世界稠油开采现状及开采技术进展

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,世界稠油开采现状及开采技术进展,一、世界稠油储量及开采状况,二、稠油油藏成熟的开采技术,三、发展中的稠油开采技术,四、探索性技术,五、稀油油藏热采技术,提 纲,一、世界稠油储量及开采状况,世界稠油开采现状及开采技术进展,UNITAR推荐的重油及沥青分类标准,稠油分类,主要指标,辅助指标,开采方式,名称,类别,粘度,(mPa.s),相对密度,(g/cm,3,20),普通稠油,5010000,0.9200,亚类,-1,50150,0.9200,可以先注水,-2,15010000,0.9200,热采,特稠油,1000050000,0.9500,热采,超稠油(,超稠油或天然沥青),50000,0.9800,热采,我国稠油分类标准,世界稠油开采现状及开采技术进展,一、世界稠油储量及开采状况,一、世界稠油储量及开采状况,亚稠油（建议）：,油层条件下粘度在2050 mPas的原油。,开采方式：,对于深度2000 m的亚稠油油藏和常规水驱稠油油藏,蒸汽吞吐引效水驱是一项高效开采方式。,压裂酸化是低渗透油藏最有效的增产和增注措施,蒸汽吞吐是有机堵塞油藏最有效的增产和增注手段,世界稠油开采现状及开采技术进展,一、世界稠油储量及开采状况,世界稠油资源量,据报导，目前常规石油和天然气各有0.81.0万亿原油当量桶的剩余储量，而稠油的地质储量约为6.3万亿桶，即大约1万亿立方米，巨大的资源量决定了稠油必将是21世纪的主要能源。表1.3列出了主要稠油生产国的稠油资源量。,表1.3 世界主要稠油生产国稠油及沥青资源,世界稠油开采现状及开采技术进展,一、世界稠油储量及开采状况,（二）世界稠油开采状况,目前，虽然稠油产量占原油总产量的10左右，但是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，许多专家和分析家预计，稠油在满足世界能源需求中的作用会日益增加。,世界稠油开采现状及开采技术进展,世界稠油开采现状及开采技术进展,世界主要稠油生产国热采产量(10,4,m,3,),世界稠油开采现状及开采技术进展,1998-2002世界稠油热采产量,（前苏联地区除外）,二、稠油油藏成熟的开采技术,世界稠油开采现状及开采技术进展,1、蒸汽吞吐开采,2、蒸汽驱开采,3、注水水驱开采,4、天然水驱或衰竭式开采,1、蒸汽吞吐开采,二、稠油油藏成熟的开采技术,一般认为蒸汽吞吐提高开采效果的机理有两点：一是降低原油粘度和水的粘度，提高油水渗流能力；二是清洗井眼及近井地带，改善油井的完善程度，而,后者一般在第一、二个吞吐周期后就不再有大的变化了,。,蒸汽吞吐在每个周期都要注进大量的蒸汽，而后又要采出大量的油和水，它是一个不断补充热能和压能的过程，同时又是不断泄压和排出热流体的过程。但它是一个产出量高于注入量、排出流体的热焓低于注入流体的热焓这样一个油层压力渐次衰竭而油层温度缓慢升高的开采过程，它与自然衰竭式开采不同。,世界稠油开采现状及开采技术进展,因此，蒸汽吞吐对油层能量的影响有两点：,1. 从蒸汽吞吐的全过程看，蒸汽吞吐油层的压力不断降低，油层的温度不断提高；,2. 从单个蒸汽吞吐周期看，蒸汽吞吐是先补充压能和热能，焖井后开井排液泄压。,普通稠油蒸汽吞吐的采收率一般在25左右，不会超过30，这主要是采大于注，油层压力衰竭造成的。为了提高蒸汽吞吐的采收率，人们采取了多种改进的蒸汽吞吐方式，如多井整体蒸汽吞吐。（,吴淑红 博士,）,二、稠油油藏成熟的开采技术,1、蒸汽吞吐开采,世界稠油开采现状及开采技术进展,世界稠油开采现状及开采技术进展,周期数,产油量(t),普通稠油井不同蒸汽吞吐周期生产曲线,（统计平均值）,世界稠油开采现状及开采技术进展,产油量(t),周期数,超稠油井不同吞吐周期生产曲线,二、稠油油藏成熟的开采技术,2、蒸汽驱开采,蒸汽驱开采石油是世界上目前规模最大的热力三次采油，据不完全统计，到2002年正在开展的注蒸汽采油项目有136个，其中美国有55个项目，加拿大有13个项目，委内瑞拉有49个项目。2002年的蒸汽驱热力三采的原油产量约万吨。,著名的蒸汽驱油田有，美国的克恩河油田，印尼的杜尔油田。,世界稠油开采现状及开采技术进展,二、稠油油藏成熟的开采技术,蒸汽驱开采方式描述,蒸汽驱如同水驱一样由注采井组构成注采井网，注汽井和生产井可按行列式井网或面积井网（五点、反七点、反九点）布井。一般情况下,在蒸汽驱之前要进行蒸汽吞吐，通过蒸汽吞吐可以预热部分地层，并可解除油层近井地带的污染，为汽驱创造有利条件。如果能深入的分析研究蒸汽吞吐过程，还会加深对油藏的认识，为更好地实现汽驱提供新的信息。,世界稠油开采现状及开采技术进展,二、稠油油藏成熟的开采技术,蒸汽驱开采的特点,蒸汽驱不同于蒸汽吞吐，它是以较充分的补充地层能量为前提的，因此蒸汽驱的采收率比蒸汽吞吐的采收率高，经过蒸汽吞吐后，通过蒸汽驱提高的采出程度一般为30 OO IP左右，汽驱结束后的总采收率，一般在50OOIP以上，平均采油速度一般在46之间。,蒸汽吞吐后转汽驱，一般经历三个过程：汽驱启动阶段、热流体控制阶段、以及蒸汽突破后阶段。,世界稠油开采现状及开采技术进展,二、稠油油藏成熟的开采技术,蒸汽驱开采的特点,蒸汽驱的采收率尽管较高，由于注汽过程中地面和井筒热损失、加热的地层向顶底岩层的热损失、蒸汽突进生产井后的蒸汽损失、以及采出高温液体的热损失，蒸汽驱的累积生产油汽比一般在之间，因此，提高系统热效率是改善热采效果和降低热采成本的重要保证。（,李松林 博士,）,对于适合汽驱的油藏，要实现成功的汽驱，在汽驱的三个不同阶段，必须同时满足四个条件：合理的注汽速度、合理的井底蒸汽干度、合理的注入压力和地层压力、以及合理的采注比。这是我国稠油油藏汽驱实践中一项很重要的经验总结。（,李秀娈 高工,）,世界稠油开采现状及开采技术进展,世界稠油开采现状及开采技术进展,齐40扩大试验区三个阶段预测的生产曲线,二、稠油油藏成熟的开采技术,世界稠油开采现状及开采技术进展,不符合热采条件,薄互层，不适合汽驱,二、稠油油藏成熟的开采技术,(1) 常规水驱（ 冷水驱）,常规水驱稠油油藏的生产特点：,（1）见水早，低含水期短；,（2）中期含水上升快；,（3）采出程度大多在1025；,（4）510采出程度的原油在高含水期间采出，水油比高，采出期长，成本高。,因此，常规水驱的稠油油藏转热采是大幅度提高采收率的出路之一。,（王晓春 工程师）,世界稠油开采现状及开采技术进展,二、稠油油藏成熟的开采技术,(2) 热水水驱,注热水采油是人们最易想到的开采稠油的方法，之后才转为注蒸汽采油。热水驱采油的主要机理是：原油受热降粘，原油及岩石体积受热膨胀，促进岩石水湿以及降低残余油饱和度等。虽然热水驱对稠油的开采效果不如注蒸汽显著，但由于其操作简单，与常规水驱基本相同，因此一直被人们所应用，只不过规模小些。美国有4个热水驱采油项目进行，项目的评价都是成功的。,世界稠油开采现状及开采技术进展,世界稠油开采现状及开采技术进展,主要储层：白垩系,Main Hollin,砂岩储层,孔隙度：平均18%,渗透率：2003000 mD,油藏类型：厚块状油藏,含油饱和度：90%,最大含油高度：,355ft（108.3 m）,原油性质：,1821,API,密度 0.9280.946 g/cm,3,粘度,1340 cp,(,油藏条件下,),油藏深度：11150ft（3399m）,地层压力：4830 psia（33.3MPa）,油藏温度：,215,F,（107,C）,Main Hollin,层,顶面构造图,油藏基本情况,二、稠油油藏成熟的开采技术,边底水油藏,底水与地面水头相连,水体活跃,底水面倾斜,倾角,倾向,N 60,E,（1）天然水驱,油藏基本情况,世界稠油开采现状及开采技术进展,世界稠油开采现状及开采技术进展,生产平台2个,生产井9口,垂直井2口,水平井7口,注水井2口,勘探井1口,计划生产井4口,水平井段12001500ft,生产井段距离油水界面高度100200ft,Shell Villano #1,Villano #2D,Villano #7H,Hollin Reservoir,200,Villano #3D,300,Villano #5H,Villano #4H,Villano #6H,Villano #8H,Villano #11H,Villano #10H,VILLANO B PLAT.,N,Villano #12D,Villano #16H,Villano 15H,Villano #14H,Villano 9D,Villano 13H,VILLANO A PLAT.,（1）天然水驱,油井分布,Villano,油田采收率,水驱特征法：,15%,曲线对比法：,25%,公式法,1：35.5%,公式法2：,37.6%,数值模拟,：20.931.1%,推荐采收率：,25%,稠油水驱特点：高含水阶段将采出多数原油,世界稠油开采现状及开采技术进展,世界稠油开采现状及开采技术进展,（2）衰竭式开采,出砂冷采是衰竭式开采中最被人推崇的开采方式，如果油层在形成蚯蚓洞的同时，能有较丰富的泡沫油产生，不仅采油速度较高，而且采收率可达15左右，生产成本低。,但是，如果油层很浅，油层物性差，油层条件下形不成泡沫油，出砂冷采的采出程度会大打折扣。,出砂冷采,世界稠油开采现状及开采技术进展,出砂冷采技术与应用,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。,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。,出砂冷采定义：,出砂冷采技术与应用,这种开发方式在加拿大和委内瑞拉是一种较普遍的稠油冷采开发方式。,国内的河南油田和吉林套保油田都有出砂冷采区块。,它的突出优点：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,世界稠油开采现状及开采技术进展,蒸汽辅助重力泄油布井方式,三、发展中的技术,SAGD开采超稠油技术,三、发展中的技术,SAGD开采超稠油技术,世界稠油开采现状及开采技术进展,世界稠油开采现状及开采技术进展,蒸汽辅助重力泄油（SAGD),以蒸汽作为热源，依靠沥青及凝析液的重力作用开采稠油。,它可以通过两种方式来实现：,一是在靠近油层底部钻一对上下平行的水平井,二是在油层底部钻一口水平井，在其上方钻多口垂直井,该技术已经在加拿大、委内瑞拉等国得到商业化应用，已成为开发超稠油油藏的一项主要技术；（,刘尚奇 总工,）,蒸汽辅助重力泄油定义,三、发展中的技术,稠油多分支井开采技术,世界稠油开采现状及开采技术进展,三、发展中的技术,稠油多分支井开采技术,1、适用条件,原油粘度不宜太高,直井开采产能低,远离边底水,2、开发指标,大幅提高采油速度,世界稠油开采现状及开采技术进展,三、发展中的技术,多井整体吞吐开采技术,多井整体吞吐示意图,世界稠油开采现状及开采技术进展,三、发展中的技术,多井整体吞吐开采技术,1、机理简述,吞吐单井的孤立行为 统一的整体行为。,遏制井间汽窜，减少汽窜造成的热量损失；同时，避免周边井因汽窜造成关井，提高了吞吐井的生产时率；,可加大单井注汽量，增加对油层的热量补给；,注入热量相对集中，热损失少，油层升温幅度大，加热半径加大；,由于加热半径相对加大，吞吐井泄油体积增加，周期采油量提高。,2、开发指标,将吞吐经济有效生产时间延长23个周期。,（,吴淑红 博士,）,世界稠油开采现状及开采技术进展,三、发展中的技术,多井组整体优化汽驱技术,1、机理简述,简言之，就是针对汽驱中后期汽窜及干扰频繁，综合含水较高，油层平面动用程度不高、生产油汽比低的问题，对蒸汽驱生产采取分类管理，综合调整。将油藏全面的连续汽驱逐步转为部分井组间歇汽驱、部分井组变速汽驱、井组间注采参数整体优化的开采技术。,2、开发特点,生产油汽比提高,有效延长汽驱开采期,新疆油田和辽河油田都有很好的实例。,世界稠油开采现状及开采技术进展,三、发展中的技术,高轮次蒸汽吞吐阶段的开采技术,主要措施：,适当的加密蒸汽吞吐井，经济有效地提高蒸汽吞吐井的蒸汽吞吐的控制范围，提高蒸汽吞吐的平面动用率；,采用分层（段）注采技术，有效提高纵向动用程度，提高蒸汽的纵向波及范围；,对于厚层稠油，选择剩余油富集层/带，打水平井或侧钻水平井，进行蒸汽吞吐；,根据油藏条件和开发水平，在注入的蒸汽中合理地加入,CO,2,气体、天然气或,N,2,气等非凝析气体，增加蒸汽腔的弹性能量和提高油水的助排能力；,世界稠油开采现状及开采技术进展,三、发展中的技术,高轮次蒸汽吞吐阶段的开采技术,主要措施（续）：,在注入的蒸汽中合理地加入轻烃，如,C,5,等，改善蒸汽吞吐效果；,对于已汽窜井，采取多井整体吞吐的方式注汽采油，降低汽窜的损失，提高注汽的增产效果；,对于已汽窜区块，在部分井间可以适当采取间歇汽驱，提高开采效果；,注入高温调剖剂，改善注入蒸汽的波及体积。,世界稠油开采现状及开采技术进展,三、发展中的技术,深层稠油汽驱采油技术,世界上汽驱稠油油藏的埋深大多小于800米，这主要是注采工艺上容易达到汽驱的要求。我国辽河油田的稠油油藏大多超过800米深，象高升油田已达到1500米以上，这对汽驱的注采工艺有着更高的要求。深层稠油如果只蒸汽吞吐，其采收率不会超过30，辽河油田大约有1.8亿吨储量的深层稠油适合转汽驱，如果能实现汽驱，其采收率会大幅度提高。 （,李秀娈 高工,）,世界稠油开采现状及开采技术进展,三、发展中的技术,水驱稠油油藏转注蒸汽开采技术,低粘度稠油油藏水驱的采收率一般在15%左右，采油速度低，而且原油大多在高含水期采出，生产水油比高，经济效益不尽人意。仅中油股份公司水驱稠油油藏的储量有1亿吨以上，如果转注蒸汽开采，采收率会有较大提高。（,王晓春 工程师,）,世界稠油开采现状及开采技术进展,三、发展中的技术,超深层稠油、滩海及海上稠油的开采技术,我国吐哈油田的吐玉克稠油油藏埋深超过2000米，辽河油田的月东滩海稠油油藏及近期在海上发现的普通稠油油藏，用常规水驱不会取得较好的开发效果。由于目前注蒸汽工艺的限制，在这类稠油油藏很难采用常规的注蒸汽热采工艺技术。因此，需要改进现有的注蒸汽热采工艺技术，比如开发井下蒸汽发生器、船载蒸汽锅炉等。,世界稠油开采现状及开采技术进展,四、探索性技术,火烧油层和注空气低温氧化技术,1、火烧油层（注空气高温氧化),高孔高渗油层,单层厚度小于5m 较有利,地层条件下原油粘度 5,o,主要特点：注入空气的氧化温度超过450,2、注空气低温氧化,主要特点：注入空气的氧化温度低于450,（,陈亚平 高工,）,世界稠油开采现状及开采技术进展,四、探索性技术,火烧油层和注空气低温氧化技术,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；,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。,世界稠油开采现状及开采技术进展,四、探索性技术,蒸汽化学剂吞吐技术,1、目的及意义,将蒸汽的热物理效应和化学剂的化学效应结合起来，提高蒸汽吞吐开发效果。,2、适用条件,吞吐中后期油藏进一步提高吞吐开发效果。,3、实例,河南油田注驱油剂辅助蒸汽吞吐，驱油剂溶解降粘且降低界面张力、毛管力，起到稳产、助排作用。（,张 霞 工程师,）,世界稠油开采现状及开采技术进展,四、探索性技术,蒸汽非凝析气体吞吐技术,1、机理及适用条件,非凝析气体能够降低蒸汽吞吐热损失，减缓地层能量递减，拓展蒸汽腔的范围。,与常规吞吐相比，油层厚度下限低，对常规吞吐无法进行的薄油层也适宜。,2、开发特点,增加油层弹性能量，扩大蒸汽腔波及范围，提高回采水率。,（,张 霞 工程师,）,世界稠油开采现状及开采技术进展,四、探索性技术,氮气泡沫段塞驱,1、适用条件,原油粘度较低，通常原油粘度小于500cp,2、开发特点,利用其调剖作用，改善水驱效果。 （,张 霞 工程师,）,世界稠油开采现状及开采技术进展,四、探索性技术,GASD（重力辅助蒸汽驱）开采技术,世界稠油开采现状及开采技术进展,重力,水平驱动力,重力,驱动合力,直井,水平井,油层,水平井,四、探索性技术,GASD（重力辅助蒸汽驱）开采技术,1、技术特点,（1）应用对象是普通稠油和特稠油厚油藏,（2）在开采过程中，平面汽驱压力大于垂向重力的驱动力，GASD可以发挥驱替流体在垂向和水平两个方向的扫及作用 ；,（3）适当增大垂直井和水平井间的平面距离，是垂向驱替和水平驱替方式的结合，将增加平面的驱替范围，降低井网密度。,（4）该技术适用范围比SAGD更广。,世界稠油开采现状及开采技术进展,四、探索性技术,VAPEX(溶剂萃取）,1、适用条件,该技术主要机理是，注入溶剂降低原油粘度，发挥原油重力驱作用。,适用条件与SAGD相近，不同之处在于油层厚度下限较低，油层的裂缝性有助于,VAPEX开采,。,2、开发特点,从该技术的机理角度考虑，在块状特、超稠油藏可取得很好的开发效果，但溶剂成本较高，目前仍处于室内研究，尚未看到成功的应用报道。,世界稠油开采现状及开采技术进展,蒸汽驱与聚合物驱提高采收率机理对比,世界稠油开采现状及开采技术进展,五、稀油油藏热采技术,大庆,外围,低孔低渗,高凝,油田的经济有效开发将对弥补大庆原油产量发挥重要作用，同时还可以盘活这部分勘探资金。,大庆油田适合聚驱的储量约23亿吨，如果通过转蒸汽驱提高采出程度11%，将增加可采储量亿吨，按每年采500万吨计，可连续生产50年。,扶余油田储量约亿吨，如果通过转蒸汽驱提高采出程度23%，将增加可采储量3000万吨，按每年采60万吨计，可连续生产50年。,如果本项目取得成功，热采技术会在黑油油藏的开发中得到进一步推广，并带动一大批相关产业。,注,蒸汽热采，可以大幅度提高采收率，减轻后备储量不足的压力，同时还可以大幅度提高采油速度，减轻年产油量的压力。,世界稠油开采现状及开采技术进展,五、稀油油藏热采技术,稀油油藏热采意义,热采所开展过的工作,（1）1992年大庆萨北过渡带蒸汽吞吐试验方案设计（横向）,（2）1998年新疆六东区稠油水驱转注蒸汽开采机理及适应性研究（横向）,（3）2000年水驱黑油油藏转注蒸汽提高采收率可行性研究,（4）2001年水驱（稠油）油藏热采提高采收率可行性研究,（5）2002年大庆外围朝阳沟低渗高凝水驱油藏注蒸汽开采可行性研究及先导试验方案设计（横向）,股份公司项目,（1）吉林扶余油田注蒸汽热采提高采收率可行性研究,（2）大庆油田北部过渡带注蒸汽热采提高采收率可行性研究,油田课题,（1）大庆朝阳沟低渗水驱油藏蒸汽驱先导试验方案设计,（2）大庆聚驱后油藏蒸汽驱可行性研究 （,王晓春 工程师,）,世界稠油开采现状及开采技术进展,五、稀油油藏热采技术,世界稠油开采现状及开采技术进展,结 束 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