稠油油藏提高采收率技术研究毕业论文(编辑修改稿)

稠油油藏提高采收率技术研究毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

） 稠油油藏提高采收率技术研究 1 热力采油 热力采油主要是通过一些工艺措施使油层温度升高 ,降低稠油粘度 ,使稠油易于流动 ,从而将稠油采出。 其主要方法有蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层、热水驱等。 蒸汽吞吐 蒸汽吞吐是一种相对简单和成熟的 注蒸汽开采稠油的技术 ,目前在美国、委内瑞拉、加拿大广泛应用。 蒸汽吞吐的机理主要是加热近井地带原油 , 使之粘度降低 , 当生产压力下降时 , 为地层束缚水和蒸汽的闪蒸提供气体驱动力。 近几年蒸汽吞吐技术的发展主要在于使用各种助剂改善吞吐效果。 蒸汽吞吐过程中的传热包含物理的、化学的、热动力学的各种现象，是一个十分复杂的综合作用过程，同时也是一个具有不同流动梯度的非稳定渗流过程。 蒸汽吞吐的采油原理 蒸汽吞吐的采油原理可归纳为： （ 1）油层中原油加热后粘度大幅度降低，流动阻力大大减小。 （ 2）对于压力高的油 层，油层的弹性能量在加热油层后充分释放出来，成为驱动能量。 （ 3）解堵作用。 高温蒸汽对岩石的冲刷可以解除近井地带的污染，尤其是第一周期，解堵起到了非常重要的作用。 （ 4） 降低界面张力，改善液阻和气阻效应（贾敏效应），降低流动阻力。 （ 5）流体和岩石的热膨胀作用（例如回采过程中，蒸汽的膨胀，以及部分高压凝结水由于突然降压闪蒸为蒸汽），使得空隙体积减小，增加产出量。 （ 6）开井生产后，带走大量热量，但油层，盖顶层及夹层中蓄留一定的余热，对下一周期的吞吐起到预热作用：加热带附近的冷油缓慢补充进入降压的加热带过程中 ，余热将降低冷油的粘度，使原油向井底的流动可以延续很长时间。 （ 7）吞吐降压后，地层的压实作用也是一种不可忽视的驱油能量。 （ 8）地层中的原油在高温蒸汽下产生某种程度的蒸馏裂解作用，使得原油轻馏分增加，起到一定的溶剂抽提作用。 稠油油藏提高采收率技术研究 第 2页（共 29页） （ 9）对于厚油层，热原油流向井底时，除了油层压力驱动外，还受到重力驱动作用。 （ 10）高温蒸汽改变岩石的润湿性，油水相对渗透率变化，增加了流向井底的可动油。 （ 11）放大压差开采是蒸汽吞吐发挥效力的必要条件。 蒸汽吞吐存在的问题 蒸汽吞吐工艺施工简单，收效快，不需要进行特 别的试验研究，可以直接在生产井实施；蒸汽吞吐是单井作业，对各种类型稠油油藏地质条件的适用范围较蒸汽驱广，经济上的风险比蒸汽驱开采小得多 ；对于井间连通性差、原油粘度过高以及含沥青砂，不适合蒸汽驱的油藏，仍将蒸汽吞吐作为一种独立的开发方式。 因此受到人们的普遍欢迎，但是蒸汽吞吐也存在一定的问题。 （ 1）由于湿饱和蒸汽的特性和油藏非均质性，注入油层的蒸汽向顶部超覆推进及沿高渗透曾指进，垂向扫油系数很难超过 50%。 因而，如何保证井底蒸汽于度高水平，并有效调控吸汽剖面，是蒸汽吞吐开采的核心技术，尤其对于深层、层状多层稠油油藏。 （ 2）蒸汽吞吐存在重力超覆引起的蒸汽在高渗透层的窜流以及热损失大的问题；另一方面随着蒸汽吞吐周期的增加，一般加热半径和加热面积都会逐渐增加，但当吞吐周期增加到一定程度后， 向油层中注入新的蒸汽热量仅能弥补向顶、底盖层热损失时，加热半径、加热面积不再扩大，向井底渗流的流体仅仅来源于一有限的加热区，导致单井产量以及油气比迅速递减，经济效益差。 （ 3）蒸汽吞吐是单井作业，在蒸汽吞吐中后期，经济效益低，为了提高蒸汽吞吐的经济效益，应该进行多片整体蒸汽吞吐，即把射孔层位相互对应、气窜发生频繁的部分油井作为一个 井组，集中住汽，集中生产，以改善油层动用效果的一种方法。 蒸汽吞吐的应用 曙一区超稠油构造上位于辽河盆地西部凹陷西斜坡带中段 ,构造面积约 40km2 ,含油目的层为新生界下第三系沙河街组的兴隆台油层和上第三系馆陶组的馆陶油层。 在投入规模开发后 ,由于受油藏条件、井网井距以及注采参数等的影响 ,蒸汽汽窜现象严重 ,严重制约了油田高效开发 ,为了解决这些问题 ,经过大量的研究和现场实践 ,通热力采油 第 3页（共 29页） 过实施组合式蒸汽吞吐的方式 ,取得了较好的效果。 对曙一区超稠油实施组合式吞吐的方式 主要有井对同注同采、多井整体吞吐、一注多采、少注多采、水平井组同注同采等 ,这些方法的原理都是通过相对集中的注汽 ,建立集中温场 ,提高了油层注入蒸汽的热利用率 ,从而达到改善油井生产效果的目的。 1） 井对同注同采方式 这种吞吐方式是针对汽窜方向单一 ,主要集中在两口井之间 ,通过对两口井实施同时注汽、同时采油 ,达到抑制汽窜影响 ,提高油井生产时率 ,提高油井生产效果的简单组合式吞吐方式。 主要适应于超稠油油藏开发早期 ,汽窜仅在分散区域井或高周期的边部区域发生。 主要具有以下特点 : (1) 有效制止了汽窜发生。 由于对发生单向或 多向汽窜的两口井同注同焖 ,有效的抑制了汽窜的发生 ,使蒸汽的热利用率得到提高。 (2) 操作相对简单。 由于仅有两口井 ,对作业、注汽锅炉的要求较低操作简单。 2） 多井整体吞吐方式 多井整体吞吐方式是将射孔层位相互对应 ,汽窜发生相对频繁的多口油井作为一个整体单元 ,集中注汽、集中生产 ,以满足抑制汽窜、提高动用效果的一种方法。 主要适用于超稠油开发的中后期 ,此时汽窜较为严重且相对明显的区域性。 主要有以下几个特点 : (1) 减弱了汽窜发生 ,减少了热量损失。 由于超稠油油藏中后期汽窜的加剧 ,严重影响了油井的生产效果 ,实施多井 整体吞吐 ,通过对多井的多炉同注 ,有效的抑制了汽窜的发生 ,使蒸汽的热利用率得到大幅提高 ,同时对区域相成相对平衡降压 ,保持了区域的压力平衡 ,客观上也减弱了汽窜的条件。 (2) 注入热量相对集中 ,可有效节约注汽量。 由于注入蒸汽量的相对集中 ,对油层温度升高幅度大 ,有利于热量向未动用区域的扩散 ,增大了泄油面积 ,使热交换更加充分。 同时对注汽顺序的不同调整 ,也有利于驱油方向的改变 ,改善动用。 (3) 操作相对复杂。 由于对多口井集中作业、注汽 ,对作业、注汽锅炉的要求较高 ,操作复杂 ,且运行时间相对较长。 3） 水平井井组同注同 采方式 水平井井组同注同采方式是针对曙一区超稠油直井间水平井开发过程中 ,与周围稠油油藏提高采收率技术研究 第 4页（共 29页） 直井相互影响较严重 ,将水平井与射孔层位相互对应汽窜发生相对频繁的多口的直井 ,作为一个整体单元 ,同时注汽、同时生产 ,以满足抑制汽窜、提高动用效果的一种方法。 主要适用于超稠油水平井与周围直井汽窜较为严重且具有相对明显的区域性的区域。 这种注汽方式除具有多井整体吞吐的特点外 ,还有利于水平井的均衡动用。 由于超稠油油藏水平井与直井的汽窜的加剧 ,严重影响了水平井与直井的生产效果 ,实施同注同采 ,通过对多井的多炉同注 ,有效的抑制了汽窜的发生 ,使蒸 汽的热利用率得到大幅提高 ,同时对区域相成相对平衡降压 ,保持了区域的压力平衡 ,避免了水平井生产井段的单点突破 ,改善了动用。 4） 少注多采方式 少注多采方式是在多井整体吞吐的基础上 ,对射孔层位相互对应 ,汽窜发生相对频繁的多口油井作为一个整体单元 ,优选部分井集中注汽、实现单元整体采油 ,以满足抑制汽窜、利用汽窜 ,提高动用效果的一种方法。 主要适用于超稠油开发后期 ,汽窜非常严重的区域。 主要有以下特点 :合理利用了汽窜 ,节约了注汽量 ,提高区域油井生产时率。 由于超稠油油藏中后期汽窜的加剧 ,严重影响了油井的生产效果 ,在实施多井 整体吞吐抑制了汽窜基础上 ,通过有效利用汽窜 ,对部分井继续生产 ,使蒸汽的热利用率得到大幅提高 ,同时提高了区域油井的生产时率。 5） 一注多采方式 一注多采是针对于开发层位、吞吐周期、采出程度相同或相近的井组 ,特别是汽窜相对严重 ,整体吞吐效果差的井组 ,采用中心井大注汽量注汽 ,周边同层位邻井利用已形成的汽窜通道来引窜加热油层 ,增加油层平面动用程度。 其适用范围主要是在井组中心井汽窜严重且多向汽窜 ,射孔位置最好略高于周围井 (3～ 5m)。 方法的特点就是最大限度的利用汽窜。 由于超稠油油藏中后期汽窜的加剧 ,部分井组中心井汽 窜尤为严重 ,通过利用汽窜 ,结合驱油和重力泄油原理 ,有效提高井组的时率。 实验 结论 (1) 组合式吞吐技术可有效的抑制和利用汽窜 ,是大孔高渗超稠油油藏有效改善开发效果的技术。 (2) 实施组合式吞吐技术 ,有利于建立整体温场 ,提高蒸汽热利用率 ,节约注汽量。 (3) 实施组合式吞吐技术 ,可有效减缓超稠油高周期递减。 热力采油 第 5页（共 29页） 蒸汽驱 蒸汽驱是通过适当的注采井网，从注入井连续注入蒸汽，加热并驱替原油的采油法。 蒸汽驱是目前大规模工业化应用的热采技术 , 成为蒸汽吞吐后提高采收率的有效方法 , 并取得了良好的效果。 在理想的条件下，随着蒸汽从注入井向生产井的逐步推进，蒸汽驱形成三个带：蒸汽带、热水带和油水带。 蒸汽带是在注入井周围形成的，它随着蒸汽的不断注入而膨胀，其温度接近蒸汽温度。 在蒸汽带，轻烃的蒸发驱动原油，并冷凝成可溶油的液体，同时蒸汽还提供一定的气驱能量。 当蒸汽向前推进到油层温度较低处时，蒸汽变成了热水，形成热水带。 在 热水带，通过原油的受热膨胀、降粘和热水驱来驱动原油于生产井采出。 蒸汽驱的作用机理 和缺点 ： ①热蒸汽降粘机理。 ②蒸汽带冷凝区溶解降粘机理，冷凝区的混合物的粘度比蒸汽粘性大，降低指进， 提高驱替和清洗效率。 ③汽液联合驱动机理，注入的蒸汽不断向地层散热，干度下降，水粉增加，形成汽液联合驱动。 ④蒸汽蒸馏轻烃产生混相驱替机理。 蒸汽驱油最大的缺点就是成本高，适用范围有限制。 如生产井与注入井的井距比常规井距小，一般为 100150米。 尤其我国油藏地质条件复杂，多数稠油油藏深度超过 1000米。 由于深度大，引起了一系列的工艺技术上的难点，例如由于井深，井筒隔热技术要求高。 目前蒸汽驱油还没有形成规模。 当蒸汽注入油层后 ,在油层中形成不同的驱替带 ,在每个带中 ,都同时有多个采油机理在不同程度的起作用。 哪个机 理起主导作用则取决于油藏的类型及油的热力学性质。 对于稠油油藏 ,降粘及蒸汽蒸馏作用是最主要的驱油机理。 蒸汽驱方案优化设计 并非所有的稠油油藏都适合蒸汽驱开发 ,要根据油藏参数考虑采收率和经济效益。 主要看蒸汽驱与其他可能的开发方式相比是否能取得相对较高的采收率和经济效益。 因此对蒸汽驱油藏需要进行选择 ,并对蒸汽驱的开发效果和经济效益作出评估。 (1) 首先用蒸汽驱油藏筛选标准进行油藏筛选。 通过油藏参数对蒸汽驱效果的定量研究 ,以及前人提出的大量筛选标准 ,中国石油勘探开发研究院提出了蒸汽驱的筛选标准。 稠油油藏提高采收率技术研究 第 6页（共 29页） 需 要指出的是 ,筛选标准不是绝对的 ,它只是起到一定的指导作用。 不同的工艺技术条件和不同的油价下 ,有不同的筛选标准。 随着科学技术的进步 ,筛选标准的界限会越来越宽。 对砾岩油藏 ,孔隙度可适当放宽。 对于先吞吐预热的油藏 ,原油粘度可适当放宽。 对封闭油藏 ,在有高效隔热油管的条件下 ,深度可适当放宽。 除了考虑以上参数对蒸汽驱的影响外 ,还应考虑储层岩性、油层压力、地层倾角、油层的连通性、油层纵向非均质性、边底水和气顶等因素的影响。 (2) 对入选油藏进行蒸汽驱采收率预测。 根据设计的最佳井网密度和布井方式 ,结合油藏目前的开发现状 ,求得进行蒸汽驱需要增加的井数和锅炉数。 根据以上油藏参数对汽驱效果的定量分析 ,通过回归 ,得到以下具体油藏蒸汽驱的采收率公式 : Er= ++ (μ 0) (μ 0) + + 式中 :h0 ——— 有效厚度 ,m。 μ 0 ——— 油藏温度下脱气油粘度 ,MPa s。 S0 ——— 初始含油饱和度 ,小数。 VDP ——— 渗透率变异系数 ,小数。 hr ——— 净总厚度比 ,小数。 D ——— 油层中部深度 ,m。 此法预测的结果为油藏条件可达到的采收率。 适用于中、高孔隙度高渗透率、且边底水不太活跃油藏的蒸汽驱采收率的预测。 (3) 用投入产出概算法评估蒸汽驱的经济效益。 蒸汽驱的投资较大 ,因此在应用该方式之前必须进行经济效益评估 ,评估的方法采用投入产出概算法。 首先 ,预测出蒸汽驱之前阶段的采出程度和生产时间。 将这段生产期内的售油收入扣除燃料费、综合税、总操作费 ,就是该方式下继续生产的经济效益 ,这里假定已收回投资。 若转驱前还未收回投资 ,则经济效益中还要扣除折旧费用。 其次 ,预测蒸汽驱的阶段采出 程度和生产期、新增的钻井投资和地面建设 (注汽设备等 ) 投资、汽驱操作费。 汽驱生产期内的售油收入减去燃料费、新增投资、综合税、总操作费即为蒸汽驱的经济效益。 最后 ,对比转驱与不转驱两种方式下的经济效益 ,就可对蒸汽驱的经济效益进行评估。 这里所计算的经济效益的绝对值要有偏差 ,但相对值还是比较可靠的。 选出了适合汽驱的油藏 ,还不一定保证汽驱成功。 实践表明 ,蒸汽驱能否成功 ,不热力采油 第 7页（共 29页） 但与油藏条件有关 ,还与蒸汽驱的操作条件有很大关系。 国内外蒸汽驱经验和研究表明 ,要使蒸汽驱达到油藏条件应达到的汽驱采收率 ,必须同时满足以下四个汽驱 操作条件 : 注汽速率 :～ (d m ha)。 采注比 :～。 井底蒸汽干度 :40 %。 油层压力。