稠油开采技术现状与发展方向-采油院

采油工艺研究院二OO七年十二月稠油开采技术现状与对策提纲一、前言二、稠油开采技术现状三、下步攻关方向一、前言蒸汽吞吐及水驱是稠油油藏的主要开发方式胜利油田稠油热采产量热采开发3.55×108t探明储量13.83×108t已动用12.63×108t未动用1.15×108t特超稠油及薄层稠油油藏水驱开发9.13×108t一、前言⒈埋藏深水油体积557.7%水油体积115.1%1水油体积527.3%⒉具有活跃边底水油田浅层600m中深层600-900m深层900-1600m胜利//100辽河/1684新疆100//河南8515/国内四大主力稠油油田不同深度储量比例对比⒊原油性质多样10000-50000mPa.s储量占58%大于50000mPa.s储量占14%3000-10000mPa.s储量占28%小于10m储量占27%厚度10-20m储量占45%大于20m储量占28%⒋厚度小⒌储层具有一定敏感性中弱水敏储量占76%强水敏储量占14%中强水敏储量占10%胜利油田油藏特点一、前言稠油热采开发历程单2、单10吞吐先导试验,储量621万吨，配套普通、特稠油油藏热采技术，单家寺、乐安、孤岛、孤东稠油油藏投入开发，储量1.24亿吨配套完善提高采收率技术，投入储量0.36亿吨超稠油、敏感性、薄层稠油开发技术突破，单56、郑王庄稠油区块投入储量1.85亿吨1985年1986-19951996-20002001-2007提纲一、前言二、稠油开采技术现状三、下步攻关方向二、稠油开采技术现状稠油开采技术1.高效注汽技术2.稠油举升技术3.热采测试技术4.热采堵水调剖技术5.稠油水平井技术二、稠油开采配套技术现状1.高效注汽技术1注汽锅炉2井筒隔热3降低注汽压力4强化回采(1)普通锅炉(2)亚临界锅炉(3)超临界锅炉(1)高温粘土防膨技术(2)油溶性降粘剂(2)高温薄膜扩展剂(1)气体助排技术(2)预置气体助排技术高效注汽技术(1)高真空隔热管(2)注采一体化管柱(3)全密闭注汽管柱二、稠油开采配套技术现状1.高效注汽技术——注汽锅炉根据稠油开采的需要，注汽锅炉的压力等级不断提高：⒈普通注汽锅炉：蒸汽压力17.3MPa⒉亚临界注汽锅炉：蒸汽压力21MPa，解决了超稠油油藏的注汽难题（1998年开始使用）⒊超临界注汽锅炉：蒸汽压力26MPa，解决特超稠油油藏和深层稠油油藏的注汽难题（2007年开始使用）二、稠油开采配套技术现状1.高效注汽技术——井筒隔热技术隔热油管是最主要的注汽及井筒隔热工具普通隔热油管：视导热系数0.06-0.12w/m·℃防氢害隔热油管：视导热系数0.05-0.08w/m·℃高真空隔热油管：视导热系数0.015w/m·℃隔热油管接箍等热点对井筒热损失影响很大，对隔热油管的接箍进行隔热可以降低井筒热损失，提高井底蒸汽干度。二、稠油开采配套技术现状1.高效注汽技术——井筒隔热技术全密闭注汽管柱大幅度降低注汽沿程损失，热损失低于8%，保障蒸汽热量的有效利用。全密闭注汽管柱05101520020040060080010001200井深（m）压力310320330340350360温度压力（Mpa)温度（℃）二、稠油开采配套技术现状1.高效注汽技术——井筒隔热技术对超稠油、特超稠油开发具有重要意义。注采一体化管柱充分利用注汽后地层处于高温状态的有利条件，不动管柱直接转抽，并可实现多轮次的注汽—抽油过程。能避免或减少转抽作业时的洗井、压井作业，减少了入井液体对油层的冷伤害；隔热油管的保温效果，能减少井筒散热，提高产液温度，延长生产周期；转抽方法简单，可节省大量的作业工时和费用二、稠油开采配套技术现状1.高效注汽技术1注汽锅炉2井筒隔热3降低注汽压力4强化回采(1)普通锅炉(2)亚临界锅炉(3)超临界锅炉(1)高温粘土防膨技术(2)油溶性降粘剂(2)高温薄膜扩展剂(1)气体助排技术(2)预置气体助排技术高效注汽技术(1)高真空隔热管(2)注采一体化管柱(3)全密闭注汽管柱二、稠油开采配套技术现状1.高效注汽技术——降低注汽压力对超稠油、特超稠油开发具有重要意义。高效粘土防膨技术控制粘土水敏性膨胀是敏感性油藏降低注汽压力最关键的措施。具有良好的耐温性，同时又有“防”、“治”能力的新型粘土矿物膨胀防治体系SLAS，解决了敏感性稠油油藏的油层保护问题。二、稠油开采配套技术现状1.高效注汽技术——降低注汽压力降低注汽启动压力技术油溶性降粘剂降粘效果驱替压力实验油溶性降粘剂能有效溶解沥青，降低超稠油油藏注汽启动压力启动压力相差2MPa二、稠油开采配套技术现状1.高效注汽技术——降低注汽压力降低注汽过程压力技术0.00.51.01.52.02.53.002468101PV蒸汽+1PV蒸汽与SLHSD0.3%+1PV蒸汽3PV蒸汽注入压力MPa注入量PV伴蒸汽注入SLHSR对注汽压力的影响（孤岛区块油样）0.00.51.01.52.02.53.002468101214163PV蒸汽1PV蒸汽+1PV蒸汽与0.3%SLHSR+1PV蒸汽注入压力MPa注入量PV伴蒸汽注入SLHSR对注汽压力的影响（单56区块油样）薄膜扩展剂可以降低水与稠油之间的界面张力，降低注汽过程压力0.5~1MPa，提高油井产量。二、稠油开采配套技术现状1.高效注汽技术1注汽锅炉2井筒隔热3降低注汽压力4强化回采(1)普通锅炉(2)亚临界锅炉(3)超临界锅炉(1)高温粘土防膨技术(2)油溶性降粘剂(2)高温薄膜扩展剂(1)气体助排技术(2)预置气体助排技术高效注汽技术(1)高真空隔热管(2)注采一体化管柱(3)全密闭注汽管柱二、稠油开采配套技术现状1.高效注汽技术——强化回采技术CO2气体增能助排粘度-气油比0500100015002000250008162432404856GOR/[m3/m3]µ/mPa.sT=60T=70T=80T=95T=110粘度-压力05001000150020002500300048121620压力/MPaµ/mPa.sGOR＝1.86GOR=13.55GOR=29.45GOR=43.13GOR=50.68GOR=55.4245505560657003006009001200时间/（s）表面张力/（mN/m）-202468模量/（mN/m）界面张力粘弹模量弹性模量粘性模量压缩系数-饱和压力5.506.006.507.007.502468101214Pb/MPaCoi/[×10-4]地层条件下稠油体积膨胀(15%)降粘作用(90%)降低油水界面张力二氧化碳改善热采开发效果机理二、稠油开采配套技术现状1.高效注汽技术——强化回采技术CO2气体增能助排二氧化碳同薄膜扩展剂相结合大幅度提高驱替效率；驱替效率由30%提高到90%；波及系数由68%提高到81%，大大改善热采开发效果。驱替方式单管驱替效率%平均驱替效率%波及效率%低渗管高渗管单纯蒸汽驱16.4243.6430.0468蒸汽伴CO248.678.663.5880.7蒸汽伴薄膜扩展剂16.9871.9444.4762.6CO2+薄膜扩展剂57.1491.9874.1381.30.0020.0040.0060.0080.00100.000.002.004.006.008.0010.00注入体积,PV驱替效率,%热水驱热水伴CO2驱热水伴N2驱热水伴CO2和薄膜扩展剂驱二、稠油开采配套技术现状1.高效注汽技术——强化回采技术自生气体增能助排8010012014016018020022024026005101520251.5%14.8%19.5%19.5%10.1%10.9%15.6%7.8%2.3%foamnumberumB增能助排体系同驱油剂相结合形成泡沫尺寸分布增能体系提高地层压力程度及产气速率增能助排体系同驱油剂相结合形成泡沫在多孔介质驱替状态增能助排体系显著增加地层能量，同高温驱油剂相结合大幅度提高热水驱替效率，显著改善热采的开发效果。不同条件下增能助排体系产气速率变化二、稠油工艺技术系列2.稠油举升工艺技术解决稠油井筒举升困难井筒降粘举升工艺抽稠泵电加热降粘工艺掺稀降粘工艺掺水降粘工艺化学降粘工艺二、稠油工艺技术系列井筒降粘举升工艺掺热水降粘工艺化学降粘工艺油层电热杆油管抽稠泵封隔器电加热降粘工艺○地面设备简单，生产管理方便○井筒沿程加热均匀○耗电量大；井下电热因绝缘系数低易短路运行成本低，施工简单实施具有长期性和连续性适用于综合含水在30％～70%的高粘原油原油粘度5000mPa·s以下的井油水混合充分，降粘效果好热量吸收充分，增强降粘效果二、稠油工艺技术系列对于部分反相乳化严重的区块，通过化学降粘可有效降低井筒举升阻力。胜利油田实施化学降粘辅助井筒举升210口，显著降低运行成本，实施效果良好。SB系列稠油乳化降粘体系在温度50℃~70℃、油水7/3~6/4范围内：降粘率99%，乳状液粘度300mPa·s单井掺降粘剂多井掺降粘剂二、稠油工艺技术系列抽稠泵稠油的粘度高流动阻力大抽油杆下行困难杆管偏磨，驴头打架现象泵的充满系数低阀球关闭滞后，造成泵效较低◆配套完善了系列抽油泵，解决了井筒举升过程中出现的问题二、稠油开采配套技术现状3.热采测试技术•SL系列汽水两相流量计•井下高温四参数测量仪•井下流温流压测试仪在地面测试蒸汽流量、干度测试井下任一点蒸汽的压力、温度、干度、流量测试注汽转抽生产时的井底流温、流压对注汽生产动态进行监测，为调整注汽参数和工艺措施优化提供依据，提高稠油开采的效果。二、稠油开采配套技术现状3.热采测试技术SL-AⅣ：连续实时测量、记录蒸汽的压力、温度、流量、干度SL-AⅠ、Ⅱ、Ⅲ：根据需要测量蒸汽的压力、温度、流量、干度流量测量压力测量干度测量型号范围t/h误差%范围MPa误差%范围%误差%SL-AⅠ5～1168～16130～806SL-AⅡ3～763～810～1006SL-AⅢ5～1867～17110～1006供电电源：交流电：220V±10%50HZ直流：6V±5%环境环境温度：0～40℃流量测量范围2.0t/h～11.5t/h，平均误差小于5%干度测量范围20%～85%地面蒸汽参数测试工艺可以满足蒸汽驱的要求二、稠油开采配套技术现状3.热采测试技术0.00.51.01.52.01280129013001310井深（m）吸汽量（T/h）GD22-533吸汽剖面测试曲线压力：测量范围：0～25MPa温度：测量范围：0～370℃流量：测量范围：1～15t/h干度：测量范围：0～100%GCY-Ⅱ型井下高温四参数测量仪注汽井筒四参数测试工艺可以满足汽驱的要求。二、稠油开采配套技术现状3.热采测试技术泵防砂鱼顶测压点抽油杆固定卡子油层人工井底毛细管测温点井下流温流压测试示意图技术指标压力：范围0～32MPa温度：范围0～400℃井底流温流压直读式连续在线监测技术井底流温、流压测试工艺可以满足汽驱生产井测试的要求二、稠油开采配套技术现状3.热采测试技术热采吞吐井现代试井解释曲线蒸汽吞吐井热采试井解释技术根据测试数据，利用现代试井解释方法，可以得到表皮系数、地层渗透率、加热半径和泄油面积。二、稠油开采配套技术现状4.堵水调剖技术蒸汽波及不均匀及汽窜是影响多轮次吞吐和蒸汽驱效果的核心因素边底水的入侵是影响胜利油田热采效果的重要原因堵调是防止汽窜、提高蒸汽波及效率、抑制边底水的主要工艺草20蒸汽驱汽窜示意图单56-间歇蒸汽驱汽窜图二、稠油开采配套技术现状4.堵水调剖技术采油厂堵水工艺调剖工艺滨南超细水泥、氮气氮气+泡沫现河超细水泥氮气+泡沫、SG复合堵剂孤岛颗粒高温堵剂、液体高温堵剂氮气+泡沫孤东深调浅堵氮气+泡沫河口无机颗粒氮气+泡沫桩西氮气氮气+泡沫胜利氮气+泡沫中心水泥氮气+泡沫目前胜利油田稠油热采井封堵调剖有两种主要方式：封堵近井地带大孔道的主要方法是以超细水泥为主的颗粒型堵剂；油藏深部主要采用氮气+泡沫调剖工艺调整吸汽剖面，降低综合含水。二、稠油开采配套技术现状4.堵水调剖技术单