油田注汽热采技术特点及相关问题研究

摘 要：稠油具有高粘度和高凝固点特性，在开发过程中会遇到很多技术难题。稠油油藏注蒸汽开发的复杂性主要体现在如何充分利用热能。这就涉及到需要考虑影响热采效果的各种因素，针对稠油特殊性油藏如何能达到理想的开发效果，选择并设计与该地质条件相匹配的开发方案是至关重要的一方面，另一方面再通过数值模拟对具体的开发方案作出合理的生产动态预测。本文就注汽热采技术原理和存在问题进行研究。

关键词：注汽热采；蒸汽驱；稠油

中图分类号：TE34 文献标识码：A

1 稠油热采技术综述

稠油热采技术是油田开发中多专业配套技术，它包括：油藏精细描述技术、油藏热采筛选和热采可行性评价技术、利用油藏物理模拟和数值模拟进行热采机理研究和油藏工程优化设计研究技术、热采井钻井完井技术、热采井防砂技术、稠油测井系列和解释技术、井筒注汽隔热技术、高温测试技术、热力开采条件下采油工艺和油层改造技术、高温条件下地面注、采、输技术，利用水平井热力开采稠油技术和稠油热采经济评价技术等。

稠油注蒸汽热力采油具有投资高、技术难度大和经济风险大的特点。为此，对稠油油藏进行是否适合注蒸汽热采的评价筛选工作就显得十分重要。注蒸汽热采主要有两种开采方式：一是蒸汽吞吐方式（或称循环注蒸汽）；二是蒸汽驱方式。

2 蒸汽驱的原理及其优缺点

2.1 蒸汽驱的原理

蒸汽驱的作用机理：（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，水分增加，形成汽液联合驱动。（4）蒸汽蒸馏轻烃产生混相驱替机理。

2.2 蒸汽驱的优缺点

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100～150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。

3 注汽干线存在的问题及采取的措施

3.1 注汽管线存在问题的原因

注汽管线不达标的原因，可能有以下几个方面：（1）设计过程缺少计算；（2）操作工素质较低；（3）设计计算方法有误；（4）注汽管线使用年限过长；（5）蒸汽质量较差；（6）蒸汽类别改变；（7）设计规范的变化。规范的变化，会导致设计与后期生产中出现一系列的问题，因此必须引起高度重视。

3.2 采取的措施

（1）设计单位要按照新规范《稠油注汽系统设计规范》（SY/T0027-2007）进行设计。根据过热蒸汽参数，确定注汽干线壁厚，为改造提供依据；（2）编制注汽干线改造工程方案。河南油田井楼某稠油区块新建注汽管线均将过热蒸汽作为介质，设计压力为11.27MPa，设计温度为400 ℃；（3）更换壁厚不能满足输送过热蒸汽的部分管段；（4）配套和完善注汽站的水处理系统、除氧器和蒸汽排放系统，以提高出站蒸汽质量。

4 稠油热采新技术研究应用

特超稠油过热蒸汽热采新技术研究与应用就是为实现注汽锅炉"煤代油"，降低稠油开发注汽系统运行成本，改善特超稠油热采开发效果，有效动用超稠油难采储量，为特超稠油开采模式的转变提供条件。该研究方向主要开展了燃煤过热蒸汽注汽锅炉及配套技术，特超稠油过热蒸汽热采机理及注采优化，特超稠油过热蒸汽注采配套工艺技术等方面的研究，形成了特超稠油过热蒸汽开采的油藏工程、采油工程和地面工程综合配套技术。这些技术是特超稠油热采领域的一项新的热采技术、工艺和方法，即采用燃煤注汽锅炉替代燃油注汽锅炉，采用过热蒸汽进行特超稠油开发。

该项目取得的燃煤过热蒸汽注汽锅炉及配套、过热蒸汽分配和计量、特超稠油油藏过热蒸汽开采模式优化、特超稠油高周期过热蒸汽吞吐注采参数优化等一系列特超稠油过热蒸汽热采技术成果，在井楼油田得到了应用。2009年，在井楼油田新建了一座燃煤注汽站，安装一台额定蒸发量每小时75吨、额定注汽压力9.8兆帕、额定过热蒸汽温度380℃左右的燃煤过热蒸汽注汽锅炉及配套系统。投运以来一直连续运行至今，注汽锅炉及配套辅助设施和系统、注汽管线运行稳定、操作方便，燃煤过热蒸汽注汽锅炉的各项运行参数均达到或超过了设计指标，每小时75吨燃煤过热蒸汽注汽锅炉与燃油湿饱和注汽锅炉相比，注汽单位成本费用降低31.9%。井楼油田薄层特超稠油油藏，后续吞吐周期应用过热蒸汽吞吐，开发效果明显改善，蒸汽吞吐平均日产油提高1.5倍，峰值日产油提高1.9倍，综合含水下降13个百分点，蒸汽吞吐生产期延长2-3个周期，采收率提高7.5个百分点，油气比由0.23提高到0.34，取得了显著的应用效果。在验收中，中石化集团公司验收组专家认为：该项目的研究成果，与国内外同类技术相比，具有较高的创新性、先进性和实用性。特别是额定蒸发量为每小时75吨，额定压力9.8兆帕，过热蒸汽温度380℃左右燃煤过热蒸汽注汽锅炉在国内外是首次研制；同时在国内首次形成了特超稠油过热蒸汽开采的油藏工程、采油工程和地面工程综合配套技术，效果良好、意义重大。

5 稠油热采技术的发展

热采发展趋势对于那些不宜转汽驱开采的蒸汽吞吐油藏，如何在蒸汽吞吐后期进一步提高采收率， 延长蒸汽吞吐的经济开采期，是高轮次吞吐阶段的重要研究内容。可采取的方法主要有：打加密蒸汽吞吐井；采用分层注采技术；打水平井或侧钻水平井进行蒸汽吞吐；采用多井整体吞吐方式；采用蒸汽+ 助剂吞吐技术等。其中，针对特、 超稠油开采试验推广的CO2辅助蒸汽吞吐技术在辽河油区已经见到了明显效果。SAGD、 VAPEX、 热电联供等技术有望成为蒸汽吞吐后经济的接替技术。

蒸汽辅助重力泄油（ SAGD） 技术可以将稠油采收率再提高25%以上，随着水平井技术的不断提高， 轨迹控制能力能够满足SAGD的要求， 应在完井方式、管柱强度上进一步深入研究， 使其成为开发稠油最有希望的方法之一。重力泄油理论和水平井技术发展了SAGD、SA GP、 VAPEX、 COSH 技术。今后， 这种发展的势头仍将保持下去。现在的稠油开采越来越倾向于水平井和复合井技术的应用。与常规井相比，水平井具有提高生产能力、加快开采速度和降低底水锥进等优点。复合井通过复杂的井结构引入一种新思路， 通过较多的侧向井进入到以前未被捕集到是原油带，与直井甚至单个水平井相比，复合井具有更多的优势。

参考文献

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