热力开采方法及分类

热力开采方法及分类热力开采方法及分类2012年12月 蒸汽吞吐开采机理2 课后思考4 稠油热采1 蒸汽吞吐开采参数3目录目录一、稠油热采一、稠油热采 稠油亦称重质原油或高粘稠油亦称重质原油或高粘度原油度原油(heavy oil),是指在原是指在原始油藏温度下脱气原油粘度始油藏温度下脱气原油粘度为为10010000mPas或者在或者在15.6及大气压条件下密度及大气压条件下密度为为0.93401.0000g/cm3。一、稠油热采一、稠油热采1.稠油性质稠油性质2.粘粘温特性温特性 稠油的粘度对温度非稠油的粘度对温度非常敏感，常敏感，随着温度的上随着温度的上升粘度急剧下降升粘度急剧下降。用国。用国际上际上ASTMASTM标准（美国材标准（美国材料试验学会）作粘度料试验学会）作粘度温度图，不论哪个油田温度图，不论哪个油田粘温曲线均呈斜直浅，粘温曲线均呈斜直浅，且其斜率几乎一样，这且其斜率几乎一样，这是稠油对温度敏感的一是稠油对温度敏感的一致性规律。致性规律。一、稠油热采一、稠油热采 目前对稠油开采一般均采用热采方式，热力采油之所以能目前对稠油开采一般均采用热采方式，热力采油之所以能居于居于EOREOR（提高采收率）中的特殊地位，是由于它具有以下优点：（提高采收率）中的特殊地位，是由于它具有以下优点： （1 1）使用的工作介质是到处都可以取得的水和空气使用的工作介质是到处都可以取得的水和空气。应。应用范围不受制备大试剂技术条件的限制。用范围不受制备大试剂技术条件的限制。 （2 2）在各种不同的油田地质埋藏条件下，）在各种不同的油田地质埋藏条件下，热采方法通常热采方法通常都可得到较高的原油采收率。都可得到较高的原油采收率。 （3 3）热采与其它热采与其它EOREOR方法比较，经济效益最优方法比较，经济效益最优。 （4 4）常规的热采方法（注蒸汽和火烧油层）是以消耗部）常规的热采方法（注蒸汽和火烧油层）是以消耗部分能源（燃料油和电）为代价，各种各样的节能技术，如热电分能源（燃料油和电）为代价，各种各样的节能技术，如热电联供，原煤的地下煤气化，劣质煤的流化床燃烧技术等相继运联供，原煤的地下煤气化，劣质煤的流化床燃烧技术等相继运用于热采工艺，用于热采工艺，能降低热采成本，使之更具吸引力能降低热采成本，使之更具吸引力。一、稠油一、稠油2.热采优点热采优点蒸汽吞吐开采机理2课后思考4 稠油热采1蒸汽吞吐开采参数3目录目录 稠油油藏热采技术主要包括蒸汽吞吐、蒸汽驱、丛式定稠油油藏热采技术主要包括蒸汽吞吐、蒸汽驱、丛式定向井以及水平井以及与稠油热采配套的其它工艺向井以及水平井以及与稠油热采配套的其它工艺技术等。技术等。 蒸汽吞吐蒸汽吞吐1 概念概念 蒸汽吞吐通常的过程是：在几周（蒸汽吞吐通常的过程是：在几周（24周）内每天向该井周）内每天向该井注入一定数量的蒸汽，停注后关井数天使蒸汽凝结，浸泡注入一定数量的蒸汽，停注后关井数天使蒸汽凝结，浸泡油层使热量扩散，然后开井生产。待产量减至一定限度时，油层使热量扩散，然后开井生产。待产量减至一定限度时，再重复上述过程，因此它又被称为循环注蒸汽、蒸汽浸泡再重复上述过程，因此它又被称为循环注蒸汽、蒸汽浸泡或蒸汽激励。或蒸汽激励。二、蒸汽吞吐开采机理二、蒸汽吞吐开采机理 蒸汽吞吐蒸汽吞吐 蒸汽吞吐是先将高温高压高干度蒸汽注入油层，对蒸汽吞吐是先将高温高压高干度蒸汽注入油层，对油井周围油层加热降粘，焖井换热后开井采油。油井周围油层加热降粘，焖井换热后开井采油。隔热油管隔热油管二、蒸汽吞吐开采机理二、蒸汽吞吐开采机理 2 2 注蒸汽热采增产机理注蒸汽热采增产机理1、加热降粘9、流体受热膨胀弹性能量增加3、岩石受热表面亲水化，降低残余油饱和度2、高温油水流度比减小，油相渗透率提高7、稠油高温裂解蒸馏、稀释及混相驱作用6、乳化作用提高波及体积5、蒸汽辅助重力泄油作用8、高温下溶解气脱出，汽驱作用加强4、岩石骨架受热膨胀压缩孔隙二、蒸汽吞吐开采机理二、蒸汽吞吐开采机理 向油层注入高温高压蒸汽，近井地带相当距离内的地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。形成的加热带中的原油层温度升高，将油层及原油加热。形成的加热带中的原油粘度由几千到几万粘度由几千到几万mPa.s降低至几个降低至几个mPa.s。这样，。这样，原油流原油流向井底的阻力大大减小，流动系数向井底的阻力大大减小，流动系数Kh/成几十倍的增加，成几十倍的增加，油井产量必然增加许多倍。油井产量必然增加许多倍。3 3 注蒸汽热采增产机理注蒸汽热采增产机理加热降粘，改善流变性加热降粘，改善流变性二、蒸汽吞吐开采机理二、蒸汽吞吐开采机理二、蒸汽吞吐开采二、蒸汽吞吐开采3)3)注蒸汽热采增产机理注蒸汽热采增产机理 当高温蒸汽注入油层后，加热后的当高温蒸汽注入油层后，加热后的原油产生膨原油产生膨胀胀，原油中如果存在少量的溶解气，也将从原油中，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。同时逸出，产生溶解气驱的作用。同时油藏中的流体和油藏中的流体和岩石骨架产生热膨胀作用岩石骨架产生热膨胀作用，孔隙体积缩小，流体体，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。热胀弹性积增大，维持原油生产的弹性能量增加。热胀弹性能是一种相当可观的能量。能是一种相当可观的能量。与压缩弹性能量相比，与压缩弹性能量相比，热膨胀弹性能量要大得多热膨胀弹性能量要大得多。 热膨胀作用热膨胀作用二、蒸汽吞吐开采二、蒸汽吞吐开采 注入蒸汽后，砂粒表面的沥青胶质性油膜破坏，润湿性注入蒸汽后，砂粒表面的沥青胶质性油膜破坏，润湿性改变，改变，油层由原来亲油或强亲油，变为亲水或强亲水。油层由原来亲油或强亲油，变为亲水或强亲水。在同在同样水饱和度条件下，油相渗透率增加、水相渗透率降低，束样水饱和度条件下，油相渗透率增加、水相渗透率降低，束缚水饱和度增加。模拟试验证明，对缚水饱和度增加。模拟试验证明，对2000mP2000mPs s油藏注入油藏注入0.50.5倍孔隙体积的倍孔隙体积的250250蒸汽后，含油饱和度可由蒸汽后，含油饱和度可由65.5%65.5%下降到下降到18.1%18.1%，驱油效率可达驱油效率可达72.2%72.2%。3)3)注蒸汽热采增产机理注蒸汽热采增产机理相对渗透率变化相对渗透率变化蒸汽吞吐开采机理2课后思考4 稠油热采1蒸汽吞吐开采参数3 蒸汽吞吐工艺的主要参数有：注入蒸汽的压力、温度、干蒸汽吞吐工艺的主要参数有：注入蒸汽的压力、温度、干度，注入速率（度，注入速率（t/h），总注汽量（），总注汽量（t/循环）和焖井时间（循环）和焖井时间（d）。）。 蒸汽热力参数蒸汽热力参数 在上述条件许可下，尽可能注以高干度的饱和蒸汽，因为干在上述条件许可下，尽可能注以高干度的饱和蒸汽，因为干度提高度提高0.1相当于温度提高相当于温度提高3040的热量。的热量。 3 3 主要参数主要参数三、蒸汽吞吐开采参数三、蒸汽吞吐开采参数蒸汽干度对吞吐效果的影响蒸汽干度对吞吐效果的影响3 3 主要参数主要参数三、蒸汽吞吐开采参数三、蒸汽吞吐开采参数 注汽压力的差别对吞吐效果的影响很小，注汽压力的差别对吞吐效果的影响很小，因此因此应尽量应尽量降低注汽压力，以保证有足够的注汽速度为下限，在此注降低注汽压力，以保证有足够的注汽速度为下限，在此注汽速度下有足够高的井底干度。汽速度下有足够高的井底干度。不可追求过高的注入压力不可追求过高的注入压力和注入速度。以免导致压裂油层形成蒸汽窜流。和注入速度。以免导致压裂油层形成蒸汽窜流。3 3 主要参数主要参数注汽压力对吞吐效果的影响注汽压力对吞吐效果的影响三、蒸汽吞吐开采参数三、蒸汽吞吐开采参数总注气量总注气量 注汽量不能太小，否则峰值产量低，增产注汽量不能太小，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，最优的范围是米纯油层厚度选定，也即注汽强度，最优的范围是120200t/m。3 3 主要参数主要参数注汽量对吞吐效果的影响注汽量对吞吐效果的影响三、蒸汽吞吐开采参数三、蒸汽吞吐开采参数3 3 主要参数主要参数注汽速度对吞吐效果的影响注汽速度对吞吐效果的影响 注汽速度注汽速度 蒸汽吞吐阶段，注汽时间短，向油层顶底界蒸汽吞吐阶段，注汽时间短，向油层顶底界的热损失远较蒸汽驱阶段小得不可比，因此注入速度的影响的热损失远较蒸汽驱阶段小得不可比，因此注入速度的影响很小。很小。 三、蒸汽吞吐开采参数三、蒸汽吞吐开采参数3 3 主要参数主要参数焖井时间的选择焖井时间的选择蒸汽吞吐时油层温度剖面随焖井时间的变化蒸汽吞吐时油层温度剖面随焖井时间的变化三、蒸汽吞吐开采参数三、蒸汽吞吐开采参数影响次序影响次序: :井底干度井底干度 周期注汽量周期注汽量 注入速度。注入速度。 对具体油藏地质条件，综合各周期注汽干度对具体油藏地质条件，综合各周期注汽干度（井口和井底）、注汽量、注汽速度等模拟分析对（井口和井底）、注汽量、注汽速度等模拟分析对吞吐效果的影响，选择周期产油量、平均日产油、吞吐效果的影响，选择周期产油量、平均日产油、生产周期、周期油汽比等综合指标最好的方案。而生产周期、周期油汽比等综合指标最好的方案。而且经过多井试验后，总结出实际生产规律，形成最且经过多井试验后，总结出实际生产规律，形成最优化方案。优化方案。三、蒸汽吞吐开采参数三、蒸汽吞吐开采参数四、课后思考四、课后思考蒸汽吞吐开采的机理是什么？蒸汽吞吐开采的机理是什么？对蒸汽吞吐开采影响最大的参对蒸汽吞吐开采影响最大的参数是什么？数是什么？