水平井分段定量注汽及管道式采液处理的稠油高效开发

一、项目名称：

水平井分段定量注汽及管道式采液处理的稠油高效开发关键技术

二、推荐意见：

该项目针对稠油高效开发问题，发明了水平井井下均匀注汽技术、双同向高速旋流分离技术、复合管道式分离技术，形成了具有完全自主知识产权的从开采到产液处理的高效稠油开发成套技术。通过建立注汽控制理论模型和工程计算方法给出了水平井中注汽点位和各注汽点注汽量的准确预测，自主研发了定量注汽管柱和井下实时测试仪，实现了精确控制均匀注汽。利用强旋流和动态重力沉降过程，攻克了超稠油油气水分离难题。采用新型的管道系统代替传统的储罐系统，实现了油气水分离技术的大幅跨越。研制出井下弹性蒸汽伞、井下测试仪、双同向高速起旋器、柱形管道旋流器、微气泡动态气浮选装置等关键设备，突破了稠油经济高效开采的技术瓶颈。

该项目已获国家发明专利14项，申请国际PCT专利1项。项目技术在辽河油田、中海油深圳分公司、华油惠博普公司进行了推广应用。水平井均匀注汽850余井次，累计经济效益达9亿元，已经形成了每年100井次以上的推广应用规模。管道式分离技术仅在辽河冷三转项目就节省工程造价约4000万元。惠博普公司采用管道式分离技术中标伊拉克艾哈代布油田、哈法亚油田、伊朗MIS 油田、北阿油田，合同额上亿元，提高了我国高技术产品的国际竞争力。项目技术推广应用近三年新增利润达3亿元。

经审核，上述推荐书及全部证明材料真实有效，相关内容的填写符合国家技术发明奖填写要求。

建议推荐该项目为国家技术发明奖二等奖。

三、项目简介

稠油是我国重要的战略接替资源，占石油剩余可采储量的比例越来越大，目前约为40%。稠油和超稠油粘度和密度很高，流动性差，开发难度远高于常规原油，目前平均采收率不足20%。目前笼统注蒸汽热采的稠油开发技术存在成本高、采收率低、经济性差等问题，且因稠油的高密高黏特性导致采出液处理困难，极大地限制了我国稠油开采的规模发展。该项目发明了水平井井下均匀注汽技术、双同向高速旋流分离技术、复合管道式分离技术，从而大幅度提高了注采比和采收率，克服了笼统注汽效果差以及传统分离需加热掺稀能耗高、体积庞大、效率低、成本高等难点，攻克了（超）稠油热采与处理中遇到的诸多难题。形成了具

有完全自主知识产权的高效稠油开发成套技术，大幅降低了开发成本，突破了稠

油经济有效开采的技术瓶颈。

主要技术发明点有：

1）发明了一种包含不同孔径注汽阀组与弹性蒸汽伞的井下注汽技术，自主

研发了能实时监测注汽参数的井下测试仪，实现了能准确控制注汽量和注汽位置

的均匀注汽，使注汽过程中蒸汽前沿均匀推进。现场应用表明，水平井分段均匀

注汽技术与笼统注汽技术相比，将采收率由35-40%提高到50-70%，注采比由

0.1-0.2提高到1-2。

2）创建了双同向高速旋流方法和微米孔板动态气浮技术，研制了双同向高

速旋流器和气浮旋流污水处理装置。在南海陆丰13-2平台进行了污水处理应用，

处理来液600m3/d，处理后水中含油小于15mg/L。动态气浮选技术在南海流花油

田进行了超稠油含油污水处理应用，可将入口含油40ppm的污水处理到含油仅

15ppm。

3）提出了复合管道式油气水处理方法，研制了具有自主知识产权的“T型

多分岔管路+旋流管”复合式分离系统。利用强旋流和动态重力沉降过程，采用

新型的管道式系统代替传统的储罐式系统，实现了油气水分离技术的大幅跨越。

突破了传统分离系统体积庞大、处理速度慢、效率低下、成本高、不能承受环境

高压的技术瓶颈。在辽河油田冷三转站投入使用后，在不搀稀油、不加温、不用

大型储罐的条件下，实现了比重达0.99的超稠油油水分离。

该项目已获国家发明专利14项，申请国际PCT专利1项。从2004年起，该

技术先后在中石油辽河油田、中海油深圳分公司、华油惠博普有限公司（上市公

司）进行了推广应用。水平井均匀注汽850余井次，累计经济效益达9亿元，已

经形成了每年100井次以上的推广应用规模。管道式分离技术仅在辽河冷三转分

离项目就节省工程造价约4000万元，每年可节省操作费用300万元以上。惠博

普公司采用管道式分离技术中标伊拉克艾哈代布油田、哈法亚油田、伊朗MIS

油田、北阿油田，合同额上亿元，提高了我国高技术产品的国际竞争力。项目技

术推广应用近三年新增利润达3亿元。

四、客观评价

(一).鉴定评价与验收意见

1、辽宁省科技厅对该项目鉴定意见：专家认为该技术解决了稠油热采动态监测问题...总体达到国际先进水平。“解决了常规电缆直读测试仪器无法满足稠油热采高温测试的问题，属国内外首创”；“首次在稠油上应用流管/流线技术，实现稠油高温测试精细化解释”；“解决了稠油热采动态监测问题，实现了稠油吞吐井注汽、焖井、放喷、采油生产全过程监测，取得了显著的经济效益和社会效益，总体达到国际先进水平”。

2、辽河油田科技处的科技成果评定会评价：

“该成果解决了水平井注汽的关键技术难题，取得了显著的经济效益和社会效益，总体达到国内领先水平，其中水平井双管注汽技术和水平井多点注汽技术属于国内首创。”

3、中国海洋石油总公司深圳分公司验收意见：

“该项目创新性的将‘微气泡浮选+T型管+柱型旋流’的处理技术集成，研制出一套样机，在流花11-1储油轮进行了现场试验，试验结果表明能将密度930kg/m3的稠油污水从30ppm降至12ppm。”

（二）、行业评价

1、中国海洋石油总公司深圳分公司在应用我们的发明专利作出的实施证明中评价：

（1）“该发明以在柱型旋流器中的强旋流为分离手段，实现油水分离，突破了使用大型沉降罐作为油水分离的传统理念。”；“在相同处理量的条件下，该分离系统的体积、重量和占用空间都有成倍的下降，特别适合在海洋平台这种空间和重量受到严格限制的条件下使用，具有广泛的推广使用价值。”

（2）“该系统在南海流花11-1平台的测试和应用表明，可将入口含油40ppm 的污水处理到含油仅15ppm，实现了国内外含油污水处理技术难以达到的指标。且该系统处理时间短、节省平台空间、操作简便、成本低、处理效率好，提供了一种全新的适合于海上平台使用的含油污水处理技术，具有广泛的推广使用价值。”

2、中石油辽河油田冷家油田开发公司在应用管道式分离技术的经济效益证明中评价：

（1）“在40℃低温条件下，实现了该站日处理液量400m3的精细分离。分离后的原油中几乎不含水，水中含油低于10mg/L，远超出原油的销售标准和水的排放标准，其效果也远超出目前世界上油气处理的所有产品。”

（2）“实现了超稠油的油水分离，且分离后达到水中含油小于500mg/L的技术指标。不掺稀油、不加温、不用大型储罐进行超稠油分离并获得成功在世界上尚属首次，在油气处理领域具有划时代意义。”

3、中国石化胜利油田分公司采油工艺研究院验收意见：

“形成的管道式油气水分离设计技术，适合海上油田采注一体化设计，基于该方案设计的油水分离新工艺，达到国内同类装置的领先水平。”