稠油蒸汽吞吐开采技术研究概述
稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺研究
稠油开采蒸汽吞吐注汽工艺研究作者：张艳萍张艳玲龚珍来源：《商情》2019年第42期【摘要】稠油油藏的开发，以降低稠油的粘度为基础，热力采油的技术措施，提高了稠油的开发效率。
蒸汽吞吐注汽工艺技术的应用，作为稠油热采的主力方式，达到预期的增产效果。
结合稠油油田开发的实际，对蒸汽吞吐注汽工艺进行优化，获得最佳的油气产能，满足稠油油藏开发的技术要求。
【关键词】稠油开采;蒸汽吞吐;注汽工艺;研究建立稠油热采的地质模型，应用蒸汽吞吐注汽工艺技术措施，提高稠油热采的经济效益。
分析影响蒸汽吞吐注汽工艺的因素，优化蒸汽吞吐注汽工艺的应用状态，促进稠油油藏开发技术的进步，满足稠油油藏开发的产能要求。
一、蒸汽吞吐注汽工藝概述满足蒸汽吞吐注汽开采条件的稠油油藏，才能实施蒸汽吞吐的热力采油技术措施。
当油层具有足够的地质储量，依靠现有的技术措施，已经开采的地质储量比较少。
依靠蒸汽吞吐注汽技术措施，能够提高油田的采收率。
在油层的条件下具有一定的流度，经过人为补充能量开发后，应用热力采油技术措施，能够提高油层的温度，降低稠油的粘度，而提高了单井的产量。
没有边水、底水的驱动，也不存在气顶的作用，这样的油层可以实施蒸汽吞吐注汽开采技术措施。
降低了热能的损失，油层的埋藏深度比较深，注入热的蒸汽后，进行焖井操作，引起注入的热蒸汽在井下油层部位流动，因而导致油层的温度升高，降低油层流体的粘度，为高效开采稠油提供便利的条件。
蒸汽吞吐注汽工艺技术措施，是将高温高压的热蒸汽注入到油井中，然后关井一定时间，引起油层的温度升高，同时加热了油层中的油流，降低了油流的粘度。
然后开井进行生产，对油井的生产状态进行分析，确定蒸汽吞吐的周期，为下一次的注汽提供基础。
蒸汽吞吐采油过程中，经过了第一阶段的注汽、第二阶段的焖井、第三阶段的开采，形成一个循环。
当油井的产量下降到一定程度后，继续实施蒸汽吞吐模式，直至无法提升油井的产量为止，将其转换为注汽井，而达到热力驱替的作用效果。
蒸汽吞吐技术
摘要蒸汽吞吐（huff——puff）最早出现于20世纪50年代，目前已成为热力采油的主要方法。
蒸汽吞吐又称循环注入蒸汽方法（cyclic steam injection），它是周期性地向油井中注入蒸汽，将大量热能带入油层的一种稠油增产措施，注入的热能使原油粘度大大降低，从而提高油层和油井中原油的流动能力，起到增产作用。
关键词：稠油；热采技术；蒸汽吞吐目录摘要 0目录 (1)第1章稠油的定义及分类 (2)1.1 稠油的定义 (2)1.2 分类标准 (2)1.3 稠油与常规轻质原油相比主要所具有的特点 (3)第2章蒸汽吞吐开采方法 (4)2.1 注汽阶段 (4)2.2 焖井阶段 (5)2.3 回采阶段 (5)2.4 蒸汽吞吐采油的主要生产特征 (6)第3章蒸汽吞吐机理 (8)3.1 蒸汽吞吐的传热机理 (8)3.2 蒸汽吞吐采油机理 (8)3.3 稠油油藏进行蒸汽吞吐的增产机理 (10)第4章影响蒸汽吞吐效果的因素 (12)4.1 油藏地质条件对蒸汽吞吐开采的影响 (12)4.2 注汽工艺参数对蒸汽吞吐开采的影响 (17)4.3 注汽工艺参数的选择 (22)第5章蒸汽吞吐实例 (23)5.1 深井注蒸汽采油技术 (23)5.2 优化注汽工艺参数，规范施工作业，改善吞吐效果 (24)第六章结论 (25)第1章稠油的定义及分类1.1 稠油的定义稠油（重质原油）是指在原始油藏温度下脱气原油粘度为100～10000mPa.s 或者在15.6℃及大气压条件下密度为0.9340～1.0000g/cm3。
1.2 分类标准我国稠油沥青质含量低、胶质含量高、金属含量高，稠油粘度偏高，相对密度则较低。
根据我国稠油的特点分类标准列入表1-1。
在分类标准中，以原油粘度作为主要指标，相对密度作为其辅助指标，当两个指标发生矛盾时则按粘度进行分类。
以粘度为主的分类方法有利于指明原油在油藏中的流动性及产能潜力。
将此原油分类标准以外的原油成为中质原油及轻质原油。
蒸汽开采稠油油藏提高开发效果研究 石油工程毕业设计论文
蒸汽开采稠油油藏提高开发效果研究石油工程毕业设计论文本文要介绍的是蒸汽开采稠油油藏提高开发效果研究。
一、引言稠油油藏是指粘度大于100mPa·s的油脂状油藏。
由于其高粘度、低流动性、低采收率等特点，稠油油藏的开发难度较大。
针对这一问题，蒸汽开采技术被广泛应用于稠油油藏的开发中。
本文旨在研究蒸汽开采对稠油油藏开发效果的提高作用，并通过实际案例分析其应用价值。
二、技术原理蒸汽开采技术是在地下油藏注入高温高压饱和蒸汽，使其渗透至油藏中，从而降低油的粘度、热胀冷缩等特性，以便更好地开采油藏。
该技术的主要作用有：1. 降低油粘度：蒸汽的高温效应作用于稠油油藏，使其油粘度降低，改善了油藏流动性。
2. 改善油藏地质环境：蒸汽的高温高压作用于油藏中的岩石和矿物，可以使其产生热胀冷缩效应，改善了油藏的物理性质。
3. 提高采收率：蒸汽的作用可以使稠油油藏产生压力差，增加采油距离，提高采收率。
三、实际案例以中国某稠油油田为例，该油田的稠油油藏位于地下1500m的砂岩层中，油藏厚度为30m，渗透率为0.05μm²，粘度为600mPa·s。
为了提高该油田的采收率，该油田采用蒸汽开采技术进行稠油油藏的开发。
具体步骤如下：1. 首先，在油藏井口注入高温高压蒸汽。
2. 然后在其他生产井中采用自然流或泵打法，使稠油油藏在蒸汽的作用下产生压力差。
3. 最后将稠油油藏输送至处理厂进行加工。
通过蒸汽开采技术的应用，该油田的采收率大大提高，平均采油率由25%提高至38%，经济效益明显。
四、结论通过本文的研究，我们可以得到以下结论：1. 蒸汽开采技术可以有效提高稠油油藏的开发效果，降低油的粘度，改善油藏地质环境，提高采收率。
2. 在实际应用中，需结合具体油田特点和情况进行技术选择，如注入蒸汽的压力、温度、流量等。
3. 蒸汽开采技术对于稠油油藏的开发具有重要意义，有望成为未来油田开发的重要方向。
参考文献：[1] Guo X M, Zhang H. Study on Steaming of Heavy Oil Reservoirs in Sunjia Area[J]. Journal of Petrochemical Universities, 2015(3): 22-27.[2] Kan S, Yang L, Xu S, et al. Development of steam drive technology for heavy oil reservoirs[J]. Petroleum Exploration and Development, 2017, 44(04): 617-621.。
稠油蒸汽吞吐技术
稠油蒸汽吞吐技术第一节稠油的特性及分类一、稠油的一般特性１.稠油中的胶质与沥青质含量高，轻质馏分少。
我国主要稠油油田原油中的胶质与沥青含量在25%-50%之间，而原油轻质馏分（300℃）一般仅10%左右。
２.稠油对温度的敏感性强。
由粘温曲线可见：随温度升高，其粘度急剧下降。
这一特性也是进行注蒸汽的原因。
３.稠油中的石蜡含量一般较低。
我国多数稠油油田原油中的石蜡含量仅５％左右，因而凝固点也较低。
４.同一稠油油藏其原油性质在平面、垂向上常有较大差别。
５.稠油中的硫、氧、氮等杂原子的含量高，并含有较多的稀有金属。
二、稠油的分类标准１.国际重油分类标准２.我国稠油的分类标准３.应强调的几点：①国际上称重油、轻油，适于商业贸易的称谓。
我国称稠油、稀油。
适于开采方法的称谓。
②粘度值是指油藏温度条件下的脱气粘度。
③原油粘度为主要指标，相对密度为辅助指标。
④井口取油样时，必须确保油样没有受到化学剂或掺入轻油的污染，并设法含有的水及机械杂质清除干净。
第二节水及水蒸汽的热特性一、水是最好的注热载体1.除液态氨外，其余任何液体的比热（或热容）都比水小。
水的比热是1卡/kg.℃。
2.水的饱和温度随压力的增加而增加，当压力确定后，饱和温度只有唯一值。
3.当水的温度低于此压力下的饱和温度，则水是热水；如果水的温度等于饱和温度，称为饱和水。
当饱和水逐渐被加热，液态水开始沸腾或汽化，称为水与汽两相混合液体，此时的温度并不增加，而吸收的热量用于水的汽化，汽化所需的热能很大，称为汽化潜热。
当将饱和水继续加热达到完全汽化时，此时蒸汽称为饱和蒸汽。
如果继续加热，饱和蒸汽吸收更多的热量后，在固定压力下，蒸汽的温度将升高，超过了饱和温度，此时蒸汽称为过热蒸汽。
二、湿饱和蒸汽的特性1.干度：汽相占有的质量分数称为蒸汽的干度，用X表示。
一般直流式注汽锅炉出口的干度控制在80%，而不是再高；因为这可使炉管中有20%左右的水相，以携带走结垢物质，防止结垢。
稠油油藏蒸汽吞吐的采油机理研究
稠油油藏蒸汽吞吐的采油机理研究摘要：稠油油藏在我国的分布面积广阔，地下储量丰富，仅陆地稠油油藏总量便占据总油藏的20%以上。
但是，由于稠油密度高、粘度大、胶质与沥青质含量高，使得稠油的开发开采难度加大，针对这种情况，广大技术人员不断对蒸汽吞吐采油技术进行优化和改进，并逐步建立了一套成熟、完善的技术体系，从实际应用效果可以看出，这种采油方法使稠油开采率得到大幅提升。
因此，本文将紧紧围绕稠油油藏蒸汽吞吐的采油机理予以阐述，旨在强调蒸汽吞吐技术在稠油油藏开采中的应用优势。
关键词：稠油油藏；蒸汽吞吐；采油机理蒸汽吞吐技术在稠油开发领域的应用可以追溯到上世纪50年代，经过半个多世纪的演变和发展，该技术日渐成熟，并成为国内各大型油田的一项主流技术。
该技术不仅前期投资规模小、成本回收周期短，而且，多周期吞吐的特点可以大幅提升稠油的采收率。
因此，石油开采企业应当熟练掌握蒸汽吞吐技术的采油机理，并通过对采油作业流程的优化来提高稠油的开采效率。
1 影响蒸汽吞吐效果的主要因素1.1 稠油油层的厚度不同厚度的稠油层，蒸汽吞吐技术的应用效果也存在明显差异，如表1所示：表1：不同厚度的稠油层的蒸汽吞吐效果对比数据（等注汽强度）稠油层厚度（m）峰值产量（t/d）累积产量（t）生产日期（d）终止产量（t）平均日产量（t/d）油汽比（t/t）4080540018014.230 1.353060396018010.822 1.32 10231270180 3.07.1 1.27从表1当中的对比数据可以看出，在注汽工艺参数相同的条件下，即井底干度为60%，注入速度为8t/d，每米稠油层厚度的蒸汽注入量为100t，则稠油层越厚，蒸汽吞吐效果越好，累积产量越高。
1.2 净毛比的影响因素所谓净毛比主要是指净砂岩与毛砂岩的比值，在稠油油藏条件相同的情况下，稠油层当中将出现大量的泥质互薄夹层，这些夹层分布不均，无法阻止蒸汽向上流动，但是，却可以增加稠油层当中的热耗量。
海上油田稠油热采技术探索及应用
海上油田稠油热采技术探索及应用
简介
海上油田中，稠油层位的开采是目前遇到的一大技术难题，稠油具有黏度大、流动性
差等特点，给开采带来了很大的挑战。
为了解决这一问题，多种稠油热采技术被提出并得
到了广泛应用。
本文将探讨稠油热采技术的基本原理、优缺点以及在海上油田开采中的应
用情况。
热采技术分类
目前，稠油热采技术主要可以分为以下几种：
1. 蒸汽吞吐式采油技术
蒸汽吞吐式采油技术是应用热力学原理将地下稠油加热蒸发为蒸汽，然后将蒸汽注入
油层，使原油黏稠度降低，流动性提高从而推动原油自然向井口流动。
该技术的优点是适
应性广，适用性高，适合开采黏度在1.3万mPa·s以下的稠油。
2. 燃烧驱油技术
燃烧驱油技术是将地下的稠油通过地层发生反应，进行内部燃烧，将原油内部的固体
物质燃烧，从而使得原油黏稠度降低，流动性增加并推动原油向井口流动。
该技术的缺点
是环保问题较为突出。
3. 加热注气采油技术
应用情况
稠油热采技术已经得到广泛应用，海上油田稠油热采技术的开发也取得了一定的进展。
例如，渤海港口壳牌南堡三套油层注汽吞吐式采油技术项目在2011年实现了成功采油，实现了对稠油油藏的有效采集。
结论
通过对稠油热采技术的探讨及应用情况分析，可以看出，稠油热采技术的应用对于有
效开采稠油具有十分重要的作用。
但不同的热采技术都有其优缺点，需要根据具体情况进
行选择。
在热采过程中，还需要注意环保问题，降低热采带来的环境污染。
稠油蒸汽吞吐开采研究
稠油蒸汽吞吐开采研究作者：徐贵宾来源：《中国科技博览》2013年第37期[摘要]蒸汽吞吐开采方法又称循环注蒸汽方法或周期性注汽方法，该方法具有工艺技术相对简单、投资较少、产能增加快且经济效益好等特点，对于普通稠油和特稠油的开采工作几乎没有风险。
自1960年美国成功实施后，经过五十多年的不断发展，现在已经成为稠油开采的主要方法，在世界各国稠油开采中广泛应用。
我国80%以上的稠油是以蒸汽吞吐方法开采的。
[关键词] 蒸汽吞吐开采方法增产机理措施1 蒸汽吞吐开采方法的基本介绍蒸汽吞吐开采过程分为三个阶段，即注汽、焖井和回采，在同一口井先后完成注汽和生产工作。
注汽阶段是通过注汽系统将一定数量高温高压的湿饱和蒸汽注入油层以加热油层。
在机械采油设备准备就绪且具备出油条件时，在油井中下入注汽管柱，调试水处理设备、耐热封隔器及注蒸汽锅炉完毕后向油层注汽。
焖井阶段是指当注入的蒸汽量达到设计要求时，停止注汽，关井一段时间。
回采阶段是当油层压力较高时，油井自喷生产的阶段。
稠油蒸汽吞吐开采是一个循环过程，当油井产量下降到一定数值时再重新进行注汽—焖井—回采步骤。
2 蒸汽吞吐开采方法的增产机理蒸汽吞吐开采是一个相对复杂的传质、传热过程，在注汽阶段的初始，由于原始地层温度与注入蒸汽温度相差较大，致使注入的蒸汽在凝结成水的过程中释放热量加热油层。
随着不断注入蒸汽，井底温度与蒸汽温度趋于一致并形成蒸汽带，此时再继续注汽，蒸汽带将不断向前扩展。
因此，在注汽一定时间后，以注入井筒为中心的油层中将存在蒸汽带、热水带、冷水带和原始油层带。
蒸汽吞吐开采方法可以有效的增加稠油油藏开采产量，其主要机理如下：（1）降低原油粘度地层和原油在注入高温高压蒸汽后将被加热，当温度升高时，原油裂解，加热后的原油粘度将由几千甚至几万mPa·s大幅度降低到几 mPa·s，因此其流动阻力将大大减小，从而增强了其流动性。
（2）释放油层弹性能量受热后的原油产生膨胀，少量的溶解气将从原油中逸出，成为一种驱油能量。
稠油蒸汽吞吐开采技术研究概述
稠油热采项 目一般投资较高 ， 风险也 比普通油 藏开发大 ， 因此选择适宜于蒸汽吞吐的油藏就显得 尤为重要。要做好这项工作 ， 需要对油藏地质的各
蒸 汽 吞 吐开 采筛选 标 准 （ １ ｊ 表 ） 。
得出了我国的 力泄油 ， 热水驱 ， 电加热等 ） 还处在小规模的试验研 项参数进行研究评价。经综合研究 ， （ 占 ７ ％） 蒸 汽 驱 （ 占 １％） 常 规 水 驱 约 ８ ， 约 ０ 和
位。
来亚洲 的稠油 开发得 到 了发展 。２ ０世纪 ８ ０年代 初 ， 国的稠油资源才开始工业性开发 ， ２０ 年 我 至 ０２
产 量 已 达 １３０×ｌ４， ０ ｏｔ 占全 国 原 油 产 量 的 ８ 。 ％
２０ 年初 ， ００ 世界 上强化 采油的 日产量大约是 ３ ． ６６ × ０ｔ ｌ４ 其中热力采油的 日产量约为 ２ ． ×ｌ＇， ， ０７ ｏｔ约
占强化 采 油 的 ５ ．％ ， 见 稠 油 热 采 在 强 化 采 油 ６６ 可
１ 蒸汽吞吐 采油原理和开 采特 征
１ １ 筛选 标准 ．
中占 主导地位ｌ。在热力采油中， 有 ２ ］ 注蒸汽开采 的 产量约 占９ ％， ７ 其次为火烧油层 ， 产量约 占热力采
油 的 ２２ ， 它 的热 力 采 油 方 法 （ 蒸 汽 辅 助 重 ．％ 其 如 究 阶段 ｌ。我 国 目前 稠 油 开 发 主要 包 括 蒸 汽 吞 吐 ３ ］
蒸汽吞吐工艺施工简单 ， 收效快 ， 不需要进行 特别的试验研究 ， 可以直接在生产井实施 ， 边生产 边试验 ， 因而受到人们的普遍欢迎 。尤其在某些油 藏条件下 ， 例如油层厚 ， 油层埋藏浅 ， 井距小 ， 特别
是重力 排 油能力 达 到经 济产 量 时 ， 汽吞 吐可 以获 蒸
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收稿日期:2006-06-06;改回日期:2006-07-31
基金项目:该项目受油气藏地质及开发工程国家重点实验室基金项目资助(项目编号:PLN0141
)
作者简介:曾玉强(1979-),男,2003年毕业于西南石油学院石油工程专业,现为该院在读博士研究生,主要研究方向为油气田开发。
文章编号:1006-6535(2006)06-0005-05
稠油蒸汽吞吐开采技术研究概述
曾玉强1,刘蜀知1,王 琴1,任 勇2,鲁小会3(11西南石油大学,四川 成都 610500;21中油长庆油田分公司,陕西 西安 710021;
31中油新疆油田分公司,新疆 克拉玛依 834000)
摘要:利用蒸汽吞吐开采稠油最早出现在20世纪50年代,作为一种相对简单和成熟的注蒸汽开采技术,目前仍在委内瑞拉、美国和加拿大广泛应用。在研究大量文献的基础上,回顾了蒸汽吞吐开采技术的发展和现状,总结了蒸汽吞吐采油原理和开采特征,热力模型的发展,以及现阶段存在的问题,展望了未来的发展方向。研究认为:蒸汽吞吐在稠油开发中仍然将继续占有重要的地位;其采油原理复杂,是一项复杂、技术难度大的系统工程;进入开采中后期,必须运用各种手段改善吞吐效果并适时地转入合理的二次热采方式。关键词:稠油;蒸汽吞吐技术;开采特征;概述中图分类号:TE35714 文献标识码:A
引 言研究表明,除南极洲外各大洲均蕴藏有十分可观的稠油。全球已探明的稠油资源储量超过3000
×10
8t,而可供开采的稀油资源仅剩下1700×108
t[1]。过去稠油开发主要集中在美洲大陆,近20a
来亚洲的稠油开发得到了发展。20世纪80年代初,我国的稠油资源才开始工业性开发,至2002年产量已达1300×10
4
t,占全国原油产量的8%。
2000年初,世界上强化采油的日产量大约是3616×10
4t,其中热力采油的日产量约为2017×104
t,约
占强化采油的5616%,可见稠油热采在强化采油中占有主导地位[2]。在热力采油中,注蒸汽开采的产量约占97%,其次为火烧油层,产量约占热力采油的212%,其它的热力采油方法(如蒸汽辅助重力泄油,热水驱,电加热等)还处在小规模的试验研究阶段[3]。我国目前稠油开发主要包括蒸汽吞吐(约占78%),蒸汽驱(约占10%)和常规水驱
(12%)等方法。
蒸汽吞吐工艺施工简单,收效快,不需要进行特别的试验研究,可以直接在生产井实施,边生产边试验,因而受到人们的普遍欢迎。尤其在某些油藏条件下,例如油层厚,油层埋藏浅,井距小,特别是重力排油能力达到经济产量时,蒸汽吞吐可以获得较高的采收率[4]。蒸汽吞吐是单井作业,对各种类型稠油油藏地质条件的适用范围较蒸汽驱广,经济上的风险比蒸汽驱开采小得多,因此蒸汽吞吐通常作为油田规模蒸汽驱开发之前的先导开发方式,以减少生产的阻力和增加注入能力。此外,对于井间连通性差、原油粘度过高以及含沥青砂,不适合蒸汽驱的油藏,仍将蒸汽吞吐作为一种独立的开发方式,因而它在稠油开发中将继续占有重要的地位。1 蒸汽吞吐采油原理和开采特征111 筛选标准稠油热采项目一般投资较高,风险也比普通油藏开发大,因此选择适宜于蒸汽吞吐的油藏就显得尤为重要。要做好这项工作,需要对油藏地质的各项参数进行研究评价。经综合研究,得出了我国的蒸汽吞吐开采筛选标准(表1)[5] 。112 蒸汽吞吐增油机理蒸汽吞吐过程中的传热介质包含物理的、化学的、热动力学的各种现象,是一个十分复杂的综合作用过程,同时也是一个具有不同流动梯度的非稳定渗流过程。蒸汽吞吐的采油原理主要包括[6～8]:(1)油层中原油加热后粘度大幅度降低,流动阻力大大减小。粘温敏感性是稠油热采的主要机理。
第13卷第6期2006年12月 特种油气藏SpecialOilandGasReservoirs Vol113No16Dec12006表1 蒸汽吞吐开采筛选标准Tab11 Screeningcriteriaofcyclicsteamstimulation
油藏地质参数一等12二等(特殊吞吐技术)345原油粘度/mPa・s50～10000<50000<100000<10000<10000
相对密度>019200>019500>019800>019200>019200
油层深度/m15～1600<1000<5001600～1800<500
油层有效厚度/m>10>10>10>105～10
有效/总厚度比>014>014>014>014>014
<≥0120≥0120≥0120≥0120≥0120
Soi≥0150≥0150≥0150≥0150≥0150
<×S
oi≥0110≥0110≥0110≥0110≥0110
单储系数/(104m3・km-2・m
-1)≥10≥10≥10≥10≥10
渗透率/10-3μm
2≥200≥200≥200≥200≥200
(2)对于压力高的油层,油层的弹性能量在加热油层后充分释放出来,成为驱动能量。(3)解堵作用。高温蒸汽对岩石的冲刷可以解除近井地带的污染,尤其是第1周期,解堵起到了非常重要的作用。(4)降低界面张力,改善液阻和气阻效应(贾敏效应),降低流动阻力。(5)流体和岩石的热膨胀作用(例如回采过程中,蒸汽的膨胀,以及部分高压凝结水由于突然降压闪蒸为蒸汽),使得孔隙体积减小,增加产出量。(6)开井生产后,带走大量热量,但油层、盖顶层及夹层中蓄留一定的余热,对下一周期的吞吐起到预热作用;加热带附近的冷油缓慢补充进入降压的加热带过程中,余热将降低冷油的粘度,使原油向井底的流动可以延续很长时间,尤其是对于普通稠油(粘度小于10000mPa・s),在原始油层条件下本来就具有一定的流动性,当加热温度大于原始油层温度时,在一定压力梯度下,流向井底的速度加快。(7)吞吐降压后,地层的压实作用也是一种不可忽视的驱油机理,在委内瑞拉马拉开波湖岸重油区(压实作用驱出的油量高达15%左右)和美国加州重油区(增产的油量约5%～7%来自压实作用)该作用明显,中国尚未作系统观测和研究。(8)地层中的原油在高温蒸汽下产生某种程度的蒸馏裂解作用,使得原油轻馏分增加,起到一定的溶剂抽提作用。(9)对于厚油层,热原油流向井底时,除了油层压力驱动外,还受到重力驱动作用。(10)高温蒸汽改变岩石的润湿性,油水相对渗透率变化,增加了流向井底的可动油。(11)某些有边水的稠油油藏,在蒸汽吞吐采油过程中,随着油层压力下降,边水向开发区推进,
这虽然补充了驱动能量,但是一旦边水突破,含水率将大幅度增加,因此总的来说这种作用是弊大于利的,尤其是极不利于以后的蒸汽驱开采,因而应控制边水推进。(12)放大压差作用,这是蒸汽吞吐开采机理
发挥效力的必要条件。
113 开采特征蒸汽吞吐的开采机理和技术措施决定了蒸汽吞吐开采总的趋势是逐步衰减。无论是周期内或周期间,由于油层压力下降、井筒附近油层温度、含水饱和度、渗流条件的变化,油井的产液量、产油量、油汽比随着生产时间的增加而递减。油藏类型不同、技术措施不同、生产历史不同,递减规律有所差异。此外还有以下一些主要特点[9,10]:
(1)蒸汽吞吐注入的热量仅使井筒周围一定
范围的油层加热,加热半径一般为10～30m,很难超过50m;以原油加热降粘、改善油的流动性为主,强化了天然驱动能量的作用。因此蒸汽吞吐阶段采收率较低,一般为10%～15%,最大约为30%。(2)采油速度很高。一般为地质储量的4%～
6%,甚至更高。(3)开采中每个周期内的产量变化幅度较大。
有初期的峰值期,有递减期。峰值期为主要产油期,如果油层达到30m,产量可达100t/d以上,因而有足够的人工举升能力是很关键的。
2 热力模型的发展注蒸汽热力采油是一项复杂、技术难度大的系
6 特种油气藏 第13卷统工程,它涉及到油藏地质、油藏工程、采油工程、传热学、经济分析等多门学科。因此,要科学、经济、高效地管理好蒸汽吞吐井必须要从油层的实际出发,研究蒸汽吞吐的全过程,包括地面管线和井筒的压力降及热损失,焖井和开井生产过程中的动态预测,以及生产方式的选择和合理工作制度的确定。国内外在这些方面做了大量的研究工作。早在20世纪50年代,Marx-Langenheim就利用能量平衡关系来计算油层的加热面积。1966年,Boberg和Lantz[11]提出了蒸汽吞吐产油预测模型,该模型比较简单,可以反映出蒸汽吞吐中加热降粘增产原理,但不能计算油藏压力的变化。计算时假设,从井底到计算范围内的油层受热是均匀的,计算受热区范围时,考虑了上下盖层的热损失,并假设可按一维径向流来计算采出量。计算的第1步是研究温度和受热区的范围,然后计算产能。但是,计算中需要求出冷采阶段的采油指数。而很多稠油油藏由于油太稠而不能进行冷采,所以不能得到冷采阶段的采油指数;同时该计算方法没有考虑厚油层中注入蒸汽的超覆现象,使得加热区的范围较小,也没有考虑温度和饱和度对相对渗透率的影响。1967年,Martin提出了非传导解析模型,即只通过流体流动传送热量的模型。模型分析了若干重要变量对理想化蒸汽吞吐井动态的影响,比如油水比、油层污染、注入的热量、油层厚度等,得到了以下结论:①最佳的注入量不仅取决于原油的粘度,也取决于所考虑的经济因素;②在多数情况下,吞吐期间降低井底附近油的粘度,足以有效地克服油层污染的影响;③在注汽强度不变的情况下,吞吐产油量随着油层厚度的增加而增加。但是,该方法中最大的问题是采用一个忽略热传导的理想化模型来描述注汽期间的油井动态。1968年,Kuo[12]等人研究了前人未曾考虑的重力泄油问题,但未提到每一注汽周期间的特殊动态。到了20世纪70年代,开始应用三维三相注蒸汽模型,但这些模拟器要求输入比较多的参数,对计算机性能要求高并且需要专业人员来操作。1970～1973年,H1L1Stone和K1Azzlz[13] 及Settair等人根据H1L1Remay所提出的相渗透率计算方法,提出了油、气、水相渗透率的Stone模型以及修正的Stone模型。该模型考虑问题全面,但过于复杂,不易推广运用。20世纪80年代以来,以陈月明教授为代表,对蒸汽吞吐注采参数优化设计进行了广泛的研究。1984年,J1E1Gontijo和K1Azzlz等人提出锥形重力泄油机理。研究考虑了蒸汽超覆现象、重力泄油、弹性驱动等问题,由此计算了加热半径、径向垂向热损失以及液体携带热量随时间的变化关系,结果与现场吻合较好。1985年,R1P1Gros[14]利用物质平衡方程得到
随时间变化的平均饱和度,并利用随时间变化的相渗透率关系来计算动态指标,在计算过程中考虑了地层压力的变化情况。1986年,国内的陈月明针对胜利油田单家寺油藏的具体情况,进行了蒸汽吞吐产能计算分析,
在该地区应用效果较好。20世纪80年代后期,Gros和Gontijo[15]的蒸汽