稠油冷采(新原件)1
稠油开采的主流选择—出砂冷采
④清 除 钻 井 伤 害 ：钻 井泥 浆 和颗 粒 可 能 形成 井 筒和 砂 面 堵 塞 。近 井 出砂 是 清 除伤 害 颇 为 有效 的方 法 。 验 表 明 ． 经 蚯 蚓 洞 常 存 在 于 油 层 深 部 ． 与 裂 缝 不 同 的 是 ． 并 不 总 是 直 的 。 力 瞬 变 与 井 间 示 它 压 踪 剂 分 析 表 明 ．蚯 蚓 洞 长 度 超 过 ４ ０ｍ。 ０
般 一 次 采 油 机 理 外 ．还 存 在 特 殊 的 采 冷 采可 以产 生 非常 高 的速 度 和 生 产
油 机理 。
常规 方 法开 采 稠 油 的 采 收 率 一般 在
－ Ｏ 蚯 蚓 洞 可 使 产 量 比 理 论 计 算 结 果 高 ５ １ ５ １ ％ 之 间 。 而 一 些 公 司 预 测 冷 采 采 收 ～ Ｏ 倍 ． 可 能 是 蚯 蚓 洞 孔 隙 度 ． 表 皮 效 应 率 在 １ －２ 这 负 ０％ 之 间 是 可 能 的 ． 于 非 胶 结 ５ 由 动 态 ． 不 易 用 传 统 的油 藏 理 论 来 解 释 这 地 层 出砂 会 导 致 水 平段 堵 塞 ，且 没 有足 以 及 由泡 沫 油 引 起 的 粘 度 降 低 造 成 的 。 因此 ， 了 了解矿 场 观 测 到 的速 度 和采 收 为 够 的压 力梯 度 来 清 除砂 堵 。另 外 也 不清 （ ２）泡 沫 原 油 和 泡 沫 溶 解 气 驱 率 提 高 ， 采 的油 藏 机 理是 工业 和 研 究部 冷 人 们 发 现 ．加 拿 大西 部 的几 个 油 藏 楚 水 平 段 内是 否 有足 够 的压 降来 诱 发 蚯 门 广 泛 研 究 的 课 题 。 虽 然 对 实 际 过 程 中
不 含 自由水 和 气 区 ；初 始 油藏 压 力越 高 或 者 初始 压 降越 适 宜 ．油 井被 清 洗程 度 越 高 （ 更 多 的 砂 将 随 油 产 出 ） 即 。 （）生 产 特征 ５
稠油开采技术
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（二）稠油冷采工艺技术
1、螺杆泵抽稠油工艺技术
螺杆泵(PCPs)是80年代国际上迅速发展起来 的一种新型采油机械,由于它匀速运转,无机械和液 流的惯性损失,既能适用于一般原油井的生产,又能 适用于高粘度、高含气、高含砂油井的生产,因此, 螺杆泵技术在稠油冷采中的推广应用大大高于几 乎所有的其它开采技术,现在稠油井设施的最优化 方法通常就是用螺杆泵代替有杆泵。
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2、电动潜油泵举升稠油
电动潜油泵(ESPs) 耐温达149℃,泵效4470%, 免修期一般为1419个月。优点是具有处理大流量 的能力,排量一般在164100m3/d；下井深度可达 4500m。缺点是耐温问题限制了下泵深度；不适 用于低产井、高含气井、出砂井和结垢井等。
通过改进, 对于开采稠油,应选用大型马达和 泵,并可调泵级。利用修改的数据设计泵级以处理 高粘度的研究非常成功;现在在委内瑞拉Orinoco 稠油区用电潜泵每天产油400m3以上,并且设备工 作期平均在14个月以上。
8
在河南油田开展了浅薄层稠油油藏出砂冷采 可行性研究及矿场试验，形成了普通稠油出砂冷 采开采技术，成功地将特薄互层和中深层普通稠 油难采储量投入开发。第一口出砂冷采先导试验 井日产油量是常规试油产量的8倍以上、是蒸汽吞 吐产量的4倍以上，开采成本比蒸汽吞吐降低47%。 同时，还成功地将出砂冷采技术应用于普通稠油 低周期蒸汽吞吐井中，日产油提高13倍，进一步 拓宽了该技术应用领域。
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螺杆泵在工作过程中,工作制度(主要指螺杆泵 的转速)的确定尤为重要,合理的工作制度应当与油 井的工况及螺杆泵的结构参数相匹配。螺杆泵的 理论排量与转子的工作转速成正比:并且螺杆泵的 转速的合理确定,是影响螺杆泵生产井正常运行的 重要因素。而对螺杆泵转速影响较大的因素是原 油的粘度,原油粘度越高,其流动性越差,泵的容积 效率下降的越厉害,并因充满度不够,造成螺杆泵、 衬套间的局部干摩擦,对泵的寿命就会产生严重的 影响。因此,应根据不同的粘度选择相应的转速。
稠油出砂冷采中的完井与引流技术
ｌ 完 井技 术
１ １ 沉 砂 口 袋 ．
１３ 射 孔 ． １３ １ 射 孔 方 式 ．．
油层 大量 出 砂形 成 高 渗 透 的 。 蚓 洞” 蚯 网络 是 对直 井 、 井 、 向井来 说 ， 射孔 段 之 下 留一 稠 油出砂 冷采的重 要 开采 机理 ， 斜 定 在 也是 该技 术 成功 的 段沉 砂 口袋 是 必 要 的 。许 多 公 司在 冷 采 井 中使 用 前提 条件 。与此相适 应 ， 油出 砂 冷 采井 必 须采用 稠
关 ｔ 词 ： 油 ； 采 ； 孔 ； 杆 泵 ； 筲 降 粘 稠 冷 射 螺 井 中 圈 分 类 号 ： Ｅ ４ Ｔ ３５ 文献标识 码 ： Ａ
稠油冷 采是 一种 非加热 一 次采 油 方式 ， 稠 油 在 精 良的螺 杆 泵 系统 采 油 。近年 来 在 加 拿 大 稠 油储
（ ｏ ） 大减少 了开井 失败 的次数 。 ）ｌ ｒ 大 ｅ
要： 冷采被 用作 一种新 的采油 工 艺可 以成功地 用于 未胶 结砂 岩 中的稠 油。采 用太孔 径 、 穿 深
透 、 密度 射 孔技 术对稠 油出砂 冷 采 是 必须 的 ； 用适 应 高舍 砂 量 和 高原 油粘 度 的 高转速 螺 轩 高 采 泵 ． 螺轩 泵下入 油层 底部 等引流 技术措 麓 对出砂冷采 是 十分 有利的 。 且
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新 疆 石 油学 院学 报
２Ｏ 拒 Ｏ２
长距离 蚯蝴洞 。 外形成 稳 定 的 砂 桥 ， 利 于 砂 子 产 出和 “ 蚓 洞 ” 的大 直 径 、 不 蚯
． ２ 的形成 ； 当孔 径大 于储 层颗 粒粒 径 的 ６倍 时 ， 难 １ ３． 射 孔 炮 弹 则
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第 １卷 第 １ ４ 期
稠油开采方法介绍
（３）稠油 中含 蜡量 少 、凝 固点低
火烧 油层 技术 虽然 驱 油效果 较好 ，但其 有诸 多 技术 难 点 ：
（４）稠油组分 中胶 质 、沥 青质含量高 ，轻 质馏 分含量低
无 法控制 地 下真实燃 烧状 态 ；对燃 烧 带前缘 的调 整与控 制 ；点
（５）原 油含气量少 、饱 和压力
ＳＡＧＤ技 术全称 蒸 汽辅 助重 力泄 油技 术 ，在 实施 上第 一种 在 靠 近油 藏 的底 部 钻一 对 上 下平 行 的水 平 井 ，上面 水 平井 注 汽 ，下 面水平井 采油 ；第 二种是 直井 与水 平井组 合 ，在油藏 底部 钻一 口水 平井 ，在其 上方钻 一 口或几 口垂直 井 ，垂直 井注汽 ，水
１稠 油 简 介
（又称 中点燃 油层后 ，通过 不断 向油层注 入适量 氧化剂 （空 气或
１．１稠 油 的分 类
富氧 气体 ）助燃 ，形成径 向移 动的燃烧前缘 （又称 火线 ）
稠 油 的分类 既影 响着油 藏 的划分 和 评价 又决 定 着油 藏开
施工 区域 油 层划分为 六个不 同 区带 ，已燃 区、燃烧 带 、结焦
摘 要 ：介 绍 了稠 油 的 特 点 ，分 布 及 国 内 外 主 流 的 稠 油 开 能 力 ，开 采过程 中地 层压 力下 降 ，溶解 气开始析 出膨胀 ，形 成泡
发技 术。稠 油开发技 术主要 有 热采技术 ，冷采技 术 ，火驱技 术 ， 沫 油 ，一方 面减 小 了原 油流 动的 阻力 ，另一方 面溶 解 气析 出成
采设备 和开采 方式 的选择 ，国外 比较 常用 的分类标 准有委 内瑞 带 、蒸 发区 、轻 质油带 、富油 带和未 受影响 区 。物理 化学 反应主
稠油油藏化学冷采靶向降黏关键技术及应用
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稠油开采技术
高，原油粘度显著下降，如图1-1所示。 （5）稠油油藏大多数地层疏松，易出砂。
图1-1原油粘温曲线 稠油开采技术
（1）温度的影响 温度对稠油粘度影响很大，温度升高粘度下降。
目前国内外采用注蒸汽开采稠油，就是利用原油粘 度随温度变化这一特点进行。 （2）原油组分对粘度的影响
由NordriDesign提供
中国石油
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 2.1.1稠油深井泵掺活性水开采 2.1.2掺稀油降粘开采 2.1.3稠油掺热液（油、水）降粘开采 2.1.4稠油大井眼开采
2. 2热力开采稠油 2.2.1蒸汽吞吐开采稠油
稠油中由于轻质组分含量低，而胶质、沥青质 含量高，使稠油粘度高、密度大，稠油之所以稠， 其根本原因就在于此。
（3）压力和溶解气量大影响 当油层压力低于饱和压力时，溶解在原油中的
天然气开始分离出来，使原油粘度上升，因而，压 力越高原油中溶解天然气量就越多，则粘度相应的 越低，在大多数稠油油藏，所溶解的气量都比较低， 因此其粘度相应较高。 （4）原油乳化对粘度的影响
蒸汽干度是衡量蒸汽含热量的指标，蒸汽干度 越高，单位蒸汽量所含热量就越多，为了保证油层 有足够的热能来降低原油粘度，要求井底蒸汽干度 达到50%以上。
2. 焖井 焖井是指注汽油井停注关井，使蒸汽的热量与
底层充分进行热交换的过程，一般2～7天，使注入 热量分布尽可能均与。
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 到下一次注汽时的一个完整过程叫一个吞吐周期。
稠油出砂冷采完井技术
径 为 １９ ７ ｍ 有效泄 流 面积分 别大 ２％ 和 １％ 。 ３ ．ｍ １ ４
１２ 井身结构 ．
冷采井 要 求 井身 结 构平 直 ， 因为稠 油 出砂冷 采 技术 实施 的主要 设 备 是螺 杆 泵 。该 泵运 转 过 程 中， 抽 油杆与油 管之 间不 可避 免地 发 生 摩擦 ， 别是 当 特 螺 杆泵在斜 井或 井 身结 构 较差 的井 中高 速 运转 时 ， 这 种摩擦力 是相 当大的 。
河南油 田分公司勘探 开发研究院
摘要 ： 狰呆作 为一种新 的呆油二艺 ， 已成功地用亍未菇 结砂岩 审的稠油开采。采用 犬孔径、 深穿透 、 密度 射孔进 高
行捌 诂 出砂 垮采时对射孔压 力和射ｊ 井段有特殊的要求 ， 要隶平直的井身结构 和犬垂管完 井。 且 关键 词 ： 稠油 出矽净采 ； 井身结构； 射孔技术； 完井技术 中图分类号 ：Ｅ ４ Ｔ ３５ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：０９— ６ ３ ２ Ｏ ）２— ０ ３— ３ １０ ９０ （Ｏ ２ ０ ０ ８ ０
一
口， 采产 量 占稠 油 总产量 的 ６ ％ 以上 。 冷 ０
段沉砂 口袋是 必要 的 。在 冷采 井 中使用 １ ２ ｍ ０～ ０
的沉积 管做沉 砂 口袋 ， 可在 生 产 初期 或 重 新 启 动 冷
１ 套管尺寸与井身结构
１ １ 套 管 尺寸 ． 现 场 上 Ｈ砂 冷采 井 一 股适 用 １７８ ｍ 大 套管 ｊ ７．ｒ ａ 完 井 。采用 大套 管 完井具 有 以下三方 面 的优点 。 第一 ． 稠油 出砂冷 采 一 般需 采 用 高转 速大 排量
验表明， 眼直径小于储层颗粒粒径 ４倍时， 当 Ｌ 砂粒 容易在 ７ Ｄ Ｆ Ｌ￣ 形成 稳 定 的砂 桥 ， 利 于 砂 子产 出和 不
世界稠油资源开采技术的现状及展望
世界稠油资源开采技术的现状及展望世界稠油资源目前正得到越来越广泛的利用。
稠油开采技术总体而言可分为热采和冷采技术，在稠油的开采过程中，根据油藏的不同特点合理的利用热采、冷采及其交替技术，就可以大幅度提高采收率。
标签：稠油热采冷采0前言随着全球经济的日益发展，世界对石油的需求量迅猛增长，经过对常规石油资源的大规模的开发后，稠油资源逐步被人重视，稠油油藏的开发技术也备受关注。
我国稠油资源主要分布于辽河油田、新疆油田、河南油田。
1 稠油冷采技术稠油冷采，指的是不以升温方式作为降低稠油的粘度、提高油品的流动性能的手段，而是通过其它方式（如化学降粘剂、干抽等）及工艺方法进行稠油开采的技术。
1.1 携砂冷采携砂冷采是指依靠天然能量，仅靠调节生产压差而使地层达到出砂的目的，同时又保持地层骨架不被破坏，进而大幅度改善油层的渗透率，提高油井产量的采油方法。
携砂冷采的采油机理虽需要进一步深入研究，但目前可以归纳为“泡沫流”和“蚯蚓洞”。
根据经验，携砂冷采适合埋藏小于1000 m，原油脱气粘度范围是600至160 000 mPa·s的稠油或特稠油油藏，储层胶结疏松，且泥质含量较低，有一定携砂能力的油藏。
1.2 微生物采油技术微生物采油技术指的是向油藏中注入微生物液，利用微生物及其代谢产物降低原油粘度，提高油藏采收率。
其主要采油机理为：微生物在地层环境中发酵，生成的代谢产物降低原油表面张力，改善原油的流动性，如CO2可以增加地层的压力，增加溶解性；有机酸类改善原油的性质；微生物发酵能裂解原油，降低稠油相对分子质量与粘度；菌液的渗透性会剥离粘附在岩石上的原油，启动难动用的部分。
微生物采油成本低，易于操作，采出液易处理，环境污染少。
但是由于稠油开采地层的高温、高压、高矿化度的环境，要筛选出适合的菌种很困难，恶劣的环境下，微生物也不容易存活。
1.3 化学驱技术化学驱有几种技术，一为聚合物溶液、泡沫液等驱油方法：将少量的水溶性的高分子聚合物或泡沫剂注入油层，提高驱油剂的粘度，降低其流度并改善油水流度比，调整纵向吸水剖面的波及效率。
稠油开采方法综述
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。
稠油冷采技术现场应用及研究
Ｋｅ ｒ ： ｄ ｃｎ ｅｖｓ ｏ ｉ ｆ ｒｄ ｉ； Ｒｅ ｕ ｉｇｔｅｆｒ ｔ ｎｄ ｍａ ｅ Ｌ ｗ ｏｍａｉｎｅ ｅｇ ｙｗｏ ｄｓ Ｒｅ ｕ ｉｇｔ ｉｃ ｓｔ ｏ ｃｕ ｅｏｌ ｈ ｙ ｄ ｃｎ ｏｍａｉ ａ ｇ ； ｏ ｆｒ ｔ ｎ ｒｙ ｈ ｏ ｏ
化 学助剂 产 品性 能 、现场 应用效 果 ，进行 分 析 、评 价 、筛选 ，并 利用 稀化剂 降低 原油 粘度 、化 学物 质
１． ６５ ％。层 问渗 透率级 差最 大可 达 ２７倍 ，突进 系 ８ 数 为 １ ，层 问矛 盾 突出 。随着吞 吐周期 增 加 ，周 期 ２
产量 呈 现 出指 数递 减 的规律 。
（ 油辽 油田 中 河 公司， 辽宁 盘 １ １ ） 锦 ２０ ４９
摘 要 ：针对辽河油 田曙光稠油蒸汽吞吐区块多数进入 高轮次 阶段，地层能量低等矛盾 ，研 制一种提 高地
层能量 、稀化 降低原油粘度 、提高回采速度 和回采水率 ，减少对地层伤害的一种新技术方法 。现场实施 ４ ３井
次 ，成功率 为 １０ ０ ％，开采效果显著 。 关 键 词 ：降低原油粘度 ；减少地层伤害 ；地层 能量低 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １７ — ４ ０（ ０ ２）０ — ５ ２ ０ ６ １０ ６ ２ １ ５０２— ３ 中图分类号 ：Ｔ ４ Ｅ３ ５
２３ 固体 气 源药剂低 温 分解反 应机 理 ．
初 级反应 ：
ＮＯ２ ’
—
１ 油藏概况
杜６ ６块有 油井 ５ １口，开 井 ３ ８口， 日产液 ５ ９
稠油冷采配套工艺技术
井 的稠油进行 玲采试 验研 究．
１ 影 响黏 度 的 因素 及 降黏 配 套 技术
１ １ 彩响原 油黏 度 因素 的室 内试 验 及分 析 ．
采用泽 ７ ０断块 ５口井 不 同 黏 度 的原 油 ， 比较 原
０ ９ ． 常温 、 压 稠 油油藏 ． ． ９属 常 因此 ， ７ 泽 Ｏ断 块原 油 应用 常规的 开采方 式根难 满足 开发 的需 要． 同时 ， 由
北断块 ） 即使 使用 便携式 的撬装 注蒸 汽系统也 需要 ， 较 大 的 投 资．自 １８ ０年 首 钻 泽 ７ ９ ０井 发 现 ， 到 直
１９ ９ ３年 应 用 螺 杆 泵 试 采 成 功 后 ， 断 加 强 地 层 研 究 不 工 作 ， 顺 构 造 格 局 ， 析 油 水 关 系 ， 究 油 砂 体 分 理 分 研 布及油 气运移 、 聚集 、 藏 规 律 ． 置 滚 动 开 发 井 ， 成 布 已 形成 具有一 定生产 规模 的稠油 油藏． 本文 依 据周 广 厚 的螺 杆 泵 开 采重 油 理论 ＿， １ 结 。 合泽 ７ Ｏ断 块 油 藏 的 特 点 和 原 油 物 性 ， 用 一 系 列 配 采
Ｎｉ 是影响 泽 ７ Ｏ原油黏 度 的最关键 因 素． 沥青 质 、 Ｖ、
胶 质和 残碳 对 泽 ７ ０原 油 黏 度 几 乎 具 有 同 等 重 要 的
影 响． 可能是 由于 ＮｉＶ 往往 牢 固地 缔合 在胶 质 、 这 ， 沥青质 或残 留在残碳 中之 故． 对 原 油黏 度 的ｉ Ｖ 和
于 该 断 块 含 油 面 积 仅 为 ２ ３ ｋ 包 括 泽 ７ 、 ７ ．２ｍ （ ０泽 Ｏ
国内外稠油冷采技术现状及发展趋势
国内外稠油冷采技术现状及发展趋势稠油是指黏度较高、密度较大的油品，其开采成本较高，技术要求较高，会对环境产生一定影响，因此稠油冷采技术应运而生。
冷采技术是指在油田地质条件较差、油井强度不足的情况下，通过采用外部热源或压缩空气等手段将油井四周的岩石或油质加热，使得稠油降低粘度、流动性强，从而实现稠油开采的技术。
当前国内较为成熟的稠油冷采技术有以下几种：1.蒸汽驱动技术：通过注入高温高压的蒸汽，加热地下油层，将黏性较大的稠油、油砂等暴露出来，便于采集和输送，该技术可以极大提高稠油采收率，适用于稠油砂岩油藏或油砂层中的稠油开采。
2.燃烧驱动技术：通过在井口发热燃烧掏空沉积物来提高稠油流动性、促进开采，但该技术会对环境产生一定影响，如排放二氧化碳、氧化氮等有害气体，已逐步被淘汰。
3.物理驱动技术：例如外部加热技术，通过在井口注入高温热水、热油等物质来加热油井周围的岩石和油砂，使得稠油颗粒温度升高，降低油质粘度和黏度，从而实现油井开采，该技术适用范围较广。
1.酸洗法：是一种化学物质法，通过在地下注入酸性溶液，使得稠油中的杂质、泥沙等杂物被清洗出来，便于采集和输送，优点是清洁效果好，适用于石油质量高的油藏开采。
2.电阻加热法：通过在井口放置电热棒，利用电阻加热的方式，将石油粘度降低，使其变得更易于采取，适用于低温环境下的稠油开采。
3.微波技术：通过在稠油地层注入微波能量，促进油层温度升高，减少粘度，使稠油易于开采，优点是加热快速，适用于高粘度稠油砂岩油藏。
发展趋势：未来稠油冷采技术将更加注重环保性能和高效率，探索新的可替代的热能源和化学物质，并与现有技术进行整合，如采用太阳能、生物质等低碳热能源，以及利用纳米材料、生物技术等提高采油效率，减少对环境的影响。
同时，稠油冷采技术将更加倾向于自动化和数字化，利用互联网、大数据和人工智能等技术对油井运营、流量控制和采油工艺进行管理和优化。
稠油出砂冷采工艺技术
稠油出砂冷采工艺技术作者：何术华姚宏斌来源：《石油知识》 2014年第2期何术华姚宏斌稠油出砂冷采技术的基本原理，即不注热量、不防砂，利用螺杆泵将原油和砂一起采出。
包括两个最重要的开采机理，一个是形成“蚯蚓洞”，即通过此种方式使砂子大量的产出，油层中产生“蚯蚓洞”，使得孔隙度和渗透率大幅度提高。
二是形成泡沫油，随着溶解气与原油成泡沫油状同时产出，既可以保持“蚯蚓洞”的稳定，避免了底层原油脱气，延长稳产时间，溶解气又给原油提供了内部驱动力量，降低了原油的粘度，更有利于原油流动。
稠油出砂冷采技术的适用条件稠油出砂冷采技术较适用于胶结疏松的稠油油藏，此油藏的物性是油层胶结疏松，原油粘度高，高粘度的原油可以将疏松的砂子一起携带出来，形成“蚯蚓洞”，增加油层孔隙度和渗透率。
选用稠油出砂冷采技术一般取决于以下几个方面的条件：（1）油藏埋深。
油藏埋深应大于300米，油层太浅就会能量不足；而上限的标准主要取决于举升技术的水平，如果应用井下驱动螺杆泵会对油层深度上限放宽要求。
（2）油层厚度。
出砂冷采的油层厚度应大于3米，油层太薄既不利于经济效益的最大化，也不利于蚯蚓洞网络的形成。
（3）油层压力。
由于出砂冷采技术利用了地层能量，所以初始油层压力不应太低，压力越高越易造成较大的压力下降，这对出砂以及泡沫油的形成有利。
（4）原油粘度与密度。
原油粘度与原油携砂能力以及泡沫油的稳定性有关，粘度越高其携砂能力越强，所形成的泡沫油越稳定，目前证明的采用此技术的最好的粘度大致在1000~50000mPa.s，脱气原油密度为0.92~0.98g/cm3。
（5）原始溶解气油比。
出砂冷采的稠油油藏应含有一定的溶解气量，因为溶解气能使地层中形成稳定的泡沫油，使原油膨胀，不但可以提供驱动力量，而且可以提高采收率。
（6）粘土胶结物含量。
粘土胶结物含量越少，油层胶结越疏松，更容易造成出砂。
（7）初期含水量与底水。
初期含水量要小于40%，含水越高，携砂采油的能力越低；底水的存在有两种影响，一方面它为原油提供内部驱动力量，另一方面如果底水一旦进入井筒，出砂冷采就无法进行。
7稠油冷采工艺技术
稠油冷采工艺技术
一、机理
稠油井采用井筒加入降粘剂方法使稠油在井底形成O/W型乳状液，大大降低稠油粘度。
该降粘剂具有乳化转向作用，降低油水界面张力，润湿降阻作用，从而大大降低稠油的粘度，增加原油的流动性。
二、主要技术指标
外观：无色或浅黄色液体
密度（g/cm3）：1.0—1.1
粘度（Mpa·S）：20—60
1%PH值：6—8
降粘率≥90%
溶解性：熔于水
三、应用范围
该技术主要针对文38块、胡19块稠油进行研究的，研究出系列降粘剂配方适用于中原油田各区块稠油井井筒降粘，另外也适用于边远井及油层因稠油、胶质、沥青质堵塞的解堵。
四、适应条件
该技术用于中原油田高温高盐油藏稠油井筒降粘的需要，该降粘不仅降粘率高，而且具有耐温110℃，耐盐、抗钙、镁能力达1×104PPM等特点。
五、选井及施工要求
选井：含水量低于70%稠油开采井。
施工要求：
1、油井井口完好，用加药车周期性的加入降粘剂。
2、在油套环空通过加药泵连续的滴加入降粘剂。
六、施工井效果分析
1、实施该技术后可有效的降低抽油机负荷，减少耗电量：减少了设备维护保养和停产时间；延长作业周期，减少油井的事故率。
2、与抽油机井下电加热技术相比：可节约一套电加热设备费25万元左右；每天可节约800元的电费，以免电加热设备随抽油机上下运动而损坏。
稠油出砂冷采技术研究与应用
稠油出砂冷采技术研究与应用摘要：稠油是重要的能源资料，我国是稠油资源法国，采用有效的稠油出砂技术，能够增强稠油的利用率，对于我国的资源发展具有重要的意义。
本文对于稠油出砂冷采技术进行探讨，分析稠油出砂冷采技术的开采优势以及应用现状。
关键词：稠油出砂冷采应用一、前言稠油是21世纪重要的资源，对于我国的发展而言，稠油资源的开发利用对于未来的原油短缺具有战略意义，当前用于稠油开采的主要方式是主蒸汽等人才技术，但是面临着菜油成本高、油层出砂等技术难题。
稠油出砂冷采技术是20世纪80年代发展起来的一种稠油开采技术，通过采用螺杆泵进行开采，具有操作成本低的特征[1]。
与热采技术相比，稠油出砂冷采技术能够减少浅、薄、散的稠油油藏污染，能够有效的提升开采效率，可用于一般的稀油油藏和已经热采过的稠油油藏。
二、稠油出砂冷采技术意义我国陆上稠油约战石油资源的20%，至今已经发现了70多个稠油油田，具有丰富的储量对于我国的石油资源具有重要的意义。
但是因为部分油田的由于油层薄、厚度比低或者原油粘度太高，仍有相当数量的稠油资源无法投人开发，采用蒸汽热的方式进行开采，对于稠油的开采利用具有严重的限制意义。
采用稠油出砂冷采技术，具有操作成本低、开采效率高以及开采污染少的特点，而且可以作为热采的后续开采方式，对于提升我国稠油开发利用具有重要的意义。
三、稠油出砂冷采适用条件与技术原理1.稠油出砂冷采适用条件虽然当前并没有形成统一的稠油出砂冷采技术地质筛选标准，但是就当前的稠油出砂冷采技术使用实践而言，稠油出砂冷采技术主要适用于以下地质条件：（1）油层的胶结状况，稠油出砂冷采技术适用于交接程度较低、泥沙含量较低的地层结构，而且需要油层疏松，具有较好的流动环境；（2）油层孔隙度、渗透率和饱和度，稠油出砂冷采技术适用的油层一般要求渗透率大于0.5，孔隙率大于30%，含油饱和度高于60%；（3）油层厚度，稠油出砂冷采技术的油层厚度不能太低，一般至少需要在3m以上，对于油层厚度太薄的油田而言，稠油出砂冷采技术的出啥量与油井产能会受到影响；（4）原油粘度和密度适中，原油的年度越高，携砂能力越强，但是流动性能差，原油粘度太低会影响其携砂能力。
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油中含水 (%)
1:1
201.3
30.0
1:2
155.2
20.0
注：液油比1：3.5
1500(mg/L)
水中含油 (mg/L)
油中含水 (%)
219.5
9.0
178
29.5
上述实验初步表明，在液油比为1:3.5时，形成乳液粘度在801~810mpa.s 的条件下，稀释一倍水后粘度下降到 77.2～76.8mpa.s。利用曝气和重力分 异对乳液进行初级分离，分离后水中含油可降到200mg/L左右，油中含水可降 到30%左右。
降粘实验过程
江37井原油密度0.9197g/cm3，25℃时粘度为 4500mPa·s，凝固点15℃,含腊量24.3%,胶质28.7%， 含盐量112.3mg/L，初馏点206℃，含水14.7%。由上 述数据可以看出，江37区块为典型稠油油藏。
WHT-H与地层水配伍性实验
降粘剂溶液 FPS-H
配伍性实验结果
不同浓度的胶束结构扫描电镜照片
上述照片是在相同分子量 (2万左右)不同浓度下 的电镜扫描结果。在——浓度下，胶束簇的空间尺寸 多数已进入纳米级。表明它具有高度分散稠油并形成 水包油型乳状液的能力。
最新研制的高分散型稠油降粘剂WHT-H ,对高粘 度稠油,包括粘度极高的沥青质稠油(见附页)，都具 有高效乳化，大幅度降粘的能力。因此,有望形成新 的稠油开采技术，包括冷采吞吐、对能够注水开采 的稠油油藏，可进性高分子胶束驱，也可和蒸汽驱 相结合进一步提高蒸汽驱开采的效率。
内核主要是增溶乳化非极性的轻质油,饱和烃、芳香烃; 外壳主要是增溶乳化极性的重质油,胶质、沥青质，同时外 壳又能溶于水,故称水化层。高分子胶束具有强亲油和强亲 水双重平衡的性能。既能有很好的水溶性,又能有高效增溶 乳化原油的能力。
单个高分子胶束的尺寸为纳米级，但由于在水溶 液中高分子链的多向蜷曲，分子间的缠绕和疏水作用 的配合，往往使多个胶束连接在一起形成胶束簇，又 称为超分子聚集体。胶束簇的空间尺寸大小与高分子 的分子量大小和溶液的浓度有关，分子量越小浓度越 低，胶束簇的空间尺寸越小。
二、WHT-H对两个地区对稠油冷采可行性评价
实例一：大庆富拉尔基江37井区稠油应用可行性实验评价
组分 重碳酸根 硫酸根 镁离子 钾+钠离子
江37处理后水样主要组分
含量mg/L 671.22
/ 12.16 1759.5
组分 碳酸根 氯离子 钙离子 总矿化度
含量mg/L 30.01 2463.78 80.16 5016.83
增溶乳化降粘性能实验
2000mg/L 1500mg/L
将上述2种不同浓度的 降粘剂溶液分别与脱水 后的原油以1：1、1：2、 1:3、1：3.5 的体积比进 行密闭、充分混合成乳 化液，放在28℃恒温水 浴中，待观察。
WHT-H对稠油的降粘效果
液油比
1:1 1:2 1:3 1:3.5
2000mg/L
吸光度/A
空白
24小时 48小时 72小时
1.39
1.45
1.43 1.41
降粘剂在地层条件下与地层水进行配伍实验，其过程是将降粘剂用地层水 配制一定浓度的溶液，用分光光度计在450nm下测定其吸光度，然后每隔一 段时间测定一次吸光度，如果降粘剂与水不配伍，则溶液中有沉淀或浑浊 物出现，吸光度增加。实验结果表明，WHT-H降粘剂溶液吸光度没有发生变 化，说明降粘剂与地层水是配伍的。
粘度（mpa.s) 降粘率(%)
110
96.4
512.8
83.1
785
74.1
801.3
73.6
1500mg/L
粘度（mpa.s) 降粘率(%)
139.2
95.4
502.3
83.4
800.8
73.6
810
73.2
注：放置24小时，测时摇匀
实验表明，在液油比1:1条件下，稠油经增溶乳 化后,其粘度从3030mpa.s下降到110mpa.s(2000mg/L) ～139.2mpa.s(1500mg/L),降粘率可达96%～95%。如 液油比增加为1:2～1:3.5时,降粘率下降到83%～73%, 但这时粘度相对较高。
一、WHT-H化学剂对稠油降粘的概念
WHT-H是一种极低分子量的高分子表面活性剂, 在 水溶液下由于高分子侧基上接枝聚合的活性基团（指 亲油链部分)疏水缔合作用,形成高分子胶束。
胶束分内核、外壳和水三部分
水
化 层
疏水作用形成核(腔)
形
成
壳
油
田
高分子链
污
水
• 水溶液下单个高分子胶束结构示意图
胶束的内核是由亲油链的疏水缔合作用形成,为非极性 核,外壳是极性水化层。由于这些功能基团都和高分子链共 价键连接(共聚)形成一个组分。因此高分子胶束结构在水溶 液中的稳定性很好。
用曝气和重力分异可将乳液进行油水初分离
乳液中油水初分离实验
样品放置4小时后， 测油水分离数据
注：液油比为1：3.5
将浓度为2000mg/L和1500mg/L,液油比为1:3.5的乳液 样品置入分液漏斗中,进行曝气和重力分异。
乳液进行油水初分离实验结果
乳液与 水比例
2000(mg/L)
水中含油 (mg/L)
1倍 72.6 97.6 74.3 97.5 73.6 97.6 76.8 97.5 1500
2倍 73.3 97.6 64.8 97.9 70.5 97.7 74.3 97.6
乳状液用水稀释,在水中不会聚并(在没有重力 分异情况下),因此可进一步降粘。即使溶液与油的 比例为1:3.5，乳化油的粘度达到801~810mpa.s。 一倍水稀释后粘度降到77.2mpa.s,降粘率达到97.5%. 这时与液油比为1:1稀释一倍后粘度接近。
用水稀释可进一步降粘
浓度 乳液稀
Mg/L 释倍数
1:1
溶 液与稠油比例
1:2
1:3
1:3.5
/
粘度 降粘率 粘度 降粘率 粘度 降粘率 粘度 降粘率
Mpa.s
%
Mpa.s
%
Mpa.s
%
Mpa.s
%
2000
1倍 73.5 97.6 76.9 97.5 76.7 97.5 77.2 97.5
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2倍 73.1 97.6 65.6 97.8 63.3 97.9 70.3 97.7
稠油冷采可行性室内实验评价
一、WHT-H 化学剂对稠油降粘的概念 二、利用WHT-H对稠油进行冷采可行性评价 三、实验评价取得的初步认识
最新研制的高分散型稠油降粘剂—WHT-H型,在 常 规使用的浓度下（1000-2000mg/L）,就可使稠油高 效 增溶乳化，并且可在高温、高盐、高稠油藏使用。因 此,对稠油开采WHT-H有望形成更广泛使用的新一代 技 术。