浅析稠油热采技术

[摘 要]随着世界对石油需求量的不断增加，石油作为有限非再生能源，再发现较大储量油田的机遇减少，已开发油田正在老化，迫使人们把注意力投向提高老油田采收率的技术。在世界范围内，传统的提高采收率技术中，对于稠油主要采用热采技术，热采是技术成熟的开采高粘度重质原油最为有效的方法。

[关键词]稠油 热采 技术

中图分类号：TE357 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）01-0083-01

一、引言

稠油是一种高粘度、高密度的原油，成分相当复杂，一般都含有沥青质、胶质成分，是石油烃类能源中的重要组成成分，国外将重油和沥青砂油统称为重质原油（Heavy Oil）。内外稠油的分类标准不一致，一般用粘度μ、密度ρ、重度API表示。稠油分类不仅直接关系到油藏类型划分与评价，也关系到稠油油藏开采方式的选择及其开采潜力。为此，许多专家对稠油分类标准进行了研究并多次举行国际学术会议进行讨论。

热力采油是指运用热工学的理论和方法进行石油开采的采油上工艺方法，是通过对油藏加热来降低地下原油的粘度、溶解与溶化油层的堵塞、改善地层的渗流特性，从而提高原油在地层的渗流能力，达到提高原油产量、采收率和开采效益的目的，是以重质原油和高凝油为主要开采对象而发展起来的采油工艺技术。

二、稠油热采的原理与工艺

稠油热采的主要原理就是降粘。按照加热油藏的不同方式，稠油热采是目前世界上规模最大的提高原油采收率工程项目，该技术自问世以来，已经有了突飞猛进的发展，形成了以蒸汽吞吐、蒸汽驱、SAGD、热水驱、火烧油层、电磁加热，蒸汽与天然气驱（SAGP），注气体溶剂萃取稠油技术（VAPEX），水平压裂辅助蒸汽驱（FAST）等技术为代表的技术框架。其中大部分技术已经广泛应用于稠油油藏的开发，并取得了显著的效果，少部分前沿技术正处于矿场先导试验阶段或基础研究阶段，其中蒸汽吞吐和蒸汽驱是使用范围最广，采出油量最多的方法。火烧油层采油速度快，采收率高，但是汽油比高，采油成本高。目前世界上约有80%以上的热采产量通过注蒸汽采油法获得。

1、蒸汽吞吐

蒸汽吞吐，即先向油井注入一定量的蒸汽，关井一段时间，待蒸汽的热能向油层扩散后，再开井生产的一种开采重油的增产方法。

蒸汽吞吐开采工艺的主要原理是通过使用蒸汽来提高被采油田的油品的温度来增加油藏的流动性从而便于开采，整个全部的开采过程有物理学、化学、热力学等多个学科交叉参与的。这项技术的主要优点是工艺成熟简单，单次开采投资少，增产快速，开采风险较小。缺点有通常仅仅能动用和开采近井地带的稠油，各个井区间存在大量的死油区，随着储油量和地层能量的降低，该项技术的采油效果和经济效益会逐次降低，所以这种技术开采到一定程度时应该转换其他的开采方式来取得更高的经济效率。

目前，随着热采软件的不断普及和推广，数值模拟方法应用较多，其次是统计与经验方法。由于蒸汽吞吐数值模拟研究需要大量可靠的动静态数据，而实际生产中很难获得如此齐全的资料；特别是高温油、气、水三相渗透率及相关的热力学参数等，由于受实验设备和条件的限制，很难得到，因此采用数值模拟方法时，总是存在比常规油田注水开采数值模拟有着更大的不确定性和多解性；另一方面，数值模拟方法研究的时间周期长、费用高，故应用范围亦很有限。稠油开采的生产管理部分，一般更容易接受统计和经验方法，其主要原因是：统计与经验方法简单易行，容易掌握，除需要生产动态资料外，无需更多的油、气、水参数；其次是针对性强，各个油田在使用时，可对某些经验常数进行修正，使之更加符合本油田的情况。因而不断丰富这类方法是十分必要的。

2、蒸汽驱

蒸汽驱是稠油油藏蒸汽吐开采中后期有，进一步提高原油采收率的重要手段也是稠油转换开发方式的重要接替技术之一。

向一口或者多口井中持续地注入热蒸汽，将地下原油加热并流向多口生产井，从生产井将原油持续开采出来的方法就是蒸汽驱采油法。这种方法的优点是注入的高干度水蒸气，提高了较大范围的油层温度，并能驱动较大范围内的地下原油，从而能采出更多的原油，从而大幅度地提高原油采收率（正常一般可达到20%---30%）。该项技术的缺点是在开采初始阶段的驱油效果会受到地层和温度场的限制，往往需要经过比较长的时间注入蒸汽后，油井才会增产。

3、热水驱

热水驱大概是一种冷、热水交替相驱原油的开采技术。注热水比常规注水提高稠油的采收率的主要原因是热水驱法提高了地层的温度，降低了原油的粘度。该项技术的优点是在天然边水驱扫过的区域附近，此技术可以防止已经扫过区域原油的从新饱和，另外在方案邻近结束时，注入未加热的水来回收部分热量。该技术的缺点是热水含量较少，并不能作为有效热载体把热量带入油藏。

4、火烧油层

火烧油层技术是指把含氧气体注入到油层，点火燃烧，然后利用燃烧反应所生成的气体及反应过程中产生的热量加热、裂解并驱动稠油。

该项技术是把氧气注入油层中，使得油层中的原油着火，则原油层部分会产生热量热量，注空气是向油层提供氧气的最普通的办法。该项技术的优点是损失的热量比较少，只需要有足够的残余碳量，足够的空气和温度，燃烧便可持续，并在地层星城一个火线，不断地纵向发展，这样采油效率非常的高。该技术的缺点是实施比较难，由于井内所使用的点火系统可能由于燃烧产生热量，使附近的油层文额度提高，所以在设计火烧油层注入井时，须采取措施预防井筒内燃烧的可能性。

5、其他稠油热采技术

随着采油技术的不断发展，稠油热采呈现出新的多元化的发展趋势，除上述几种普遍采用的稠油热采技术之外，还有蒸汽辅助重力泄油（SAGD）、热水驱采油技术、热电磁加热技术、水平压裂辅助蒸汽驱（FAST）技术、蒸汽与非凝析气推进（SAGP）技术、水平井辅助重力泄油技术（COSH）等各种稠油热采技术。

三、结语

稠油热采技术仍在持续发展和不断追求创新，为稠油油藏的合理开采提供了技术保障。但每种技术都是利弊共存，只有根据油藏特点选择合适的开采技术才能有效的开采稠油油藏。

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