稠油与高凝油开采技术

硫量都比较低，一般小于0.8％。河南油田稠油中 含硫量仅为０.8%～０.38%，远低于国外含硫量。 (5)稠油中含蜡量低
我国的大多数稠油油田（如辽河高升、曙光、 欢喜岭、新疆克九区、胜利单家寺）原油中含蜡 量在5%左右。河南井楼稠油油田稠油中含蜡量虽 然高与上述稠油油田，但远底于河南双河等稀油 油田的含蜡量（一般含蜡量在30%以上）。
第四节 稠油与高凝油开采技术
概述：储量大；稀油储量减少；短时间内， 液体碳氢化合物作为燃料和化工原料的独特 优点是其它能源无法替代的。
一、稠油及高凝油开采特征 （一）稠油的基本特点 １、稠油的分类标准
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国际标准： 联合国训练署于1981年2月在加拿大召开了关于
重油和沥青砂的标准： (1)重油是指在原始油藏温度下，脱气油粘度为 100 ～ 10000mPa.s 或 在 15.6℃(60℉) 及 1 个 大 气 压 条件下密度为934～1000kg/m3。 (2)沥青砂是指在原始油藏温度下，脱气油粘度大 于10000mPa.s或在15.6℃(60℉) 及1个大气压条 件下密度大于1000kg/m3。
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3．热裂解性
当温度升高一定值时，稠油中的重质组分将会裂解成焦碳和轻质组 分（轻质油和气体）、热裂解生成的轻质组分对改善地下稠油的驱油 效果作用很大。
4．蒸馏性
随着温度上升，原油中开始出现汽化时的温度叫做原油的初馏点 （又称泡点）。当温度大于或等于初馏点时原油中的轻质组分逐渐增 多。
值得一提的是，在蒸汽驱过程中，蒸汽对原油的蒸馏过程有重要影 响，即有蒸汽存在时，相同温度下的馏出量将大大增加，这是蒸汽驱 提高稠油采收率的重要机理之一。
常规油（即稀油）中沥青质含量一般不超过５ ％，但稠油中沥青质含量可达10%～30%，个别特超 稠油可达50％或更高。
(2)稠油随着密度增加其粘度增高，但线性关系较 差。
众所周知，原油密度的大小与其含金属元素的多 少有关，而原油粘度的高低主要取决于其含胶质量 的多少。
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我国稠油油藏属于陆相沉积，原油中金属元素含量较少， 而沥青、胶质含量变化大，与其他国家相比，沥青质含量较低， 一般不超过10％，而胶质含量较高，一般超过20％。因此，原 油密度较小，但原油粘度较高。
对密度大于0.95的原油； 超稠油：将粘度大于5×104 mPa·s，且相对密度
大于0.98的原油或称为天然沥青。
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表8-1 中国稠油分类标准
稠油分类
主要指标
辅助指标
名称
级 别 粘度m Pa.s
Fra Baidu bibliotek
相对密度 （20℃）
I
50* （ 或 100 ） ～ 10000
>0.92
普通稠油
I1 亚 类 I2
50*～100* 100*～10000
虽然高凝油和稠油在一定条件下都有流动性差的特点， 但是原因是不同的。高凝油在原油温度高于凝固点时，油 中的蜡处于溶解状态，流体属单相体系，流动性与普通原 油无差别，只是重质烃组分含量高而粘度稍大一些，当原 油温度下降到凝固点后，蜡晶析出且相互连接形成空间网 络结构，液态烃则被分隔成为分散相，使原油失去流动性， 即发生所谓的凝固。高凝油的开采工艺就是针对其这一特 点提出的。
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中国稠油分类标准： （1）稠油定义：是指油层温度下，脱气原油粘度大 于100mPa·s（或油层原油粘度大于50mPa·s），原油相 对密度超过0.92的原油。
（2）稠油分类 普通稠油：将粘度为1×102～1×104mPa·s，且相
对密度大于0.92的原油； 特稠油：将粘度为1×104～5×104mPa·s ，且相
>0.92 >0.92
特稠油
II
10000～50000
>0.95
开发方式
可先注水 热采 热采
超稠油
III
天然沥青
>50000
>0.98
热采
注：*指油层条件下粘度，无*指油层条件下脱气油粘度。
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2、稠油的一般性质 (1)稠油中轻质馏分很少，而胶质沥青含量很多
而且随着胶质沥青含量增加，原油的相对密度 及同温度下的粘度随之增高。
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(6)稠油中的金属含量较低 中国陆相稠油与国外海相稠油相比，稠油中镍、
钒、铁及铜等金属元素含量很低。特别是钒含量 仅为国外稠油的1/200～1/400，这是中国稠油粘 度较高，而密度较小的重要原因之一。 (7)稠油凝固点较低
大多数稠油油藏属于次生油藏，由于石蜡的大 量脱损，以及前部氧化作用强烈，因此，稠油性 质表现为胶质沥青含量高、含蜡量及凝固点低的 特点 .
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（二） 高凝油的特点
1. 高凝油是指蜡含量高、凝固点高的原油。 凝固点是指在一定条件下原油失去流动性时的
最高温度。 高凝油在较高温度时就失去流动性，这是因为
含蜡量高所致，而且这种蜡主要是碳原子数在16 以上、结构复杂的高饱和烃的混合物。高凝油胶 质沥青质含量较低。
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2.与稠油的区别：
含蜡高、凝固点高；埋藏较深；
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2.特点： 主要优点是投资少、工艺技术简单，增产快，
因此，高凝油开采的关键在于提高井筒中流体 的温度。
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二、 稠油油层热处理技术 （一）蒸汽吞吐
1.生产过程 蒸汽吞吐采油方法又叫周期注气或循环蒸
汽方法 。 生产过程：可分为注气、焖井及回采三个
阶段。
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图8－1 蒸汽吞吐示意图 1－冷原油；2－加热带；3－蒸汽凝结带；4－蒸汽带；5－流动原油及蒸汽凝 结水；6－套管；7－隔热油管；8－隔热封隔器
(3)稠油中烃类组分低 稠油与稀油的重要区别是其烃类组分上的差异，
我国陆相稀油中，烃的组成（饱和烃＋芳香烃）一般 大于60％，最高可达95％，而稠油中烃的组成一般小 于60％，最少者在20％以下，稠油中随着非烃和沥青 含量的增加，其密度呈规律性大。
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(4)稠油中含硫量低 在我国已发现的大量稠油油藏中，稠油中的含
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3、稠油的热特性 1．粘度对温度的敏感性
原油粘度随温度变化而变化的曲线，称为粘温曲 线。
稠油的粘度随温度变化十分敏感，温度升高，粘度急剧下降。这是 稠油热采的最主要的原理—加热降粘机理，也是决定是否进行热力开 采的基础。
2．热膨胀性
在热力采油过程中，随着油层温度的升高，地下原油、水及岩石都 将产生不同程度的膨胀，为驱动提供能量。当温度由常温升高到200℃ 时，原油体积将增加20%。由此可见稠油的热膨胀性在热采中的作用。