蒸汽吞吐技术

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稠油的定义及分类 蒸汽吞吐开采方法 蒸汽吞吐采油机理 蒸汽吞吐筛选标准 蒸汽吞吐操作条件 蒸汽吞吐开采规律
蒸汽吞吐效果操作
蒸汽干度对吞吐效果的影响
相同注入量4000t不同干度的加热半径
注入参数 井底干度，％ 100 周期产量，t 6690 6142 5723 5362 平均加热半径，m 9.4 8.5 7.8 7.2
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稠油的定义及分类 蒸汽吞吐开采方法 蒸汽吞吐采油机理
蒸汽吞吐筛选标准
蒸汽吞吐操作条件
蒸汽吞吐开采规律
基本开采规律
–低采出程度、高采油速度； –单井作业，经济风险小； –周期内产油量呈递减趋势；
–周期产油量、周期平均单井日产油逐周
期下降； –周期油汽比逐周期下降；
1.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
蒸汽吞吐筛选标准
4）原始含油饱和度:原始含油饱和度降低， 蒸汽吞吐开采效果变差，峰值产量低。
这主要由两方面原因引起的： （原始含油饱和度越小．可流动油越少，油水两 相流动，水相相对渗透率增大，产水量增多，产油量 减少；
（2）由于水的比热大于油的比热（约大一倍），使 注入蒸汽的加热半径相对减小，最终也导致泄油半径 减小，蒸汽吞吐开采效果交差。研究认为，蒸汽吞吐 开采经济有效的原始含油饱和度应高于0．5。
稠油蒸汽吞吐技术
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稠油的定义及分类 蒸汽吞吐开采方法
蒸汽吞吐采油机理
蒸汽吞吐筛选标准
蒸汽吞吐操作条件 蒸汽吞吐开采规律
1、稠油的定义 稠油（重质原油）是指在原始油藏温
度下脱气原油粘度为100～10000mPa.s或者
在15.6℃及大气压条件下密度为0.9340～
1.0000g/cm3。
2、分类标准
吞吐周期短
采油量少
蒸汽吞吐筛选标准
2）油层有效厚度
厚油层： 周期长 产量大 油汽比高 薄油层： 热损失大 产量低 油汽比低
数值模拟计算不同区块热损失情况 油层有效厚度，m 20 32 43
净总厚度比 总热损失，％
0.46 37
0.71 24
0.9 14
蒸汽吞吐筛选标准
3）净总厚度比
净总厚度比越小，热损失越大，吞吐效果越差 经验认为：小于0.4时不适合吞吐开采
方式 加热半径为10～30m，最大不超过50m 采出程度一般为15～20％，不超过25％
采油速度较高，在4～6%，甚至更高
2.单井作业，经济风险小
蒸汽吞吐一般为单井作业，与蒸汽驱相比所需投
资少，经济风险较小；
需要投入的仅是注汽锅炉、注汽管网和隔热管等，
如进行先导试验，其投入会更少。
油藏适应范围较大。目前除在稠油砂岩开发中使用 外，在低渗稀油油藏中也有应用，另外，在火成岩稠油 油藏中也将有所尝试
3、蒸汽蒸馏作用
在注蒸汽过程中，原油和水的汽化压力随温度升高 而升高，当油和水的汽化压力等于油层当前压力时， 原油中的轻质组分汽化成气相，产生蒸汽蒸馏作用。 蒸馏作用的存在对稠油开采产生的有利影响主要表现 在：气相粘度低，流动阻力小，驱替前缘产生溶剂驱； 岩石盲端孔隙中的轻质组分将转移到连通孔隙中，产
蒸汽吞吐效果操作
注汽速度对吞吐效果的影响—影响很小
★提高注汽速度即利于缩短油井注汽时间，又有利于增加增产效果。
★注汽速度降低，将增加井筒热损失，导致井底干度降低，从而减 少吞吐效果。 ★不论深井、浅井，尤其是浅层油井，超高速度或超高压力注汽， 会引起油层被压裂，造成裂缝性蒸汽汽窜，使后期的蒸汽吞吐及蒸汽 驱开采效果恶化。
⑴尽力提高井口注汽干度，尤其是要采用最好的井筒隔 热技术措施，下井的隔热管柱一定要保证质量，油套管 环空要排干，最好是注入氮气，以保证环空中没有水。 ⑵注汽速度要适当，太低井筒热损失过大，太高则可能
使 注汽压力过高而超过油层破裂压力而压开油层，形
成微裂缝，导致油层中蒸汽窜流的不良后果。 ⑶周期注入量要适中，一般按油层平均计算120-200t/m 为宜，并且应随注汽周期的增加而适当增加。
发生在单层厚度较大的稠油油藏中。
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稠油的定义及分类
蒸汽吞吐开采方法 蒸汽吞吐采油机理 蒸汽吞吐筛选标准
蒸汽吞吐操作条件 蒸汽吞吐开采规律
蒸汽吞吐筛选标准

原油粘度 油层有效厚度 净总厚度比 原始含油饱和度 渗透率

油层非均质性
边底水能量
蒸汽吞吐筛选标准
1）原油粘度
高原油粘度： 流动性差 泄油半径小
中国稠油分类标准
稠油分类 名称 普通稠油 亚 类 特稠油 超稠油 (天然沥青) 类别 Ⅰ Ⅰ－1 Ⅰ－2 主要指标 粘度，mPa· s 50＊(或100)～10000 50 150
＊ ＊
辅助指标 相对密度(20℃),g/cm3 ＞0.9200 ＞0.9200 ＞0.9200 ＞0.9500 ＞0.9800
用，形成水包油或油包水乳状液。在非均质油
层中，这些粘滞乳状液会堵塞高渗透条带，降
低蒸汽在冷凝区的指进作用，提高波及体积。
6、重力泄油
由于汽液密度差异，在注蒸汽过程中
形成超覆现象，油层纵向受热不均，但油
藏的表现受热面积增加，油层的非驱替部
分由于导热作用而得到加热，受热原油在
重力作用下流到井底。重力泄油作用主要
度由几千到几万mPa.s降低至几个mPa.s。这样，原油流向井底
的阻力大大减小，流动系数Kh/μ成几十倍的增加，油井产量 必然增加许多倍。
2、热膨胀作用
当高温蒸汽注入油层后，加热后的原油产生膨胀， 原油中如果存在少量的溶解气，也将从原油中逸出， 产生溶解气驱的作用。同时油藏中的流体和岩石骨架 产生热膨胀作用，孔隙体积缩小，流体体积增大，维 持原油生产的弹性能量增加。原油的热膨胀程度主要 取决于原油的组分组成，通常情况下，轻质原油的热 膨胀系数大于重质原油。
井下补偿器 井下补偿器 井下热胀补偿器
热采封隔器 注汽封隔器 井下汽水分离器 井下汽水分离器 井下汽水分离器
油
层
热采封隔器 注汽封隔器 注汽封隔器
蒸汽吞吐
特点：具有周期性 分四个阶段:注汽、焖井、放喷和生产 注汽时，地层分为三个带：蒸汽带、热水带和冷水带
非稳定渗流：包括流体渗流、传热等过程
蒸汽吞吐筛选标准
7）边底水
边、底水的存在将会对稠油热采带来程 度不同的影响，这种影响主要表现在边水侵 入、底水锥进。其影响程度一是取决于边、 底水能量大小，即活跃程度，二是取决于生 产井离水体的距离远近。具有活跃边、底水 的稠油油藏，在热采过程中，由于水体导热 性能好以及水、油粘度悬殊，对蒸汽吞吐和 蒸汽驱将带来不利的影响。
蒸汽吞吐效果操作
注汽压力对吞吐效果的影响
1、生产压差相同时，不同压力下吞吐效果 接近 。 2、注汽压力高，生产压差大，对吞吐效果 较好。 3、注汽压力的差别对吞吐效果的影响很小， 如果在油层压力高的情况下采用较高的注 汽压力，可以通过放大生产压差增加产量。
蒸汽吞吐效果操作
注汽工艺参数的选择
影响次序:井底干度>周期注汽量>注入速度。
块状油藏动用程度较高，中－厚互层状次之，薄－ 互层状最差
油藏类型 薄中互层状 动用好+动用中 % 67.92 未动用+动用差 % 32.08
中厚互层状
块状
69.89
85.21
30.11
14.79
1、加热降粘
向油层注入高温高压蒸汽，近井地带相当距离内的地层 温度升高，将油层及原油加热。注入油层的蒸汽优选进入高渗 透带，然而由于蒸汽的密度很小，在重力作用下，蒸汽将向油 层顶部超覆，油层加热并不均匀，但由于热对流和热传导作用， 注入蒸汽量足够多时，加热范围逐渐扩展，蒸汽带的温度仍保 持井底蒸汽温度Ts（250－350℃），蒸汽凝结带，即热水带的 温度Tw虽有所下降，但仍然很高。形成的加热带中的原油粘
注入压力 15MPa 注入速度8t/h 注汽量4000t
56 27 0
在相同的注汽量下，干度越高，加热半径越大，峰值产量 较高，周期产量也高。
蒸汽吞吐效果操作
注汽量对吞吐效果的影响
注汽量不能太小，否则峰值产量低，增产周 期短，周期累积产量低，但也不能太高。注入量 应按每米纯油层厚度选定，也即注汽强度，最优 的范围是120－200t/m。
生自掺稀降粘作用。
4、相对渗透率的变化
在高温润湿性试验中，普遍的规律 是随着温度的升高，岩心润湿性由亲油 转向亲水，由弱亲水转向强亲水。其主 要原因是稠油中的胶质、沥青质等极性 物质含量较多。
5、乳化驱替
在蒸汽驱过程中，由于蒸汽腔内的蒸汽流
速和比容较大，同时蒸汽腔前缘的蒸汽由于冷
凝并释放热量，而产生扰动效应，发生乳化作
开采方式
～150
＊
可以先注水 热 热 热 采 采 采
～10000
10000～50000 ＞ 50000
＊指油藏温度条件下粘度，无＊是指油层温度下脱气油粘度
3、稠油的一般特性和特点
稠油中胶质沥青质含量高，轻质馏分少； 稠油的粘度对温度敏感； 稠油中杂原子含量高； 稠油中含有较多的稀有金属；
稠油中含蜡低；
3.单井周期内产量呈现递减规律
吞吐生产周期较短，受粘度影响，一般普通稠 油周期生产时间在250～300天，特稠油生产在180～
200天，超稠油周期生产为35～150天
吞吐周期内的递减符合指数递减规律:
lg Q B At
4.不同类型油藏，蒸汽吞吐纵向动用程度不同
油层上部动用较好，下部动用较差；
蒸汽吞吐筛选标准
5）油层渗透率
稠油油藏一般多为疏松的砂岩油藏，物性 好，渗透率较高，有利于蒸汽吞吐开采。 规律：渗透率越高，油层流动系数越大， 油层吸汽能力强，产油能力高，因而蒸汽 吞吐的开采效果好。
蒸汽吞吐筛选标准
6）非均质性
油藏渗透率非均质性对蒸汽吞吐的开采 效果影响较大。在油层中存在高渗透率层时， 注入蒸汽将优先进入高渗层而导致层间吸汽 不均，在蒸汽吞吐的初期，吞吐效果较好 （因加热带扩大），但对后续的吞吐和蒸汽 驱产生不利的影响，油层储量动用不均，从 而影响整个油滚的开采效果。
蒸汽吞吐
传热机理：
由于注入流体的运动引起的能量传递； 在油层中由高温向低温的热传导； 在注入流体与地层中原始流体之间，由于地层的渗透性引
起的热对流
热对流是主要传热机理，把蒸汽的热量传递给油层；
热传导，油层的部分热量传递到顶底盖层。
目
前言 前言
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稠油的定义及分类 稠油热力开采方法 蒸汽吞吐采油机理 热力采油筛选标准 蒸汽吞吐操作条件 蒸汽吞吐开采规律
同一油藏中原油性质差。
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稠油的定义及分类 蒸汽吞吐开采方法 蒸汽吞吐采油机理 蒸汽吞吐筛选标准 蒸汽吞吐操作条件 蒸汽吞吐开采规律
蒸汽吞吐
井口补偿器 蒸汽发生器
隔热油管 隔热油管 隔热油管
蒸汽吞吐是先将 高温高压湿蒸汽注入 油层，对油井周围油 层加热降粘，焖井换 蒸汽凝结带 热后开井采油。 加热带 蒸汽带