对稠油开采几种主要技术分析
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参考文献 [1] 王 乃 举 ． 中 国 油 藏 开 发 模 式·总 论 [M]． 北 京 ：石 油 工 业 出 版 社 ， 1999：275～281
284 企业导报 2012 年第 12 期
技术市场
对稠油开采几种主要技术分析
wk.baidu.com
孔卫杰
（河南油田采油一厂，河南 南阳 473000）
一、热采技术 注蒸汽热采的开采机理主要是通过加热降粘改善流变性， 高温改善油相渗透率以及热膨胀作用、蒸汽（热水）动力驱油作 用、溶解气驱作用。当油、水总蒸汽压等于或高于系统压力时， 混合物将沸腾，使原油中轻组分分离，即为蒸馏作用。蒸馏作用 引起混合液沸腾产生的扰动效应能使死孔隙中的原油向连通 孔隙中转移，从而提高驱油效率。高温水蒸气对稠油的重组分 有热裂解作用，即产生分子量较小的烃类。在蒸汽驱过程中，从 稠油中馏出的烃馏分和热裂解产生的轻烃进入热水前沿温度 较低的地带时，又重新冷凝并与油层中原始油混合将其稀释， 降低了原始油的密度和粘度，形成了对原始油的混相驱。注蒸 汽热采的乳化驱作用同样很有意义，蒸汽驱过程中，蒸汽前沿 的蒸馏馏分凝析后与水发生乳化作用，形成水包油或油包水乳 化液，这种乳化液比水的粘度高得多。在非均质储层中，这种高 粘度的乳状液会降低蒸汽和热水的指进，提高驱油的波及体 积。热采井完井时的主要问题是，３６０℃高温蒸汽会导致套管发 生断裂和损坏。为此，采用特超稠油 ＨＤＣＳ 技术，将胶质、沥青质 团状结构分解分散，形成以胶质沥青质为分散相、原油轻质组 分为连续相的分散体系。 二、出砂冷采 １９８６ 年，为了降低采油成本，提高稠油开采经济效益，加拿 大的一些小石油公司率先开展了稠油出砂冷采的探索性矿场 试验。到 ９０ 年代中期，稠油出砂冷采已成为热点，不注热量、不 防砂，采用螺杆泵将原油和砂一起采出。文献指出，螺杆泵连续 抽吸避免了稠油网状结构的恢复，稠油形成稳定的流动地带， 在油带前缘，油滴被启动而增溶到油带中，因此，油带具有很好 的流动能力，表现到生产上就是含水下降。而抽油泵的脉动抽 吸，使得地层孔隙中的油流难以形成连续流，水相侵入到油流 通道，微观上表现为降低了油滴前后的压差，油滴更难启动。稠 油出砂冷采技术对地层原油含有溶解气的各类疏松砂岩稠油 油藏具有较广泛的适用性，它通过使油层大量出砂形成蚯蚓洞 和形成稳定泡沫油而获得较高的原油产量。形成地层中“蚯蚓 洞”，可提高油层渗透率；形成泡沫油，则给油层提供了内部驱 动能量。 三、加降粘剂 据研究，乳化液在孔隙介质中的流动过程是一个复杂的随 机游走过程，降低界面张力、提高毛管数可改善稠油油藏开发 效果。向生产井井底注入表面活性物质，降粘剂在井下与原油 相混合后产生乳化或分散作用，原油以小油珠的形式分散在水 溶液中，形成比较稳定的水包油型乳状液体系。比较常用的有 ＧＬ、ＨＲＶ－２、ＰＳ、碱法造纸黑液、ＢＭ－５、ＤＪＨ－１、ＨＧ 系列降粘剂。鲁克
沁油田通过加强化学吞吐油井化学降粘、化学吞吐、蒸汽吞吐、 天然气吞吐等技术现场攻关试验，形成超深稠油开发技术路 线。
四、电加热 采用电热采油工艺开采稠油、超稠油，在技术上是成熟的。 对于远离油田基地的中小规模稠油油藏，由于其面临的主要开 发瓶颈主要来自地面稠油的输送加热、降粘、脱水工艺等。因此 笔者建议开展地下稠油变稀油技术攻关，将稠油开发转化为稀 油开发问题。当然这存在比较突出的成本问题：电热采油工艺 单井平均加热功率 ８０ｋＷ·ｈ，日耗电费约 １０００ 元。 五、掺稀油开采 掺稀油降粘是开采稠油的一种有效的方法，其优点是不伤 害油层，不像掺活性水降粘开采，掺水后的油水混合液要到联 合站去脱水，脱下的水还要解决出路问题，增加了原油生产成 本。 六、微生物驱油 微生物驱油技术是通过细菌在油藏环境中繁殖、生长、代 谢，利用细菌对原油的降解作用，产生的代谢产物使固液界面 性质、渗流特性、原油物化性质发生变化，提高洗油效率。微生 物作用可降低原油高碳链烃含量，降低原油粘度。美国密苏里 大学在 ２００２～２００４ 年开展了浅层重油的微生物采油技术研 究；２００５ 年，微生物采油技术列入中国“９７３”科技项目。 七、地热辅助采油技术 地热采油是利用地热资源，以深层高温开发流体（油、气、 水及其混合物）将大量的热量带人浅油层，降低原油粘度，提高 原油流动能力。为了减少热损失，最好不进行油、气、水分离，而 且不经过地面，直接注入目的油层。 八、结语 （１）稠油因粘度高而开采难，随着中国节能减排力度的加 大，建议推广微生物驱油、掺稀油开采和多分支水平井开采技 术。如今稠油冷采已形成成熟技术，而实际应用规模还较小，这 一状况亟需改变。（２）地热采油方法原理简单、易于实现，广泛 适用于各类油藏，安全、节能、环保、试验。（３）井下稠油变稀油。 建议开展地下稠油变稀油技术攻关，将稠油热采和稠油炼制两 大成熟技术集成起来，在油田井底实现炼油厂的稠油预处理过 程，将稠油开采难题转化为稀油开采问题，从而大幅提高稠油 产能和最终采收率。
284 企业导报 2012 年第 12 期
技术市场
对稠油开采几种主要技术分析
wk.baidu.com
孔卫杰
（河南油田采油一厂，河南 南阳 473000）
一、热采技术 注蒸汽热采的开采机理主要是通过加热降粘改善流变性， 高温改善油相渗透率以及热膨胀作用、蒸汽（热水）动力驱油作 用、溶解气驱作用。当油、水总蒸汽压等于或高于系统压力时， 混合物将沸腾，使原油中轻组分分离，即为蒸馏作用。蒸馏作用 引起混合液沸腾产生的扰动效应能使死孔隙中的原油向连通 孔隙中转移，从而提高驱油效率。高温水蒸气对稠油的重组分 有热裂解作用，即产生分子量较小的烃类。在蒸汽驱过程中，从 稠油中馏出的烃馏分和热裂解产生的轻烃进入热水前沿温度 较低的地带时，又重新冷凝并与油层中原始油混合将其稀释， 降低了原始油的密度和粘度，形成了对原始油的混相驱。注蒸 汽热采的乳化驱作用同样很有意义，蒸汽驱过程中，蒸汽前沿 的蒸馏馏分凝析后与水发生乳化作用，形成水包油或油包水乳 化液，这种乳化液比水的粘度高得多。在非均质储层中，这种高 粘度的乳状液会降低蒸汽和热水的指进，提高驱油的波及体 积。热采井完井时的主要问题是，３６０℃高温蒸汽会导致套管发 生断裂和损坏。为此，采用特超稠油 ＨＤＣＳ 技术，将胶质、沥青质 团状结构分解分散，形成以胶质沥青质为分散相、原油轻质组 分为连续相的分散体系。 二、出砂冷采 １９８６ 年，为了降低采油成本，提高稠油开采经济效益，加拿 大的一些小石油公司率先开展了稠油出砂冷采的探索性矿场 试验。到 ９０ 年代中期，稠油出砂冷采已成为热点，不注热量、不 防砂，采用螺杆泵将原油和砂一起采出。文献指出，螺杆泵连续 抽吸避免了稠油网状结构的恢复，稠油形成稳定的流动地带， 在油带前缘，油滴被启动而增溶到油带中，因此，油带具有很好 的流动能力，表现到生产上就是含水下降。而抽油泵的脉动抽 吸，使得地层孔隙中的油流难以形成连续流，水相侵入到油流 通道，微观上表现为降低了油滴前后的压差，油滴更难启动。稠 油出砂冷采技术对地层原油含有溶解气的各类疏松砂岩稠油 油藏具有较广泛的适用性，它通过使油层大量出砂形成蚯蚓洞 和形成稳定泡沫油而获得较高的原油产量。形成地层中“蚯蚓 洞”，可提高油层渗透率；形成泡沫油，则给油层提供了内部驱 动能量。 三、加降粘剂 据研究，乳化液在孔隙介质中的流动过程是一个复杂的随 机游走过程，降低界面张力、提高毛管数可改善稠油油藏开发 效果。向生产井井底注入表面活性物质，降粘剂在井下与原油 相混合后产生乳化或分散作用，原油以小油珠的形式分散在水 溶液中，形成比较稳定的水包油型乳状液体系。比较常用的有 ＧＬ、ＨＲＶ－２、ＰＳ、碱法造纸黑液、ＢＭ－５、ＤＪＨ－１、ＨＧ 系列降粘剂。鲁克
沁油田通过加强化学吞吐油井化学降粘、化学吞吐、蒸汽吞吐、 天然气吞吐等技术现场攻关试验，形成超深稠油开发技术路 线。
四、电加热 采用电热采油工艺开采稠油、超稠油，在技术上是成熟的。 对于远离油田基地的中小规模稠油油藏，由于其面临的主要开 发瓶颈主要来自地面稠油的输送加热、降粘、脱水工艺等。因此 笔者建议开展地下稠油变稀油技术攻关，将稠油开发转化为稀 油开发问题。当然这存在比较突出的成本问题：电热采油工艺 单井平均加热功率 ８０ｋＷ·ｈ，日耗电费约 １０００ 元。 五、掺稀油开采 掺稀油降粘是开采稠油的一种有效的方法，其优点是不伤 害油层，不像掺活性水降粘开采，掺水后的油水混合液要到联 合站去脱水，脱下的水还要解决出路问题，增加了原油生产成 本。 六、微生物驱油 微生物驱油技术是通过细菌在油藏环境中繁殖、生长、代 谢，利用细菌对原油的降解作用，产生的代谢产物使固液界面 性质、渗流特性、原油物化性质发生变化，提高洗油效率。微生 物作用可降低原油高碳链烃含量，降低原油粘度。美国密苏里 大学在 ２００２～２００４ 年开展了浅层重油的微生物采油技术研 究；２００５ 年，微生物采油技术列入中国“９７３”科技项目。 七、地热辅助采油技术 地热采油是利用地热资源，以深层高温开发流体（油、气、 水及其混合物）将大量的热量带人浅油层，降低原油粘度，提高 原油流动能力。为了减少热损失，最好不进行油、气、水分离，而 且不经过地面，直接注入目的油层。 八、结语 （１）稠油因粘度高而开采难，随着中国节能减排力度的加 大，建议推广微生物驱油、掺稀油开采和多分支水平井开采技 术。如今稠油冷采已形成成熟技术，而实际应用规模还较小，这 一状况亟需改变。（２）地热采油方法原理简单、易于实现，广泛 适用于各类油藏，安全、节能、环保、试验。（３）井下稠油变稀油。 建议开展地下稠油变稀油技术攻关，将稠油热采和稠油炼制两 大成熟技术集成起来，在油田井底实现炼油厂的稠油预处理过 程，将稠油开采难题转化为稀油开采问题，从而大幅提高稠油 产能和最终采收率。