稠油常用概念及参数以及简答题
稠油——精选推荐
第二章稠油的定义：指在油层条件下原油粘度大于50mPa·s ，原油密度大于0.92的原油。
国内外稠油的分类： 中国稠油分类 主要指标 辅助指标 开采方式 名称类别 粘度，mPa·s 相对密度 普通稠油I50*(或100)~10000 ＞0.92亚类I －1 50*~150* ＞0.92 可以先注水 I －2150*~10000 ＞0.92 热采 特稠油 II 10000~50000 ＞0.95 热采 超稠油 (天然沥青)III>50000＞0.98热采国外：根据原油在油藏条件下的粘度进行分类：l A 类：普通重油，100＞μ＞10cp ；25＞API°＞18； 油藏条件下容易流动。
l B 类：超重油，10000＞μ＞100cp ；20＞API°＞7； 油藏条件下能够流动。
l C 类：沥青砂或沥青，μ＞10000cp ；12＞API°＞7； 油藏条件下不能流动。
l D 类：油页岩，源岩，无渗透性，只能采矿抽提法开采。
稠油的组成：主要是由烷烃、芳烃、胶质和沥青质组成，并含有硫、氮、氧等杂原子。
稠油的性质：1）沥青质和胶质含量高，轻质馏分少. 2）石蜡含量一般较低，凝固点低。
3）稠油密度大、粘度高。
相对密度越大，其粘度越高，两者之间有密切关系。
4）稠油粘度对温度敏感，随温度的增加，粘度急剧下降。
是用热采开采的理论依据。
5）稠油分子量高（低挥发性），硫、氮、氧等杂原子及镍和钒等金属含量高，氢碳原子比低。
6）在热力条件下，物理化学性质发生明显变化。
7）同一稠油油藏，原油性质在垂向油层的不同井段及平面各井之间常常有很大的差别。
8）稠油是一种非牛顿流体。
可以简化为宾汉流体。
稠油的地质成因：稠油油藏的形成主要受盆地后期构造抬升活动、细菌生物降解作用、地层水洗和氧化作用， 以及烃类轻质组分散失等诸因素影响，而晚期构造运动是主导因素，其他因素是在这一地质背景下的地化过程。
稠油及高凝油开采
20世纪20 年代
改变岩石的润湿性，改变油水 界面的粘度，但产生超低的油 水驱替液界面张力是主要原因
之一。
研究较早，50年代美国和苏联 相继进行了试验，70年代后达
到了高峰。
20世纪20 年代
利用微生物对原油中的沥青质 从1926年开始研究，到80年代， 等重质组分进行降解，降低原 美国和前苏联进入矿场试验阶 油粘度，提高油藏采收率。 段，进入90年代驱如成熟，很
(需热采）稠油储量17.8×108t，只占0.08%。
4
前言
7%
稠油 稀油
93%
至2004年，中国累计探明石油地质储量248.44亿吨
需要热采的稠油储量17.8×108t，占中国石油总探明储量的
7%
5
前言
中国稠油油田资源量对比
0.43,
2.63, 15%
2%
4.41, 25%
胜利
辽河
新疆
10.3, 58%
陈家庄油田陈379～陈7-39井Ng下油藏剖面图（南东-北西向）
12-1 12-2 13-2
2211--12 21-3 23
42 43
13-1 14
22
12-2
21-1
32
31 41
剖面位置示意图
12-1
21-2 21-3 23
42
11 14 22
43
21-1 32
油层
水层
干层
13-2
21-3
42 43
➢储层敏感性强：注汽压力高、产量低，需加强储层保护
➢边底水活跃：边底水入侵严重影响热采效果和开发方式的转
变，需要优化设计开发方案及边底水抑制技术
14
前言
稠油常用名词解释
稠油常用名词解释一名词解释1．稠油：油层温度下，地面脱气粘度100mPa ·s 以上的原油。
2．热采：热力采油的简称，即利用加热油层使原油温度上升，粘度下降后采出的工艺总称。
3．蒸汽：在饱和状态下的汽水混合物称蒸汽。
4．吞吐：也叫蒸汽刺激，向一口井注入一定量的蒸汽后在该井采油的工艺方法。
5．气驱：用蒸汽为驱动介质，从注汽井注入驱替原油向采油井运动并采出的工艺方法。
6．水蒸汽干度：水蒸汽中的气相在总量中所占的质量百分比，常用百分数表示。
7．稠油粘温特性：指稠油的粘度随温度上升，粘度下降的特性。
8．注汽参数：吞吐井—井口注汽压力、温度、注汽速度、注汽强度、注汽量、焖井时间。
气驱井—注汽速度、注汽压力、温度。
9．注汽压力：注汽时井口的油压。
10．蒸汽的量：蒸汽量指蒸汽的质量，常用单位（吨）。
11．注汽速度：每日24小时内注入井内的汽量，单位（t/d ）。
12．注汽强度：每米油层一个周期内注入蒸汽量，单位（t/m ）。
13．吞吐周期：油井每完成一个注汽、焖井、采油循环称一个吞吐周期或轮次。
14．焖井：吞吐注汽后关井一段时间，让蒸汽的热量充分与油层交换，这一过程称为焖井。
15．油气比：一个吞吐周期所产油量与注汽量之比，单位（吨/吨）。
16．干扰：注汽井对邻井产状形成影响，但还未汽窜称干扰。
17．汽窜：蒸汽由注入井沿油层进入邻井后产出的现象。
18．套外窜：蒸汽沿套管外窜至地面叫套外窜或管外窜。
19．环形钢板：焊接在地表表层套管头处起固定和密封套管与油套环空的钢板。
20．热损失：热能的产生、储运过程中向环境中的散失。
21．传热的三种方式：热传导、对流、辐射，热量从一处传到另外一处的过程叫热传递。
22．矿化度：在地层水中含有各种盐类，每升地层水含盐总和叫矿化度，单位毫（克/升或ppm ）。
23．抽油机井的泵效：指抽油机井实际产量与泵理论排量的比值，用百分比表示。
24．沉没度：深井泵固定凡尔与动液面之间的距离。
稠油开采技术
这主要是由于高温高压蒸汽的热溶解作用和冲刷
作用，可以把井筒附近钻井颗粒等堵塞物溶解掉或
冲洗到底层深处去，使井筒附近渗透率提高。
3. 热膨胀作用。 原油受热产生体积膨胀，会把一部分原油从地 层孔隙中挤出，增加了驱替作用。 4. 气驱作用。 当向地层注蒸汽时，温度升高，原油当中的溶 解气即轻质组分被汽化并产生体积膨胀，形成溶解 气驱，使驱油能量增加。
力和蒸汽温度。
3. 饱和水、饱和蒸汽及蒸汽干度。当水沸腾汽化后， 汽化电水分子与回到水中的水分子数相等时达到动 态平衡，这种状态成为饱和状态。处于饱和状态的
蒸汽和水成为饱和蒸汽和饱和水。饱和蒸汽的体积
所占饱和水与饱和蒸汽体积之和的百分数成为蒸汽
干度。
4. 吞吐周期。是指从向油层注汽、焖井、开井生产
5. 重力驱作用增加。 蒸汽被逐日到地层以后，就会上升到地层顶部， 同时凝析液和被加热的原油靠重力作用流到井底被 采出，这时油层留下的空间又马上被蒸汽、水及从 冷带流入的原油充满。由于蒸汽不断注入蒸汽带中，
蒸汽带不断向垂向及横向发展，知道整个油层，原
油重力驱作用比注蒸汽前明显增加。
1. 蒸汽注入速度的影响。 当注入相同数量的蒸汽时，如果注入速度低， 由于热量散失会使储存在油层中的热能减少，油层 加热半径就小，受热降粘的可采出油量就减少。若 注入的速度高，可以减少热能的损失，则油层的加 热半径大，受热降粘的可采出油量就多，吞吐效果 好。但蒸汽注入速度要受注汽设备和地层压力的限 制，只能在允许的条件下尽可能提高蒸汽注入速度。
中国石油
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1、稠油的概念
1.1稠油的基本特点 1.2影响稠油粘度的因素 2、稠油开采的方法 2.1稠油常规开采
稠油热采讲义
• 注蒸汽采油技术
• 稠油热采开发指标
问题的提出
当原油粘度超过50mpa.s时，油藏条件下原油 流动困难，管线回压增加抽油机不能正常工作， 常规开采很难得到经济产量。只能降低原油粘 度来采油。目前巳经使用过的稠油开采方法主 要有以下几种：
稠油开采方法 简介
㈡加温法
稠油粘度对温度的反应非常敏感。通过对油藏注 入一定的热能，从而降低原油粘度。注入的热源 可以是热油或热水，也可以是高温的湿蒸汽。目 前在国内外广泛采用的是向井底注蒸汽的开采方 式
稠油开采方法 简介
㈢裂解法
提升原油温度，使油层温度升到一个很高的点， 原油重组分裂解，胶质沥青质含量减少。主要 的方式是火烧油层
缺点：工艺要求高，成功率低
稠油开采方ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 简介
㈣乳化降粘法
将含有表面活性剂的水溶液混入稠油中并在 油管和抽油杆表面形成水的润湿面，降低油 流阻力
优缺点：操作简单但适用范围有限，只能对 普通稠油和轻质稠油采用这一方法
注汽强度
蒸汽吞吐注汽参数设计：干度＞70%，注汽 速度120-150吨/日，注汽强度10-20吨/米.日 ，周期注汽量100-150吨/米.周期（以后每周 期递增10%）。
3、油汽比
它是衡量稠油热采开发 的一个最敏感的经济指 标。指产出的油量与注 入蒸汽量之比，单位吨/ 吨或不带单位。根据阶 段分，有周期油汽比、 阶段油汽比和累计油汽 比。油汽比一般要求大 于0.3，经济极限油汽比 为0.15。
复习思考题
• 稠油开发有哪几种方法，各有什么优缺 点
• 稠油的定义及分类
• 稠油的主要特征
• 稠油开采方法简介 • 注蒸汽采油技术
• 稠油热采开发指标
㈠注蒸汽采油简介
稠油开发2016下1 稠油的概念及分布
2016/9/14
课 堂 提 问
稠油的含义？
2016/9/14
稠
稠 油
稀
石油/原油
稀饭很稠
油
稀稀饭：流动易 稠稀饭：流动难粘来自大/小2016/9/14
课 堂 提 问
粘/黏度的含义？
水和植物油相比，哪个粘度大一些？ 水的粘度一般为多大？ 温度升高，液体的粘度会增加or减小？
2016/9/14
2016/9/14
1 稠油概述
1.1 稠油的定义
原油粘度 ＞50mPa·s（@地层条件下） or 脱气原油粘度 ＞100mPa·s（@油层温度条 件下），相对密度＞ 0.934（@ 20℃时）的原油
粘度大 密度大
1.2 稠油的别名 重油（heavy oil） 重质油
重质原油
2016/9/14
2016/9/14
1.3 稠油的分布（全球）
前苏联
加拿大 中国 印尼 美国
委内 瑞拉
世界上稠油资源极其丰富，主要分布在加拿大、美国、前苏联、 委内瑞拉、中国和印尼，稠油资源约4000～6000×108m3，约占总石 油资源的60%。
1.3 稠油的分布（中国）
辽河油田 新疆油田 河南油田
胜利油田
国内稠油资源主要分布在辽河、胜利、河南和新疆 , 累计探明 稠油储量约20×108t 。
课后小结
1、稠油即重油，前者强调粘度大，后者强调 密度大。 2、世界上稠油比较多的国家：加拿大、委内 瑞拉、美国、中国…… 3、我国稠油多的油田：新疆、辽河、胜利及 河南。
23
2016/9/14
作业
1）判断 1> 重油 ≠ 稠油 2> 温度升高，液体的粘度会增加。 2）填空 1> 100 mPa•s = ________ P ； 2> 我国稠油主要分布在“ ________ ”、“胜利油田”、 “ ________ ”及“ ________ ”。
稠油开采技术
16
第二章
稠油主要开采技术
火烧油层燃烧示意图
17
第二章
注汽井 燃烧带
稠油主要开采技术
正向燃ห้องสมุดไป่ตู้时地层中的温度、含油 饱和度、含水饱和度大小示意图
结焦带 可动油带 生产井
空气
原始油带
脚趾
脚跟
火烧油层驱油示意图
18
第二章
稠油主要开采技术
火烧油层采油的特点
具有注蒸汽、热水驱的作用，热利用率和驱油效率更高，同时由于
焖井
开井 回采
7
第二章
50
稠油主要开采技术
峰值产量
日产油量 t
30
第一周期
常规采油 注蒸汽 注蒸汽
第二周期
注蒸汽
第三周期
10
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
33
35 月
蒸汽吞吐周期生产动态示意图
一般蒸汽吞吐周期可达6～10次。每个周期的采油期由几个月 到一年左右，每个周期内的产量变化幅度较大，有初期的峰值期， 有递减期，周期产量呈指数递减规律。
9
第二章
稠油主要开采技术
影响蒸汽吞吐开发效果的因素
10
第二章
稠油主要开采技术
蒸汽吞吐海上 平台制约因素
20
第二章
稠油主要开采技术
蒸汽驱
蒸汽驱开采是稠油油藏经过蒸汽吞吐开采以后接着为进一步提 高原油采收率的热采阶段。因为进行蒸汽吞吐开采时，只能采出各 个油井井底附近油层中的原油，井间留有大量的死油区，一般原油 采收率为10%～20% 。 采用蒸汽驱开采时，由注入井连续注入高干度蒸汽，注入油层
稠油开采技术原理详解
稠油=高粘重质原油
μ=50(100)mPa.s
D420>0.92
一、稠油分类、特点
1.分类标准
UNITAR（联合国培训研究署）推荐的
重质原油及沥青分类标准
第一指标 分类 重质原油 沥青 粘度①，mPa ·s 102～104 ＞104 第二指标 密度（15.6℃),kg/m3 934～1000 ＞1000
剪切速率（1/s）
剪切速率（1/s）
1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 5 剪切应力（Pa） 10
10 8 6 4 2 0 0 5 剪切应力（Pa） 10
陈373井脱水油60℃流变曲线
陈373井脱水油90℃流变曲线
提
纲
一、稠油分类、特点
二、稠油油藏开采原理
三、稠油油藏开发方案的制定
四、胜利稠油开采配套技术现状 五、稠油开采配套技术应用 六、胜利稠油开采技术发展方向
开采方式
～150
＊
可以先注水 热 热 热 采 采 采
～10000
10000～50000 ＞50000
＊指油藏温度条件下粘度，无＊是指油藏温度下脱气油粘度
一、稠油分类、特点
2.特点－胶质和沥青质含量高
单家寺油田单6块稠油族组份
区块 井 名 烷 烃 % 19.41 19.05 22.33 22.55 28.48 26.88 芳 烃 % 21.52 23.33 21.76 21.66 26.49 25.14 非 烃 % 30.92 30.83 26.53 24.93 33.11 30.64 沥青质 % 10.44 10.34 10.5 11.57 10.26 13.29
原油粘度，mPa· s 相对密度，g/cm3
油层深度，m 油层纯厚度，m 纯／总比 孔隙度，％ 原始含油饱和度,％ φ×Soi 储量系数,103t(km2· m) 渗透率，10-3μm2
稠油
高 。稠 油 含 蜡 量一 般 小 于 １ ％，其 凝 固点 一般 低 于 ０
２ ℃。 国部 分稠 油油 田含蜡 量小 于 ５ ０ 凝 固点大 Ｏ 我 ． ％，
多在 ＯＣ以下 。如克 拉玛 依油 田稠 油含 蜡量 为 １ ４ ￣ ． ％～
４８ ， ． ％ 原油 凝 固点 为一 ６ ２ ℃。孤 岛油 田稠 油含 蜡 ｌ— ３ 量为 ５ ７ ． 油凝 固点 为一 ０ ２ ℃ ％～ ％ 原 ｌ— ６
表 ２ 我 国的稠 油分 类标 准
注： ★指 油层 条 件 下粘 度 ： ★者 指 油 层 温 度 下脱 气油 粘 度 。 无
６ 我 国稠油 的主要开采方法
目前 国 内开 采稠 油 主要 采用 蒸汽 吞 吐 、蒸 汽驱 、 蒸 汽辅 助 重力 泄油 （Ａ Ｄ） Ｓ Ｇ ￣火烧 油 层等 工艺 方法 。
３ ０ ３０ ０ｍＰ ・ 间 ：胶 质 和 沥 青 质 合 计 含 量 为 ０ ～ ０ ａ ｓ之
１ ％～ ６２ ％ ， 多在 ３ ％～ ５％之 间 ； ８ ５ ．２ 大 ０ ４
油储 量 的 ６倍 ， 为 １ ０ ｘ Ｏ 。中 国稠 油 资源 也 较 约 ５５ ０ ｌ ｈ
丰富． ２１ 到 ０ ０年 ． 已经在 松辽 盆 地 、 二连 盆地 、 海 湾 渤 盆地 、 阳盆 地 、 南 苏北 盆地 、 江汉 盆地 、 四川盆 地 、 江 珠
２ 万仁 溥 主编 ； 张锐 ， 俊 荣 等 编 写 ． 力 采 油． 油 工程 手 册 刘 热 采
（ 册 ）石 油 工 业 出版 社 ，０ ０ ０ ：６ － ７ 下 ， ２ ０ — ８２ ７ ２ １
４ 倪 杰 ， 学 渊． 河 油 田稠 油 替 喷 工 艺 ． 气 井 测试 ２ ０ ，８ 龙 塔 油 ０ ９ １
稠油小知识)
稠油开采基础知识稠油是指粘度大，相对密度大的原油，国际上称之为重质油和重油。
稠油和重油区别（需要区别开来明白即可）稠油指的是粘度高低取决于原油中胶质、沥青及蜡含量重油指的是密度大小取决于金属、机械混合物和硫含量多少稠油分类图表稠油和稀油比较1.粘度高、密度大、流动性差。
稠油开发难度大、成本高，采收非常低。
稠油开采的关键是提高其在油层、井筒和集输管线中的流动性。
2.稠油的粘度对温度敏感。
随着温度升高而升高，其粘度显著减小。
目前国内采用热力开采的方法。
3.稠油轻烃组分含量低，而胶质，沥青质含量高。
开采方法（如何降低原油粘度，改善其流动性，提高躯体或者吞吐的扫油面积。
分为：热采技术，冷采技术，复合开采技术热采技术定义：通过各种手段向地层提供热能，提高油层岩石和流体温度，有效的减低粘度，改善流动性，减小渗流阻力。
分类：※1、热水区：将热水注入地层达到想要的目的，但是也有其局限性意合其他的想混，并且单位体积携带热量小，对粘度较高的稠油油藏效果有限。
2、蒸汽吞吐：周期（循环式）的向地层注入蒸汽，达到目的。
一般是蒸汽驱的先导3、蒸汽驱：按照一定注采井网，从注气井连续向油层注入高温湿蒸汽，加热并将并将原油驱替到周围生产井的方法。
（时间较长，费用回收期长）※4、水平井注蒸汽辅助重力泄油※5、火烧油层：`热量。
（主也需要注入井和生产井，并且也是有井网要求的。
）冷采技术：定义，不需要加热，通过化学降粘剂，注入CO2 ，利用微生物及外加物理场的作用分类：1、加碱降粘开采技术2、加表面活性剂开采技术3、加油容性降粘剂开采技术4、注CO2开采技术5、微生物开采技术复合开采定义；将以上几种结合起来运用如降粘剂+蒸汽吞吐、蒸汽+ CO2 +表面活性剂等井筒降粘定义通过热力、化学、稀释等措施是井筒中流体保持低黏度分类：1、化学降粘：加入化学药剂（活性水，）2、掺稀降粘（掺入稀油，减低粘度对应多少和温度有影响）3、热力降粘：提高井筒内流体温度分类：热流体循环加热技术和电加热技术热流体循环加热技术分类：井筒热流体循环，混合式热流体循环电加热技术电热杆加热：交流电从悬接器输送到电热杆的终端，空心杆内的电缆发热或利用电缆线与空心杆杆体产生的回路，根据集肤效应原理将空心杆杆体加热，通过传热提高井筒内的流体温度，降低粘度，改善流动性。
采油化学——稠油降粘
（1）稠油中活性组分在高温（150~300 ℃）和 催化剂（Mn+，如Fe2+，Ni2+，V4+等）存在的条 件下脱氢并水解产生烯醇和硫醇
（2）烯醇即变成醛并分解产生一氧化碳
（3)一氧化碳在催化剂作用下由水气转 换反应再产生氢。
（4）稠油中的活性组分在催化剂作用下加 氢，使该组分断裂，并释放出硫化氢。
0ek
有何启示
练习： 50℃时稠油的粘度为2000mPa·s，水的粘度为
0.55mPa·s。在表面活性剂的作用，将稠油乳化成水包油乳 状液，求分散相质量分数分别为0.7和0.8时所形成乳状液的
粘度。
（1）若Φ=0.70,则k=7.0,μ=73 mPa·s
降粘率=（2000-73）/2000=96.35%
粘度(50℃、脱气) 320 30000-40000 2963（100℃） 2300-15000（23℃） 50000-170000（30℃） 8984-55880 10163-47223 250-5700 289-1073 2262
采油技术手册，第八分册，P3~7
3、稠油为什么粘度大？
主要是因为稠油中胶质沥青质含量高造成的。
埋深 1122-1500 950-1090 650-750 160-230 150-500 1100-1200 820-960 1200-1400 1220-1430 1736-2036
密度 0.93 0.98 1.003 0.924-0.950 0.9377-0.9619 0.98-0.99 0.9671-1.061 0.95-0.99 0.95-0.96 0.9250
（4）好的稠油降粘剂和表面活性剂的HLB值、 油水界面张力没有对应关系。
石油常用参数分级
常用参数分级：空隙度分级：极优：（>30％）、优（30％-25％）、良（25％-20％）、一般（20％-15％）、差（15％-10％）、极差（<10％）渗透率分级极好：（>1000*10-3μ㎡）、好（500-1000*10-3μ㎡）、中等（100-500*10-3μ㎡）、差（10-100*10-3μ㎡）、极差（<10*10-3μ㎡）原油分级：常规原油：粘度<50mPa。
S，相对密度<0.92。
分级：高粘油（20-50 mPa。
S）、中粘油（5-20 mPa。
S）、低粘油（<5 mPa。
S）稠油：粘度>50mPa。
S，相对密度>0.92。
分级：普通稠油（50-10000 mPa。
S、相对密度0.92-0.95）、特稠油（>10000 mPa。
S，相对密度>0.95）轻质油：<0.87;中质油0.87-0.92；重质油>0.92含硫分级：<0.5％低硫原油；0.5-2.0％含硫原油；>2.0％高硫原油含蜡分级：<1.5％低蜡原油；1.5-6.0％含蜡原油；>6.0％高含蜡原油干气：甲烷含量>95％；湿气：甲烷含量<95％；净气：每立方米天然气含硫<1g；酸气：每立方米天然气含硫>1g含油产状：饱含油：含油面积与岩心面积之比>95％；含油：65-95％；油侵：35-65％；油斑：5-35％；油迹：<5％粒度：（mm）砾：>1000巨砾、100-1000粗砾、10-100中砾、1-10细砾砂：0.5-1粗砂、0.25-0.5中砂、0.1-0.25细砂粉砂：粗粉砂0.05-0.1、细粉砂0.01-0.05粘土：泥<0.01油田分类：>10*108t特大型油田；>1*108t大型油田；0.1-1*108t中型油田；<0.1*108t小型油田>500*108m3特大型气田；300-500*108 m3大型气田；50-300*108 m3中型气田；<50*108 m3小型气田储量丰度：指油（气）藏单位含油（气）面积范围内的地质储量（单位油104t/Km2，气108m3/Km2）油藏：高丰度（>300）、中丰度（100-300）、低丰度（50-100）、特低丰度（<50）气藏：高丰度（>10）、中丰度（2-10）、低丰度（<2）产量划分：千米井深稳定日产油量>15t高产油田、5-15t中产油田、<5t低产油田千米井深稳定日产气量>10*104m3高产气田、3-10*104m3中产气田、<3*104m3低产气田水淹级别的划分：根据计算出的产水率Fw判别水淹层和水淹级别。
讲座1—稠油热采技术
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前
言
世界上稠油资源极其丰富，其地质储量远超过常 规原油的储量。据美国能源部估计，全世界稠油的潜 在储量是已探明常规原油地质储量（4200亿吨）的6 倍（15500亿吨），这些将成为21世纪石油的重要来 源。 稠油分布十分广泛，主要集中在美国、加拿大、 委内瑞拉和前苏联，我国稠油的储量在世界上居第七 位。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 中国石油
四、稠油热力开采方法
相对渗透率变化
3)注蒸汽热采增产机理
注入蒸汽后，砂粒表面的沥青胶质性油膜破坏，润湿性 改变，油层由原来亲油或强亲油，变为亲水或强亲水。在同 样水饱和度条件下，油相渗透率增加、水相渗透率降低，束 缚水饱和度增加。模拟试验证明，对2000mP· s油藏注入0.5 倍孔隙体积的250℃蒸汽后，含油饱和度可由65.5%下降到 18.1%，驱油效率可达72.2%。
分能源（燃料油和电）为代价，各种各样的节能技术，如热电联供， 原煤的地下煤气化，劣质煤的流化床燃烧技术等相继运用于热采 工艺，能降低热采成本，使之更具吸引力。
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世界各国稠油热采年产量
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三、热力采油发展历史
国外
据文献调研，早在1931年，在美国德克斯加洲油田注 蒸汽，揭开了热了采油的历史，但真正工业化应用是在 1960年以后才大规模发展起来，70-80以后开始实施蒸汽 吞吐转蒸汽驱。 1960年委内瑞拉Mene Crande油田在进行蒸汽驱先导
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四、稠油热力开采方法
2)开发特征
吞吐生产末期(6一8周期)，此时产液量减少，地下 存水增加，地层亏空减少，甚至不亏空，地层压力
由最低开始回升，此时单井日产很低，综合含水大
幅度上升，最高可达80%以上，部分井由于汽窜甚 至可能100%含水。 一般而言，由于蒸汽吞吐阶段加热的油藏体积有 限，波及系数不高，其采收率不会高于30%。
稠油开采法
可用下列经验式计算水包油型乳状液的粘度： 可用下列经验式计算水包油型乳状液的粘度：
η=η0ekφ
η— 水包油型乳状液的粘度； 水包油型乳状液的粘度； η —水的粘度； 水的粘度； 水的粘度 0 φ— 油在乳状液中所占的体积分数； 油在乳状液中所占的体积分数； K— 常数，取决于φ， 常数，取决于 ， 当φ＜0.74时，K=7.0； ＜ 时 ； 当φ＞0.74时，K=8.0。 ＞ 时 。 e— 自然对数的底，即2.718。 自然对数的底， 。
从上式可以看出： 从上式可以看出： 1．η与水的粘度有关，而与油的粘度无关。 与水的粘度有关， ． 与水的粘度有关 而与油的粘度无关。 2．η与φ有关，φ增加，η也增加。 有关， 增加 增加， 也增加 也增加。 ． 与 有关 厘泊， 如： 50℃时，η0=0.55厘泊， ℃ 厘泊 若φ=0.70，则K=7.0 ， × ∴η=η0ekφ=0.55×2.1787.0×0.7=73.2厘泊 × 厘泊 若φ=0.80， ， η=η0ekφ=0.55×e0.8×8.0=335.5厘泊 × × 厘泊
可见，要使稠油乳化后能降粘， 可见，要使稠油乳化后能降粘，必要的条件 是要求它乳化成水包油型乳状液 水包油型乳状液， 是要求它乳化成水包油型乳状液，而充分条件 是要求油在乳状液中所占的体积分数不能太大， 是要求油在乳状液中所占的体积分数不能太大， 否则粘度仍很高。 否则粘度仍很高。 稠油乳化降粘可使用活性剂作乳化剂。 稠油乳化降粘可使用活性剂作乳化剂。这些 活性剂的HLB值都在 值都在7-18之间。 之间。 活性剂的 值都在 之间
三、稠油开采中的困难
由于稠油粘度大，流动性差， 由于稠油粘度大，流动性差，这给我们开采稠 油带来了许多困难。 油带来了许多困难。 1 ． 由于油稠， 所以抽油机的负荷就很大， 由于油稠 ， 所以抽油机的负荷就很大 ， 这不仅耗电量大， 而且机械事故如断抽油杆 断抽油杆、 这不仅耗电量大 ， 而且机械事故如 断抽油杆 、 断 悬绳等，也随之增加。 悬绳等，也随之增加。 由于油稠，有时连抽油杆也下不去， 2．由于油稠，有时连抽油杆也下不去，影 响正常生产。 响正常生产。 3．由于油稠，地面管线回压很高，增加了原 由于油稠，地面管线回压很高， 油外输的困难。 油外输的困难。
稠油与高凝油开采技术(6)
大于0.98的原油或称为天然沥青。
2
表8-1 中国稠油分类标准
稠油分类
主要指标
辅助指标
名称 普通稠油
级 别 粘度m Pa.s
相对密度 （20℃）
I
50* （ 或 100 ） ～ 10000
>0.92
I1 亚 类 I2
50*～100* 100*～10000
>0.92 >0.92
特稠油
II
10000～50000
>95
开发方式
可先注水 热采 热采
超稠油
III
天然沥青
>50000
>0.98
热采
注：*指油层条件下粘度，无*指油层条件下脱气油粘度。
3
2、稠油的一般性质 (1)稠油中轻质馏分很少，而胶质沥青含量很多
而且随着胶质沥青含量增加，原油的相对密度 及同温度下的粘度随之增高。
7
3、稠油的热特性 1．粘度对温度的敏感性
原油粘度随温度变化而变化的曲线，称为粘温曲 线。
稠油的粘度随温度变化十分敏感，温度升高，粘度急剧下降。这是稠 油热采的最主要的原理—加热降粘机理，也是决定是否进行热力开采 的基础。
2．热膨胀性
在热力采油过程中，随着油层温度的升高，地下原油、水及岩石都将 产生不同程度的膨胀，为驱动提供能量。当温度由常温升高到200℃ 时，原油体积将增加20%。由此可见稠油的热膨胀性在热采中的作用。
国际标准： 联合国训练署于1981年2月在加拿大召开了关于
重油和沥青砂的标准： (1) 重 油 是 指 在 原 始 油 藏 温 度 下 ， 脱 气 油 粘 度 为 100 ～ 10000mPa.s 或 在 15.6℃(60℉) 及 1 个 大 气 压 条件下密度为934～1000kg/m3。 (2)沥青砂是指在原始油藏温度下，脱气油粘度大 于10000mPa.s或在15.6℃(60℉) 及1个大气压条 件下密度大于1000kg/m3。
稠油开发总结
一、名词解释1.重油：相对密度大于0.92的原油2.稠油：油层条件下年度大于50mpa.s，相对密度大于0.92的高粘度重质原油3.油田开发程序：指油田从详探到全面投入开发的工作顺序。
4.蒸汽的干度：水蒸气的干度是指水蒸气中气相的质量占总质量的比值。
实质一定量的湿饱和蒸汽中所含干饱和蒸汽的百分数。
干度越高，热焓越大，油层加热体积大，增产效果越好。
5.井网密度：平均单井控制的开发面积，常以km2／口表示。
6.合理井网密度：而开发油田的总利润等于总产出减去总投入，总利润是随着井网密度而变化的。
当总利润最大时，就是合理井网密度。
7.极限井网密度：当总的产出等于总的投入时，也就是总的利润等于零时，所对应的井网密度是极限井网密度。
8.蒸汽吞吐：蒸汽吞吐是指在同一口井中，先以较高的速度注入大量的高温（250～350℃）高压湿饱和蒸汽注入油层，然后关井焖井，在焖井数天(2 ～14天)后，然后开井生产，当采油速度低于一定值后再重复开展下一轮次的蒸汽吞吐。
9.含水率：10.蒸汽超覆：指在蒸汽驱过程中，蒸汽和凝结物由于重力分异作用，汽液在油层剖面上产生流速差异的现象。
11.汽油比：指用蒸汽驱开采油藏时，每采出1t原油所需要的蒸汽注入量。
它是评价蒸汽驱采油效果的重要指标。
12.累计汽油比：蒸汽驱达到某一阶段时，累积采出油量与累积注入蒸汽量的比值称为累积汽油比。
13.热载体：指能够携带热量的流体称热载体。
水和蒸汽就是很好的热载体，而蒸汽尤佳。
14.回采水率：指采出水量与注入汽量（水当量）的比值。
15.存水率：指未采出的累积注水量与累积注水量之比。
16.产量自然递减率：指没有新井投产及各种增产措施情况下的产量递减率，它反映油(气)田产量自然递减状况。
17.综合递减率：指包括老井、新井投产及各种增产措施情况下的产量递减率，它反映油(气)田实际产量的递减状况。
18.油气井生产时率：指油（气）井实际开井生产天数与日历时间之比。
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常用概念及参数以及简答题1.采油树规范？答：套管直径177.8mm，油管通径65mm，压力14MPa，温度337 o C，克市机械厂制造。
2.补偿器及其用处？答：门型补偿器：用于注汽干线和集油线；L型补偿器：用于单井管线；球型补偿器：用于井口和注汽干线；半圆型补偿器：用于井口；套管式补偿器：用于集油管线。
3.常用冲程冲次？答：冲程：3 2.5 1.8 1.5 m 冲次：10 7 6 5 4 次/分4.低压交流电电压？答：380V 电机；220V 照明。
5．井口注汽压力，温度，干度？答：压力5.0～11.0MPa；温度295～320o C；干度80%。
6.电流过载保护装置？答：空气开关，热继电器，保险丝。
7.电动机保险丝额定电流应是电机额定电流的几倍？答：1.5～2.5倍。
8.套管伸长不允许超过多少？、答：50cm。
9.天然气的爆炸极限？答：5%～16%。
10.抽油机齿轮箱油面位置应为多少？答：上下放油孔之间。
11.抽油机一保、二保的时间？答：一保为800小时，二保4000小时。
12.高温高压测试包括哪些内容？答：油层压力、油层温度、井温剖面、井温梯度、吸气剖面、井底干度。
13.每次吞吐分几个阶段？答：蒸汽吞吐每一个轮次的循环包括三个步骤：1注汽阶段：将蒸汽按某一定量注入到油藏中去，一般为几天至几十天；2焖井阶段：此阶段为关井热交换反应阶段；3采油阶段即释放阶段：使油井开井生产，采出液体为部分蒸汽凝结水和原油，同时也携带出部分热量，一般为100天左右。
14.蒸汽吞吐的目的是什么？答：吞吐的目的实际上是作为蒸汽驱开采的预处理，要求建立井间热流通道、降低油层压力为转入蒸汽驱开采创造好条件，因此蒸汽驱开采最终才是提高原油采收率的主要手段。
15.蒸汽吞吐过程中汽窜、干扰产生的原因是什么？答：蒸汽吞吐时，由于油层非均质性严重，层理的发育及超破裂压力注汽，使蒸汽及热水沿较高的渗透层进入，形成指进带，此时注汽井周围生产井为压力释放点，当生产井排液时，蒸汽指进带向周围扩展，在注汽井和采油井之间形成热场连通，当产液量、产液温度猛升后就形成了蒸汽的窜扰。
16.如何判断及区别汽窜和干扰？答：判断汽窜和干扰的依据如下：1产液量；2含水率；3产液温度；4注汽井井口压力和温度；5产出水氯离子浓度和矿化度；6井口是否见蒸汽。
干扰现象：一般表现为生产井口产液量急剧上升，产液温度变化不大，干扰前注汽井口压力和温度较高，超过正常注汽压力和温度。
汽窜现象：分为轻度汽窜和严重汽窜，轻度汽窜表现为井产液温度猛升，产液大幅度上升，含水上升，，产出水化验氯离子浓度及矿化度低，注汽压力和温度窜前比窜后有所下降，但井口未见蒸汽；严重汽窜表现为井口产液变化大甚至下降产液温度急剧上升，井口可放出蒸汽，注汽井压力和温度下降。
17.如何处理汽窜和干扰？答：处理办法：1干扰：当发现生产井出现干扰时，应及时停抽，装适当油嘴控制压差生产，并加强对干扰井的检查，直至注汽井焖后开井，再复抽。
2汽窜：当发现生产井有汽窜现象时，应首先检查温度升高，出现蒸汽的原因，检查是否为伴热闸门和高低压总闸门不严造成的窜漏，判断为汽窜后要及时关井，待邻近注汽井焖后开井时与生产井同时开井。
18.我们常见的套管外溢有何特征？答：1注汽时套管外返出一股灰浆后，没有漏气。
2注汽时套管外返出许多灰浆，环形钢板拔出没有漏气。
3注汽时，套管外返出带有硫化氢气味的地层水，有少时漏气。
4注汽时套管外返出大量蒸汽。
19.造成套管外溢的原因是什么？答：形成原因：1固井质量差；2射孔振动大，靠近套管壁的胶结面被震裂；3管理措施不当，如油井激动出砂，油层塌陷；4注汽操作过猛，造成套伸过大，拉开胶结面；5套管损坏或腐蚀。
20.套管外溢如何处理？答：处理办法：1对于特征1、2项可以继续注汽，注完开井口再由钻井单位整改。
2对于特征3、4项需立即停注，再由钻井单位再次挤灰固井或大修固井。
21.现场注汽注不进表现为？答：1井口注汽压力和配汽间平衡；2井口温度降低或注后温度下降到正常温度以下（240o C）；22．注不进的原因是什么？答：1油井注汽管线冻堵；2井口采油树冻或闸门坏；3井筒中死油堵；4抽油杆或者柱塞脱扣；5油层压力及注入量达到饱和；6油层发育差，不吸气或吸气差；7注入压力偏低。
23.注不进的处理办法？答：1打开套管让蒸汽循环或压风吹扫井筒；2脱扣应检泵；3解冻或更换闸门；4提高注入压力。
24.稠油油藏的地质特点有哪些？答：1分布面积广，油藏埋藏浅；2剖面上含油层位单一，储层物性好；3原油性质普遍具有三高四低的特点:a 三高：胶质含量高；酸值高；原油粘度高。
b四低：含蜡量低；含硫量低；凝固点低；沥青质含量低；4地层压力及温度低，溶解气气量小，常规开采能力差。
25.稠油吞吐开采注汽期地质资料的录取有哪些要求？答：1注汽时间及停注原因；2井口注汽压力、温度每班录取两次，每天不少于四次；3配汽间压力、温度每班录取两次，每天不少于四次；4蒸汽计量卡片每天连续24小时录取；5注汽过程中出现异常情况必须在报表上反映清楚，如：仪表不能计量、套外溢、注不进、未注成原因等。
26.稠油吞吐开采焖井期地质资料录取有哪些？答：1焖井起止时间及焖井累积时间；2井口压力变化每班录取两次，每天不少于四次；3焖井过程中有异常变化要反映在报表上。
27.稠油吞吐开采自喷期地质资料录取有哪些？答：1油井开井时间、生产时间及关井原因；2油嘴及变动情况；3井口出液温度每班录取两次，每天不少于四次；4井口油压、套压每班录取两次，每天不少于四次；5计量取样：焖开井连续5天计量、取样，正常后每三天计量取样一次，不正常井加密取样计量；6自喷期中有异常变化要反映在报表上及时处理。
28.稠油吞吐开采抽油期地质资料录取有哪些？答：1抽油井生产时间及关井原因；2工作制度（冲程、冲数）及更改情况；3井口出液温度每班录取两次，每天不少于四次；4每天如有各种措施记录清楚，如压风、调参、碰泵等；5计量取样：5吨以下的井每五天计量取样一次，5吨～10吨的井每四天计量取样一次，10吨以上的井每三天计量取样一次，受汽窜干扰或其他原因造成的关井停抽、复抽均应加密计量一次，各种措施开井后连续三天计量取样。
29.蒸汽吞吐开发指标有哪些？答：1周期有效生产天数：指每一个轮次的累积天数；2周期产油量：指每一个轮次的累积产油量，是本轮次开始到转下轮前的累积数；3平均单井日产量：指周期产油量与周期有效天数的比值；4油气比：指周期产油量与周期注汽量的比值;5吞吐采出程度：指蒸汽吞吐阶段周期产油量与动用地质储量的比值百分数。
30.影响热采效果主要地质参数是哪些？答：1原油粘度；2原油比重；3油藏埋藏深度；4孔隙度；5渗透率；6原始含油饱和度；7油层厚度；8净砂比；9储量系数。
31.影响蒸汽吞吐效果的注汽参数有那些？答：1注汽压力；2注汽温度；3注汽干度；4注汽速度；5每米油层周期注汽量； 6焖井天数。
32..吞吐期采油生产特点有哪些？答： 1生产的周期性：需吞吐5～6轮。
2生产的不稳定性：在吞吐阶段的每个周期，单井产液初期产量变化大，峰值生产时间短，中期较稳定，后期产量低，管理难度大，一般产量由大变小，递减速度快与稀油相比稳定性差。
3管理上的复杂性：虽然稠油生产有一定的规律可循，但由于粘度随温度的影响而地层注入热量决定了温度的变化，因此温度随时在变化，油井的生产动态也在变，生产中的油井受各种因素影响出现的问题也较多，使得管理上投入的精力也很大。
33. 蒸汽吞吐抽油阶段“三期”特征及管理要求是是什么？答：稠油油层供油状况和原油在井筒中的流动性能与原油温度变化有关，抽油阶段以原油井口井口流动温度为依据可划为三个阶段：1、初期阶段：井口温度80o C以上，特点：供液能力强，原油温度高，抽油机负荷小，原油产量高，含水下降快。
本阶段的生产时间和累积采油量与总注气量及蒸汽质量密切相关，是夺取高产的最好时机，此阶段应注意三个问题：a.要有良好的泵况，因此要保证注汽前后下泵的质量。
b.要选择合理的抽吸参数和防冲距，一般原则是长冲程，快冲数，10～15cm防冲距，同时防冲距要根据产量变化多调整。
c.挂泵后防止盘根刺漏损失热量，挂泵前温度不能太高，不超过80o C，盘根盒下部要用石墨盘根。
2、中期阶段：井口温度在40～80o C，特点：动液面开始下降，但仍有充足的供热能力，产量较高，含水很低，原油粘度随温度的下降而增大，抽油机负荷也随着逐渐上升，这段时间很长，也是拿产量的好时机。
这个阶段要注意：a.检测泵况及动液面的变化，要保持泵的正常工作。
b.要加强资料的录取，取全取准各项资料。
c.掌握动态及时对油井变化进行分析，d.发现问题及时采取措施保证油井正常生产。
3、后期阶段：井口温度在40o C以下，这个阶段为抽油生产的困难时期，随之会出现光杆打架、断、脱、电机烧坏等等现象，影响油井生产。
特点：a.油层供液能力变差，随着热量的大部分采出，油层温度已很低，原油流动性变差，动液面不断下降。
b.抽油机负荷变重，易出现烧电机或悬绳器断等。
c.生产条件变坏，井下故障也增多，经常出现断脱等现象抽油机停抽后再起动十分困难可能出现光杆打架。
34.转轮注汽应具备什么样的条件？答：1必须用采两用泵；2泵况正常;3加石墨盘根；4装16MPa耐温压力表和温度计；5井口紧固法兰螺丝；6井口设备完好。
35.双管井的作用是什么？答：下双管井的均为地质动态检测井，一般安装带φ60.3mm主管×φ60.3mm附管的双管井口，主管带着普通抽油泵，附管带下规喇叭口完井在油层上部3～5m，主管下入深度大于附管，以便于井下测试的顺利进行，同时也便于井下伴热。
36.什么是转轮注汽？开发指标上有什么要求？答：1转轮注汽是指一个吞吐轮次结束后转入下一个轮次注汽。
2开发指标上转轮注汽必须是周期生产天数，周期产油量，平均单井日产，油气比达到要求，转前产量低于废弃产量才允许转轮注汽。
37.蒸汽吞吐抽油井调参指哪些方面？答：指改变抽油井三个参数：冲程、冲数、泵径的措施。
38.光杆打架的原因是什么？答：油井生产进入吞吐末期，随着产出液量和热量的下降，油层温度下降，原油粘度升高，使得杆柱下行阻力增大，当粘度下降到一定程度后，由于杆柱下行运行无法克制高粘度的原油对杆柱的摩阻，出现下行与抽油机悬绳器运动不同步的现象，称光杆打架。
39.抽油机井下故障有哪几种？答：一般分为：1漏失；2杆脱；3柱塞脱；4杆断；5泵脱；6衬套乱；7泵卡；8油管脱。
40．井下作业分为哪几种类型？答：1 检泵：断脱、漏失、解卡检泵等。
2新投：新井射孔。
3转抽：光油管井下泵；4维修：井口采油树严重漏气、损坏、不正常。
5下注汽结构：一般指转汽驱井。