稠油复合吞吐技术CNS2

lCNS技术技术是一种采用高效复合化学药剂与是一种采用高效复合化学药剂与N2辅助蒸汽吞吐辅助蒸汽吞吐的稠油开采技术。的稠油开采技术。高效复合化高效复合化学药剂（学药剂（C）氮气（氮气（N）蒸汽（蒸汽（S）CNS技术第1页/共48页加热降粘加热降粘蒸汽蒸汽降低井筒热损失降低井筒热损失N N2 2提高地层压力提高地层压力扩大波及范围扩大波及范围提高地层热利用率提高地层热利用率CNS技术机理技术机理降低井筒附近粘度降低井筒附近粘度提高波及系数提高波及系数提高注汽质量提高注汽质量降低注汽压力降低注汽压力复合化学药剂复合化学药剂降低界面张力降低界面张力第2页/共48页一、复合化学药剂的作用一、复合化学药剂的作用二、氮气的作用二、氮气的作用三、蒸汽对稠油的作用三、蒸汽对稠油的作用四、四、CNS的协同作用的协同作用五、德仕集团的核心优势五、德仕集团的核心优势六、应用实例六、应用实例七、采出液处理七、采出液处理第3页/共48页一、复合化学药剂的作用一、复合化学药剂的作用高温驱油剂高温驱油剂降凝降粘剂降凝降粘剂高温起泡剂高温起泡剂高温防膨剂高温防膨剂第4页/共48页高温驱油剂高温驱油剂作用：作用：1 1、降低油水界面张力达到、降低油水界面张力达到1010-3-3mN/m 级别使原油在孔隙中变形拉伸、易于通过。、易于通过。2 2、降低油岩界面张力，使油易于剥离，提高洗油效率；、降低油岩界面张力，使油易于剥离，提高洗油效率；第5页/共48页CNS对高温驱油剂的要求耐温性能：经300高温高压24小时后仍能保持界面张力等 指标符合要求热稳定性(80 90天）：界面张力小于7*10-2 mN/m耐盐性能：总矿化度50000PPM地层水条件下应满足各项性能要求洗油能力：洗油率应大于85%抗吸附能力：与模拟地层岩石混合振荡24小时后界面张力小于7*10-2 mN/m无机盐含量：小于6%浊点、KRAFT点：满足地层温度条件下不析出使用浓度：小于0.4%第6页/共48页高温降凝降粘剂高温降凝降粘剂作用机理作用机理:1、具有高效分散降粘的作用，降粘率可达90%以上，大大地提高原油的渗流能力；2、添加了降凝成份，原油凝点可降低10以上，当地层恢复原有温度后，原油仍然保持良好的流动性；第7页/共48页第8页/共48页CNS对高温降粘降凝剂的要求耐温性能：经300高温高压24小时后仍能保持降粘率等 指标符合要求热稳定性(90天）：降粘率大于85%,凝点降低8 耐盐性能：总矿化度50000PPM地层水条件下应满足各项性能要求无机盐含量：小于6%浊点、KRAFT点：满足地层温度条件下不析出第9页/共48页File:pai601-dizhi-S0-N0.irfUser:AdministratorDate:2010-07-16Z/X:20.00:104,9019,80214,70319,60324,50429,40534,30639,20744,10849,008STARS Test Bed No.1Oil Viscosity(cp)2009-07-27 File:pai601-dizhi-S20-N0.irfUser:AdministratorDate:2010-07-16Z/X:20.00:104,9019,80214,70419,60524,50629,40734,30839,21044,11149,012STARS Test Bed No.1Oil Viscosity(cp)2009-07-27 File:pai601-dizhi-S0-N0.irfUser:AdministratorDate:2010-07-16Z/X:20.00:1285786115144174203232261290319STARS Test Bed No.1Temperature(C)2009-07-27 File:pai601-dizhi-S10-N0.irfUser:AdministratorDate:2010-07-16Z/X:20.00:1285786115144174203232261290319STARS Test Bed No.1Temperature(C)2009-07-27 油溶性降粘降凝剂油溶性降粘降凝剂+蒸汽吞吐：蒸汽吞吐：降粘范围广、温度场的波及范围比常规蒸汽吞吐大。降粘范围广、温度场的波及范围比常规蒸汽吞吐大。温度场分布温度场分布粘度场分布粘度场分布常规蒸汽吞吐常规蒸汽吞吐降粘剂降粘剂+蒸汽吞吐蒸汽吞吐1、油溶性降粘降凝剂与稠油的主要作用-提高蒸汽波及范围油藏应用研究第10页/共48页2、油溶性降粘降凝剂与稠油的主要作用-降低注汽压力STARS Test Bed No.1pai601i pai601-dizhi-S50-N0.irf不注降粘剂注10t降粘剂注20t降粘剂注30t降粘剂注40t降粘剂注50t降粘剂日期(Date)井口压力(kPa)2009-7-192009-7-212009-7-232009-7-252009-7-2705,00010,00015,00020,00025,000 油溶性降粘剂作为前置液注入井底，能有效降低注蒸汽压力，注油溶性降粘剂作为前置液注入井底，能有效降低注蒸汽压力，注20t降降粘剂时注汽初期压力降到了粘剂时注汽初期压力降到了7.6MPa。油藏应用研究第11页/共48页油溶性降粘降凝剂剂注入量占蒸汽注入量的百分数数/%0.001.252.505.00束缚缚水饱饱和度/24.9924.8224.5623.27含油饱饱和度/75.0175.1875.4476.73残残余油饱饱和度/58.5547.1832.8424.12总总注入倍数数/PV8.008.008.008.00驱动驱动速度/mL Lmin-13.003.003.003.00孔隙度/39.9639.5340.6939.56渗透率/m24.924.614.354.34 随着油溶性降粘降凝剂注入量的增加，驱替效率不断增加。当油溶性降粘降凝剂注入量达到蒸汽注入量的5.0%时，驱替效率的提高40%以上。3、油溶性降粘降凝剂与稠油的主要作用-提高驱替效率油藏应用研究油藏应用研究第12页/共48页高温起泡剂高温起泡剂作用机理作用机理:1 1、利用贾敏效应对不均质性严重的油层，调、利用贾敏效应对不均质性严重的油层，调整注汽剖面整注汽剖面,提高蒸汽波及系数；提高蒸汽波及系数；2 2、加入泡沫稳定剂使泡沫在地层条件下泡沫、加入泡沫稳定剂使泡沫在地层条件下泡沫细腻，半衰期延长细腻，半衰期延长第13页/共48页CNS对高温起泡剂的要求耐温性能：经300高温高压24小时后仍能保持发泡体积、半衰期等 指标符合要求起泡能力：发泡体积大于180ml,半衰期大于420秒耐盐性能：总矿化度50000PPM地层水条件下应满足各项性能要求界面张力小于1mN/m浊点、KRAFT点：满足地层温度条件下不析出第14页/共48页高温防膨剂高温防膨剂作用机理作用机理:1 1、防止水敏地层粘土的膨胀、分散及运移，降低注汽启动防止水敏地层粘土的膨胀、分散及运移，降低注汽启动压力，保持渗透率。压力，保持渗透率。CNSCNS对高温防膨剂的要求：对高温防膨剂的要求：1 1、防膨率（、防膨率（300、24小时）大于）大于80%80%2 2、耐水洗率大于、耐水洗率大于95%95%3 3、渗透率保持率（、渗透率保持率（250 250）大于85%第15页/共48页二、氮气的作用二、氮气的作用1、氮气特点 氮气压缩系数大、膨胀能力强，弹性能力强，是驱动与氮气压缩系数大、膨胀能力强，弹性能力强，是驱动与举升油流最理想的气体。举升油流最理想的气体。单独使用具有降低地层热损失、增溶、增能、膨胀、降单独使用具有降低地层热损失、增溶、增能、膨胀、降粘等功效，同时配合起泡剂使用，可以调整注汽剖面。粘等功效，同时配合起泡剂使用，可以调整注汽剖面。采用先进的膜分离制氮技术，具有价格低，来源广，施采用先进的膜分离制氮技术，具有价格低，来源广，施工方便，操作简便等特点。工方便，操作简便等特点。第16页/共48页技术对策技术对策氮气与稠油的主要作用 蒸汽氮气吞吐常规蒸汽吞吐吞吐结束时的温度场uN2为非凝析气体，不溶于水，微溶于油，其压缩系数是CO2的3倍，具有比其他气体更高的膨胀性；补充油层能量提高回采水率uN2的分压作用；uN2的微气泡贾敏效应uN2的重力分异作用提高蒸汽加热范围2 2、油藏应用研究、油藏应用研究第17页/共48页氮气与稠油的主要作用-降低原油粘度氮气对原油高压物性影响研究uN2溶解量随溶解压力的增加而增加，在排601井区油藏条件下溶解气油比48Nm3/m3；u原油粘度随N2溶解量的增加而降低，在排601井区油藏条件下降粘率为15%20%左右。第18页/共48页 随着N2在原油中的溶解量的增加，原油的体积系数与压缩系数都线性增加。50时溶入N2后体积系数增加2.4%，压缩系数增加9.2%。增加了原油的弹性能。NN2 2对原油弹性能量的影响对原油弹性能量的影响氮气与稠油的主要作用-膨胀原油第19页/共48页三、蒸汽对稠油的作用三、蒸汽对稠油的作用 稠油的热敏性极强，蒸汽能够显著地降低稠油的粘度，稠油的热敏性极强，蒸汽能够显著地降低稠油的粘度，原油流向井底的阻力大大减小。原油流向井底的阻力大大减小。油层被加热后，油层的弹性能量被充分释放出来，成为油层被加热后，油层的弹性能量被充分释放出来，成为 驱油能量。驱油能量。在开井回采时改变了液流方向，油、蒸汽及凝结水在放在开井回采时改变了液流方向，油、蒸汽及凝结水在放 大生产压差条件下高速流入井筒，将近井眼地带的堵塞大生产压差条件下高速流入井筒，将近井眼地带的堵塞 物排出，大大改善了油井渗流条件。物排出，大大改善了油井渗流条件。蒸汽膨胀的驱动作用和溶剂的抽提作用等。蒸汽膨胀的驱动作用和溶剂的抽提作用等。第20页/共48页五、CNS的协同作用第21页/共48页n 200伴注油溶性降粘降凝剂的热水驱提高了油相相对渗透率，并且减小了残余油饱和度。这说明降粘降凝剂的加入，界面张力和原油粘度降低，使得热水驱的油水渗流规律发生了变化。200油水相对渗透率曲线油水相对渗透率曲线 氮气+油溶性降粘降凝剂的主要作用 油藏应用研究油藏应用研究第22页/共48页120120纯热水驱后纯热水驱后“热水氮气热水氮气+油溶性降粘剂油溶性降粘剂”实验结果实验结果 120纯热水驱后注入“热水氮气油溶性降粘降凝剂”驱替能有效提高驱替效率22.7。氮气+油溶性降粘降凝剂的主要作用 第23页/共48页 我公司实施我公司实施CNSCNS技术的优势在于技术的优势在于:几年来，我公司一直致力于蒸汽吞吐驱油体系的研究开发几年来，我公司一直致力于蒸汽吞吐驱油体系的研究开发 工作，经过了大量的室内模拟实验，先后对工作，经过了大量的室内模拟实验，先后对10001000余种表活余种表活 剂进行了高温及驱油性能评价，筛选出了适合全国各类油剂进行了高温及驱油性能评价，筛选出了适合全国各类油 藏的蒸汽吞吐体系产品，目前已具备根据地层情况设计完藏的蒸汽吞吐体系产品，目前已具备根据地层情况设计完 善的热力化学增油解决方案。善的热力化学增油解决方案。第24页/共48页常规分析界面张力高温实验合成实验第25页/共48页 拥有拥有6 6台亚临界湿蒸汽发生器和台亚临界湿蒸汽发生器和5 5台制氮设备，具有完善台制氮设备，具有完善 的施工队伍和相应的施工能力，在胜利油田、新疆油田的施工队伍和相应的施工能力，在胜利油田、新疆油田 从事相关的服务，得到了客户一致的认可。从事相关的服务，得到了客户一致的认可。亚临界湿蒸汽发生器制氮设备第26页/共48页 具有强大的化工技术和生产优势，能够有效的推动该项具有强大的化工技术和生产优势，能够有效的推动该项 技术的实施和推广。技术的实施和推广。第27页/共48页六、应用实例第28页/共48页 从从2009年年6月到月到2010年年11月月1日共投产水平井日共投产水平井27口，目前开口，目前开井井22口。区块平均单井日产液能力口。区块平均单井日产液能力20.3t/d，日产油能力日产油能力7.5t/d，含水含水63.1%；累积产油；累积产油2.87104t，累积油汽比累积油汽比0.42t/t，回采水率，回采水率57.5。新疆准噶尔盆地西缘排新疆准噶尔盆地西缘排601区块生产统计表区块生产统计表区块区块投产产时间时间投产产井数数口开开井数数口目前累积积产产油104t累积积产产水104t累积积油汽比t/t回采水率%日产产液t/d日产产油t/d含水%新疆排6012009.8.6272220.37.563.1 2.873.930.42 57.5第29页/共48页三、试油试采及开发难点分析三、试油试采及开发难点分析排排601区块水平井周期生产情况统计表区块水平井周期生产情况统计表井号号周期注汽量t生产时产时间间d峰值值油量t/d周期平均累积产积产油t回采水率%累积积油汽比t/t日产产液t/d日产产油t/d含水%排601-平13006.726454.927.310.262.62666149.20.89排601-平2220039032.621.412.641.1 1068.830.9 0.53 排601-平261017.58731.221.412.442.1 1154.877.6 1.08 排601-平5120038231.618.911.837.6 970.427.7 0.48 排601-平5220007631.6178.848.2 670.931.0 0.34 排601-平5320137532.320.410.747.5 804.935.9 0.40 水平井平均2007.211235.722.7 10.9 52.0 122365.1 0.61 该块水平井初期产能较高，但产量下降很快，周期生产时间短。该块水平井初期产能较高，但产量下降很快，周期生产时间短。第30页/共48页油藏特点油藏特点采用主导工艺采用主导工艺应用效果应用效果储层埋藏储层埋藏浅浅油层厚度油层厚度薄薄原油粘度原油粘度高高 采用采用滤砂管分段完井滤砂管分段完井方式方式截止到截止到11.1，6口生产井平均口生产井平均日产油日产油10.9t/d，平均含水平均含水52%，平均单井累油平均单井累油1223t，平均油，平均油汽比汽比0.61。注汽前注注汽前注油溶性降粘降凝剂油溶性降粘降凝剂降低井降低井筒附近原油粘度，以降低注汽启动筒附近原油粘度，以降低注汽启动压力。压力。注汽过程中伴注注汽过程中伴注氮气氮气增加地层能量增加地层能量和回采水率，同时伴注高温驱油剂和回采水率，同时伴注高温驱油剂提高采收率。提高采收率。利用利用注采一体化管柱注采一体化管柱减少转周作业，减少转周作业，充分利用热能；同时采用充分利用热能；同时采用大斜度井大斜度井抽油泵抽油泵，加大生产压差。，加大生产压差。采取化学降粘举升，降低举升难度。采取化学降粘举升，降低举升难度。排排601601块块20102010年采油工艺措施实施效果年采油工艺措施实施效果第31页/共48页储层埋藏浅储层埋藏浅(420-610m)地层温度低地层温度低(28)油藏温度下原油粘度高油藏温度下原油粘度高5000090000mPa.S油层厚度薄油层厚度薄47m注汽压力高注汽压力高 地层能量低地层能量低 举升难度大举升难度大 P601-P1P601-P53P601-P29 P601-P52 P601-P28 P601-P22 P601-P51注汽最高压压力MPa11.911.311.811.712.111.611.4排排601块注汽压力情况统计表块注汽压力情况统计表第32页/共48页排排601601块浅薄块浅薄层稠油层稠油油藏开油藏开发对策发对策注汽前注油溶性降粘降凝剂注汽前注油溶性降粘降凝剂注采一体化泵注采一体化泵防偏磨防脱工艺防偏磨防脱工艺N N2 2辅助蒸汽吞吐辅助蒸汽吞吐注汽压力高注汽压力高 举升难度大举升难度大 地层能量低地层能量低CNS第33页/共48页方案序号油溶性降粘剂/t氮气/Nm3周期产油量/t周期净产油量/t1001486.321486.3220150001551.201539.2030300001584.811560.8140450001667.911631.9150600001677.411629.4161001701.131661.80710150001813.111761.78810300001901.621838.29910450001964.521889.191010600001988.161900.83112001851.511772.841220150001960.391869.721320300002074.331971.661420450002237.172122.501520600002244.352117.68163001915.001797.001730150002037.161907.161830300002136.791994.791930450002275.352121.352030600002282.292116.29214001964.741807.412240150002063.551894.222340300002188.222006.892440450002290.632097.302540600002301.772096.44265002017.831821.162750150002095.381886.712850300002213.821993.152950450002308.882076.213050600002315.522070.85在该油藏条件下注油溶性降粘剂2030t，注氮气(包括环空隔热)4500060000Nm3为宜。注入方式：全程伴注第34页/共48页适用于浅薄层稠油油藏的注采一体化配套工艺适用于浅薄层稠油油藏的注采一体化配套工艺 排排601稠油区块埋深稠油区块埋深420-610m，造斜点高（，造斜点高（150-180m），为建立），为建立有效生产压差，要求注采一体化泵下至井斜角有效生产压差，要求注采一体化泵下至井斜角6065处；同时由处；同时由于井浅、层薄，能量低，产量下降快，要求利用高温期强采。于井浅、层薄，能量低，产量下降快，要求利用高温期强采。为减化投产管柱，减少转抽冷伤害，在此基础上研究了适合于该为减化投产管柱，减少转抽冷伤害，在此基础上研究了适合于该块的注采一体化工艺。块的注采一体化工艺。配套耐高温防偏磨系统，减少管柱在大狗腿度井段的偏磨；配套耐高温防偏磨系统，减少管柱在大狗腿度井段的偏磨；蒸汽分配阀，实现蒸汽均匀分配，改善注汽效果，减小修井次数蒸汽分配阀，实现蒸汽均匀分配，改善注汽效果，减小修井次数同时增加一系列安全措施，来保证作业及生产的安全性能。同时增加一系列安全措施，来保证作业及生产的安全性能。第35页/共48页管柱组组合注速t/h井底压压力MPa井底温温度井底干度%热损热损失%井口压压力10MPa隔热热管+N2510.4314625.1109.130466.52.4156.928568.81.6隔热热管510.431460.55.9109.130465.92.8156.928568.41.8油管+N2510.831748.5131010.231257.67.5159.330663.74.2油管510.83174218.41010.231249.810.4159.430658.86.4注入速度对井底热力参数的影响计算结果注入速度对井底热力参数的影响计算结果注汽工艺管柱优化注汽工艺管柱优化 选择选择油管油管+环空环空N2隔热隔热注汽管柱即可满足排注汽管柱即可满足排601块浅薄层块浅薄层稠油油藏前期蒸汽吞吐注汽的需求。稠油油藏前期蒸汽吞吐注汽的需求。第36页/共48页适用于浅薄层稠油油藏的注采一体化配套工艺适用于浅薄层稠油油藏的注采一体化配套工艺排排601浅薄层稠油注采一体化工艺管柱图浅薄层稠油注采一体化工艺管柱图高温光杆密封器高温光杆密封器高温抽油杆防喷器高温抽油杆防喷器高温高压热采井口高温高压热采井口抽油杆扶正器抽油杆扶正器抽油杆防脱器抽油杆防脱器抽油泵纠偏器抽油泵纠偏器注采两用泵注采两用泵蒸汽分配阀蒸汽分配阀第37页/共48页上压盖导向片流油槽抽油杆套高性能弹簧带导流纠正套抽油杆接箍活结（灵活转动、偏转角度）抗磨套（灵活转动）抽油杆接箍抽油杆螺纹适用于浅薄层稠油油藏的注采一体化配套工艺适用于浅薄层稠油油藏的注采一体化配套工艺抽油杆扶正器抽油杆扶正器抽油杆助抽纠偏器抽油杆助抽纠偏器抽油杆防偏、磨防脱装置抽油杆防偏、磨防脱装置第38页/共48页抽油泵接头注气外套泵筒总成注气通道柱塞总成固定阀总成注气管接头适用于浅薄层稠油油藏的注采一体化配套工艺适用于浅薄层稠油油藏的注采一体化配套工艺(1)注采两用：注采两用：注采转换简单可靠，注蒸汽时只需将柱塞总成下放至支撑座，露出泵筒侧壁的注采转换简单可靠，注蒸汽时只需将柱塞总成下放至支撑座，露出泵筒侧壁的注汽孔即可注汽，注汽后上提柱塞遮闭注汽孔即可转抽，能够及时发挥注汽的热采效果。注汽孔即可注汽，注汽后上提柱塞遮闭注汽孔即可转抽，能够及时发挥注汽的热采效果。(2)防砂卡：防砂卡：采用短泵筒长柱塞结构，正常抽油时，柱塞上出油阀罩始终在泵筒之外，可减轻采用短泵筒长柱塞结构，正常抽油时，柱塞上出油阀罩始终在泵筒之外，可减轻砂卡柱塞现象的发生。砂卡柱塞现象的发生。(3)注汽孔具有泄油功能：注汽孔具有泄油功能：作业时，提出柱塞，不需要任何的辅助工具，就可以实现泄油。作业时，提出柱塞，不需要任何的辅助工具，就可以实现泄油。(4)可以使蒸汽均匀的注到油井底部，使油层均匀受热，提高注汽效果，增加注汽效率。可以使蒸汽均匀的注到油井底部，使油层均匀受热，提高注汽效果，增加注汽效率。(5)抽油泵特殊的柱塞结构，最大可下至抽油泵特殊的柱塞结构，最大可下至70度井斜处度井斜处。大斜度井注采一体化抽油泵结构图大斜度井注采一体化抽油泵结构图第39页/共48页七、采出液处理第40页/共48页CNS采出液的特点1、稠油密度大重力热沉降效果差2、降粘剂乳化降粘形成W/O、O/W混合乳状液破乳难度增大3、破乳效果变差使得联合站污水含油上升，进而造成水罐浮油量增大，收油后影响破乳。第41页/共48页CNS采出液处理思路1、预防原则 胜利油田稠油开发的实践中很早便遇到了降粘剂影响破乳的问题，并在Q/SL1520-2001油溶性稠油降粘剂通用技术条件中规定了：与原油破乳剂配伍性（相对脱水率）95%。因此在该产品配方的研究上，尽量避免稳定乳状液的形成。第42页/共48页2、破乳剂与降粘剂亲油基团相近原则 从破乳剂和乳化剂的机构上看都由一个亲油基团和亲水基构成，选择相近的亲油基有助提高破乳效果。第43页/共48页3、乳化降粘与降凝机理共同作用 原油降凝剂的作用在于影响蜡晶的网目构造的发育过程，并防止低凝点的油分、油泥、胶质和沥青质等吸附在其周围从而使原油的凝固点（倾点）降低，降凝机理的引入客观上降低了乳化成分的比例。第44页/共48页 4、破乳净水一体化工艺 该工艺深入进行驱油剂-破乳剂的对应性研究的基础上，针对聚合物驱、二元复合驱等三采采出液的特点开发了专用破乳剂，并在油气水分离器前加入预脱剂油水迅速分离，大大改善油气水分离器水出口水质并提高了分水量，使得油处理站加热炉负荷降低、原油温度提高，同时减少破乳剂和水处理药剂消耗，使原油脱水和水质同时得到保障。第45页/共48页德仕集团在CNS采出液处理方面的优势：1、我公司同时研发并生产采油助剂和集输助剂。采油助剂方面，我公司在再对其本身针对性能进行评价的同时，还会对其与破乳剂的配伍性能进行评价，最大程度上减轻了采油助剂对后续破乳的负面影响。2、自2003年在胜利油田我们先后为滨南首站、开发中心稠油站、乐安联合站等抽油处理站进行破乳服务积累了一定稠油处理的成功经验。3、目前在使用CNS技术开发的胜利新疆勘探开发中心春风油田（克拉玛依）的助剂都由我公司提供产品，生产运行稳定。第46页/共48页 谢 谢第47页/共48页感谢您的观看。感谢您的观看。第48页/共48页