稠油热采工艺技术
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温度/℃
第一节 稠油的特性及分类
二、稠油的Biblioteka Baidu类标准
稠油分类
名称
类别
普通稠油
Ⅰ
亚 Ⅰ-1 类 Ⅰ-2
中国的稠油分类标准
主要指标
辅助指标
粘 度mPa·s
50*(或100)～ 10000
相对密度 (20℃)
＞0．9200
50*一150*
＞0．9200
150*一10000
＞0．9200
开采方式
可以先注 水
内容
第一节 稠油的特性及分类 第二节 水及水蒸汽的热特性 第三节 蒸汽吞吐技术 第四节 注蒸汽系统热效率 第五节 改善蒸汽吞吐效果的技术
第三节
蒸汽吞吐技术
一、蒸汽吞吐概念
周期性的向油井口注入一定量的蒸汽，通过焖井，而后开井产油的一 种开采方式。
注汽时，地层分为3个带： 蒸汽带、热水带和冷水带。 传热方式： 热对流是主要传热机理， 把蒸汽的热焓传递给油层。 热传导，油层的部分热量传 递给顶底盖层。
波及三区域、蒸汽吞吐渗流机理
未波及区域
日
产 液
压 力
随着时间的延长， 可明显看出波及 区的压力降低， 逐渐进入未波及 区
/MPa m3/d
从压力扩散传播变化关系看，在波及区域压力扩散过程，压力值逐渐 降低，形成地层拟稳态流动，当压力传到未波及区，进入无限大地层压力 传播区域，从该井生产特征看，前期注入液体等构成波及区域，当采完后 就进入了未波及区域，表现为稳定的低产低液生产特征。
第二节 水及水蒸汽的热特性
二、湿饱和蒸汽的特性
1.干度： 汽相占有的质量分数称为蒸汽的干度，用X表示。 一般直流式注汽锅炉出口的干度控制在80%，而不是再高；因为 这可使炉管中有20%左右的水相，以携带走结垢物质，防止结垢。 2.湿饱和蒸汽的热焓（或比热焓）
第二节 水及水蒸汽的热特性
二、湿饱和蒸汽的特性
第三节 蒸汽吞吐技术
二、蒸汽吞吐机理
降粘作用：温度升高粘度下降。 解堵作用：高温高速蒸汽对近井储层的冲刷作用，可解除井筒附近钻 井液等的污染。 降低界面张力：高温蒸汽将使油水界面张力降低，从而改善液阻和气 阻效应（即贾敏效应）。 热膨胀作用：高温将导致原油和水发生膨胀，也导致岩石膨胀，使孔 隙体积减少，增加油的产出量。
第二节 水及水蒸汽的热特性
一、水是最好的注热载体
1.除液态氨外，其余任何液体 的比热（或热容）都比水小。 水的比热是1卡/kg.℃。 2.水的饱和温度随压力的增加 而增加，当压力确定后，饱和 温度只有唯一值。
第二节 水及水蒸汽的热特性
一、水是最好的注热载体
3.当水的温度低于此压力下的饱和温度，则水是热水； 当水的温度等于饱和温度，称为饱和水。 饱和水逐渐被加热，液态水开始沸腾或汽化，称为水与汽两相混合 液体，此时的温度并不增加，而吸收的热量用于水的汽化，汽化所需的 热能很大，称为汽化潜热。 当将饱和水继续加热达到完全汽化时，此时蒸汽称为饱和蒸汽。 当继续加热，饱和蒸汽吸收更多的热量后，在固定压力下，蒸汽的 温度将升高，超过了饱和温度，此时蒸汽称为过热蒸汽。
稠油热采工艺技术
科研所 2019年4月
内容
第一节 稠油的特性及分类 第二节 水及水蒸汽的热特性 第三节 蒸汽吞吐技术 第四节 注蒸汽系统热效率 第五节 改善蒸汽吞吐效果的技术 第六节 油藏数值模拟技术介绍
第一节 稠油的特性及分类
一、稠油的一般特性
１.稠油中的胶质与沥青质含量高，轻质馏分少。 我国主要稠油油田原油中的胶质与沥青含量在25%-50%之间， 而原油轻质馏分（300℃）一般仅10%左右 。 ２.稠油对温度的敏感性强。 以下是胜利油田三类稠油粘温曲线
第一节 稠油的特性及分类
粘度/mpa.s
一、稠油的一般特性
２.稠油对温度的敏感性强
10000000 1000000 100000 10000 1000 100
草4ES44 草104 郑411
由粘温曲线可见： 随温度升高，其粘度急 剧下降。 这一特性也是进行注蒸 汽的原因。
10
1 50 60 70 80 90 100 125 150 175 200 225
4.湿饱和蒸汽的比容： 由图中看出： 蒸汽的比容远比饱和水的比容要大得多； 干度越高，比容越大，波及体积越大，加热范围越大； 随着压力升高，蒸汽比容与饱和水的比容差值变小。例如：1Mpa时， 蒸汽比容是饱和水比容的近200倍，而20Mpa时只有近2倍。 所以注湿蒸汽，一是追求高干度，二是千方百计追求降低注汽压力。
Hs=Xs·Lv+Hws
式中：
Hs——总热焓 Xs——蒸汽干度 Lv——汽化潜热焓 Hws——水的显热焓
显热随压力增加而 增加，汽化潜热随压力 增加而减小；这也是为 何千方百计降低注汽压 力的原因之一。
第二节 水及水蒸汽的热特性
二、湿饱和蒸汽的特性
3.不同压力、不同干度的热焓。
由图中看出： 在相同压力下，蒸汽 干度越高，热焓越大； 随压力升高，汽化潜 热焓和显热焓的差值变小。
热采
特稠油
Ⅱ
10000—50000 ＞0．9500 热 采
超稠油
Ⅲ
＞50000
＞0．9800 热 采
注：*指油层条件下粘度，无*者指油层温度下脱气原油粘度。
内容
第一节 稠油的特性及分类 第二节 水及水蒸汽的热特性 第三节 蒸汽吞吐技术 第四节 注蒸汽系统热效率 第五节 改善蒸汽吞吐效果的技术 第六节 油藏数值模拟技术介绍
第二节 水及水蒸汽的热特性
二、湿饱和蒸汽的特性
4.湿饱和蒸汽的比容： 饱和蒸汽比容： 单位重量的饱和蒸汽 占据的体积：Vs 饱和水的比容： 单位重量的饱和水 占据的体积：Vw 湿饱和蒸汽的比容Vws就是干蒸汽与饱和水的比容之和。 Vws=Xs·Vs+（1-Xs）Vw
第二节 水及水蒸汽的热特性
二、湿饱和蒸汽的特性
第三节 蒸汽吞吐技术
四、蒸汽吞吐生产特征 低采出程度、高采油速度
蒸汽吞吐属于依靠天然能量开采，为一次采油方式。 加热半径为10～30m，最大不超过50m；
第三节 蒸汽吞吐技术
三、蒸汽吞吐渗流机理
330 ℃
泄油半径
80 ℃
加热半径
65 ℃
牛顿流区
启动压力梯度 油层温度
非牛顿流区
L
35m 流动区56m
不流动区
波及区 未波及区
注汽后渗流特征表现为复合油藏特点，稠油油藏具有波及区和未波及 区，在波及区流体流动性较高，而在未波及区流动性较差。
第三节蒸汽吞吐技术
第一节 稠油的特性及分类
二、稠油的Biblioteka Baidu类标准
稠油分类
名称
类别
普通稠油
Ⅰ
亚 Ⅰ-1 类 Ⅰ-2
中国的稠油分类标准
主要指标
辅助指标
粘 度mPa·s
50*(或100)～ 10000
相对密度 (20℃)
＞0．9200
50*一150*
＞0．9200
150*一10000
＞0．9200
开采方式
可以先注 水
内容
第一节 稠油的特性及分类 第二节 水及水蒸汽的热特性 第三节 蒸汽吞吐技术 第四节 注蒸汽系统热效率 第五节 改善蒸汽吞吐效果的技术
第三节
蒸汽吞吐技术
一、蒸汽吞吐概念
周期性的向油井口注入一定量的蒸汽，通过焖井，而后开井产油的一 种开采方式。
注汽时，地层分为3个带： 蒸汽带、热水带和冷水带。 传热方式： 热对流是主要传热机理， 把蒸汽的热焓传递给油层。 热传导，油层的部分热量传 递给顶底盖层。
波及三区域、蒸汽吞吐渗流机理
未波及区域
日
产 液
压 力
随着时间的延长， 可明显看出波及 区的压力降低， 逐渐进入未波及 区
/MPa m3/d
从压力扩散传播变化关系看，在波及区域压力扩散过程，压力值逐渐 降低，形成地层拟稳态流动，当压力传到未波及区，进入无限大地层压力 传播区域，从该井生产特征看，前期注入液体等构成波及区域，当采完后 就进入了未波及区域，表现为稳定的低产低液生产特征。
第二节 水及水蒸汽的热特性
二、湿饱和蒸汽的特性
1.干度： 汽相占有的质量分数称为蒸汽的干度，用X表示。 一般直流式注汽锅炉出口的干度控制在80%，而不是再高；因为 这可使炉管中有20%左右的水相，以携带走结垢物质，防止结垢。 2.湿饱和蒸汽的热焓（或比热焓）
第二节 水及水蒸汽的热特性
二、湿饱和蒸汽的特性
第三节 蒸汽吞吐技术
二、蒸汽吞吐机理
降粘作用：温度升高粘度下降。 解堵作用：高温高速蒸汽对近井储层的冲刷作用，可解除井筒附近钻 井液等的污染。 降低界面张力：高温蒸汽将使油水界面张力降低，从而改善液阻和气 阻效应（即贾敏效应）。 热膨胀作用：高温将导致原油和水发生膨胀，也导致岩石膨胀，使孔 隙体积减少，增加油的产出量。
第二节 水及水蒸汽的热特性
一、水是最好的注热载体
1.除液态氨外，其余任何液体 的比热（或热容）都比水小。 水的比热是1卡/kg.℃。 2.水的饱和温度随压力的增加 而增加，当压力确定后，饱和 温度只有唯一值。
第二节 水及水蒸汽的热特性
一、水是最好的注热载体
3.当水的温度低于此压力下的饱和温度，则水是热水； 当水的温度等于饱和温度，称为饱和水。 饱和水逐渐被加热，液态水开始沸腾或汽化，称为水与汽两相混合 液体，此时的温度并不增加，而吸收的热量用于水的汽化，汽化所需的 热能很大，称为汽化潜热。 当将饱和水继续加热达到完全汽化时，此时蒸汽称为饱和蒸汽。 当继续加热，饱和蒸汽吸收更多的热量后，在固定压力下，蒸汽的 温度将升高，超过了饱和温度，此时蒸汽称为过热蒸汽。
稠油热采工艺技术
科研所 2019年4月
内容
第一节 稠油的特性及分类 第二节 水及水蒸汽的热特性 第三节 蒸汽吞吐技术 第四节 注蒸汽系统热效率 第五节 改善蒸汽吞吐效果的技术 第六节 油藏数值模拟技术介绍
第一节 稠油的特性及分类
一、稠油的一般特性
１.稠油中的胶质与沥青质含量高，轻质馏分少。 我国主要稠油油田原油中的胶质与沥青含量在25%-50%之间， 而原油轻质馏分（300℃）一般仅10%左右 。 ２.稠油对温度的敏感性强。 以下是胜利油田三类稠油粘温曲线
第一节 稠油的特性及分类
粘度/mpa.s
一、稠油的一般特性
２.稠油对温度的敏感性强
10000000 1000000 100000 10000 1000 100
草4ES44 草104 郑411
由粘温曲线可见： 随温度升高，其粘度急 剧下降。 这一特性也是进行注蒸 汽的原因。
10
1 50 60 70 80 90 100 125 150 175 200 225
4.湿饱和蒸汽的比容： 由图中看出： 蒸汽的比容远比饱和水的比容要大得多； 干度越高，比容越大，波及体积越大，加热范围越大； 随着压力升高，蒸汽比容与饱和水的比容差值变小。例如：1Mpa时， 蒸汽比容是饱和水比容的近200倍，而20Mpa时只有近2倍。 所以注湿蒸汽，一是追求高干度，二是千方百计追求降低注汽压力。
Hs=Xs·Lv+Hws
式中：
Hs——总热焓 Xs——蒸汽干度 Lv——汽化潜热焓 Hws——水的显热焓
显热随压力增加而 增加，汽化潜热随压力 增加而减小；这也是为 何千方百计降低注汽压 力的原因之一。
第二节 水及水蒸汽的热特性
二、湿饱和蒸汽的特性
3.不同压力、不同干度的热焓。
由图中看出： 在相同压力下，蒸汽 干度越高，热焓越大； 随压力升高，汽化潜 热焓和显热焓的差值变小。
热采
特稠油
Ⅱ
10000—50000 ＞0．9500 热 采
超稠油
Ⅲ
＞50000
＞0．9800 热 采
注：*指油层条件下粘度，无*者指油层温度下脱气原油粘度。
内容
第一节 稠油的特性及分类 第二节 水及水蒸汽的热特性 第三节 蒸汽吞吐技术 第四节 注蒸汽系统热效率 第五节 改善蒸汽吞吐效果的技术 第六节 油藏数值模拟技术介绍
第二节 水及水蒸汽的热特性
二、湿饱和蒸汽的特性
4.湿饱和蒸汽的比容： 饱和蒸汽比容： 单位重量的饱和蒸汽 占据的体积：Vs 饱和水的比容： 单位重量的饱和水 占据的体积：Vw 湿饱和蒸汽的比容Vws就是干蒸汽与饱和水的比容之和。 Vws=Xs·Vs+（1-Xs）Vw
第二节 水及水蒸汽的热特性
二、湿饱和蒸汽的特性
第三节 蒸汽吞吐技术
四、蒸汽吞吐生产特征 低采出程度、高采油速度
蒸汽吞吐属于依靠天然能量开采，为一次采油方式。 加热半径为10～30m，最大不超过50m；
第三节 蒸汽吞吐技术
三、蒸汽吞吐渗流机理
330 ℃
泄油半径
80 ℃
加热半径
65 ℃
牛顿流区
启动压力梯度 油层温度
非牛顿流区
L
35m 流动区56m
不流动区
波及区 未波及区
注汽后渗流特征表现为复合油藏特点，稠油油藏具有波及区和未波及 区，在波及区流体流动性较高，而在未波及区流动性较差。
第三节蒸汽吞吐技术