稠油开采技术现状(1)

储层岩性 埋藏深度， m 油层厚度， m 油层压力， MPa
孔隙度， % 渗透率， d 含油饱和度， % 油藏温度下脱气油粘度， mPas 溶解气油比， m3/t
边底水
胶结疏松的砂岩 ≥ 300 ≥3 ≥ 2.5 ≥ 25 ≥ 0.5 ≥ 60
1000 - 50000 ≥5
无或者远离
◆出砂冷采特点与应用
水油比高，采出期长，成本高。
◆水驱后油藏存在的主要问题
生产井
注 入 井
生产井
多层正韵律油藏水驱含水率饱和度分布
注入井
主流线水窜
纵向上油层下部由层内矛盾和重力产生的强水洗；
一套井网多层开采注入水沿高渗层窜流，层间矛 盾加大，平面上沿主流线水窜。
常规水驱的稠油油藏具有较高的剩余储量， 是大幅度提高采收率的有力条件。
▲重力辅助泄油（ SAGD ）技术适用条件
油层连续厚度>20m （对于直井与水平井组合，油层连续厚度>10m）
原油粘度>10000mPa.s 水平渗透率>200md 垂直/水平渗透率比值>0.1 油藏埋深<1000m 油层中不存在连续分布的页岩夹层
▲重力辅助泄油（ SAGD ）技术应用情况
SAGD在加拿大已工业化应用，据介绍，目前有10个 试验区和7个油田商业开采；总日产油超过了5000t/d。 其中 Tangleflage 稠油区的SAGD项目，生产 12 年， 平均单井日产油90t/d，累积采油40×104t，采出程度 60％，累积油汽比0.33。
稠油油藏开采 技术及应用现状
一、国外稠油开发技术现状 二、国内稠油开发技术现状及取得的主要进展
一、世界稠油资源量及开采现状
目前世界上常规石油和天然气各有1300－1600 亿立方米原油 当量的剩余储量，而稠油的地质储量约为10000 亿立方米。巨大的 资源量决定了稠油将是21世纪的主要能源。随着原油价格的持续升 高和保持在高价位，以及稠油开采技术的发展和开采成本的降低， 稠油在满足世界能源需求中的作用会日益增加。
压力，用符号Ps表示。饱和状态时的温度称为饱和温度，用
符号ts表示。饱和压力和饱和温度有一一对应关系，即对应 于某一定的饱和压力必有一定的饱和温度。饱和状态时的蒸 汽称为饱和蒸汽，其液体相应地称为饱和液体。
沸腾：液体内部进行的剧烈的气化现象称为沸腾。沸腾时的 压力和温度即是对应的饱和压力和饱和温度。
4、蒸汽驱技术
生产井
采出程度30％左右 总采收率50％以上
注汽井
生产井
平均采油速度4～6％
蒸汽带
热水带 冷油带
▲蒸汽由注入井连续注入，加热井筒周围的地层，形成逐步蒸汽带。
蒸汽驱技术适应条件
油藏条件 油层深度 , m 油层净总比 , f 孔隙度φ , % 初始含油饱和度 ,f 渗透率 , 10-3μ m2 原油粘度 , mPaS 油层厚度 , m 渗透率变异系数 ,f 原油丰度(.Soi) ,
▲突出优点：成本低、产能高、风险小。 ▲不利的一面：采收率低，一般为15%左右；另外对油砂
的处理是个较大的问题。油砂处理费占开采成本的比 例最高。 ▲出砂冷采在加拿大和委内瑞拉是一种较普遍的稠油冷 采开发方式。
3、水驱开采低粘度稠油技术
◆稠油油藏水驱生产特点
▲见水早，低含水期短； ▲中期含水上升快； ▲采出程度大多在10－25％； ▲ 5－10％的原油在高含水期间采出，
动用储量：6.3 亿吨 吞吐产量：718 万吨
占总产量： 63.2 %
油汽比： 0.35 采油速度： 1.14 ％
2、超稠油蒸汽吞吐
技术进展
注采冲防一体化管柱举 升技术 越泵加热降粘技术 多井整体蒸汽吞吐技术 超稠油地面集输技术 水平井蒸汽吞吐技术
开发水平
辽河油田2005年底 动用储量：1.01亿吨 吞吐井数：1434口 年产油量：238万吨 采油速度：2.36% 累积油汽比： 0.49
◆水驱稠油油藏转注蒸汽开采技术
▲技术原理：利用蒸汽的超覆作用和蒸馏作用，明显的改善 水驱时油藏中上部动用差的问题，同时大幅度降低残余油饱 和度，提高驱油效率。
▲水驱油藏转蒸汽驱条件
水驱剩余油饱和度：0.40 净总厚度比： 0.4 油层总厚度： 8m 平均孔隙度， 0.15 渗透率变异系数： 0.8 油藏埋藏深度：1400m SO*： 0.09 流动系数（kh/）: >8.0 （10-3m2m/mPas）
6、火烧油层技术
将空气注入到油层里，使油层实现地下燃烧，产生热 量形成降粘、蒸馏等一系列效应产生驱替原油的驱动力。
▲火烧油层技术适用条件
★高孔高渗油层； ★单层厚度小于5m； ★地层条件下原油粘度 < 2000mPa.s； ★地层倾角 > 5o；
▲火烧油层技术优势及有待解决问题适用条件
火烧油层的诱人之处在于： （1）火烧使用的注入流体是最便宜的，它们是空气和水； （2）火烧油层烧掉的燃料主要是原油中的重质组分，而火烧还会改质油 层中的原油； （3）火烧采油油藏的深度较注蒸汽热采的深，对边底水的要求也比注蒸 汽热采宽；
36.3 3.9 0.55 8291.9
2004 年
2547.5 2197.7 1798.9 1283.2 872 27.7
36.3 12.8 0.55 8975.85
2005 年
2122.2 1890.7 1392.7 1314.2 477.7 13.8 36.2 19.5
7359.9
二、国外稠油开发技术现状
流度低（0.056）
油藏特点
紧邻底水
油层出砂
油层 油水同层
采用水力泵化学降粘，螺杆泵化
水层
学吞吐、有杆泵电加热油层防砂
等多种冷采工艺，均无法保证油
试
井正常生产。
生产时间 累产油 累产液 平均日产油
验
项目
天
t
m3
t/d
效 果
蒸汽吞吐后，吞吐第二周期产量
冷采评价
31 55 140 1.77
及生产时间均比吞吐前有较大幅
干饱和蒸汽：不含液体的饱和蒸汽为干饱和蒸汽，其干度x=1。
过热蒸汽：在一定压力下，温度高于该压力下的饱和温度的蒸汽 称为过热蒸汽。过热蒸汽温度与饱和温度之差称为过热度即 △t=t-ts。
未饱和液体：在一定压力下，温度低于对应的饱和温度的液体称 为未饱和液体。
三、大港油田稠油热采试验情况 1、孔102区块蒸汽吞吐试验：
世界主要稠油生产国热采产量(104m3)
热采类别 注蒸汽
火烧油层 热水驱 热采共计
国家 美国 委内瑞拉 印尼 中国 加拿大 美国
加拿大 美国 加拿大
2000 年
2577 2216 8416 733.4 668 35.3
39.3 23.1 0.55 7314.2
2003 年
2413 1878 1538 1126.5 713 14.6
液化：蒸汽（或气体）转变为液体的现象统称为液化，也可 称为凝结。
蒸发：液体表面较缓慢地进行的汽化现象称为蒸发。在任何 温度下，蒸发都可以进行。
饱和压力、饱和温度：当汽化速度等于液化速度时，若不对 之加热或改变其温度，气化和液化将处于相对的动态平衡， 这一平衡状态称为饱和状态。饱和状态时的压力，称为饱和
汽化潜能：1kg液体完全汽化为同温度下的蒸汽所需要的热量，
叫该液体的汽化潜热，简称汽化热，用符号r表示。
湿蒸汽：湿蒸汽是部分饱和蒸汽与部分饱和液体的混合物，故湿 蒸汽就是湿饱和蒸汽的简称。
干度：1kg湿蒸汽中含有干蒸汽的质量百分数称为干度，用符合x 表示。
湿度：1kg湿蒸汽中含有饱和水的质量百分数称为湿度，其值为 （1-x）。
3、蒸汽驱
技术进展
蒸汽驱油藏工程方案 优化设计技术 蒸汽驱配汽技术 高温调剖技术 高温举升技术
开发水平
新疆油田2005年底 动用储量：4379.5 万吨 生产井数： 1691 口 注汽井： 669 口 年产油量： 85 万吨 累积油汽比： 0.17
稠油热采常用术语介绍
汽化：液体转变为蒸汽的现象统称汽化。汽化速度决定于液 体的温度。
其它f条件
标准 ≤1400 ≥0.4 ≥0.2 ≥0.45 ≥200 <10000
≥8 <0.7 ≥0.1 边底水体积<5 倍油区体积 无窜流通道；地层倾角200
蒸汽驱技术应用情况
杜里油田储层基本物性
油藏埋深（m） 油藏压力（MPa） 孔隙度 (%) 渗透率 （md） 原油粘度（cp）
平均值 150 1.4 34 1500 330
杜里油田开发水平
采油速度：4.04％ 采出程度（14年）：64％ 峰值产量：47695m3/d 日产量：32432 m3/d 目前累积采油2.08亿立方 米
5、重力辅助泄油（ SAGD ）开采超稠油技术
以蒸汽作为热源，依靠沥青及凝析液的重力作用开采 稠油。一种方式是在靠近油层底部钻一对上下平行的水平 井，另一种方式是在油层底部钻一口水平井，在其上方钻 多口垂直井。
2.常规水驱开采稠油技术
常规开采动用储量为1.6亿吨，占已动用地质储量的17.2％。
3.稠油汽驱开采技术
蒸汽驱动用储量约0.6亿吨，占已动用地质储量的6.5％。
1、普通稠油、特稠油蒸汽吞吐
技术进展
开发水平
热采完井与高温防排砂 技术 高效隔热注汽技术 注采参数优化设计技术 化学辅助蒸汽吞吐技术 非凝析气体辅助蒸汽吞 吐技术
首轮蒸汽吞吐 24 41.34 140 1.72
度提高，实现了连续生产，解决 热采评价 二次吞吐 150 366 1155 4.02
了油流从地层进入井筒的问
总计
174 462.34 1295 2.66
题。
2004年在孔102井开展的蒸汽吞吐先导试验初见成效， 吞吐第二周期产量及生产时间均比吞吐前有较大幅度提高， 实现了油井连续生产；
2005年油藏评价部开展了区块水平井蒸汽吞吐油藏工程 研究；
2006-2007年年采油工艺研究院开展了孔102区块水平井 蒸汽吞吐配套工艺技术研究工作，2008年即将进入现场试 验。
2、出砂冷采技术
●定义：稠油出砂冷采就是不注热、不防砂，利用螺杆泵将原
油和砂一起采出。(出砂冷采是衰竭式开采中最被人推崇的开采方式)
●主要开采机理及特点
一是形成“蚯蚓洞”，提 高油层的渗透率
二是形成了泡沫油，给原 油提供内部驱动能量
三是上覆地层的压实作用 四是远距离边底水的驱动
作用
◆出砂冷采筛选标准
13.5 99.13
探明储量（亿吨） 动用储量（亿吨） 股份公司稠油储量动用图
万吨 1200
产量
1000
800
600
400
200
01 9 9 4
1996 1998 2000 2002 股份公司稠油年产量图
2004
二、国内稠油开采主体技术
1.蒸汽吞吐开采稠油技术
蒸汽吞吐动用的储量约7.2亿吨，占稠油已动用地质储量9.3亿 吨的77.4％。
亿吨
4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000
500 0
世界主要稠油生产国稠油储量与资源量
美国
加国
委内
前苏
探明储量 资源量
180 13.5
中国
热力采油是目前世界上规模最大的EOR工程项目，据统计， 目前正在开展的热力采油项目有154个，热力开采的原油产量 约达7360万吨。
1. 多分支水平井冷采技术 2. 出砂冷采技术 3. 水驱开采低粘度稠油技术 4. 蒸汽驱开采稠油技术 5. SAGD开采超稠油技术 6. 火烧开采稠油技术
1.稠油多分支水平井开采技术
适用条件：
原油粘度不宜太高；直井开采产能低；远离边底水。 应用情况：
该项技术在委内瑞拉的奥瑞克（ Orinoco ）重油带得到 大规模应用，目前已钻井110口，区块最高单井产量达4000桶 /天，累积每天生产120,000桶稠油。
目前没有大规模扩大的原因，主要包括以下有待解决的问题： （1）注气管线、注气井和空压机的安全问题； （2）注气系统的腐蚀问题； （3）产出井及集输系统的腐蚀问题； （4）产出液的高额破乳费用问题； （5）油层非均质性引起的波及范围低及燃烧火线控制难的问题； （6）产出流体的环保问题。
一、国外稠油开发技术现状 二、国内稠油开发技术现状及取得的主要进展
一、中国稠油资源量及开发现状
截至2004年底，探明稠油地质储量13.5亿吨，动用地质储量9.3亿吨。
从1982年辽河高升稠油蒸汽吞吐获得成功以来，经过20多年的发展，蒸汽 吞吐技术在我国已成为稠油生产最主要的技术。
2004年产稠油1135.8×104t ，占股份公司年产油量的10.9%，其中吞吐产 量956万吨（84.1％）汽驱产量89万吨（7.8％ ）常规产量92.8万吨（8.1%）