稠油开采方法综述

摘 要：随着全球性稠油时代的到来，稠油开采刻不容缓。但稠油与常规原油不同，密度高，粘度大。针对稠油的独特性质，介绍了目前国内外的几种重要的稠油开采方法，并对这些方法进行了分析。

关键词： 稠油 热采 冷采 化学降粘 微生物开采

前言

我国原油的第一特点就是偏重的常规原油，已在12个盆地中发现了70多个稠油区，其中辽河油田是我国最大的稠油油田，其次是克拉玛依油田、胜利油田及大港油区。因此，研究稠油的开采方法对我国石油开采工作具有重要的现实意义。

由于稠油密度高，粘度大，其主要原因是稠油中的胶质、沥青质含量高。用于开采常规油藏的方法大都不适用于稠油油藏。因此，根据稠油的独特性质，优化出适用于稠油开采的工艺方法是非常有必要的。如热力采油、化学方法采油、生物法采油等等，下面将对这些方法意义阐述。

一、稠油热采方法

热力采油主要是通过一些工艺措施使油层温度升高，降粘稠油粘度，使其易于流动，从而将稠油采出。主要方法有SAGD、蒸汽吞吐等。

1.SAGD技术

SAGD（steam-assisted gravity drainage）一般译作蒸汽辅助重力驱油。适用于低粘度油藏中，尤其是沥青的开采中，在油藏较厚（大于20m）时效果也较好。

方法是在油藏储层中钻两口水平井，这两口水平井上下排列。位于上部的水平井成为注气井，位于下部的水平井成为生产井。将蒸汽注入注气井，蒸汽融化该井周围油，油受到重力作用会向下流动到生产井中，开采出来。

在1996年，辽河油田超稠油藏开辟了双水平井蒸汽辅助重力驱先导试验区。历时594天，累计注蒸汽14292吨，产油19250吨，累计油气比0.13，取得了较好的试验效果。

2. 蒸汽吞吐（CSS）

蒸汽吞吐采油是一种相对简单和成熟的注蒸汽开采稠油的技术，目前在加拿大、美国、委内瑞拉广泛应用，是一种单井作业方式，其方法是向生产井中注入蒸汽，然后关井大概几周的时间，让蒸汽与油藏进行热交换，最后开井生产，该过程可循环进行。其机理主要是加热近井地带原油，使之粘度降低，当生产压力下降时，为地层束缚水和蒸汽的闪蒸提供气体驱动力。

蒸汽吞吐的优点是适用于稠油油藏（沥青）。缺点是注入的蒸汽主要是用来降低原油粘度，并没有增加油藏本身的能量。在采油的过程中，油层压力是逐渐减小的，因此在一定的蒸汽吞吐周期后，油藏将不能被开采出来。蒸汽吞吐的采收率一般小于20%，因此，在经过蒸汽吞吐开采之后，仍存在大量剩余油。

国内正在研究的是CO2吞吐技术，CO2具有很好的降粘、增液和改善蒸汽吞吐效果的作用，但这种方法必须要有气源。

蒸汽吞吐添加剂开采稠油是当前全球研究热点。方法是将多种化学剂组成的吞吐液从生产井注入油层，焖井期间利用化学吞吐液与原油间的低界面张力特性，使注入的吞吐液与井筒附近的原油发生乳化作用产生O/W型乳状液，降低原油粘度，改善稠油流动性，改变地层的润湿性和毛管力，从而降低井筒附近的压力降，使原油更易从地层流入井筒。

二、稠油冷采方法

相对于热采来说，冷采虽然采收率较低，但消耗的能量要少得多。

1.稠油出沙冷采（CHOPS）。

该方法在加拿大西部油区得到了广泛的应用。在没有人工补充能量的条件下，依靠天然能量，并通过调节压差使地层出砂，同时又保持地层骨架不被破坏，从而大幅度改善地层的渗透率，提高产量。

适用于疏松、埋藏较浅的油砂油藏开采，在开采的过程中，会导致“虫洞”的形成，进而有天然气从稠油中冒出，形成“泡沫油”。在油、水、气采出的过程中，大概会有10v%的沙子连带采出，不过，随着开采时间的延续，含沙量将会逐渐减少。稠油出沙冷采的缺点是提高采收率降低，不足10%。

2. 聚合物驱油

聚合物驱是指向用于驱油的水中添加少量的可溶于水的高分子量聚合物以提高水的视粘度，从而降低流度比。由于稠油粘度高，出于成本和机械方面的注入压力考虑，对所使用的聚合物浓度有一定限制。因此，聚合物对粘度在数百厘泊以上的稠油作用不大。

三、稠油化学降粘开采

稠油化学降粘是向原油中加入化学药剂，通过药剂的作用达到降低稠油粘度的目的。在三采中，化学降粘驱油是重要的提高采收率的方法，虽然是一种新兴的降粘方法，但前景广阔。

1.催化降粘

在蒸汽吞吐或蒸汽驱的注蒸汽阶段，油层温度达150～300℃，若在此温度范围内加入少量的催化剂如NiSO4等，可使稠油中的胶质、沥青质在硫键处断裂，产生较好的降粘效果。但在加入催化剂前应先除去稠油中的金属成分，以防止催化剂中毒而使催化效果迅速降低。

2.表面活性剂降粘

表面活性剂降粘一般可以通过三种机理来解释：乳化降粘、破乳降粘和吸附降粘。这三种降粘机理往往同时存在，但表面活性剂不同和条件不同时，起主导作用的降粘机理可能不同。乳化降粘是在表面活性剂的作用下使稠油形成O/W型乳状液或将W/O型转变成O/W型乳状液。破乳降粘是通过加入一定量的破乳剂，使W/O型乳状液破乳而生成游离水。吸附降粘是通过表面活性剂分子吸附于管壁或油层岩石表面而减少摩擦阻力。

今后提高注入效果的方向，主要是针对沥青质等重质组分在采油中带来的困难，提高注入药剂的作用效果，同时也可以考虑加入其他更加有效的活性驱替剂。

四、微生物法采油

利用微生物方法采油主要是利用微生物的各种特性进行采油，主要有两种方法，一种是生物表面活性剂技术，另一种是微生物降解技术。

1.生物表面活性剂

生物表面活性剂是微生物在特定的条件下生长过程中分泌并排出体外的具有表面活性的代谢产物。一方面具有化学表面活性剂的共性，另一方面又有稳定性好、抗盐性较强、受温度影响小、能被微生物降解、无毒、成本低的特点。生物表面活性剂已广泛用于提高原油采收率。

2.微生物降解技术

利用微生物降解技术对原油中的沥青质等重质组分进行降解，可以降低原油粘度，提高油藏采收率，这一技术在采油过程中得到了一定的应用并有继续发展的趋势。其机理包括：第一，就地生成CO2增加压力来增强原油中的溶解能力；第二，生成有机酸而改善原油的性质；第三，利用降解作用将大分子的烃类转化为低分子的烃；第四，产生表面活性剂以改善原油的溶解能力；第五，产生生物聚合物将固结的原油分散成滴状；第六，对原油重组分进行生化活性的酶改进；第七，改善原油粘度。

辽河油田锦州采油厂1995年率先开展了将微生物处理技术用于针对稠油中胶质、沥青质组分的研究，1996年进入矿场试验阶段，1996―1997年先后在辽河千12块进行微生物吞吐26井次，取得良好效果。

结论

除上述介绍的稠油开采方法外，还有一些笔者认为技术不成熟或没有应用前景的开采方法，对这些方法没有一一赘述。例如，稠油掺稀降粘，虽然效果较好，但目前稀油资源短缺，掺稀法不是研究的方向。另外，在国内外稠油开采中，使用碱水驱油的也较多，但是至今还没有系统的研究过与碱水驱油有关的乳状液类型，也没有具体方法根据乳状液特征选择碱水配方。在碱水降粘方面的研究也较少，几乎没有进行过现场试验。

纵观上述稠油开采方法，共性是降低稠油粘度，改善稠油的流动性。对比分析认为，采用化学降粘方法对稠油进行降粘开采具有一定的优势，前景广阔。

参考文献：

[1] 王均，范毅. 稠油油藏的开采技术和方法. 西部探矿工程. 2006

[2] 包木太，范晓宁，曹秋芳，等. 稠油降粘开采技术研究进展. 油田化学，2006.

作者简介：吴景霞 （1973）女，汉，山东鄄城人，技师，主要从事油气计量工作。