稠油热采及水平井注汽ppt课件
合集下载
稠油热采开发技术(ppt)
稠油资源分布
稠油资源主要分布在北美 的加拿大、中国、委内瑞 拉、俄罗斯等地。
稠油资源储量
全球稠油资源储量巨大， 但分布不均，主要集中在 加拿大的阿尔伯塔省和中 国的克拉玛依油田。
热采开发技术的定义与特点
热采开发技术定义
热采开发技术是一种利用热能将 稠油资源转化为可流动状态，然 后进行开采的技术。
热采开发技术特点
率的稠油开采方法。
原理
火烧油层法通过向油层注入空气 或氧气，并点燃油层中的轻质组 分，使燃烧反应持续进行。燃烧 过程中产生的高温高压气体推动
原油流向生产井。
适用范围
火烧油层法适用于粘度高、油层 厚度大、渗透率较高的稠油油藏。 该方法可以提高采收率，但开采 过程中需要严格控制火势和燃烧
条件。
热水驱法
投资回报低
由于技术难度和开采效率问题，稠油热采项目的 投资回报率较低。
市场风险
受国际油价波动的影响，稠油热采项目的经济效 益面临较大的市场风险。
环境挑战
排放控制
稠油热采过程中会产生大量的废气和废水，需要严格的排放控制 措施。
生态保护
稠油热采活动可能对周边生态环境造成一定的影响，需要采取生态 保护措施。
案例二：某油田的蒸汽驱项目
蒸汽驱是一种更为先进的稠油热 采技术，通过向油藏注入高温蒸 汽，将稠油驱赶到生产井，进一
步提高采收率。
某油田的蒸汽驱项目实施过程中， 通过优化注汽参数、改善井网布 置等方式，提高了蒸汽驱的开发
效果和经济性。
该项目的成功实施表明，蒸汽驱 技术适用于大规模稠油油藏的开 发，为类似油田的开发提供了有
其降粘并提高流动性。
采收和运输
通过采油树和采油管线将稠油 采出地面，并进行必要的处理
稠油热采基础知识PPT课件
1.蒸汽吞吐
加热降粘，改善流变性
1.蒸汽吞吐
相对渗透率变化
在高温润湿性试验中，普遍的规律是随着温度的升高， 岩心润湿性由亲油转向亲水，由弱亲水转向强亲水。其主 要原因是稠油中的胶质、沥青质等极性物质含量较多。
1.蒸汽吞吐
相对渗透率变化
随温度升高束缚水饱和度增加，残余油饱和度降低。
端点值 120℃ 160℃ 200℃
10000 50 ＊ ～150 ＊ 150 ＊ ～10000 10000～50000
＞ 50000
辅助指标 相对密度(20℃),g/cm3
开采方式
＞0.9200
＞0.9200 ＞0.9200 ＞0.9500
可以先注水 热采 热采
＞0.9800
热采
＊指油藏温度条件下粘度，无＊是指油层温度下脱气油粘度
三、热力采油发展历史
1.蒸汽吞吐
✓ 注汽时，地层分为三个带： 蒸汽带、热水带和冷水带
✓ 非稳定渗流：包括流体渗 流、传热等过程
1加热降粘
4、岩石骨架 受热膨胀 压缩孔隙
6、乳化作用 提高波及体积
提高稠油 采收率
3、流体受热膨胀 弹性能量增加
5稠油高温裂解 蒸馏、稀释及 混相驱作用
四、稠油热力开采方法及筛选标准
蒸汽发生器
井口补偿器
蒸汽吞吐是先将 高温高压湿蒸汽注入 油层，对油井周围油 层 热加后加热带开热井蒸降汽采粘凝油，结。带焖井蒸汽换带
油层
隔隔热隔热热油油油管管管 井井下下井热下补胀补补偿偿器偿器器
热注汽采封封隔器隔器 井井下下井汽下汽水汽分水水分离分离器器离器 热注汽采注封汽封隔封器隔隔器 器
胜利采油厂
S3XR18
2004年热采方案新井 2005年南扩方案新井 2005年南扩补充方案新井
稠油热采及水平井注汽
中国石油
3.稠油开采技术状况
（8）化学吞吐
向稠油油藏中注入化学药剂即吞吐液，通过吞吐液在油层中分
散，将稠油乳化成为水包油乳状液，改变稠油的流动性，提高地层
渗透率，增加原油的流动能力。
（9）磁降凝降粘技术
当原油通过磁场时，诱导磁距的产生破坏了石蜡分子结晶时的定
向排列，破坏和延长蜡晶的生成，起到防蜡降凝的作用。同时，磁化 作用破坏了原油各烃类分子间的作用力，使分子间的聚合力减弱，从
而使原油的粘度降低，流动性增强。
中国石油
3.稠油开采技术状况
（10）超声油采油技术
通过声波处理生产油井、注水井的近井地带。使地层中流体 的物性及流态发生变化,改善井底近井地带的流通条件及渗透性。
（11）地震采油技术
①震动可以降低原油粘度机械波使孔隙里的原油连续不断地受
到拉伸和压缩，破坏了原油的流变结构，使原油粘度降低。
降凝机理
加入适量表面活性剂，当油井出油温度降低到某值，蜡晶刚形
成时，可阻止蜡晶分子集合体间相互粘接，防止生成连续的结晶网， 降低高凝稠油的凝点，有利于油蜡水分子集合体通过岩石孔隙。
中国石油
3.稠油开采技术状况
（5）冷采技术
①大量出砂形成“蚯蚓洞网络”, 储层孔隙度从30% 提高到 50% 以上, 渗透率提高几十倍, 极大地提高了稠油在油层中的渗流 能力。 ②出砂冷采井中的稠油通常都溶解一定量的天然气。当压力不 断下降时, 气泡不断变大。这时, 这些气泡形成一个“内部驱动 力”, 驱动砂浆由地层向井筒流动。使原油密度变得很低，从而使 粘度很大的稠油得以流动。 ③由于油层中产出大量砂粒, 使油层本身的强度降低，在上履 地层的作用下，油层将发生一定程度的压实作用，使孔隙压力升高，
稠油热采及水平井注汽 ppt课件
发展中的稠油开采技术
发展技术 始用时间
发明国家/人
开采机理
磁降凝降粘 20世纪60 前苏联 年代
靠地层压力或机械力量使原油沿油管向上流动， 当温度下降到凝点时，出现结蜡现象，磁化作用 产生诱导磁距，抑制蜡晶形成，降低原油的粘度
声波采油
20世纪90 前苏联 年代
通过声波处理使流体的物性及流态发生变化，改 善井底近井地带的流通条件及渗透性，使停喷、 低产井提高产能。
油
采出。
开
冷采
20世纪80年 出砂形成蚯蚓洞渗透率提高，油层 加拿大发明，现在主要应用在加拿 代中期 中溶解气析出驱油同时油层大量出 大及委内瑞拉地区效果较好
采
砂，发生压实作用使驱动能量增加。
技
表面活性 20世纪20年 改变岩石的润湿性，改变油水界面 研究较早，50年代美国和苏联相继
术
剂
代
的粘度，但产生超低的油水驱替液 进行了试验，70年代后达到了高峰。
中国石油
第二部分 稠油注蒸汽开采技术
第二部分 稠油注蒸汽开采技术
中国石油
1 稠油分类
1982年2月在第二届国际重油及沥青砂学术会议上提出了统一的定 义和分类标准。
重质原油是指在原始油藏温度下，脱气原油粘度为100-10000mPa.s或 在60℉ （ 15.6℃ ）及在大气压下的密度为934 ～ 1000kg/m3的原油。
地震采油
20世纪60 前苏联 年代
通过研究天然地震的弹性波及传播规律，运用人 工振动设备提高原油采收率。
蒸汽辅助重 1994年 力泄油技术
Bulter等人
在接近油柱底部油水界面以上钻水平生产井，蒸 汽通过井上方与平行的水平井持续注入，形成蒸 汽室。蒸汽凝析水和被加热的原油在重力驱替下 产出。
采油工程PPT第一章.ppt
p wf
pr qL
JL
当 时 qb qL qomax
p wf
f w
pr
qL JL
0.1251
fw pb
81 80 qL qb qomax qb
1
当 时 qomax qL qLmax
概述
• 采油工程
为采出地下原油，采用的各项工程技术措施的总 称。采油工程在石油工程中处于核心地位。
• 主要任务
根据油田开发要求，科学地设计、控制和管理生 产井和注入井，通过采取一系列措施，以达到经济有 效地提高油井产量和原油采收率、合理开发油藏的目 的。
• 课程特点
综合性、实践性、工艺性强。
油井生产系统
qV
Jo pb 1.8
68.35(m3
/d)
q0max qb qV 115 .67(m3 / d )
(3) 计算pwf=15 MPa及7 MPa时产量 pwf=15>pb，位于直线段：
qo Jo pr pwf 28.39(m3 / d)
pwf=7<pb，位于曲线段：
qo
qb qV 1 0.2
qotest
qb
qv
1
0.2
pwftest pb
0.8
pwftest pb
2
qb Jo ( pr pb )
qv Jo pb 1.8
Jo
pr
qb
qotest
pb
1 0.2
pwftest
1.8
pb
0.8
pwftest pb
2
例1-3
已知： pr=18MPa，pb=13MPa pwftest=9MPa，qotest=80m3/d。
稠油开采技术ppt课件
① 由轻质组分（饱和烃、芳香烃）和重质组分（胶质、沥青 质）组成。稠油重质组分多，轻质组分少；
② 稠油中的S、O、N等原子含量较多； ③ 稠油金属元素含量较多； ④ 稠油因重质组分含量高导致密度较大； ⑤ 稠油含蜡量较低，凝固点一般较低。
石油胶体模型
分散相是以沥青质 为核心，以附于胶 质溶剂化层而构成 的胶束。
第一节 稠油概述
4、稠油油藏分布特点
① 在纵向上一般分布在盆地的上部构造层或上覆较年轻地层中； 稠油油藏通常埋深小于2000m，随着埋深变浅，逐渐趋近地表， 原油生物降解程度增强。
② 在平面上稠油油藏分布受盆地不同构造部位控制； 如在断陷盆地中，凹陷边缘潜伏隆起倾没部位分布批覆背斜稠 油油藏，在陡坡带分布地层超覆稠油油藏等。
分散介质主要由轻 质组分和部分胶质 组成。
第一节 稠油概述
第一节 稠油概述
稠油重质组分结构模型
胶质和沥青质的结构相似，均由多个带有烷基侧链的多环芳烃
片层缔合而成。
H N
HO
N
R
S
N
H N N
H N
S
R
H N
R
S
R
HS O N
O HO
OH
O O
R
RO
N S
R
R
N O
R
第一节 稠油概述
2、稠油的热特性
稠油分类 名称 普通稠油 特稠油 超稠油 (天然沥青)
级别 I-1 I-2 Ⅱ
Ⅲ
主要指标 (粘度/mPa·s)
50～100 100～10000 10000～50000
＞50000
辅助指标 (相对密度，)
＞0.920 ＞0.950 ＞0.980
② 稠油中的S、O、N等原子含量较多； ③ 稠油金属元素含量较多； ④ 稠油因重质组分含量高导致密度较大； ⑤ 稠油含蜡量较低，凝固点一般较低。
石油胶体模型
分散相是以沥青质 为核心，以附于胶 质溶剂化层而构成 的胶束。
第一节 稠油概述
4、稠油油藏分布特点
① 在纵向上一般分布在盆地的上部构造层或上覆较年轻地层中； 稠油油藏通常埋深小于2000m，随着埋深变浅，逐渐趋近地表， 原油生物降解程度增强。
② 在平面上稠油油藏分布受盆地不同构造部位控制； 如在断陷盆地中，凹陷边缘潜伏隆起倾没部位分布批覆背斜稠 油油藏，在陡坡带分布地层超覆稠油油藏等。
分散介质主要由轻 质组分和部分胶质 组成。
第一节 稠油概述
第一节 稠油概述
稠油重质组分结构模型
胶质和沥青质的结构相似，均由多个带有烷基侧链的多环芳烃
片层缔合而成。
H N
HO
N
R
S
N
H N N
H N
S
R
H N
R
S
R
HS O N
O HO
OH
O O
R
RO
N S
R
R
N O
R
第一节 稠油概述
2、稠油的热特性
稠油分类 名称 普通稠油 特稠油 超稠油 (天然沥青)
级别 I-1 I-2 Ⅱ
Ⅲ
主要指标 (粘度/mPa·s)
50～100 100～10000 10000～50000
＞50000
辅助指标 (相对密度，)
＞0.920 ＞0.950 ＞0.980
注蒸汽热力采油PPT课件
23
第23页/共46页
一、热力采油发展历史
国内： “六五”（1980-1985）：吞吐工艺 “七五”（1985-1990）：以蒸汽驱为重点 “八五”（1990-1995）：以水平井稠油开采为重点 “九五”（1995-2000）：吞吐转汽驱、电磁加热、火 烧油层（针对特超稠油）
24
第24页/共46页
通过加热方式(注入蒸汽）来降低原油粘度，解除油层堵塞，改善地层渗流特性，从而 提高原油采收率的开采技术。
效果
特点:
知识面广、内容复杂、公式多。
方式 目的
8
第8页/共46页
一、是什么？
内涵:
注蒸汽热力采油技术是一门综合性极强的复杂工程，包括油田地质、油田开发技 术、采油工程和生产测试技术等不同门类的组合。
热化学：通过向油井中注入化学热剂，经过焖井以达到降低原
油粘度的开采方式
25
第25页/共46页
26
二、热力采油分类
1.蒸汽吞吐（Huff and Puff Steam Soak Steam Stimulation Cycle Steam Injection）
第26页/共46页
二、热力采油分类
1.蒸汽吞吐（Huff and Puff Steam Soak Steam Stimulation Cycle Steam Injection）
1
中国的石油
1、电容C1是个1万微法的电容，容量很大。它的电压表示国内油价。 2、当国际油价上涨时，电容的电压（国内油价）则涨得非常快， 因为它是通过二极管D1单向导通充电的，这叫做与国际油价接轨。 3、当国际油价（电源电压）下跌，低于国内油价（电容电压）时， 二极管反向截止，电容C1只能通过一个10MΩ的大电阻R1放电，电 压下降很是缓慢，加之电容很大，放电有时间常数对于电路来说非 常大，这时就很难与国际接轨了，使国内油价长久保持“中国特 色”。
第23页/共46页
一、热力采油发展历史
国内： “六五”（1980-1985）：吞吐工艺 “七五”（1985-1990）：以蒸汽驱为重点 “八五”（1990-1995）：以水平井稠油开采为重点 “九五”（1995-2000）：吞吐转汽驱、电磁加热、火 烧油层（针对特超稠油）
24
第24页/共46页
通过加热方式(注入蒸汽）来降低原油粘度，解除油层堵塞，改善地层渗流特性，从而 提高原油采收率的开采技术。
效果
特点:
知识面广、内容复杂、公式多。
方式 目的
8
第8页/共46页
一、是什么？
内涵:
注蒸汽热力采油技术是一门综合性极强的复杂工程，包括油田地质、油田开发技 术、采油工程和生产测试技术等不同门类的组合。
热化学：通过向油井中注入化学热剂，经过焖井以达到降低原
油粘度的开采方式
25
第25页/共46页
26
二、热力采油分类
1.蒸汽吞吐（Huff and Puff Steam Soak Steam Stimulation Cycle Steam Injection）
第26页/共46页
二、热力采油分类
1.蒸汽吞吐（Huff and Puff Steam Soak Steam Stimulation Cycle Steam Injection）
1
中国的石油
1、电容C1是个1万微法的电容，容量很大。它的电压表示国内油价。 2、当国际油价上涨时，电容的电压（国内油价）则涨得非常快， 因为它是通过二极管D1单向导通充电的，这叫做与国际油价接轨。 3、当国际油价（电源电压）下跌，低于国内油价（电容电压）时， 二极管反向截止，电容C1只能通过一个10MΩ的大电阻R1放电，电 压下降很是缓慢，加之电容很大，放电有时间常数对于电路来说非 常大，这时就很难与国际接轨了，使国内油价长久保持“中国特 色”。
注蒸汽热力采油.ppt
re rh
Pe Ph
①
∴
Ph
Pe
qoc'
oc
ln
re rh
2KK ro h
②
16
§2 蒸汽吞吐井动态预测
热区：
qoh
2KK ro h
oh
ln
rh rw
Ph Pwf
③
将②代入③得：
qoh
2KK ro h
oh
ln
rh rw
Pe
qoc '
oc ln
re rh
1 2
rh 2 2re 2
Pe Ph
热区：
qoh
oh
2KKroh
ln
rh rw
1 2
rh re
2
Ph Pwf
19
§2 蒸汽吞吐井动态预测
由连续性原理整理得：
qoh
oh
ln
8
§1 非等温油藏特征
y
1
1 0.32759 tD
注：Marx-Langenheim方程式中所用函数可以查阅书上P94的表6-2， 平常计算中常采用查表的方法。
因为
A(t) rh2t
所以：
rh t
At
is Hm
4e2
hM Rt
Th Ti
et
D
erf
c
tD 2
tD
1
9
§1 非等温油藏特征
三、加热区平均温度
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一部分 稠油开采技术综述
中国石油
1.世界稠油资源的分布
从全球各地区拥有的剩余重油和油砂资源量来看，南 美地区居首位，其次是北美、中东。
世界前三位剩余重油可采储量国家排名
国家 委内瑞拉
加拿大 俄罗斯
储 量/108bbl 2700 1740 225l
常规油和重油合计储量排名：委内瑞拉、沙特阿拉伯、加拿大。
提高油藏采收率。
入90年代驱如成熟，很多国家用于
稠油开采
第一部分 稠油开采技术综述
中国石油
3.稠油开采技术状况
发展中的稠油开采技术
发展技术 始用时间
发明国家/人
开采机理
磁降凝降粘 20世纪60 前苏联 年代
靠地层压力或机械力量使原油沿油管向上流动， 当温度下降到凝点时，出现结蜡现象，磁化作用 产生诱导磁距，抑制蜡晶形成，降低原油的粘度
辽河油田
蒸汽吞吐、蒸汽驱、超声波采油、 火烧油层、表面活性剂
现用稠油开采技术
蒸汽吞吐、蒸汽驱 表面活性剂、超声波采油
胜利油田
蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层、 化学吞吐、表面活性剂、微生物
蒸汽吞吐、蒸汽驱、表面活性剂
克拉玛依
蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层、 微生物、表面活性剂
蒸汽吞吐、蒸汽驱 微生物、表面活性剂
声波采油
20世纪90 前苏联 年代
通过声波处理使流体的物性及流态发生变化，改 善井底近井地带的流通条件及渗透性，使停喷、 低产井提高产能。
地震采油
20世纪60 前苏联 年代
通过研究天然地震的弹性波及传播规律，运用人 工振动设备提高原油采收率。
蒸汽辅助重 1994年 力泄油技术
Bulter等人
在接近油柱底部油水界面以上钻水平生产井，蒸 汽通过井上方与平行的水平井持续注入，形成蒸 汽室。蒸汽凝析水和被加热的原油在重力驱替下 产出。
技
表面活性 20世纪20年 改变岩石的润湿性，改变油水界面 研究较早，50年代美国和苏联相继
术
剂
代
的粘度，但产生超低的油水驱替液 进行了试验，70年代后达到了高峰。
列
界面张力是主要原因之一。
表
微生物采 20世纪20年 利用微生物对原油中的沥青质等重 从1926年开始研究，到80年代，美
油
代
质组分进行降解，降低原油粘度， 国和前苏联进入矿场试验阶段，进
第一部分 稠油开采技术综述
中国石油
2.中国稠油资源的分布
中国石油资源分布图
第一部分 稠油开采技术综述
中国石油
2.中国稠油资源的分布
重油油田主要集中在辽河油区、胜利油区、克拉玛依油区 以及河南油区。
从1992年起，全国陆上重油年产量上升到1000万吨以上。
中国主要稠油油田2006年产量排名
油田
辽河油田 克拉玛依油田
蒸汽吞吐
蒸汽驱 热水驱 火烧油层
热采总产量的80%
世界：约15500×108t，美国、加拿大、委内瑞拉、中国等 中国：预计80×108t以上，松辽、渤海湾、准噶尔等
全球常规油和重油的分布是不均衡的，具有“西稠东稀”的特征。
西半球：约69.3%的可采重油储量南美61.2%，北美8.1%）； 约82%的可采天然沥青（北美81.6%）。
东半球：约有85%的稀油储量。
大港油田
蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层、 蒸气吞吐、蒸汽驱、冷采、表面
冷采、化学吞吐、表面活性剂
活性剂
塔河油田 蒸汽吞吐、蒸汽驱、表面活性剂
蒸汽吞吐、蒸汽驱、
河南油田
蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层、 蒸汽吞吐、蒸汽驱、表面活性剂、
冷采、表面活性剂
冷采
第一部分 稠油开采技术综述
中国石油
3.稠油开采技术状况
热力采油方法
地下催化反 20世纪90 Michael
应法
年代
Gondouin
首先进行吸热反应，将蒸汽和甲烷转化成氢和一 氧化碳，后将冷却气体输进井内催化反应器，气 体反应产生蒸汽和甲烷，热量传到油层，气驱采 油。
第一部分 稠油开采技术综述
中国石油
3.稠油开采技术状况
中国主要油田稠油开采技术列表
油田
曾用稠油开采技术
开井采油。
的 稠
蒸汽驱
20世纪50年 向注入井连续注入一定量的蒸汽， 较为成熟，应用较为广泛。
代
蒸汽将油驱向生产井，在生产井中
油
采出。
开
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
冷采
20世纪80年 出砂形成蚯蚓洞渗透率提高，油层 加拿大发明，现在主要应用在加拿 代中期 中溶解气析出驱油同时油层大量出 大及委内瑞拉地区效果较好
采
砂，发生压实作用使驱动能量增加。
第一部分 稠油开采技术综述
中国石油
1.世界稠油资源的分布
世界各主要稠油国基本情况分析表
国家
主要分布油田
预测储量 （108吨）
可采储量 （108吨）
采收率
主要开采技术
加拿大
阿萨巴斯卡和冷湖以 及和平河等8个油田
2680～4000
波利瓦尔油区、东委 委内瑞拉 内瑞拉盆地及奥里诺
科重油带
2000
辽河油田、河北大港
中国 油田，克拉玛依油田
300
及渤海油田
俄罗斯 美国
伏尔加~乌拉尔油气 区及西西伯利亚油气
区
克恩河油田
206 90～160
2000 600 80 52 60～110
50%～80%
冷采技术
25%
注水及注蒸汽技术
20%左右
蒸汽吞吐技术、蒸 汽驱及表面活性剂
等技术
采收率较低 55%～70%
蒸汽驱技术 蒸汽驱技术
大港油田
产 量/104t
800 500 220
油田
胜利油田 塔河油田 河南油田
产 量/104t
200 150 40
第一部分 稠油开采技术综述
中国石油
3.稠油开采技术状况
成熟技术 始用时间
开采机理
应用效果
成
蒸汽吞吐 20世纪50年 在一口井中注入蒸汽后关井，让蒸 最成熟的稠油热采技术，在所有稠
熟
代
汽与油藏岩石进行热交换，然后再 油油田均有应用
中国石油
稠油热采及水平井注汽工艺技术
白文海 金马公司工艺研究所
中国石油
第一部分 稠油开采技术综述 第二部分 稠油注蒸汽开采技术 第三部分 水平井注汽工艺技术
第一部分 稠油开采技术综述
中国石油
1.世界稠油资源的分布
稠油一般是指地层条件下粘度大于50mPa.s（或地面脱气情况下粘 度大于100 mPa.s ）的原油。
第一部分 稠油开采技术综述
中国石油
2.中国稠油资源的分布
我国稠油资源分布很广，其中陆地稠油约占石油总资 源的20%以上。
稠油突出的特点是含沥青质、胶质较高。胶质、沥青 质含量较高的稠油产量约占原油总产量的7%。
现在，我国已在松辽盆地、二连盆地、渤海湾盆地、 南阳盆地、苏北盆地、江汉盆地、四川盆地、珠江口盆地、 准噶尔盆地、塔里木盆地、吐哈盆地等12个盆地中，发 现了70多个重油油田。