稠油開采技術現狀與發展方向初步探討

孟鑫

摘 要：研究結果表明，蒸汽吞吐仍然是中國稠油開采的主要方式，但大部分油田已經進入到蒸汽吞吐開采的末期，開采效率低，目前成熟接替技術（蒸汽驅、SAGD和火燒油層）的適用油藏范圍有限，急需研發新的接替技術;中深層稠油開發技術系列較為成熟，但針對深層、超深層和復雜類型（如裂縫/溶洞性）稠油油藏的提高采收率技術尚不成熟，加強井下產生蒸汽、溶劑輔助、原位改質和氣化等前沿技術的研究更具現實意義和應用前景。

關鍵詞：稠油開采技術;現狀;發展方向

1稠油資源、特點和開采規模

國際上通常將油藏溫度下原油黏度超過100mPa·s、密度超過934kg/m3的原油歸類為稠油，而黏度超過10000mPa·s、密度超過934kg/m3的原油稱為瀝青。在加拿大，將油藏溫度下原油黏度超過10000mPa·s的原油也稱為油砂。目前，世界發現的原油資源量約為1.4×1012～2.0×1012t，其中，超過2/3為稠油和瀝青。稠油資源比較豐富的國家包括委內瑞拉、加拿大、蘇聯、墨西哥、美國、中國和巴西等，其中，委內瑞拉和加拿大的稠油儲量占世界稠油總量的40%以上。目前，世界稠油和瀝青年產量超過3.0×108t/a，加拿大是目前稠油產量最高的國家，年產油約為1.2×108t/a，其次分別為委內瑞拉、墨西哥、美國、中國和印度尼西亞等。由于稠油的開采成本相對較高，總體儲量動用程度較低，可采儲量受國際油價和開采技術影響較大。

中國稠油資源量超過200×108t，分布于12個沉積盆地的70多個油田，目前，投入商業開發的石油地質儲量約為14×108t。陸上稠油油藏多數為中新生代的陸相沉積，少量為古生代的海相沉積。稠油油藏類型多，地質條件復雜，以多層互層狀組合為主，約有1/3的儲量為厚層塊狀油藏。儲集層以碎屑巖為主，具有高孔、高滲和膠結疏松的特征。儲集層一般埋深小于2000m，其中，埋深大于800m的稠油儲量約占已探明儲量的80%，約有50%油藏的埋深為1300～1700m。近年來，在吐哈盆地發現的稠油油藏埋深達2700～3200m，而在塔里木油田發現了埋深達5000～7000m的超稠油油藏。

2商業化開采技術應用

2.1蒸汽吞吐技術

蒸汽吞吐是目前應用范圍最廣的稠油開采方式，在加拿大冷湖地區，由CNRL和ImperialOil操作的2個相鄰的商業化蒸汽吞吐開采油田，是目前世界上生產規模最大的蒸汽吞吐油田。2個油田的生產井總數超過4500口，年產量超過1400×104t/a，油汽比為0.25～0.40，平均油汽比約為0.29。2個油田主要以長水平井和定向井開采為主，并以超過地層破裂壓力注汽的方式，成功開采了Clearwater地層油藏溫度下原油黏度約100000mPa·s的稠油油藏。這2個油田20世紀80年代中期實施蒸汽吞吐開采以來，已經進入蒸汽吞吐后期，預計蒸汽吞吐采收率可達20%～30%。為提高該油田的最終采收率，通過大量的室內研究和現場試驗，提出了在蒸汽中加輕質油的技術———LASER（LiquidAdditiontoSteamforEnhancingRecovery）和小井距蒸汽吞吐技術。LASER技術在現場應用已經擴展到超過250個井組，現場動態證明，在蒸汽中加入5%～6%體積濃度的輕質油，預計提高產油量和油汽比20%～40%，提高采收率10%以上。

2.2蒸汽驅技術

相對于采用單井實現注采的蒸汽吞吐技術，蒸汽驅技術是一種采用完整注采井網的驅替技術，具有采收率高的特點。世界上主要的商業化蒸汽驅項目主要集中在印度尼西亞的Duri油田、美國加州的SanJoaquinValley油田、委內瑞拉的Orinoco重油帶等。加拿大的Lloydminster地區也有幾個較小的蒸汽驅項目，包括目前還在運行的PikesPeak和Tangleflags油田。其中，位于美國SanJoaquinValley油田的KernRiver項目為生產歷史最長的蒸汽驅項目，始于20世紀60年代，80至90年代的高峰產油量超過16000m3/d，截至2007年，蒸汽驅累計生產稠油達到3.2×108m3。另一個累計生產稠油超過3.2×108m3的熱采油田為印度尼西亞的Duri油田，為世界上最大的蒸汽驅項目，目前生產井為6300口，1250個反七點井組，總面積達5km2，日產油為11600m3/d。該項目在20世紀90年代中期的產油量高達47700m3/d，油汽比約為0.25。埋藏淺、壓力低、原油黏度低是該蒸汽驅油田的主要特點，這也是國外成功蒸汽驅的共同特點。

2.3SAGD技術

Butler在20世紀70年代末提出的蒸汽輔助重力泄油技術，經過20多年的室內研究和現場先導試驗后，于90年代末期開始正式進入商業化推廣。目前已經成為開發稠油，特別是開發淺層超稠油最有效的技術。加拿大是目前世界上應用SAGD開采規模最大的國家，年產油量超過6000×104t/a。中國在20世紀90年代末開展SAGD技術現場試驗，商業化應用SAGD技術開始于2008年以后。雖然起步較晚，但開采規模上升速度快，目前年產油量超過200×104t/a。SAGD技術在俄羅斯和委內瑞拉的稠油油藏也開展了油田試驗和工業化推廣。

2.4火燒油層技術

火燒油層又稱為火驅，通過向油層連續注入空氣或氧氣，與地層原油發生氧化反應產生熱量，并將加熱原油驅替至生產井。燃燒帶溫度可以達到300～600℃，在該溫度下，原油裂解，產生的輕質組分從生產井采出，而剩余的焦炭部分作為燃料，維持油層穩定的燃燒過程。相對于地面注蒸汽過程，由于火驅開采是在地層中產生熱量，因而熱效率高。世界開展火燒油層的現場應用規模在20世紀80至90年代達到高峰，1992年高峰期的火燒油層產量達到5100m3/d，而2004年下降到2400m3/d。國外火燒油層項目越來越少，目前僅有4個商業化運營項目，包括羅馬尼亞的SuplacudeBarcau、印度的Balol和Santhal以及美國的Bellevue項目。其中，羅馬尼亞的SuplacudeBarcau火驅項目是目前世界上運行時間最長的項目，接近60a。4個火驅項目具有含油飽和度高（大于70%）、原油黏度低（小于2000mPa·s）的特點。

結束語

中國稠油資源豐富，在目前的技術和經濟條件下，投入開發的稠油儲量較低。蒸汽吞吐仍然是中國稠油的最主要開采方式，SAGD技術在淺層和中深層超稠油油藏中的應用規模上升較快。SAGD、蒸汽驅和火燒油層技術作為蒸汽吞吐后期提高采收率的接替技術已實現工業化推廣應用，但在目前的技術和經濟條件下，能實現成熟開采技術接替的蒸汽吞吐后油藏范圍較小，急需研發新的接替技術。

參考文獻

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