热力采油发展及新技术探析

摘 要：热力采油是当今世界规模最大、最为有效的稠油开采技术，能够有效保证原油采收率。但热力采油中最常用的蒸汽吞吐技术目前大部分进入高轮次、高含水阶段，且仍有相当一部分超稠油资源未能有效开采利用，亟需开发合适的热采新技术进行接替。

关键词：稠油 热力采油 原油采收率

一、引言

稠油（Heavy-Oil），也可称为高粘度原油，是指相对密度大于0.9200，粘度和凝固点较高的一种原油，在一般油层条件下原油粘度不小于50mPa・s。按稠油的粘度和相对密度可分为稠油、特稠油和超稠油三种。

稠油资源是我国石油资源中重要的油藏种类之一，据调查统计我国现有70多个稠油油田，稠油探明总量已达到16×108t，是世界第四大稠油生产国。我国胜利、辽河、新疆等油区中稠油资源的埋藏深度均达到了一千米以上，由于稠油的粘度和比重较大等特性，用常规采用方法开采难度大，因此需要采用特殊的采油工艺来实现稠油的高效开采，以保证稠油开采的高产稳产。

二、热力采油技术发展现状及趋势

热力采油技术作为开采稠油最有效的方法，是当今世界应用规模最大、原油采收率较高的采油技术。据美国《油气杂志》统计，2012年世界热力采油项目主要分布在美国、加拿大、委内瑞拉、中国和印度尼西亚这5个国家，热采产量约占世界热采总产量的98%。

随着科技的不断发展，国内外热力采油技术与其他科学技术的交叉融合更为紧密，热采技术集成化的趋势也十分明显。通过对近年来的热采新技术研究，国内外热力采油的发展可总结为以下两点：

1.热采技术与化学技术有机结合。近年来，通过在热采技术中加入各种添加剂，可以有效改善采油效果。通过在蒸汽中加入甲烷、溶剂、表面活性剂等进行试验研究，研究结果表明化学添加剂可明显提高蒸汽的热效率。

2.热采技术与工程技术集成统一。水平井在稠油热力开采中可有效增加井筒与油层的接触面积和渗流面积，从而提高蒸汽驱替效率，减少热损失。近年来热采技术与水平井技术的结合已成为国内外的研究热点之一。

三、热力采油技术探究

1.蒸汽吞吐

蒸汽吞吐，主要适用于低粘度、高渗透率、厚油层的稠油油田开采。该技术采用注汽井与生产井结合的单井作业。其采用的蒸汽吞吐技术施工工艺相对简单，其收效也较快，且不需要在开采前进行特别的试验研究，可以在生产井直接进行开采。油田近年来大量采用蒸汽吞吐技术进行试采，稠油开采率、油气比都有明显提高。

2.蒸汽驱技术

蒸汽驱是指通过向注汽井内持续注汽，使相邻生产井持续产油的技术，能够有效提高稠油采收率。蒸汽驱可广泛适用于不通过的地质条件，其热采基本原理如下：

2.1首先在注气井中注入蒸汽，随后注入冷水，使得之前注入的蒸汽在地层中形成热带并向前推进。布设适当的大面积行列井网，为后续油田热采监测准备条件。

2.2改变注入蒸汽的前缘，提高蒸汽的热利用率，增大不同渗透率层间的水动力干扰，使得井网密度和注入/采出速度达到最优化。

2.3周期性注入热蒸汽，通过热力将地层中渗透率低的部分原油采出来。同时在生产井的底端进行选择性增热，控制热带移动，驱动更多的原油向上运动。

在蒸汽吞吐后进行蒸汽驱开采，可使稠油的采收率提高20%～30%。蒸汽驱适应于埋藏深度小、压力低且均质性好的油藏，油藏厚度为10 ～40m，其开采的稠油粘度应小于5000mPa・s。

3.水平井交替蒸汽驱技术

水平井交替蒸汽驱技术（HASD）有效结合了蒸汽驱与水平井蒸汽吞吐优势，该技术通过将同一口油井轮流作为注入井和生产井使用，利用原油的原始流动性实现等深度反复泄油。水平井交替蒸汽驱技术的主要开采机理是连续油井间的水平蒸汽驱，该技术不需要设置注入井与生产井井对，这样既减少了操作风险，还考虑了不能打两口井进行蒸汽驱的薄砂体，体现出明显的经济优势。对于边底水较弱的普通稠油油藏，在井距相同情况下，该技术只需布设蒸汽驱技术所需的一半井网就能达到相同的热采效果。

4.火烧油层法

火烧油层法通过注入空气，使油层中的原油就地燃烧，通过原油燃烧加热整个油层，从而降低原油粘度，提高石油采收率。但是该方法主要适用于油层厚、原油重度高的超稠油开采应用。在辽河高升油田开展的火烧油层开发试验中，建立火驱注气站在采油同时注入流动空气进行供氧，在重力泄油和空气驱动作用下，保持井内稠油温度较高，使得采用过程中增油效果明显，使得热力采收率有效提高40%以上。

5.热复合化学法

热复合化学法是指在注入地层的蒸汽中加入化学剂、气体作为催化剂，通过热能和化学能的复合作用提高稠油油藏的热采效率，主要适用于非均质性、渗透率差异大的油藏。在使用热复合化学法的热采过程中，利用气体增压、助排、降粘、调剖等综合作用，解决稠油原油密度与蒸汽密度的差异系数，有效改善油井的吞吐效果，提高原油最终采收率。

四、结论

1.热力采油是目前世界范围内开采稠油最主要的方法，也最为成熟。热力采油技术中以蒸汽吞吐和蒸汽驱技术最为有效，但是该技术的原油采收率一般只有10%～20%。

2.火烧油层法可以通过往油井中注入空气燃烧裂解部分重质油分，通过燃烧供热采出稠油中的轻质油部分，原油采收率一般可达80%。但是火烧油层法的施工难度相对较大，风险也比较高。

3.稠油油藏经过多年的开采，地层条件逐渐恶劣，需要通过其它新方法进行辅助采油。其中注入化学剂、注热水等添加剂可以在加热过程中改善稠油的粘度，增强稠油的流动性；在油藏采收率逐渐下降的情况下，还需要研究转换热力采油新技术。

参考文献：

[1]王秋语，何胡军.国外热力采油技术进展及新方法[J].中外能源，2013，08：33-38.

[2]金跃忠.热力采油新技术研究[J]. 化工管理，2013，14：91.

[3].稠油开采的一般方法[J].新疆石油科技，1999，04：13.