稠油油藏评价与开发

稠油油藏评价与开发

石油资源的日益减少、能源价格的持续走高促使一些石油公司投资稠油开发，补充石油储量。稠油开发在流体分析和提高采收率方面都给我们带来新的挑战和困难，然而通过采用新技术以及对常规油藏开发方法进行改进能够实现对稠油油藏的有效开发。

Hussein Alboudwarej Joao ( John ) Felix Shawn Taylor

加拿大艾伯塔省埃德蒙顿Rob Badry Chad Bremner Brent Brough Craig Skeates

艾伯塔省卡尔加里Andy Baker Daniel Palmer Katherine Pattison

美国阿拉斯加州Anchorage Mohamed Beshry Paul Krawchuk

道达尔勘探与生产（加拿大）公司艾伯塔省卡尔加里George Brown 英国南安普敦

Rodrigo Calvo

Jesús Alberto Cañas Triana 巴西Macaé

Roy Hathcock Kyle Koerner Devon 能源公司

美国得克萨斯州休斯敦Trevor Hughes 英国剑桥Dibyatanu Kundu 印度孟买

Jorge López de Cárdenas 得克萨斯州休斯敦Chris West

BP 勘探（阿拉斯加）公司阿拉斯加州Anchorage

在编写本文过程中得到以下人员的帮助，谨表谢意：印度尼西亚雅加达的 Cosan Ayan ；印度孟买的 Hany Banna ；加拿大艾伯塔省Fort McMurray 的Syncrude 加拿大有限公司的Teresa Barron ；艾伯塔省卡尔加里大学的 Celine Bellehumeur ，Jonathan Bryan 和Apostolos Kantzas ；休斯敦Shell Global Solutions （美国）的Sheila Dubey ；加拿大安大略省Waterloo 大学的Maurice Dusseault ；英国Gatwick 的Joelle Fay ；得克萨斯州Rosharon 的Abul Jamaluddin ；美国康涅狄格州Ridgefield 的Robert Kleinberg ；卡尔加里的David Law 和Allan Peats ；休斯敦Devon 国际能源公司的Trey Lowe ；休斯敦的 David Morrissey 和 Oliver Mullins 以及得克萨斯州Sugar Land 的Tribor Rakela 和Ricardo Vasques 。AIT （阵列感应测井仪），CMR-200（组合式核磁共振测井），DSI （偶极横波成像仪），Hotline ，LFA （实时流体分析模块），MDT （模块式地层动态测试器），PhaseTester ，Platform Express ，Quicksilver Probe ，REDA ，VDA （粘弹性转向酸）和Vx 等是斯伦贝谢公司的商标。

THAI （完全空气注入法）是Archon 技术有限公司

的商标。

>全球石油资源。稠油、超稠油和沥青大约占了全球石油总资源（9－13万亿桶）的70%。

世界上大部分石油资源属于开采和炼制难度大且成本高的稠油。一般来说，原油越稠，其经济价值就越低。经过简单炼制蒸馏获得的低密度短链碳氢化合物价值最高。稠油中金属和其它元素的含量较高，需要投入更多的成本来提取有用产品，除去杂质。

在石油需求强劲、油价高企、常规原油产量下降的背景下，石油工业在全球许多地方的重点正在转向稠油开采。API 重度等于或小于22.3˚的原油定义为稠油[1]。API 重度等于或小于10˚的原油定义为超稠油，因为它们的密度比水还大。相比之下，诸如布伦特原油或西得克萨斯中质原油之类的常规原油的API 重度为38˚ 到 40˚。

虽然原油的密度对于评价资源价值和评估炼制产品和成本来说是个相当重要的参数，但最能影响产能和采收率的流体性质是原油粘度。粘度越大，越难开采。密度和粘度之间没有一个标准的关系式，“重油”和“稠油”这两个词可以互换使用，这是由于重油一般来说比常规原油粘度大。常规原油的粘度范围在1厘泊（cP ）（0.001 Pa.s ）到10cP （0.01 Pa.s ）之间。水的粘度为1 cP ，而稠油和超稠油的粘度范围从不到20cP （0.02 Pa.s ），到大于100万cP （1000Pa.s ）。粘度最大的碳氢化合物是沥青，在室温下呈固态，通过加热很容易变软。

由于稠油价值较低，开采和炼制难度比常规原油大，那么为什么油公司会有兴趣集中资源力量来开采它？首先来回答问题的第一部分，在当前的经济环境下，许多稠油油藏的开发具有经济价值；对于问题的第二部分的回答是，这些稠油资源相当丰富。全球石油资源大概是9－13万亿桶（1.4－2.1万亿米3），常规原油只占其中的大约30%，其余都是稠油、超稠油和沥青（右上图）。

1.API 重度计算利用脱气原油比重的地面测量

值。将 60˚F 时的比重（S.G.）转换为API 重度的公式：API 重度 =（141.5/S.G.）- 131.5。Conaway C: The Petroleum Industry : A Nontechnical Guide 。Tulsa ：Pennwell 出版公司，1999

年。

>世界上最大的稠油沉积盆地之一的地质背景。在造山运动时期，由于地壳在山脉前弯曲形成前陆盆地，盆地中的海相沉积（紫色）变成烃类源岩（深褐色），烃类沿上倾方向上倾运移到从新形成的山脉上剥蚀下来的沉积物（橙色）中。在这些相对较浅的沉积环境中的微生物将原油生物降解，形成稠油和沥青，在上覆地层厚度小于50米（164英寸）的地方，可以从地表开采沥青。

稠油将在未来的石油工业中扮演一个重要的角色，现在许多国家正转向稠油开发来增加产量、更新储量评估、测试新技术、投资基础设施建设，使其稠油资源的开发不至于落后。本文论述了稠油油藏是如何形成的，以及它们又是怎样被开发利用的。这其中重要的是稠油开发方式的选择、流体样品的井下和实验室分析、试井和完井，以及稠油开发过程的监测。

大型稠油油藏的形成

在全球6－9万亿桶（0.9－1.4万亿米3）的稠油、超稠油和沥青储量中，最大的储集层都具有相似的地质背景，它们是被圈闭在前陆盆地侧翼上的超大型浅层沉积。前陆盆地是在造山运动时期地壳下拗形成的巨型坳陷，盆地中的海相沉积变成烃类源岩，烃类沿上倾方向运移到从新形成的山脉上剥蚀下来的沉积物中（下图）。这些新的沉积物通常缺少封闭的盖层。在这些浅层沉积物中，烃类被生物作用降解。