稠油冷采技术

稠油冷采技术1、出砂冷采技术（CHOPS）2、不出砂冷采技术（CHOP）出砂冷采技术与应用出砂冷采技术与应用对于原油粘度较高的稠油、特稠油，常规一次开采的效果很差。但对于某些储层物性较差的油藏，热采技术也难于取得较好的技术经济效果空心螺杆泵(PCP)的发展及其携砂能力的提升，使原油产量大幅提高泡沫油采油机理的认识和研究经济效益驱动一、稠油冷采的背景：出砂冷采技术与应用一、稠油冷采的背景：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。二、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。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。携砂冷采已成功地应用于开采稠油油藏。开采机理及适应条件出砂冷采技术与应用破坏带屈服、膨胀带流化带井眼蚯蚓洞网络生长示意图开采机理及适应条件出砂冷采技术与应用形成高渗透通道：“蚯蚓洞”稠油出砂冷采技术适用的油藏条件出砂冷采技术与应用储层岩性胶结疏松的砂岩，粘土胶结物含量少埋藏深度，m≥300油层厚度，m≥3油层压力，MPa≥2.5孔隙度，%≥25渗透率，m2≥0.5含油饱和度，%≥60油藏温度下脱气油粘度，mPas1000-50000原油密度，g/cm30.92-0.98溶解气油比，m3/t≥5边底水无或者远离出砂冷采技术与应用Time300,000200,000100,000Production,BOPD198819901992199419961998Areas:•Suffield•SEAlberta•Provost•Pelican•Lloydminster•LindburghNotincludingAthabascaoilsandsminesorCSSandsimilarprojectsLate1997pricedrop加拿大FrogLake油田油层有效厚度，ft60-100(5层）油藏深度,ft1390-1970原油重度,oAPI10-14含油饱和度,%70-80孔隙度,%30-33渗透率,D1-5粘度,cP(地面)20,000-50,000油层压力,psig400油层温度,oF65FrogLake油田基本油藏参数FishingLake油田开发历史Discoveredin195953Sectons,34,000acres5perspectivezones40wellsdrilledfrom1959to19871965-1968Cyclicsteam(220BOPDpeak,130BOPDavg.sandedup)1985coldproduction–4wells,unsuccessful1990coldproduction-reactivated6wells,drilled3newwells1993coldproduction–Horizontalwell–100BOPD199510–HorizontalWellProgram1997FullfieldExpansion1998SoldFishingLakeHorizontalWellDrillOperationTook7daystodrillandplacea1645fthorizontalwellDrillingcostC$348,000Completion4.5slottedliner(nocement)ProgressivecavitypumpCompletioncostC$220,000(includingsinglewellbattery)TypicalHorizontalWellboreSchematicatFishingLakeFrogLakeOilProduction12080400Oct.93Nov.93Dec.93Jan.94Feb.94Mar.94OilRateSandCut804020060100FishingLake10-HorizontalWellPilotProject12-2213-225-224-224A-234B-235-2312B-2312-2313-23Sec.22-56-2W4M1640ft1300ft1300ft1300ft2500ft1300ft650ft650ft650ft650ftFishingLake10-HorizontalWellPilotProjectElkPoint天然沥青携砂冷采应用实例加拿大的冷湖油田，是阿莫科石油公司经营并首家取得这一油藏出砂冷采成功的公司。出砂冷采技术与应用生产初期含砂量高达40%，然后含砂量逐步降低10个月之后，含砂量降至0.5%-1%，并稳定下来单井累积产砂量平均为600m3单井产油10-30m3/d，峰值产量大于40m3/d生产效果：出砂冷采技术与应用G4906井于1997年6月14日正式投入生产,截至同年8月底,有效生产时间48d累积产液1088m3累积产油1044m3平均日产油21.8m3含水率仅为1-8%,含砂量一般2-4%,最高达20%日产油由初期的9.3m3/d上升到21.0m3/d,最高达53.4m3/d该井液柱高度一直保持在150-300m该井试验过程中表现出较高的生产能力。河南油田泌125区稠油携砂冷采应用实例吉林套堡油田白87块携砂冷采应用实例出砂冷采技术与应用套保油田已进行了两次小规模的出砂冷采试验第一次在2001年初，共有15口试验井，初期效果良好，但后来突出的问题表现为卡泵和水淹，造成多数井停产第二次在2001年10月，新钻了11口试验井，吸取上次的经验，油井着重加强固井质量，并采用热采完井方式，使用国外生产的螺杆泵，效果良好日产油3～4吨，含砂量10～12%，出砂冷采初期生产特征表现明显，但先后又有4口井水淹，其中一口井生产时间仅为10天,其它7口井能够正常生产。稠油冷采技术泡沫油机理研究生产机理分析溶解气（泡沫油）作用岩石压实作用生产机理“泡沫油”是一次开采过程中在稠油油藏中发生的分散气－液两相流动现象。由于泡沫油现象，导致高产油速度、高采收率。泡沫油出现在稠油和超稠油中，因为在这些油中的粘滞力大于重力。CONVENTIONALGASOILGASOILFOAMYOILafteralongtime当油藏压力低于泡点压力时，原油中形成许多微气泡。气泡的生长并膨胀将原油驱向油井当压力降低时，气体能够滞留在原油中。因此使泡沫油表现出许多独特的性质生产机理分析当压力下降时，原油中先开始形成气核（微气泡）随着压力的进一步降低，气泡逐渐生长并膨胀，此时，仍滞留在油相中当生长到一定程度时，气泡相互结合，形成连续相，成为自由气。生产机理分析气泡的形成与扩大（三个阶段）室内实验研究表明，泡沫油的作用与下列因素有关油藏衰竭速度原油性质油层压力下降水平围压生产机理分析1、油藏衰竭速度生产机理分析实验研究表明，衰竭速度越快，原油采收率越高。对于快速衰竭速度，相当小的气泡在生产中起着主导作用；反之，如果衰竭速度降低，仅在初期观察到了泡沫油流动。生产机理分析2、油层压力下降水平1-在流动早期，类似泡沫的气泡流动占主导地位2-当压力400psia,自由气开始出现。但泡沫流仍发挥作用，这种作用随压力的进一步降低变得越来越弱。3-当压力300Psia，完全成为自由气的流动。特征P=605psiaP=503psiaP=407psiaP=309psiaP=264psiaP=230psiaP=193psiaq=0.035PV/h生产机理分析051015202530354045500100200300400500600700AveragePressure(psia)OilRecovery,%OOIPMO-1,MO-1,MO-2,o=220cp,q=0.0035PV/ho=220cp,q=0.035PV/ho=2500cp,q=0.0035PV/h3、原油性质（包括原油组成及原油粘度）一般情况下，原油粘度越高，采收率越低。生产机理分析3、原油性质（包括原油组成及原油粘度）051015202530354045500500100015002000AveragePressure,psiaOilRecovery,%OOIPHO-1,HO-1,HO-2,HO-2,o=258cp,q=0.035PV/ho=258cp,q=0.0035PV/ho=2500cp,q=0.035PV/ho=2500cp,q=0.007PV/h但不同的原油实验也有不同的结果，即在相同的衰竭速度下，原油粘度越高，采收率也越高。这可能是因为原油粘度越高，粘滞力越大，分散气泡结合成连续气相的可能性越小。生产机理分析4、实验围压实验实验情况临界过饱和压力（psi）最大过饱和压力(psi)采收率（％）临界气饱和度（％）1加围压7002802524.72刚性岩心夹持器70028098.3在加围压和不加围压的两个实验中，两个实验结果差别较大。主要表现在原油产出量及临界气饱和度。ConventionalAGITATIONNOAGITATIONOILGASGASPPbPPbOil＋trappedgasNonConventional对于这种稠油，常规PVT测试与非常规PVT测试结果有很大的差别，特别是泡沫油的泡点压力通常，非常规PVT分析得到的拟泡点压力值较小，主要原因是油相中滞留有气体生产机理分析拟泡点压力值小于泡点压力原油压缩系数比常规稠油要大临界气饱和度较高（一般可达到10％）毛管粘度计比旋转粘度计测得的原油粘度在数值模拟中更有代表性，更能反映泡沫油的特性由于泡沫油特性，在数值模拟中应特别考虑的几个方面生产机理分析由于泡沫油的作用，使得Orinoco重油带的稠油产油速度高、一次开采采收率高、地层压力下降缓慢研究与油田生产表明，由于泡沫油的作用，一次开采原油采收率能够达到5％～10％左右生产机理分析溶解气驱（泡沫油）研究表明，Orinoco稠油带油藏岩石的压缩系数比较大，一般在50～105×10－61/psiSPE69725：CH-38井55～105×10－61/psi60×10－61/psi通过理论分析及相邻区块的经验，通过压实作用可增加原油采收率3％左右生产机理分析岩石压实作用泡沫油机理冷采开采实例CerroNegro区水平井产能1、油藏参数Morichal顶部深度：1500～4000ft平均孔隙度：32％平均渗透率：10Darcies地层压力：900～1300psi地下原油粘度：1500～4000cp，平均2000cp(@140℉)原油重度：8.5API2、水平井初产量水平井：121口平均水平段长度：4000ft初始产能：1620b/d；平均单井产量：992b/dHamaca地区MFB-53块的产能1、油藏参数平均油藏深度：3500ft平均孔隙度：30％平均渗透率：10Darcies地层压力：1220psi地层温度：137℉脱气原油粘度：3000cp(@137℉)原油重度：9.1API2、产量水平井：45口平均水平段长度：4000ft;生产指数：7～12b/d,psi初始产量：2500b/d；平均单井产量：1500b/d垂直井：119口，初产：500b/dMACHETEHAMACACERRONEGROZUATAHamaca地区MFB-53块的产能Hamaca地区MFB-53块的产能MPE-1区块产能分析1、油藏参数主力生产层位：Morichal沙层组油藏平均深度：2772ft平均孔隙度：32％平均渗透率：10Darcies地层温度：122℉地下原油粘度：