有所下降。

2.2濕式正向燃燒技術(shù)

濕式正向燃燒技術(shù)是基于干式正向燃燒技術(shù)優(yōu)化而來的新技術(shù)，它在原有的燃燒驅(qū)油過程中加入了水相輔助技術(shù)，這樣的技術(shù)改造有效地提升了熱量的利用率，使稠油火驅(qū)開采技術(shù)的應(yīng)用價值得到了提升，但是與此同時這也使?jié)袷秸蛉紵夹g(shù)的操作難度成倍增長。首先，需要量助燃劑注入到確定的稠油地層中，經(jīng)點燃后從另一位置進(jìn)行注水，高溫條件下稠油重質(zhì)組分會發(fā)生裂解、其流動性自然而然會得到提升，同時注水產(chǎn)生的液壓又會促進(jìn)輕質(zhì)油和氣體快速移動到開采井處，完成火驅(qū)過程。和上文中提到的干式正向燃燒技術(shù)比較起來，濕式正向燃燒技術(shù)的開采效率更高，能夠達(dá)到傳統(tǒng)開采方法開采量的1.2倍左右，具有突出的應(yīng)用價值。特別需要提到的是，在選擇注水位置的時候，工作人員需要考慮注水位置與燃燒帶擴(kuò)散方向是否沖突，避免注水抑制燃燒帶擴(kuò)散的問題，確保稠油火驅(qū)開采技術(shù)的應(yīng)用效果。

2.3反向燃燒技術(shù)

反向燃燒技術(shù)和濕式正向燃燒技術(shù)、干式正向燃燒技術(shù)都有一定的差異，它主要是從注汽井位置注入助燃劑、從生產(chǎn)井位置進(jìn)行點燃，這樣一來就能夠讓燃燒帶向周邊擴(kuò)散，能夠有效解決油溫過低無法開采的問題，雖然使用頻率比較低，但一經(jīng)使用往往能取得十分可觀的應(yīng)用效果。比如2018年，我國內(nèi)蒙古某油田的開采工作中就遇到了類似問題，稠油密度高達(dá)0.935且油藏溫度非常低，干式正向燃燒技術(shù)無法實現(xiàn)有效驅(qū)油，經(jīng)研究后決定使用反向燃燒技術(shù)進(jìn)行開采技術(shù)。經(jīng)點燃后，燃燒帶迅速向其他方向擴(kuò)散，開采井周邊稠油溫度在短時間內(nèi)得到了提升，輕質(zhì)油被驅(qū)至生產(chǎn)井位置，有效地完成了開采任務(wù)。相比于上述兩種稠油火驅(qū)開采技術(shù)，反向燃燒技術(shù)具有操作難度大、安全風(fēng)險性高的特點，但在合理應(yīng)用的情況下，往往能取得極佳的開采效果。其點火方式也比較多樣化，主要包括自燃法、電打火法、化學(xué)點火法等，工作人員可結(jié)合稠油油藏開采的實際情況及生產(chǎn)井、注入井位置，合理選擇點火方式，在保證安全的情況下實現(xiàn)稠油的開采。

3結(jié)論

稠油當(dāng)中包含有大量的膠質(zhì)瀝青，因此其密度和粘度都比常規(guī)石油更大，不容易流動或從油層縫隙當(dāng)中涌出，因此進(jìn)行開采的時候往往需要采取措施降低其粘度，才能保證開采效果。而稠油火驅(qū)開采技術(shù)恰好能夠達(dá)到這一效果，其能夠通過干式正向燃燒、濕式正向燃燒、反向燃燒等方式達(dá)到降低粘度、高溫裂解、氣體驅(qū)替的目標(biāo)，進(jìn)而實現(xiàn)稠油資源的有效開采，具有應(yīng)用成本低、開采效率高等一系列優(yōu)點，在實際應(yīng)用中取得了值得認(rèn)可的應(yīng)用效果。

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勘探開發(fā)研究院稠油所? 遼寧? 盤錦? 124010