提高原油采收率原理 第九章 热力采油-处理
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第九章 热 力 采 油
中国石油
2003年我国石油消费2.526亿吨，成为世界第二大 石油消费国。 2006年，中国石油的生产量为1.8368亿 吨，然而石油进口量高达1.388亿吨，石油消费约3.5亿
吨；2010年达4.07亿吨，预测2020年石油缺口2.5亿吨，
对外依存度超过55%。
2005年中国石油：
热力采油发展历史
国内：
1965年在胜利油田、新疆、吉林等油田开辟了 注蒸汽小型试验区，但由于注汽设备、井筒隔热 设备等工艺不完善而宣告失败。
1978年，辽河油田发现高粘油田，组织了稠油 攻关指挥部；1980～1982年，热力采油取得了较 大发展，先后在北京石油勘探开发研究院、辽河、 胜利、新疆组建了研究队伍。
蒸汽驱试验。
1950年壳牌石油公司在委内瑞拉德明格兰油田进行蒸汽 驱试验中，由于井周围发生冒汽事故被迫停止注气，结果 从这些从没有出过油的井中产生了大量油从而意外地发现 了蒸汽吞吐这一技术。
热力采油发展历史
热力采油在EOR采油中的地位及潜力 几个主要国家稠油和沥青砂的储量 加拿大：3820×108t 委内瑞拉：2770×108t 美国：300×108t 中国：20×108t 前苏联：242×108t 世界重油和沥青砂储量大约为15000×108t
是以热力学和传热学的理论和方法为基础，以稠油和 高凝油为主要开采对象，通过加热方式来降低原油粘度， 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。
1、世界上稠油资源极其丰富，其地质储量远超过常 规原油的储量。据美国能源部估计，全世界稠油的潜在 储量是已探明常规原油地质储量（4200亿吨）的6倍 （15500亿吨）。
6mPa.s时的 温度，℃
200 214 225 260 240 245 278
世界各国稠油热采年产量
热力采油发展历史
国外：
1920年湖尔科特提出火烧方法，在地下将油点燃，烧掉 一部分油产生大量热，与此同时把未燃烧的油粘度降低并 驱向生产井。 1933年，苏联首次进行了现场试验。 1931年，美国在德克萨斯德威尔森和斯旺油田最早进行
庚烷
1.53
第二节 注热法
注蒸汽有两种方式；一种是蒸汽吞吐；另一种 是蒸汽驱。
蒸汽吞吐是单井操作的，即蒸汽注人井和生产井 是同一口井。在一定时间内注人一定数量的水蒸 气，关井一定时间，开井投产一段时间，然后再 作下一个循环。
中海石油5000万吨。
稳定和增加产量的措施：
➢ 寻找新的储量：西部和海上； ➢ 老油田提高采收率：化学驱、热力驱、混相驱、 微生物采油、其它方法； ➢ 低渗油田的开发； ➢ 稠油油田的开发； ➢ 参与海外油田的开发：2001中石油海外产量1600 万吨。苏丹、委内瑞拉、哈萨克斯坦等。
第九章 热力采油
剩余探明可采储量：25亿吨，占世界1.41%，排名12；
原油产量 ：
1.8亿吨，占世界4.04%，排名5；
原油消费量 ：
3.0亿吨，占世界7.29%，排名2。
中国石油
中石油已采出可采储量的67%，中石化已采出74%。 东部油田都已进入高含水和特高含水期。大庆油田 在5000万吨连续稳产27年后，每年递减100万吨。 胜利2500万吨，辽河1500万吨，克拉玛依1000万吨。
热
注热气
力
干式
采
油
地下正向燃烧法
湿式
地下燃烧法
地下反向燃烧法
第二节 注热法
注热法主要指注蒸汽。蒸汽主要指水蒸气。
物质 氨
质量热容 kJ.kg-1. ℃-1
4.71
物质 甘醇
质量热容 kJ.kg-1. ℃-1
2.29
水
4.19
乙醚
2.39
正戊醇
2.98
丙酮
2.21
异丙醇
2.45
苯
1.70
辛烷
2.42
热力采油发展历史
从热力采油形成一定商业产量以来，热力采油产量一直占 强化采油产量的很大比例，80年代在70%以上，90年代在 60%。 美国：2004年初：EOR产量：66.3万桶/d，蒸汽驱产量占 近55%； 加拿大：2004年初：EOR的产量：28万桶/d，蒸汽驱的产 量占近50%； 印尼：2004年初，EOR的产量：22万桶/d，基本为蒸汽驱 的产量； 中国:2004年初，EOR的产量：40万桶/d，注蒸汽驱产量 占50%。
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）
第九章 热力采油
蒸汽吞吐
注蒸汽 蒸汽驱
注热法 注热水
我国几个稠油油田原油的粘温曲线
油田
高升 单家寺 单家寺 单家寺 曙一区 曙一区 曙一区
井号
3-5-13 2 53
2-6 35-32 35-330 26-234
油层温度℃
60 56 56 56 37 37 35
粘度mPa.s
1000 2300 4800 10000 70000 160000 800000
2、稠油分布十分广泛，主要集中在美国、加拿大、 委内瑞拉和前苏联。
3、我国的稠油主要分布在松辽盆地、渤海湾、准 葛尔、南襄、二连等大中型油气盆地，全国稠油储量在 80亿吨以上。
Athabasca Bitumen, Canada (8.6oAPI)
10000000 1000000
稠油特点： 粘度高，比 重大，用常
普通稠油 （1 × 102～1 × 104mPa·s）
特稠油
（1 × 104～5 × 104mPa·s）
超稠油
（＞5 × 104 mPa· s）
第九章 热力采油
国内稠油的特点
（1）轻质馏分少，胶质、沥青质含量高； （2）粘度随比重增加而增加，但不是线性关系； （3）含硫量低，小于0.8%； （4）金属含量低； （5）石蜡含量较低，在5%左右； （6）稠油的粘度对温度的敏感性大。
Oil Viscosity (cp)
100000
规方法很难
10000
开采。
1000
但稠油的粘
100
滞性对温度
10
非常敏感，
随温度上升
1
0
50
100
150
200
来自百度文库
250
300
原油粘度降
Temperature (oC)
低，且原油
粘度越大，
这种变化就
越明显。
第九章 热力采油
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。
中国石油
2003年我国石油消费2.526亿吨，成为世界第二大 石油消费国。 2006年，中国石油的生产量为1.8368亿 吨，然而石油进口量高达1.388亿吨，石油消费约3.5亿
吨；2010年达4.07亿吨，预测2020年石油缺口2.5亿吨，
对外依存度超过55%。
2005年中国石油：
热力采油发展历史
国内：
1965年在胜利油田、新疆、吉林等油田开辟了 注蒸汽小型试验区，但由于注汽设备、井筒隔热 设备等工艺不完善而宣告失败。
1978年，辽河油田发现高粘油田，组织了稠油 攻关指挥部；1980～1982年，热力采油取得了较 大发展，先后在北京石油勘探开发研究院、辽河、 胜利、新疆组建了研究队伍。
蒸汽驱试验。
1950年壳牌石油公司在委内瑞拉德明格兰油田进行蒸汽 驱试验中，由于井周围发生冒汽事故被迫停止注气，结果 从这些从没有出过油的井中产生了大量油从而意外地发现 了蒸汽吞吐这一技术。
热力采油发展历史
热力采油在EOR采油中的地位及潜力 几个主要国家稠油和沥青砂的储量 加拿大：3820×108t 委内瑞拉：2770×108t 美国：300×108t 中国：20×108t 前苏联：242×108t 世界重油和沥青砂储量大约为15000×108t
是以热力学和传热学的理论和方法为基础，以稠油和 高凝油为主要开采对象，通过加热方式来降低原油粘度， 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。
1、世界上稠油资源极其丰富，其地质储量远超过常 规原油的储量。据美国能源部估计，全世界稠油的潜在 储量是已探明常规原油地质储量（4200亿吨）的6倍 （15500亿吨）。
6mPa.s时的 温度，℃
200 214 225 260 240 245 278
世界各国稠油热采年产量
热力采油发展历史
国外：
1920年湖尔科特提出火烧方法，在地下将油点燃，烧掉 一部分油产生大量热，与此同时把未燃烧的油粘度降低并 驱向生产井。 1933年，苏联首次进行了现场试验。 1931年，美国在德克萨斯德威尔森和斯旺油田最早进行
庚烷
1.53
第二节 注热法
注蒸汽有两种方式；一种是蒸汽吞吐；另一种 是蒸汽驱。
蒸汽吞吐是单井操作的，即蒸汽注人井和生产井 是同一口井。在一定时间内注人一定数量的水蒸 气，关井一定时间，开井投产一段时间，然后再 作下一个循环。
中海石油5000万吨。
稳定和增加产量的措施：
➢ 寻找新的储量：西部和海上； ➢ 老油田提高采收率：化学驱、热力驱、混相驱、 微生物采油、其它方法； ➢ 低渗油田的开发； ➢ 稠油油田的开发； ➢ 参与海外油田的开发：2001中石油海外产量1600 万吨。苏丹、委内瑞拉、哈萨克斯坦等。
第九章 热力采油
剩余探明可采储量：25亿吨，占世界1.41%，排名12；
原油产量 ：
1.8亿吨，占世界4.04%，排名5；
原油消费量 ：
3.0亿吨，占世界7.29%，排名2。
中国石油
中石油已采出可采储量的67%，中石化已采出74%。 东部油田都已进入高含水和特高含水期。大庆油田 在5000万吨连续稳产27年后，每年递减100万吨。 胜利2500万吨，辽河1500万吨，克拉玛依1000万吨。
热
注热气
力
干式
采
油
地下正向燃烧法
湿式
地下燃烧法
地下反向燃烧法
第二节 注热法
注热法主要指注蒸汽。蒸汽主要指水蒸气。
物质 氨
质量热容 kJ.kg-1. ℃-1
4.71
物质 甘醇
质量热容 kJ.kg-1. ℃-1
2.29
水
4.19
乙醚
2.39
正戊醇
2.98
丙酮
2.21
异丙醇
2.45
苯
1.70
辛烷
2.42
热力采油发展历史
从热力采油形成一定商业产量以来，热力采油产量一直占 强化采油产量的很大比例，80年代在70%以上，90年代在 60%。 美国：2004年初：EOR产量：66.3万桶/d，蒸汽驱产量占 近55%； 加拿大：2004年初：EOR的产量：28万桶/d，蒸汽驱的产 量占近50%； 印尼：2004年初，EOR的产量：22万桶/d，基本为蒸汽驱 的产量； 中国:2004年初，EOR的产量：40万桶/d，注蒸汽驱产量 占50%。
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）
第九章 热力采油
蒸汽吞吐
注蒸汽 蒸汽驱
注热法 注热水
我国几个稠油油田原油的粘温曲线
油田
高升 单家寺 单家寺 单家寺 曙一区 曙一区 曙一区
井号
3-5-13 2 53
2-6 35-32 35-330 26-234
油层温度℃
60 56 56 56 37 37 35
粘度mPa.s
1000 2300 4800 10000 70000 160000 800000
2、稠油分布十分广泛，主要集中在美国、加拿大、 委内瑞拉和前苏联。
3、我国的稠油主要分布在松辽盆地、渤海湾、准 葛尔、南襄、二连等大中型油气盆地，全国稠油储量在 80亿吨以上。
Athabasca Bitumen, Canada (8.6oAPI)
10000000 1000000
稠油特点： 粘度高，比 重大，用常
普通稠油 （1 × 102～1 × 104mPa·s）
特稠油
（1 × 104～5 × 104mPa·s）
超稠油
（＞5 × 104 mPa· s）
第九章 热力采油
国内稠油的特点
（1）轻质馏分少，胶质、沥青质含量高； （2）粘度随比重增加而增加，但不是线性关系； （3）含硫量低，小于0.8%； （4）金属含量低； （5）石蜡含量较低，在5%左右； （6）稠油的粘度对温度的敏感性大。
Oil Viscosity (cp)
100000
规方法很难
10000
开采。
1000
但稠油的粘
100
滞性对温度
10
非常敏感，
随温度上升
1
0
50
100
150
200
来自百度文库
250
300
原油粘度降
Temperature (oC)
低，且原油
粘度越大，
这种变化就
越明显。
第九章 热力采油
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。