第九章热力采油

蒸汽吞吐：蒸汽激励（Steam Stimulation）或循环注蒸汽（Cyclic Steam Injection）
采油过程：注汽阶段（吞蒸汽），关井阶段（焖井）和回采阶段（吐蒸汽、原油）
蒸汽驱是通过适当的注采井网，从注入井连续注入蒸汽，加热并驱替原油的采油法。
蒸汽吞吐与蒸汽驱虽然是注蒸汽的两种方式，但它们是注蒸汽采油的两个相连的阶段。通常在蒸汽驱前．所有生产井和注入井都进行5～7次蒸汽吞吐循环，然后再进行蒸汽驱。这样做可以得到更高的产量、采收率和更大的经济效益。
一、蒸汽驱
二、地下燃烧法
教学内容及过程
第六节热力采油的进展
一、注热法
（1）锅炉用水除用离子交换树脂处理外，还加入少量的螫合剂（如次氮基三乙酸、乙二胺四乙酸等），以消除其产生结垢的可能性。
（2）注蒸汽的隔热油管中加入吸氢剂（如钛-钒合金、锆-钒合金、钛-钒-铝合金、锆-钒-铝合金等）除去油管腐蚀和蒸汽与铁作用所产生的氢气：保持隔热油管的隔热效率。
（3）燃烧前沿从注入井移向生产井；
（4）不烧原油，只烧去原油裂解后留下的焦炭。
教学内容及过程
干式正向燃烧法有下列缺点：
（1）只适用于密度小于0.966 g·cm-3的原油，因密度太高，油太稠，流体不易通过油层的低温区；
（2）从注入井到燃烧前沿这一段地层的热没有充分利用，因空气是一种不好的热载体。
二、干式反向燃烧法
焦炭或原油燃烧可用下式表示：
教学内容及过程
焦炭或原油燃烧产生的高温，可使未燃烧的原油裂解，产生轻油、气体，留下焦炭，即
轻油和气体(加上燃烧产生的CO2和CO)在向前移动时，可与剩余油产生混相驱动。地层的高温使地层水气化所产生的水蒸气与燃烧产生的水蒸气一起起到蒸汽驱提高采收率的作用。
低温氧化机理：在地下燃烧中，除了上述的高温氧化（燃烧）的机理外，还存在低温氧化机理。低温氧化机理是指原油在低于300℃的条件下部分氧化，产生羧酸、醛、酮、醇等氧化产物，从而起提高采收率作用的机理。这是因为任何氧化反应都是放热反应，产生的热都可加热地层，而且低温氧化产生的氧化产物都有一定的表面活性，有利于提高水的洗油效率。目前，低温氧化技术已用于开采轻油。
（5）在注蒸汽过程中加入催化剂（如硫酸氧钒、硫酸氧钛等）使稠油中的胶质、沥青质在硫键处断裂，起降粘作用。
（6）在注蒸汽过程中，通过矿物类型转换的方法（如用质量分数为0.01～0.15的硅酸钾处理地层)，将膨胀型的粘土矿物蒙脱石转变为非膨胀性的钾硅铝酸盐(钾沸石)，有效地解决注蒸汽过程的粘土稳定问题。
3、杨承志等著，《化学驱提高石油采收率》，石油工业出版社，1999.12
4、韩冬、沈平平编著，《表面活性剂驱油原理及应用》，石油工业出版社，2001.8
教学内容及过程
热力采油是指向地层注入热或在地下产生热的采油法。
热力采油主要用于对付稠油。
热力采油也可用于开采轻油。
热力采油是二次采油法也是三次采油法。
地下燃烧（火烧油层）法是一种热力采油法。该法是通过适当井网，从注入井将空气（或氧气）注入油层，用点火器在注入井或油井点燃油层，继续向油层注入空气（或氧气），形成移动的燃烧带，利用燃烧带的产物和所产生高温的综合作用，特原油从油层驱出。
一、干式正向燃烧法
干式正向燃烧法有下列特点：
（1）不加水；
（2）在注入井点火；
（2）温度升高。加上水蒸气气提，使剩余油中的轻组分气化而出，减小了剩余油的饱和度。气化的轻组分可溶于前面的剩余油中，降低了它的粘度，提高了它的流度。使水油流度比进一步改善。
二、地下燃烧法
地下燃烧法的实质是通过燃烧油层中的焦炭（正向燃烧）和原油（反向燃烧），产生高温。
焦炭的热值（指单位质量燃料完全燃烧时所放出的热量）在25.0～31.5 MJ·kg－１范围，原油的热值在43.0～46.0 MJ·kg－１范围。
作业布置
注：作业、思考题、讨论题、实训与操作练习等
课后小结
注：教师完成本教学单元教学后对教学设计、教学重难点把握、教学方法应用、教学效果等课堂教学过程情况的总结与分析，为以后教学提供经验和素材
二、地下燃烧法
在地下燃烧法的实施技术上主要有下列进展：
（1）用氧代替空气注入燃烧带，减少气体压缩成本，减少气窜，减少出砂，增加二氧化碳分压，提高二氧化碳在油层中的作用。
（2）用盐溶液作调剖剂，减少高渗透层的吸气能力。由于盐溶液优先进入高渗透层，并在高渗透层为后来注入的气体浓缩至饱和，析出盐的晶体，封堵高渗透层的孔喉结构，起调剖作用。可用的盐如氯化钠、氯化钾、氯化钙、硫酸钠等。这些盐的晶体都可耐高温，是理想的高温调剖剂。若需要起调剖作用的盐移前，则只需注入一定数量的水就可达到目的。
（7）向蒸汽吞吐的地层注入薄膜扩展剂(如聚氧乙烯聚氧丙烯酚醛树脂)。该剂通过降低油水界面张力、润湿反转和破乳等机理，使分散的油易于通过地层的孔喉结构而被采出，提高蒸汽吞吐效果。
（8）蒸汽注入井和生产井都在无支撑剂下进行水力压裂、提高注入速度，减少热损失。
（9）蒸汽驱可与其他驱结合，提高驱油效果，如蒸汽驱可与不冷凝气体驱结合，与碱驱结合，与表面活性剂驱结合等。
干式反向燃烧法有下列特点：
（1）不加水；
（2）空气由注入井注入，但从生产井点火；
（3）燃烧前沿从生产井到注入井。
因此，这种燃烧法可用于密度大于0.966 g·cm-3的稠油层和厚油层。克服了前法的第一个缺点。
干式反向燃烧法有下列缺点：
（1）烧去了一部分原油，留下了焦炭；
（2）空气用量比正向燃烧法多；
（3）注入井附近可能发生自动燃烧这是为了克服干式正向燃烧法的第二个缺点而提出来的方法。这种燃烧法的特点是注入空气的同时注入一定数量的水。
一、注热法
注热法的实质是提高油层的温度，通过下面的机理提高采收率：
（1）温度升高。kro增加（见图9-6），μo减小（见图9-7），使油的流度增加．因而使水油流度比减小，有利于通过提高波及系数提高采收卒。
热力采油提高采收率的机理。
难点
热力采油提高采收率的机理。
教学方法
与手段
详细讲授与多媒体课件结合，引导学生的思路，课堂互动，激发学生课堂提问发言。
参考资料
教师备课参考书
EOR原理
给学生推荐的参考书
1、叶仲斌编著，《提高采收率原理》，石油工业出版社，2007.8
2、侯吉瑞编著，《化学驱原理与应用》，石油工业出版社，1998.3
（3）通过潜在酸（如氯化铵、硝酸铵）在锅炉中高温分解：使水的酸性增加，以中和HCO3-分解：使水产生的碱性，保护注入井中的砾石充填层，使之不为碱所溶蚀。
（4）用泡沫调整蒸汽的注入剖面，该泡沫由耐高温的起泡剂和不冷凝气体配成。耐高温的起泡剂可用α-烯烃磺酸盐或磺烃基化的聚氧乙烯烷基醇醚；不冷凝气体可用氮。
稠油是指在地层温度和脱气的条件下，粘度大于1×102mPa·s或相对密度大于0.934的原油。
普通稠油（1×102～1×104mPa·s）
特稠油（1×104～5×104mPa·s）
超稠油（＞5×104mPa·s）
注热法主要指注蒸汽。
注蒸汽有两种方式；蒸汽吞吐；蒸汽驱
蒸汽吞吐是单井操作的，即蒸汽注入井和生产井是同一口井。在一定时间内注入一定数量的水蒸气，关井一定时间，开井投产一段时间，然后再作下一个循环。
课题
第九章热力采油
第一节热力采油的概念
第二节注热法
第三节地下燃烧法
第四节热力采油提高采收率的原理
第五节适合热力采油的筛选标准
第六节热力采油进展
学时
4学时
教学目标
与要求
理解掌握热力采油概念及定义，对热力采油提高采收率的机理及适合热力采油油田的筛选标准，目前国内外热力采油存在的问题与进展有较清楚了解。
重点