稠油及高凝油开采技术.共22页
稠油及高凝油开采
20世纪20 年代
改变岩石的润湿性，改变油水 界面的粘度，但产生超低的油 水驱替液界面张力是主要原因
之一。
研究较早，50年代美国和苏联 相继进行了试验，70年代后达
到了高峰。
20世纪20 年代
利用微生物对原油中的沥青质 从1926年开始研究，到80年代， 等重质组分进行降解，降低原 美国和前苏联进入矿场试验阶 油粘度，提高油藏采收率。 段，进入90年代驱如成熟，很
(需热采）稠油储量17.8×108t，只占0.08%。
4
前言
7%
稠油 稀油
93%
至2004年，中国累计探明石油地质储量248.44亿吨
需要热采的稠油储量17.8×108t，占中国石油总探明储量的
7%
5
前言
中国稠油油田资源量对比
0.43,
2.63, 15%
2%
4.41, 25%
胜利
辽河
新疆
10.3, 58%
陈家庄油田陈379～陈7-39井Ng下油藏剖面图（南东-北西向）
12-1 12-2 13-2
2211--12 21-3 23
42 43
13-1 14
22
12-2
21-1
32
31 41
剖面位置示意图
12-1
21-2 21-3 23
42
11 14 22
43
21-1 32
油层
水层
干层
13-2
21-3
42 43
➢储层敏感性强：注汽压力高、产量低，需加强储层保护
➢边底水活跃：边底水入侵严重影响热采效果和开发方式的转
变，需要优化设计开发方案及边底水抑制技术
14
前言
稠油及高凝油开采技术
(3)稠稠油油中轻Ⅱ质组1分00含*～ 量低10，00而0胶质>、0.沥9青20质0(含<2量2A高PI )
(二)特 高稠 凝油 油的基10本00特0～ 点50000 >0.9500(<17API )
超稠油 >50000
>0.9800(<13API )
高凝油是指蜡含量高、凝固点高的原某油油。井原油粘温曲线 凝固点：在一定条件下原油失去流动性时的最高温度。
1)开式热流体循环工艺
开式热流体反循环 工艺是油井产出的流 体或地面其他来源的 流体经过加热后，以 一定的流量通过油套 环形空间注入井筒中， 加热井筒生产流体及 油管、套管和地层， 然后在泵下或泵上的 某一深度上进入油管 并与生产流体混合后 一起采到地面。
热流体与原油 混合
开式热流体正 循环工艺是指 热流体由油管 注入井筒中， 在井筒中的某 一深度处进入 油套环形空间 与生产流体混 合后一起采到 地面。
二、井筒降粘技术
井筒降粘技术是指通过热力、化学、稀释等措施使得井 筒中的流体保持低粘度，从而达到改善井筒流体的流动条 件，缓解抽油设备的不适应性，提高稠油及高凝油的开发 效果等目的的采油工艺技术。
目前常用的井筒降粘技术：
● 化学降粘技术
● 热力降粘技术
（一）井筒化学降粘技术
化学降粘：通过向井筒流体中掺入化学药剂，从而使流体 粘度降低的开采稠油及高凝油的技术。
加热深度根据井筒中生产流体的温度、粘度分布及流动 特性等为基础确定。
加热功率的大小取决于所需的温度增值，要通过设计使 得井筒内的生产流体具有低粘度和较好的流动性，同时考虑 到节省材料和节约能源。
因此要根据油井的具体情况确定合理的加热深度和经济 的加热功率。
稠油开采技术
2、稠油油藏的基本特点
（1） 油藏大多埋藏较浅 （2） 储集层胶结疏松、物性较好 （3） 稠油组分中胶质、沥青质含量高，轻质馏分 含量低 （4） 稠油中含蜡量少、凝固点低 （5） 原油含气量少、饱和压力低
3、稠油的分类标准
稠油分类不仅直接关系到油藏类型划分与评价，也 关系到稠油油藏开采方式的选择及其开采潜力。为此，许 多专家对稠油分类标准进行了研究并多次举行国际学术会 议进行讨论。联合国培训研究署（UNITAR） 推荐的稠油 分类标准如表所示：
4.4、出砂冷采
1、 出砂冷采的机理
（1）大量出砂形成蚯蚓洞 油层大量出砂后沿射孔孔道末端在高孔隙度区域形成蚯蚓洞，然后 继续沿储层内相对脆弱带向外延伸，形成蚯蚓洞网络。 （2）稳定泡沫油流动 由于气泡与流体一起流动，因此在冷采井中不会形成连续的气体通 道，因而在油藏内部没有能量消耗，压力不会迅速衰竭，气油比在多年 内都将保持一常数。
蒸汽的蒸馏作用 热膨胀作用
脱气作用
油的混相驱作用 溶解气驱作用 乳化驱作用
2、蒸汽驱适用的操作条件
（1）注汽速度 随着注汽速度的增加，蒸汽驱的采收率也会增加。但是当注汽速度达到 某一临界值后，采收率对注汽速度则不太敏感。 （2）注采比
蒸汽驱中注采比存在一个临界值，当注采比小于临界注采比时，蒸汽驱 采收率非常低，且对注采比不敏感；当注采比大于临界注采比时，蒸汽驱可 取得好效果，临界注采比一般干度越低，开发效果越差。 但注汽干度也存在一个临界值，当蒸汽干度大于此值时，蒸汽驱采收率对蒸 汽干度不敏感，都能取得好效果。临界注汽干度一般经验值为0.4。
3、 蒸汽驱的技术特点
（1）选择合适的试验井组 试验区应有连续的泥岩隔层，尽可能减少目的层垂向上的蒸汽窜流； 砂岩不宜过厚；砂体的顷角不要太大；砂岩应该较纯。
高凝油开采过程中的主要开采技术
- 55 -工 业 技 术０ 前言目前我国的高凝油开采已经逐渐由传统形式上的开采技术转变成为新型的高凝油开采技术。
这一转变给我国的石油开采行业带来了非常高的工作效率以及工作质量。
传统形式上的高凝油开采技术最大的弊端有两点，首先是传统形式上的高凝油开采技术能够耗费非常大的能源；其次是传统形式上的高凝油开采技术在工作效率以及工作质量上都非常低下。
随着我国科学技术的快速发展，我国的高凝油开采技术也在不断地发展以及创新提升中，因此我国的石油开采领域在针对传统形式上的高凝油开采技术的弊端进行不断地改善和发展。
目前有两种较为先进的高凝油开采技术已经逐渐地扩大应用，首先是伴热保温高凝油开采技术，其次是封闭循环式自喷高凝油开采技术。
上述两种技术在应用的效果上非常的相似但是在实际的应用过程中还是存在一定的区别，下面针对上述两种高凝油开采技术以及其他的相关开采技术进行详细的阐述。
１ 高凝油开采技术中的封闭循环式抽油开采技术封闭循环是抽油开采技术，是一种后期开发出来的高凝油开采技术，主要是依托自喷循环式开采技术进行发展和完善。
在这种高凝油开采技术主要应用的环境中，有的开采矿井中的高凝油存量较小，因此不能够形成自主喷发的状态，这种情况下我们就需要采取抽油的开采措施来保障高凝油的顺利开采。
我们在抽油方式开采的过程中要在油井中设置一台或者几台抽油泵，其他的开采装备就按照自喷开采技术中的相关设施进行布置即可。
这种高凝油开采技术能够有效地保障在油井存油量较小的状况下，还能够进行高凝油的开采。
但是在实际的高凝油开采的过程中我们会遇到开采油井深度不同的问题，动力液面不同深度的问题以及开采作业量较小的问题，面对这些问题我们在高凝油开采的过程中可以将普通的抽油泵变成循环式的抽油泵，这样就能够有效的解决上述高凝油开采过程中遇到的问题，并且在实际的应用过程中效果非常明显。
２ 高凝油开采技术中的封闭循环式自喷开采技术封闭循环式自喷开采技术是通过两种开采技术的结合，首先是动力采油技术，其次是热力采油技术。
高凝稠油采油后期采油技术
高凝稠油采油后期采油技术摘要：相对来说稠油的胶质和沥青质含量比较高，从而造成了流动性不强。
对于稠油来说，一般运用正常的采油方式，不能进行开采，需要对稠油进行降稠处理。
关键词：高凝稠油；采油后期；采油技术1.1热水循环工艺热水循环流程为二联来水进入采油站热水循环管内，经循环水泵房，进入加热炉，经加热后，温度控制在90℃以上，输送至单井。
在井口，经由隔热管与油管环形空间进入井底，通过分流器，经隔热管与套管环形空间回至井口，并回到采油站循环水回水阀组，最终进入循环水罐内。
进行再次循環。
采用热水循环工艺，循环深度较大，循环水温度较高，优势在于原油在举升过程中获得较多的热量，出井温度较高。
原油流动性较好。
缺点在于对天然气消耗量较大，而且存在循环水向油管内漏失情况，无法准确计量原油产量。
但随着开采时间的延长，该项工艺暴露出来的问题日益突出。
1.2蒸汽吞吐采油工艺针对稠油油藏的特点，将热蒸汽注入到油层部位，然后关井一定时间，作为焖井的过程，之后当井下的热能散失到油层中，提高油层的温度后，使油流流动起来，开井生产，达到预期的产量。
经过一段时间的采油生产后，当油井的产量下降到蒸汽吞吐前的状态，继续实施蒸汽吞吐采油技术措施，循环往复地应用蒸汽吞吐采油的方式，直到油井继续进行蒸汽吞吐后，产能没有得到提升，之后，进行注蒸汽开采的方式，保持油井的正常生产。
而当油井的供液能力不足时，可以改变油井的生产，变为间歇生产的方式，达到油井生产的要求。
应用蒸汽吞吐采油的方式，能够提高油层的温度，降低油流的粘度，解除油层的堵塞状况，降低油层流体的界面张力，有利于原油破乳，达到流体和岩石的热膨胀效果，从而提高稠油井的产量。
1.3火烧油层技术火烧油层又称火驱或层内燃烧法，即在一口或数口注气井（又称中点燃油层后，通过不断向油层注入适量氧化剂（空气或富氧气体）助燃，形成径向移动的燃烧前缘（又称火线）。
施工区域油层划分为六个不同区带，已燃区、燃烧带、结焦带、蒸发区、轻质油带、富油带和未受影响区。
稠油及高凝油开采技术
第四节稠油及高凝油开采技术一、教学目的了解稠油及高凝油的特点，热处理油层采油技术，井筒降粘技术。
二、教学重点、难点1、稠油的基本特点(1)粘度高、密度大、流动性差(2)稠油的粘度对温度敏感(3)稠油中轻质组分含量低，而胶质、沥青质含量高2、高凝油的基本特点高凝油是指蜡含量高、凝固点高的原油。
凝固点：在一定条件下原油失去流动性时的最高温度。
（二）热处理油层采油技术热处理油层采油技术是通过向油层提供热能，提高油层岩石和流体的温度，从而增大油藏驱油动力，降低油层流体的粘度，防止油层中的结蜡现象，减小油层渗流阻力，达到更好地开采稠油及高凝油油藏的目的工艺方法。
注蒸汽处理油层采油方法(蒸汽吞吐和蒸汽驱)：通过蒸汽将热能提供给油层岩石和流体，使油层原油粘度大大降低，增加原油的流度；原油受热后发生体积膨胀，可减少最终的残余油饱和度。
火烧油层采油方法：通过适当的井网将空气或氧气自井中注入油层，并点燃油层中原油，使其燃烧产生热量。
不断注入空气或氧气维持油层燃烧，燃烧前缘的高温不断加热油藏岩石和流体，且使原油蒸馏、裂解，并被驱向生产井的采油方式。
（三）井筒降粘技术井筒降粘技术是指通过热力、化学、稀释等措施使得井筒中的流体保持低粘度，从而达到改善井筒流体的流动条件，缓解抽油设备的不适应性，提高稠油及高凝油的开发效果等目的的采油工艺技术。
目前常用的井筒降粘技术：化学降粘掺轻烃或水稀释热力降粘技术五、教学后记通过这节课的学习，同学们基本上了解了稠油及高凝油的特点，热处理油层采油技术，井筒降粘技术。
六、教学参考书1、王鸿勋，张琪. 采油工艺原理. 石油工业出版社2、赵福麟. 采油化学. 石油大学出版社3、万仁溥等. 采油技术手册(修订本)，第七、八、十分册.石油工业出版社4、胡博仲. 波场采油. 石油工业出版社5、胡博仲. 磁技术在采油生产中的应用. 石油工业出版社6、凌建军. 实用稠油热采工程. 石油工业出版社7、陈德春等. 特种有杆抽油方式的设计与综合评价. 石油大学学报8、任瑛等. 井筒热流体循环采油方法研究. 石油大学稠油研究论文集. 石油大学出版社9、刘介人. 工频集肤电热开采高凝稠油的理论研究与实践.石油钻采工艺七、复习思考题1、稠油、高凝油的特点分别是什么？。
稠油与高凝油开采技术
11
二、 稠油油层热处理技术 （一）蒸汽吞吐
1.生产过程 蒸汽吞吐采油方法又叫周期注气或循环蒸汽
方法 。 生产过程：可分为注气、焖井及回采三个阶
段。
12
图8－1 蒸汽吞吐示意图 1－冷原油；2－加热带；3－蒸汽凝结带；4－蒸汽带；5－流动原油及蒸汽凝 结水；6－套管；7－隔热油管；8－隔热封隔器
率更高，同时由于蒸馏和裂解作用，提高了产物 的轻质成分。 2)具有注汽、注水保持油层压力的特点，且波及系 数及洗油效率均较高。 3)具有注二氧化碳和混相驱的性质，驱油效率更高， 见效更快，且无须专门制造各种介质及配套设备。
21
9
（二） 高凝油的特点
1. 高凝油是指蜡含量高、凝固点高的原油。 凝固点是指在一定条件下原油失去流动性时的
最高温度。 高凝油在较高温度时就失去流动性，这是因为
含蜡量高所致，而且这种蜡主要是碳原子数在16 以上、结构复杂的高饱和烃的混合物。高凝油胶 质沥青质含量较低。
10
2.与稠油的区别：
含蜡高、凝固点高；埋藏较深；
对于厚油层，热原油流向井底时，除油层压力驱 动外，还受到重力驱动作用在浅层、低压及油层 厚度大的美国加州稠油油田重力驱动是主要的增 产机理。 (4)加热了地层后，后面冷油又被加热。 (5)地层的压实作用。 (6)蒸汽吞吐过程中的油层解堵作用
15
(7)注入油层的蒸汽回采时具有一定的驱动作用 (8)高温下原油裂解，粘度降低 (9)油层加热后，油水相对渗透率变化，增加了流向
它是利用油层本身的部分重质裂化产物作燃料， 不断燃烧生热，依靠热力、汽驱等多种综合作用， 实现提高原油采收率的目的。
通过适当井网，选择点火井，将空气或氧气注 入油层，并用点火器将油层点燃，然后继续向油 层注入氧化剂(空气或氧气)助燃形成移动的燃烧 前缘(又称燃烧带)。
稠油开采技术
第二节 稠油开采技术
2.1 蒸汽吞吐 2.2 蒸汽驱 2.3 火烧油层 2.4 SAGD
第二节 稠油开采技术
稠油开采方法
方法 热力开采技术 物理开采技术
机理 提高油层和井筒温 度，降低稠油粘度
第一节 稠油概述
1.1 稠油资源概述 1.2 稠油定义及分类标准 1.3 稠油的基本特征
第一节 稠油概述
1.1 稠油资源概述
稠油资源潜力巨大，约占全球剩余石油资源的70%以上。全球 共有稠油盆地192个，地质储量约为4884×108t。
第一节 稠油概述
全球石油资源“西稠东稀”，绝大部分稠油资源集中在10个主要 的含稠油盆地中。西半球拥有约69.3%的稠油和约82%的天然沥青 （东委内瑞拉盆地集中了全球约90%的超稠油，储量高达1809×108t， 加拿大的艾尔伯塔省则集中了全球约81%的可采天然沥青）。
物理原理 (超声波、电磁)
特点（优、缺点）
普遍采用，对于粘度较大的 特超稠油效果十分有限
理论上可行,但由于成本和其它方 面的原因,还没有用于工业化生产
化学开采技术 生物开采技术
乳化降粘 油溶性降粘
利用微生物的菌蚀 作用，使稠油降解
工艺简单、成本低；对汽窜、油藏 比较薄的油层有好的效果，且有利 于储运和集输，降粘剂普适性不强
① 由轻质组分（饱和烃、芳香烃）和重质组分（胶质、沥青 质）组成。稠油重质组分多，轻质组分少；
② 稠油中的S、O、N等原子含量较多； ③ 稠油金属元素含量较多； ④ 稠油因重质组分含量高导致密度较大； ⑤ 稠油含蜡量较低，凝固点一般较低。