稠油开采的主要技术分类研究

稠油开采的主要技术分类研究

吴芳

 河南省濮阳市中国石化中原油田分公司文卫采油厂 457001

摘要：稠油粘度高，密度大，在地层中流动阻力大，稠油油藏开采时驱替效率低，采用常规开采方式开采效率低。本论文介绍了稠油的分类标准、开采稠油的技术分类，各种稠油开采技术的特点。

关键词：稠油分类；稠油技术分类；稠油开采

1.稠油的分类标准

稠油(Crude Oil)，是指在油层条件下粘度大于50mPa﹒s的原油。通常是指粘度高，相对密度大的原油，胶质和沥青质含量都较高的重质原油。国际上称稠油为重油(Heavy Oil)或沥青(Bitumen)。

1.1国外稠油分类标准

1982年第二届国际重质油及沥青砂学术会议之前,国外对稠油的分类一直以原油重度(0API)作为主要指标,故称为重油或重质油,见表1-1。

表1-1：国际上对稠油的分类标准

注：原油API重度与相对密度的关系为：

当温度为60F(15.56℃)时上式可化简为：

其中：为原油相对密度；T为华氏度，F。

1.2 国内稠油分类标准

在考虑稠油在物理性质上与国外有着明显的不同,按开发的现实及今后的潜在生产能力的基础上,根据国际稠油分类标准[1],中国石油天然气总公司石油勘探开发科学研究院(以下简称RIPED)刘文章提出了中国稠油分类标准,即将粘度为100-10000mPa·s,且相对密度大于0.92的原油称为普通稠油；将粘度为10000-50000mPa·s,且相对密度大于0.95的原油称为特稠油；将粘度大于50000mPa·s,且相对密度大于0.98的原油称为超稠油(或天然沥青),

2. 开采稠油的主要技术分类

2.1 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。关于稠油的蒸馏、热裂解和混相驱作用，原油和水的蒸汽压随温度升高而升高，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人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。

2.2 出砂冷采

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蛆绷洞和形成稳定泡沫油而获得较高的原油产量。形成地层中“蛆绷洞”，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。乐安油田草13块配套大孔径、深穿透、高孔密射孔、高压充填防砂与螺杆泵冷采配套技术，基本解决了粉细砂岩油藏防砂及稠油抽汲难题。

2.3 加降粘剂

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。向生产井井底注人表面活性物质，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。在流动过程中变原油之间内摩擦力为水之间的内摩擦力，因而流动阻力大大降低，达到了降粘开采的目的。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。鲁克沁油通过加强化学吞吐油井化学降粘、化学吞吐、蒸汽吞吐、天然气吞吐等技术现场攻关试验、形成超深稠油开发技术路线。

2.4 电加热

采用电热采油下艺开采稠油、超稠油，在技术是成熟的。对于远离油田基地的中小规模稠油油藏，由于其面临的主要开发瓶颈主要来自地面稠油的输送加热、降粘、脱水工艺等。因此笔者建议开展地下稠油变稀油技术攻关，将稠油开发转化为稀油开发问题。当然这存在比较突出的成本问题:电热采油下单井平均加热功率80kW/h，日耗电费约1000元。

2.5 注空气开发

R.G.Mooreeta等研究了重油油藏冷采后采用注空气法(地下燃烧)的潜在应用状况。由于冷采油田在冷采的经济界限内仍遗留大量的原油，而且蛆洞型的通道处于衰竭油藏之中，因此它是注空气的理想候选油藏。蒸汽短时期进人衰竭油藏，会破坏“蛆洞”，从而使受热通道产生较高的渗透率。受热的通道为可流动的原油到达生产井提供流路后，随即实施油藏点火和注空气，蒸汽/燃烧法的综合应用可在薄油藏及持续注蒸汽无经济效益的油藏得到较高的经济效益

[2]。

2.6 蒸汽辅助重力泄油技术（SAGD）

SAGD是国际开发超稠油的一项前沿技术它是向地下连续注人蒸汽加热油层，将原油驱至周围生产井中，然后采出。利用SAGD技术开发超稠油的力一式，已成为国际上超稠油开发的一项成熟技术[3]。

在国外，SAGD技术通常针对成对水平井开发，而辽河油田采用的是直井注汽、水平井生产。这种开发力一式的优点有三:①将原有的直井替代水平井进行注汽，相当于少打一口注汽水平井，经济且实用；②辽河油田超稠油油藏夹层复杂，油层连续性差，纵向连通不好。国外水平井通常为1000米深，而辽河油田的水平井只有几百米。采用直井注汽，辽河油田原有的井多的特点就成了优势，这口不行就改用另一口。③监测系统是辽河油田应用SAGD技术的又一创新，改变了国外用两口井进行监测的状况。SAGD先导试验开始以来，辽河油田科技下作者经过不懈努力，解决了高干度注汽技术、大排量举升技术、地面集输系统等诸多难题，且均达国际先进水平，满足了SAGD工艺需要。

2.7 掺稀油开采

掺稀油降粘是开采稠油的一种有效的力一法，其优点是不伤害油层，不像掺活性水降粘开采，掺水后的油水混合液要到联合站去脱水，脱下的水还要解决出路问题，增加了原油生产成本。

2.8 微生物驱油

微生物驱油技术是通过细菌在油藏环境中繁殖、生长、代谢，利用细菌对原油的降解作用，产生的代谢产物使固液界面性质、渗流特性、原油物化性质发生变化，提高洗油效率。微生物作用可降低原油高碳链烃含量，降低原油粘度。美国密苏里大学在2002-2004年开展了浅层重油的微生物采油技术研究；2005年，微生物采油技术列人中国“973”科技项目。

2.9 水热裂解开采稠油新技术

刘永建教授研究开发了水热裂解开采稠油新技术，在实验室内和采油现场取得了一些有意义的研究成果。水热裂解技术通过向油层加人适当的催化剂，使稠油在水热条件下实现部分催化裂解，不可逆地降低重质组分含量或改变其分子结构，降低了稠油的粘度。制备的稠油水热裂解催化剂有较好的催化效果，反应温度更接近于井下的实际温度。这是一个很好的攻关力一向[4]。

3. 结论

稠油因粘度高而开采难，因含杂质而炼制难。开采稠油的核心是降低其粘度，提高原油流动能力。本文通过解释稠油的定义，稠油的分类标准，根据其特性研究现阶段稠油开采的各项技术特点，从而便于根据油田根据自身的地层物性，区块特点，对症下药，甄选最经济适配的抽油开采方法。

参考文献：

[1] 刘文章编著.稠油注蒸汽热采工程[M].北京:石油工业出版社，1997：21~25

[2] 王鸿勋，张琪等.采油工艺原理[M] .北京：石油工业出版社，1989.1：55-62

[3] 曲占庆，张琪，陈德春，等.空心杆掺稀油深层稠油举升设计方法研究[J] .石油大学学报，2000，24(5)：63-64，67

[4] 薛建泉，刘均荣，高庆贤，等.稠油井空心杆泵上掺稀油降粘举升工艺设计[J] .石油钻探技术，2006，34(5)：70-72