几种原油开采技术简介_陈广明
对稠油开采几种主要技术分析
284 企业导报 2012 年第 12 期
技术市场
对稠油开采几种主要技术分析
孔卫杰
（河南油田采油一厂，河南 南阳 473000）
一、热采技术 注蒸汽热采的开采机理主要是通过加热降粘改善流变性， 高温改善油相渗透率以及热膨胀作用、蒸汽（热水）动力驱油作 用、溶解气驱作用。当油、水总蒸汽压等于或高于系统压力时， 混合物将沸腾，使原油中轻组分分离，即为蒸馏作用。蒸馏作用 引起混合液沸腾产生的扰动效应能使死孔隙中的原油向连通 孔隙中转移，从而提高驱油效率。高温水蒸气对稠油的重组分 有热裂解作用，即产生分子量较小的烃类。在蒸汽驱过程中，从 稠油中馏出的烃馏分和热裂解产生的轻烃进入热水前沿温度 较低的地带时，又重新冷凝并与油层中原始油混合将其稀释， 降低了原始油的密度和粘度，形成了对原始油的混相驱。注蒸 汽热采的乳化驱作用同样很有意义，蒸汽驱过程中，蒸汽前沿 的蒸馏馏分凝析后与水发生乳化作用，形成水包油或油包水乳 化液，这种乳化液比水的粘度高得多。在非均质储层中，这种高 粘度的乳状液会降低蒸汽和热水的指进，提高驱油的波及体 积。热采井完井时的主要问题是，３６０℃高温蒸汽会导致套管发 生断裂和损坏。为此，采用特超稠油 ＨＤＣＳ 技术，将胶质、沥青质 团状结构分解分散，形成以胶质沥青质为分散相、原油轻质组 分为连续相的分散体系。 二、出砂冷采 １９８６ 年，为了降低采油成本，提高稠油开采经济效益，加拿 大的一些小石油公司率先开展了稠油出砂冷采的探索性矿场 试验。到 ９０ 年代中期，稠油出砂冷采已成为热点，不注热量、不 防砂，采用螺杆泵将原油和砂一起采出。文献指出，螺杆泵连续 抽吸避免了稠油网状结构的恢复，稠油形成稳定的流动地带， 在油带前缘，油滴被启动而增溶到油带中，因此，油带具有很好 的流动能力，表现到生产上就是含水下降。而抽油泵的脉动抽 吸，使得地层孔隙中的油流难以形成连续流，水相侵入到油流 通道，微观上表现为降低了油滴前后的压差，油滴更难启动。稠 油出砂冷采技术对地层原油含有溶解气的各类疏松砂岩稠油 油藏具有较广泛的适用性，它通过使油层大量出砂形成蚯蚓洞 和形成稳定泡沫油而获得较高的原油产量。形成地层中“蚯蚓 洞”，可提高油层渗透率；形成泡沫油，则给油层提供了内部驱 动能量。 三、加降粘剂 据研究，乳化液在孔隙介质中的流动过程是一个复杂的随 机游走过程，降低界面张力、提高毛管数可改善稠油油藏开发 效果。向生产井井底注入表面活性物质，降粘剂在井下与原油 相混合后产生乳化或分散作用，原油以小油珠的形式分散在水 溶液中，形成比较稳定的水包油型乳状液体系。比较常用的有 ＧＬ、ＨＲＶ－２、ＰＳ、碱法造纸黑液、ＢＭ－５、ＤＪＨ－１、ＨＧ 系列降粘剂。鲁克
七大炼化工艺一文带你了解原油到石油生产全流程
七大炼化工艺一文带你了解原油到石油生产全流程原油是一种天然的化石燃料，是地下深处的有机物经过数百万年的压力和温度变化而形成的。
从原油到石油的生产过程可以分为七个主要的炼化工艺，分别是开采、运输、储存、精炼、制品生产、销售和后期处理。
以下是对这七个工艺的详细介绍。
1.开采：原油的开采是指利用各种采油技术将原油从井底带到地面。
常用的采油方法有自然流采油、水驱采油、气驱采油和注汽采油等。
开采过程中，需要通过探测、钻探和提取等技术手段来确定油井的位置、深度和产量。
2.运输：原油采集后需要进行运输，主要有管道运输、船运和铁路运输等多种方式。
其中，管道运输是最常用和高效的方式，可以大规模地将原油从采油地运输到精炼厂或终端用户的地点。
3.储存：原油运输到目的地后，需要进行储存，以供后续加工或销售。
储存设施通常包括储罐、仓库和油轮等。
储存过程中需要注意保持原油的质量和安全性，避免泄漏和污染等问题。
4.精炼：精炼是将原油转化为可用于生产燃料、润滑剂和化学品等产品的过程。
主要通过炼油厂进行，其基本原理是通过在高温下将原油分解为不同的组分，再经过分离、升级和处理等步骤得到所需产品。
5.制品生产：精炼后的石油产品被用于制造各种产品，如汽油、柴油、煤油、润滑油、塑料和化肥等。
这个阶段的生产过程包括混合、加工、成型和包装等。
6.销售：制品生产完成后，需要通过销售与市场进行连接，最终供给消费者。
销售渠道包括加油站、批发商、零售商和进出口公司等。
销售过程中需要考虑价格、市场需求和供应等因素。
7.后期处理：石油的使用会产生大量的废物和污染物，需要进行后期处理以减少对环境的影响。
后期处理包括废水处理、废气处理和固体废物处理等。
为了提高资源利用效率，一些炼油厂还会进行能源回收和再利用等措施。
这七大炼化工艺构成了从原油到石油生产的全流程。
每个环节都有其特定的技术和要求，需要专业的人员来进行操作和管理。
石油工业在全球经济中扮演着重要的角色，它的发展和运营对经济增长和能源安全至关重要。
原油的分类和加工方案
原油的分类和加工方案原油是地球上的一种天然资源，是石油的主要成分。
根据其化学和物理性质的不同，原油可以分为不同的分类。
在加工方面，原油可以通过多种方式进行处理和提炼，以获得各种燃料和化工产品。
关于原油的分类，主要有以下几种：2.按照原油中的硫含量进行分类：根据原油中的硫含量，可以将原油分为低硫原油和高硫原油。
低硫原油指硫含量低于0.5%的原油，而高硫原油则指硫含量高于0.5%的原油。
3.按照原油中的密度进行分类：根据原油中的密度，可以将原油分为轻质原油和重质原油。
轻质原油具有较低的密度和较高的API重度，可以被直接用作汽车燃料。
而重质原油则较密度较高，需要通过更复杂的加工工艺才能获得可用的燃料。
在加工方案方面，原油可以通过以下几种方式进行处理和提炼，以获得各种燃料和化工产品：1.原油提纯：原油提纯是指通过物理和化学方法将原油中的杂质和不纯物质分离出来，使原油达到特定的纯净度要求。
常见的提纯方法包括蒸馏、提馏和重整等。
2.原油加氢：原油加氢是指将原油中的硫、氮和重金属等杂质物质通过加氢反应转化为较为稳定和无害的化合物。
这样可以减少对环境的污染，并提高燃料的热值和质量。
3.原油裂化：原油裂化是指将较重的原油分子通过加热和催化作用分解为较轻的分子。
这样可以获得更多的汽油和燃料油，并提高能源的利用效率。
4.原油重整：原油重整是指将原油中较为复杂的分子重新排列和重组，以获得较高的辛烷值和较低的燃油沉积。
这样可以提高汽车的动力性能和燃烧效率。
5.原油催化：原油催化是指在催化剂的作用下，将原油中较重的分子转化为较轻的分子。
这样可以增加汽油和润滑油的产量，并提高其品质。
SAGD稠油开采技术
SAGD技术开采稠油一、国内外研究现状在过去的时间里，全球工业化应用的稠油开采技术，一般只适用于粘度低于10000mP a·s的普通稠油，目前国内外针对超稠油的开采技术发展较快，已进入矿场先导试验阶段或工业型试验阶段的技术有:蒸汽吞吐、蒸汽驱、水平井蒸汽辅助重力泄油技术(SAGD)、水平裂缝辅助蒸汽驱、火烧驱技术。
从目前国内外稠油开采情况看，由于超稠油原油粘度高，油层条件下流动能力低，依靠压差驱动的方式难以获得成功。
在国内，对蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开发方式进行详细研究的单位有辽河油田、新疆石油管理局、总公司研究院。
1996年辽河油田和总公司研究院曾与加拿大MCG公司合作，研究认为在杜84块兴隆台油层兴V工组、馆陶油层可采用SAGD开发，最终采收率为45%-60%。
在国外，蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开发方式在加拿大和委内瑞拉获得了商业化成功应用，尤其在加拿大在不同类型的油田中已经开展了20多个重力泄油的先导试验区，并建成了5个商业化开采油田，其中两个规模较大的油田已建成了日产5000吨重油的产能，另一个油田已建成日产7000吨产能，预计2010年在加拿大依靠重力泄油开采方式的重油产量将超过每天10万吨。
重力泄油开采方式已成为开采重油，特别是超稠油的主要手段。
重力泄油开采方式的最终采收率一般超过50%，高的可以达到70%以上。
二、SAGD机理介绍蒸汽辅助重力泄油技术是开发超稠油的一项前沿技术，其理论首先是罗杰·巴特勒博士于1978年提出的，最初的概念是基于注水采盐的原理，即注入的淡水将盐层中的固体盐溶解，浓度大的盐溶液由于其密度大面向下流动，而密度相对较小的水溶液浮在上面，这样可以通过持续在盐层的上面注水，从盐层的下部连续的将高浓度的盐溶液采出。
高浓度盐溶液向下流动的动力就是水与含盐溶液的密度差，将这一原理用于住蒸汽热采过程中就产生力重力泄油的概念。
对于在地层原始条件下没有流动能力的高粘度原油，要实现注采井之间的热连通，需经历油层预热阶段。
石油工业原油提炼过程中的常见工艺与设备
石油工业原油提炼过程中的常见工艺与设备石油是一种重要的能源资源，为了从天然原油中提取出各种有用的成分，石油工业使用了多种工艺和设备。
本文将介绍石油工业中常见的原油提炼工艺和设备。
一、物理提炼工艺物理提炼工艺是石油提炼过程中的基础工艺，主要通过物理方法对原油进行分离和提纯。
1. 蒸馏蒸馏是最常见的物理提炼工艺，也是原油提炼过程中的第一步。
通过对原油加热，将其转化为蒸汽后进行分离，不同馏分在不同温度下分离出来，从而得到化工原料和燃料。
蒸馏塔是蒸馏工艺中的重要设备，常见的类型有精馏塔、常减压塔等。
2. 萃取萃取工艺利用溶剂对原油中的特定成分进行分离。
常见的萃取工艺有溶剂抽提和溶剂蒸发。
溶剂抽提利用选择性溶剂与原油中的特定成分发生反应，将其从原油中提取出来。
溶剂蒸发则将原油和溶剂一起加热，溶剂蒸发后从原油中分离出来。
3. 沉淀沉淀工艺通过调节原油中的温度和压力，使其中的某些成分发生沉淀，并与沉淀剂结合。
这样可以有效地去除原油中的杂质和重金属离子，提高原油的纯度和质量。
二、化学处理工艺化学处理工艺是指在物理处理的基础上使用化学方法对原油进行改性和提纯，以获得更高品质的产物。
1. 催化裂化催化裂化是一种常见的化学处理工艺，通过将原油加热并在催化剂的作用下，将大分子烃类分解成小分子烃类。
这样可以提高汽油和柴油的产量，并降低原油的粘度。
2. 重整重整是一种将低烷烃类转化为高辛烷值的工艺，通过在催化剂的作用下，使低辛烷值烃类分子重排和异构化。
重整可以提高汽油的辛烷值，提高燃油的质量。
3. 脱硫原油中的硫化物是一种有害物质，会对环境和设备产生腐蚀作用，同时也会破坏催化剂的活性。
脱硫工艺通过在催化剂的作用下对原油进行反应，使硫化物转化为硫化氢，从而减少硫化物的含量。
三、附属设备除了以上介绍的工艺，石油工业中还需要使用一些附属设备来提高生产效率和产品质量。
1. 锅炉锅炉是石油工业中常见的设备之一，用于提供加热和蒸汽。
在原油提炼过程中，锅炉常用于加热原油和提供蒸汽给蒸馏塔和其他设备。
原油生产工艺简介
常压蒸馏和减压蒸馏常压蒸馏和减压蒸馏习惯上合称常减压蒸馏，常减压蒸馏基本属物理过程。
原料油在蒸馏塔里按蒸发能力分成沸点范围不同的油品（称为馏分），这些油有的经调合、加添加剂后以产品形式出厂，相当大的部分是后续加工装置的原料，因此，常减压蒸馏又被称为原油的一次加工。
包括三个工序：原油的脱盐、脱水；常压蒸馏；减压蒸馏。
原油的脱盐、脱水又称预处理。
从油田送往炼油厂的原油往往含盐（主要是氯化物）、带水（溶于油或呈乳化状态），可导致设备的腐蚀，在设备内壁结垢和影响成品油的组成，需在加工前脱除。
常用的办法是加破乳剂和水，使油中的水集聚，并从油中分出，而盐份溶于水中，再加以高压电场配合，使形成的较大水滴顺利除去。
催化裂化催化裂化是在热裂化工艺上发展起来的。
是提高原油加工深度，生产优质汽油、柴油最重要的工艺操作。
原料范主要是原油蒸馏或其他炼油装置的350 ~ 540℃馏分的重质油，催化裂化工艺由三部分组成：原料油催化裂化、催化剂再生、产物分离。
催化裂化所得的产物经分馏后可得到气体、汽油、柴油和重质馏分油。
有部分油返回反应器继续加工称为回炼油。
催化裂化操作条件的改变或原料波动，可使产品组成波动。
催化重整催化重整（简称重整）是在催化剂和氢气存在下，将常压蒸馏所得的轻汽油转化成含芳烃较高的重整汽油的过程。
如果以80~180℃馏分为原料，产品为高辛烷值汽油；如果以60~165℃馏分为原料油，产品主要是苯、甲苯、二甲苯等芳烃，重整过程副产氢气，可作为炼油厂加氢操作的氢源。
重整的反应条件是：反应温度为490~525℃，反应压力为1~2兆帕。
重整的工艺过程可分为原料预处理和重整两部分。
加氢裂化是在高压、氢气存在下进行，需要催化剂，把重质原料转化成汽油、煤油、柴油和润滑油。
加氢裂化由于有氢存在，原料转化的焦炭少，可除去有害的含硫、氮、氧的化合物，操作灵活，可按产品需求调整。
产品收率较高，而且质量好。
延迟焦化它是在较长反应时间下，使原料深度裂化，以生产固体石油焦炭为主要目的，同时获得气体和液体产物。
沥青矿中原油提取的最新技术和创新方法
沥青矿中原油提取的最新技术和创新方法沥青矿是一种含有高浓度沥青类物质的沉积物，其提取中的核心目标是获取其中的原油。
在过去几十年中，沥青矿中原油的提取一直是石油工业的一个重要课题。
为了提高提取效率、降低成本并保护环境，科学家们不断探索和研发新的技术和创新方法。
近年来，一些新的技术和创新方法已经应用于沥青矿中原油的提取过程中。
其中最突出的进展是采用热水方法提取。
热水方法是通过加热水直接与沥青矿反应，从中提取原油。
它相对于传统的热溶剂提取和热解方法具有一些显著的优点。
首先，热水方法不需要使用昂贵的溶剂，因此成本较低。
其次，由于只使用了水作为反应介质，因此不会产生二氧化碳等有害气体的排放，对环境友好。
此外，热水方法提取的原油质量较高，相对于传统方法而言更加纯净。
热水方法的操作原理主要基于沥青矿中原油在高温条件下的热解行为。
当沥青矿与热水反应时，高温会导致沥青矿中的原油分子断裂，并从矿石中释放出来。
热解过程中产生的大量热量可以直接用于维持反应的温度，并最大程度地节约能源。
除了热水方法，还有其他一些创新的技术正在被用于沥青矿中原油的提取。
其中之一是微生物处理技术。
微生物处理技术利用特定类型的微生物生物降解沥青矿中的原油，从而实现原油的提取。
这种方法具有环境友好、无需高温和酸碱条件的优点，但需要更多的研究来改善提取效率和提高产率。
另一项潜在的创新技术是利用超声波进行提取。
超声波技术通过在沥青矿中引入高频声波来促进原油的分离和释放。
这种方法可以提高提取效率，减少能量消耗，并减少对环境的影响。
然而，该技术仍处于发展阶段，需要进一步的研究和实验来验证其可行性和经济性。
除了上述提到的方法，还有许多其他的技术和创新方法被研究和开发，旨在改善沥青矿中原油的提取效率和质量。
例如，使用新型催化剂、电化学方法、超临界流体提取等。
这些方法各有优点和限制，需要根据具体情况选择和优化。
总的来说，沥青矿中原油提取的最新技术和创新方法为石油工业带来了更高效、更环保和更经济的解决方案。
油田采油技术的类型与分析
油田采油技术的类型与分析油田采油技术是指为了有效地提取地下油藏中的石油资源而采用的各种技术手段。
根据不同的地质条件和油藏特征，油田采油技术可以分为常规采油技术和非常规采油技术两大类。
常规采油技术是指传统的石油开采方式，主要包括压力驱动采油、抽油机驱动采油和水驱采油等。
压力驱动采油是最早发展起来的常规采油技术之一。
它是通过自然的地下高压力将石油推向地面，使得石油能够顺利抽出。
随着油田的逐渐开采，地下压力会逐渐降低，导致产能下降。
为了继续进行有效的采油，人们引入了抽油机驱动的采油技术。
抽油机能够通过机械的方式将石油从地下抽出，并提高了采油效率。
水驱采油也是常见的一种常规采油技术，主要是通过注水的方式，提高油藏中的压力，推动石油流向产油井，以加快石油的开采速度。
非常规采油技术是指相对于传统采油技术而言的一种开采方式。
它主要应用于那些难以传统手段开采的油藏，如页岩气、致密油和油砂等。
非常规采油技术包括水力压裂与水力喷射、水平井和油藏改造等。
水力压裂与水力喷射技术是一种通过注入高压水、液化碳酸气体等来破裂油页岩、裂缝致密油的技术，从而提高油气的产能。
水平井则是一种将钻井井段向地下倾斜的技术，以增加与储层的接触面积，提高采油效果。
油藏改造技术是一种通过改变原油物理性质和流体性质等方式，提高原油采集率的技术。
通过注入化学物质、燃烧等方式，改变油田的温度和压力等条件，促进原油的流动和采集。
在选择采油技术时，需要综合考虑油藏类型、油藏储量、地下水位、下地条件和经济因素等多种因素。
不同的技术可以在不同的地质条件下发挥最大的效果。
在油田开采过程中，还需要通过定期检测和分析数据，优化采油方法，提高采油效率和产量。
油田采油技术在不断创新和发展，目的是为了更加高效地开采和利用地下石油资源。
通过常规采油技术和非常规采油技术的应用，可以更好地满足人们对能源的需求，推动经济的发展。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第30卷第3期2009年6月化学工业与工程技术J o ur nal o f Chemical I ndus try&Eng ineer ingV ol130N o.3Jun.,2009收稿日期:2008-12-01基金项目:国家863基金项目(2006AA09Z325)和CNPC中青年创新基金项目资助作者简介:陈广明(1980-),男,河南新乡人,在读硕士研究生,主要从事稠油开采过程中涉及的传热、压降、安全等方面的数学模型的建立与程序编制。
几种原油开采技术简介陈广明1,唐晓东1,2,崔盈贤2(1.西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都610500;2.西南石油大学化学化工学院,四川成都610500)摘要:在油田开发过程中,采油方式的选取对发挥油井产能,提高采收率起着重大作用,针对不同性质的原油,不同地质特点的油层,选取有效的采油方式至关重要。
介绍了几种常规的采油方式及其适用的范围与不足之处,同时介绍了几种非常规的、正在快速发展的采油方式及其发展方向。
关键词:采油技术;蒸汽驱;蒸汽吞吐;热力开采中图分类号:O65文献标识码:A文章编号:1006-7906(2009)03-0027-05Brief introduction of exploitation technologies of crude oilChen Guangming1,T ang X iaodong1,2,Cui Ying x ian1(1.State K ey L abor at or y of O il and Gas Reserv oir Geo log y and Ex plo itation,Southwest P et rolum U niversity,Chengdu 610500,China;2.Colleg e o f Chemistr y and Chemical Eng ineer ing,Southwest Petr olum U niv ersity,Cheng du610500,China)Abstract:In the ex plo itatio n of crude oil field,the select ion o f ex ploitatio n technolog y of crude oil is ver y import ant in br ing-ing capacit y of oil well into full play and enhancing o il r eco very.Considering the crude oil o f differ ent nature and the reservo ir o f differ ent geolog ical character istics is ver y impor tant in selectio n of the ex ploitation technolog y of crude oil.A few of the co nv en-t ional oil ex ploit ation technolo gy,and the applicatio n sco pe and disadv antag es of tho se technolog y a re intr oduced.Besides,this article has made the simple intro ductio n to some unconventio nal technolog y dev eloping quickly and their develo pment directio n.Key words:Oil ex ploitat ion techno log y;Steam dr ive;Steam stimulatio n;T hermal explo itation在油田开发过程中,采油方式的选择是一个重要环节,合适的采油方式是开发油田的根本保障,它对充分发挥油井产能、提高采收率和降低生产成本起着重要作用。
因此,在油田正式投入开发前,正确选择不同阶段的采油方式并确定不同采油方式的转换时机是非常有必要的,市场经济条件下这种情况尤为突出[1]。
1常规采油工艺1.1注水开采法在注水开发油藏中,因注入水沿高孔隙度、高渗透带、大孔喉或裂缝窜流而使基质、低孔隙度、低渗透带中的油气采出程度低,甚至采不出而成为剩余油,因此要加大采出剩余油的力度[3]。
注水吞吐采油是将水注入产层,注入水优先充满高孔隙度、高渗透带、大孔喉或裂缝等有利部位,关井后,在毛细管力作用下,使注入水与中、小孔喉或基质中的油气产生置换,导致产层中的油水重新分布,然后开井降压,使被置换至高孔隙度、高渗透带、大孔喉或裂缝中的油气随部分注入水一起采出。
因此,注水吞吐采出的油量与岩石物性、润湿性、界面张力、油水黏度和关井时间紧密相关[3,4]。
注水吞吐采油对不同润湿性油藏都有效,亲水性越强,则越有利于注水吞吐采油。
可以预见,储层条件相同,并具有相同的剩余可采储量,只要改变注入水性质,延长关井时间,亲油储层不但可以实施注水吞吐,而且仍可采出较多石油。
如果加入表面活性剂和防粘土膨胀剂可降低油水界面张力,使岩石向亲水方向转化,并保护了储层,可进一步提高采收率[3]。
多年实践证明,水质的好坏直接关系到油田的开发效果及整体效益。
因此,含油污水的处理至关重要。
尽管各油田采出水水质各异,但一般都具有化学工业与工程技术2009年第30卷第3期/四高0特点,即含油量高、悬浮物含量高、矿化度高和腐蚀性高。
含油污水的/四高0特点和油田注水对水质的特殊要求,决定了含油污水处理的高难度和高投入。
另外在污水处理方面存在一定的难度,这是注水采油一个难以解决的问题[5]。
1.2 注气采油法注气法主要有注二氧化碳、氮气驱、烟道气及混合气等。
从技术可行性考虑,一般适用于注气开发的油藏具有以下特点:(1)储层泥质含量过高,注水开发易引起水敏的油藏;(2)油层束缚水饱和度高,注水效果不好的油藏;(3)一般稠油油藏;(4)裂缝不发育,不易引起气窜的均质油藏;(5)薄油层[6]。
1.2.1 二氧化碳驱机理由于二氧化碳在油中的溶解度大,在一定的温度及压力下,当原油与CO 2接触时,原油体积增加,黏度降低。
CO 2在原油中的溶解还可以降低界面张力及形成酸性乳化液。
CO 2在原油中的溶解度随压力的增加而增加,当压力降低时,饱和了CO 2的原油中的CO 2就会溢出,形成溶解气驱[7]。
与二氧化碳相关的另一个开采机理是由CO 2形成的自由气饱和度可以部分代替油藏中的残余油[8]。
1.2.2 氮气驱机理利用注氮气采油主要是因为以下几个原因:(1)氮气具有比较好的膨胀性,使其具有良好的驱替、气举和助排等作用,可以保持油气藏流体的压力;(2)氮气可以进入水不能进入的低渗透段,可降低渗透带处于束缚状态的原油驱替成为可流动的原油;(3)氮气被注入油层后,可在油层中形成束缚气饱和度,从而使含水饱和度及水相渗透率降低,在一定程度上提高后续水驱的波及面积;(4)氮气不溶于水,微溶于油,能够形成微气泡,与油水形成乳状液,降低原油黏度,提高采收率[9]。
不同油藏可采用不同的注气方式,表1、表2列出了几种注气方式的参考标准[10]。
表1 注烃混相驱筛选准则原油建议值现行项目范围相对密度黏度/(mPa #s)组成油饱和度,%储层类型有效厚度平均渗透率深度/m<0.9159<3轻烃含量高>30尽可能少的裂缝和高渗的砂岩和碳酸盐岩相对薄(除非构造陡)无限制>12200.9100~0.76280.04~2.30-30~98---1232.2~4849.5表2 注氮气或烟道气筛选准则原油建议值现行项目范围相对密度黏度/(mP a #s)组成油饱和度,%储层类型有效厚度平均渗透率深度/m 温度<0.8498<0.40轻烃含量高>40无裂缝的砂岩和碳酸盐岩相对薄(除非构造陡)无限制>1828无临界值0.835~0.7630.07~0.30(C1~C7)高59~80---3050~5642.5-与注水相比,低渗透储层注气压力较低,吸气能力强,容易实现注采平衡,而且有利于原始含水饱和度较高、注水开发效果不理想的油藏开发。
而对于低渗透油藏,由于储层空隙细小,易受注入流体伤害,但注入的气体多属烃类气体或二氧化碳,不会和地层水、岩石和黏土矿物反应,造成储层伤害。
在地层条件下能实现混相或者半混相,则能大大减少毛细管力的不利影响,有利于提高驱油效率。
这一点对空隙孔道细小,毛细管力作用强烈的低渗透油田十分有利。
大多数低渗透储层较薄,可减小气窜的可能性。
而且注气工艺简单。
注气开发低渗透油田也有其不利的一面。
复杂的储层条件会影响注气效果。
气体黏度很小,与石油的流度比较大,在驱油过程中,极容易造成气窜,对油田开发构成威胁。
气体过早在油井突破,影响波及效率和开采率。
因此,对于非均质性严重的储层和裂缝性储层,不宜实施注气开发[4]。
气驱更适用于稠油油藏、低渗透油藏、凝析气藏和陡构造油藏。
1.3 蒸汽吞吐蒸汽吞吐采油是一种单井作业,在一口井中注入一定量的蒸汽,随后关井,让蒸汽与油藏岩石进行热交换,然后再开井采油。
此过程可循环往复进行,又称循环注蒸汽工艺。
在周期性注蒸汽采油过程中,其增产机理是多种多样的,主要的有如下几种:(1)升高油层温度,降低原油黏度;(2)在注入和吐出的过程中,清除了井筒油层射孔段附近的堵塞,改善了油流的渗流条件,增加流体的流动性;(3)气体的膨胀能驱动原油,降低界面张力,减小水相的相对渗透率;(4)减少残余5)改善波及率;(6)提高地层油体积#28#陈广明等几种原油开采技术简介系数。
一般作为蒸汽驱的先导。
这种方式并没有连续不断的增加油藏的能量,而是依靠注入油藏的热能降低原油黏度。
从油藏中驱油入井的动力主要仍来自油藏原有的能量,这同时加速了天然弹性能量的利用,并不能补充驱替能量,而且是单井注入蒸汽开采出原油,基本上不产生井间驱替作用。
因而随着循环周期的增加,油层压力的衰减,油藏能量的逐步消耗,产量将大幅度递减,最终结束有效开发期。
在蒸汽吞吐开采之后,油井间还存在大片尚未动用的剩余油,纵向上也存在未动用或动用程度很低的油层段,其采收率仅15%左右,不超过20%。
蒸汽吞吐开采阶段的窜绕加剧了油层的非均质。
因油层条件、吞吐轮次、吞吐效果的不同,以及井间窜绕,采出程度平面差异大,致使采出不平衡,剩余油饱和度不均。
如果产量足够高,在经济上可行,则可循环若干次,直至达到经济极限为止。