蒸汽吞吐技术

1、1、稠油的定义、稠油的定义中国稠油分类标准2、分类标准、分类标准隔热油管隔热油管井下热胀补偿器井下热胀补偿器注汽封隔器注汽封隔器注汽封隔器注汽封隔器井下汽水分离器井下汽水分离器隔热油管隔热油管井下补偿器井下补偿器井下汽水分离器井下汽水分离器注汽封隔器注汽封隔器隔热油管隔热油管井下补偿器井下补偿器热采封隔器热采封隔器井下汽水分离器井下汽水分离器热采封隔器热采封隔器油油 层层井口补偿器井口补偿器加热带加热带蒸汽凝结带蒸汽凝结带蒸汽带蒸汽带 蒸汽吞吐是先将蒸汽吞吐是先将高温高压湿蒸汽注入高温高压湿蒸汽注入油层，对油井周围油油层，对油井周围油层加热降粘，焖井换层加热降粘，焖井换热后开井采油。热后开井采

2、油。蒸汽吞吐蒸汽吞吐特点：具有周期性分四个阶段:注汽、焖井、放喷和生产注汽、焖井、放喷和生产注汽时，地层分为三个带：蒸汽带、热水带和冷水带蒸汽带、热水带和冷水带非稳定渗流：包括流体渗流、传热等过程蒸汽吞吐蒸汽吞吐传热机理：由于注入流体的运动引起的能量传递；在油层中由高温向低温的热传导；在注入流体与地层中原始流体之间，由于地层的渗透性引起的热对流热对流是主要传热机理，把蒸汽的热量传递给油层； 热传导，油层的部分热量传递到顶底盖层。蒸汽吞吐蒸汽吞吐 向油层注入高温高压蒸汽，近井地带相当距离内的地层向油层注入高温高压蒸汽，近井地带相当距离内的地层温度升高，将油层及原油加热。注入油层的蒸汽优选进入高温

3、度升高，将油层及原油加热。注入油层的蒸汽优选进入高渗透带，然而由于蒸汽的密度很小，在重力作用下，蒸汽将渗透带，然而由于蒸汽的密度很小，在重力作用下，蒸汽将向油层顶部超覆，油层加热并不均匀，但由于热对流和热传向油层顶部超覆，油层加热并不均匀，但由于热对流和热传导作用，注入蒸汽量足够多时，加热范围逐渐扩展，蒸汽带导作用，注入蒸汽量足够多时，加热范围逐渐扩展，蒸汽带的温度仍保持井底蒸汽温度的温度仍保持井底蒸汽温度TsTs（250250350350），蒸汽凝结带，），蒸汽凝结带，即热水带的温度即热水带的温度TwTw虽有所下降，但仍然很高。形成的加热带虽有所下降，但仍然很高。形成的加热带中的中的原油粘度

4、由几千到几万原油粘度由几千到几万mPa.smPa.s降低至几个降低至几个mPa.smPa.s。这样，原。这样，原油流向井底的阻力大大减小，油流向井底的阻力大大减小，流动系数流动系数Kh/Kh/成几十倍的增加成几十倍的增加，油井产量必然增加许多倍。油井产量必然增加许多倍。 当高温蒸汽注入油层后，加热后的原油产生膨胀，当高温蒸汽注入油层后，加热后的原油产生膨胀，原油中如果存在少量的溶解气，也将从原油中逸出，原油中如果存在少量的溶解气，也将从原油中逸出，产生溶解气驱的作用。同时油藏中的流体和岩石骨架产生溶解气驱的作用。同时油藏中的流体和岩石骨架产生热膨胀作用，孔隙体积缩小，流体体积增大，维产生热膨胀

5、作用，孔隙体积缩小，流体体积增大，维持原油生产的弹性能量增加。原油的热膨胀程度主要持原油生产的弹性能量增加。原油的热膨胀程度主要取决于原油的组分组成，通常情况下，轻质原油的热取决于原油的组分组成，通常情况下，轻质原油的热膨胀系数大于重质原油膨胀系数大于重质原油。 在注蒸汽过程中，原油和水的汽化压力随温度升高在注蒸汽过程中，原油和水的汽化压力随温度升高而升高，当油和水的汽化压力等于油层当前压力时，而升高，当油和水的汽化压力等于油层当前压力时，原油中的轻质组分汽化成气相，产生蒸汽蒸馏作用。原油中的轻质组分汽化成气相，产生蒸汽蒸馏作用。蒸馏作用的存在对稠油开采产生的有利影响主要表现蒸馏作用的存在对稠

6、油开采产生的有利影响主要表现在：气相粘度低，流动阻力小，驱替前缘产生溶剂驱；在：气相粘度低，流动阻力小，驱替前缘产生溶剂驱；岩石盲端孔隙中的轻质组分将转移到连通孔隙中，产岩石盲端孔隙中的轻质组分将转移到连通孔隙中，产生自掺稀降粘作用。生自掺稀降粘作用。 在高温润湿性试验中，普遍的规律在高温润湿性试验中，普遍的规律是随着温度的升高，岩心润湿性由是随着温度的升高，岩心润湿性由亲油亲油转向亲水，由弱亲水转向强亲水。转向亲水，由弱亲水转向强亲水。其主其主要原因是稠油中的胶质、沥青质等极性要原因是稠油中的胶质、沥青质等极性物质含量较多。物质含量较多。 在蒸汽驱过程中，由于蒸汽腔内的蒸汽流在蒸汽驱过程中，

7、由于蒸汽腔内的蒸汽流速和比容较大，同时蒸汽腔前缘的蒸汽由于冷速和比容较大，同时蒸汽腔前缘的蒸汽由于冷凝并释放热量，而产生扰动效应，发生乳化作凝并释放热量，而产生扰动效应，发生乳化作用，用，形成水包油或油包水乳状液形成水包油或油包水乳状液。在非均质油。在非均质油层中，这些粘滞乳状液会堵塞高渗透条带，降层中，这些粘滞乳状液会堵塞高渗透条带，降低蒸汽在冷凝区的指进作用，提高波及体积。低蒸汽在冷凝区的指进作用，提高波及体积。 由于汽液密度差异，在注蒸汽过程中由于汽液密度差异，在注蒸汽过程中形成超覆现象，油层纵向受热不均，但油形成超覆现象，油层纵向受热不均，但油藏的表现受热面积增加，油层的非驱替部藏的表

8、现受热面积增加，油层的非驱替部分由于导热作用而得到加热，受热原油在分由于导热作用而得到加热，受热原油在重力作用下流到井底。重力泄油作用主要重力作用下流到井底。重力泄油作用主要发生在发生在单层厚度较大单层厚度较大的稠油油藏中。的稠油油藏中。u 原原 油油 粘粘 度度u 油油 层层 有有 效效 厚厚 度度u 净净 总总 厚厚 度度 比比u 原原 始始 含含 油油 饱饱 和和 度度u 渗渗 透透 率率u 油油 层层 非非 均均 质质 性性u 边边 底底 水水 能能 量量1 1）原油粘度）原油粘度高原油粘度： 流动性差 泄油半径小 吞吐周期短 采油量少2 2）油层有效厚度）油层有效厚度数值模拟计算不同

9、区块热损失情况数值模拟计算不同区块热损失情况油层有效厚度，m203243净总厚度比0.460.710.9总热损失，372414薄油层： 热损失大 产量低 油汽比低厚油层： 周期长 产量大 油汽比高3 3）净总厚度比）净总厚度比净总厚度比越小，热损失越大，吞吐效果越差经验认为：小于0.4时不适合吞吐开采 4 4）原始含油饱和度）原始含油饱和度: :原始含油饱和度降低，原始含油饱和度降低，蒸汽吞吐开采效果变差，峰值产量低。蒸汽吞吐开采效果变差，峰值产量低。 这主要由两方面原因引起的： （1）原始含油饱和度越小可流动油越少，油水两相流动，水相相对渗透率增大，产水量增多，产油量减少； （2）由于水的比

10、热大于油的比热（约大一倍），使注入蒸汽的加热半径相对减小，最终也导致泄油半径减小，蒸汽吞吐开采效果交差。研究认为，蒸汽吞吐开采经济有效的原始含油饱和度应高于05。 5 5）油层渗透率）油层渗透率稠油油藏稠油油藏一般多为疏松的砂岩油藏，物性一般多为疏松的砂岩油藏，物性好，渗透率较高，有利于蒸汽吞吐开采。好，渗透率较高，有利于蒸汽吞吐开采。规律：规律：渗透率越高，油层流动系数越大，渗透率越高，油层流动系数越大，油层吸汽能力强，产油能力高，因而蒸汽油层吸汽能力强，产油能力高，因而蒸汽吞吐的开采效果好。吞吐的开采效果好。6 6）非均质性）非均质性 油藏渗透率非均质性对蒸汽吞吐的开采油藏渗透率非均质性对

11、蒸汽吞吐的开采效果影响较大。在油层中存在高渗透率层时，效果影响较大。在油层中存在高渗透率层时，注入蒸汽将优先进入高渗层而导致层间吸汽注入蒸汽将优先进入高渗层而导致层间吸汽不均，在蒸汽吞吐的初期，吞吐效果较好不均，在蒸汽吞吐的初期，吞吐效果较好（因加热带扩大），但对后续的吞吐和蒸汽（因加热带扩大），但对后续的吞吐和蒸汽驱产生不利的影响，油层储量动用不均，从驱产生不利的影响，油层储量动用不均，从而影响整个油滚的开采效果。而影响整个油滚的开采效果。7 7）边底水）边底水 边、底水的存在将会对稠油热采带来程边、底水的存在将会对稠油热采带来程度不同的影响，这种影响主要表现在边水侵度不同的影响，这种影响主

12、要表现在边水侵入、底水锥进。其影响程度一是取决于边、入、底水锥进。其影响程度一是取决于边、底水能量大小，即活跃程度，二是取决于生底水能量大小，即活跃程度，二是取决于生产井离水体的距离远近。具有活跃边、底水产井离水体的距离远近。具有活跃边、底水的稠油油藏，在热采过程中，由于水体导热的稠油油藏，在热采过程中，由于水体导热性能好以及水、油粘度悬殊，对蒸汽吞吐和性能好以及水、油粘度悬殊，对蒸汽吞吐和蒸汽驱将带来不利的影响。蒸汽驱将带来不利的影响。 u蒸汽干度对吞吐效果的影响 注汽量不能太小，否则峰值产量低，增产周注汽量不能太小，否则峰值产量低，增产周期短，周期累积产量低，但也不能太高。注入量期短，周期

13、累积产量低，但也不能太高。注入量应按每米纯油层厚度选定，也即注汽强度，最优应按每米纯油层厚度选定，也即注汽强度，最优的范围是的范围是120120200t/m200t/m。 u注汽量对吞吐效果的影响提高注汽速度即利于缩短油井注汽时间，又有利于增加增产效果。提高注汽速度即利于缩短油井注汽时间，又有利于增加增产效果。注汽速度降低，将增加井筒热损失，导致井底干度降低，从而减注汽速度降低，将增加井筒热损失，导致井底干度降低，从而减 少吞吐效果。少吞吐效果。不论深井、浅井，尤其是浅层油井，超高速度或超高压力注汽，不论深井、浅井，尤其是浅层油井，超高速度或超高压力注汽， 会引起油层被压裂，造成裂缝性蒸汽汽窜

14、，使后期的蒸汽吞吐及蒸汽会引起油层被压裂，造成裂缝性蒸汽汽窜，使后期的蒸汽吞吐及蒸汽驱开采效果恶化。驱开采效果恶化。 u注汽速度对吞吐效果的影响影响很小u注汽压力对吞吐效果的影响1 1、生产压差相同时，不同压力下吞吐效果、生产压差相同时，不同压力下吞吐效果接近接近 。 2 2、注汽压力高，生产压差大，对吞吐效果、注汽压力高，生产压差大，对吞吐效果较好。较好。 3 3、注汽压力的差别对吞吐效果的影响很小，、注汽压力的差别对吞吐效果的影响很小，如果在油层压力高的情况下采用较高的注如果在油层压力高的情况下采用较高的注汽压力，可以通过放大生产压差增加产量。汽压力，可以通过放大生产压差增加产量。 u注汽

15、工艺参数的选择影响次序影响次序: :井底干度井底干度 周期注汽量周期注汽量 注入速度。注入速度。 尽力提高井口注汽干度，尤其是要采用最好的井筒隔尽力提高井口注汽干度，尤其是要采用最好的井筒隔热技术措施，下井的隔热管柱一定要保证质量，油套管热技术措施，下井的隔热管柱一定要保证质量，油套管环空要排干，最好是注入氮气，以保证环空中没有水。环空要排干，最好是注入氮气，以保证环空中没有水。注汽速度要适当，太低井筒热损失过大，太高则可能注汽速度要适当，太低井筒热损失过大，太高则可能使使 注汽压力过高而超过油层破裂压力而压开油层，形注汽压力过高而超过油层破裂压力而压开油层，形成微裂缝，导致油层中蒸汽窜流的不

16、良后果。成微裂缝，导致油层中蒸汽窜流的不良后果。周期注入量要适中，一般按油层平均计算周期注入量要适中，一般按油层平均计算120-200t/m120-200t/m为宜，并且应随注汽周期的增加而适当增加。为宜，并且应随注汽周期的增加而适当增加。低采出程度、高采油速度；低采出程度、高采油速度；单井作业，经济风险小；单井作业，经济风险小；周期内产油量呈递减趋势；周期内产油量呈递减趋势；周期产油量、周期平均单井日产油逐周周期产油量、周期平均单井日产油逐周期下降；期下降；周期油汽比逐周期下降；周期油汽比逐周期下降；u蒸汽吞吐属于依靠天然能量开采，为一次采油蒸汽吞吐属于依靠天然能量开采，为一次采油 方式方式

17、u加热半径为加热半径为101030m30m，最大不超过，最大不超过50m50mu采出程度一般为采出程度一般为15152020，不超过，不超过2525u采油速度较高，在采油速度较高，在4 46%6%，甚至更高，甚至更高 蒸汽吞吐一般为单井作业，与蒸汽驱相比所需投蒸汽吞吐一般为单井作业，与蒸汽驱相比所需投资少，经济风险较小；资少，经济风险较小； 需要投入的仅是注汽锅炉、注汽管网和隔热管等，需要投入的仅是注汽锅炉、注汽管网和隔热管等，如进行先导试验，其投入会更少。如进行先导试验，其投入会更少。 油藏适应范围较大。目前除在稠油砂岩开发中使用油藏适应范围较大。目前除在稠油砂岩开发中使用外，在低渗稀油油藏中也有应用，另外，在火成岩稠油外，在低渗稀油油藏中也有应用，另外，在火成岩稠油油藏中也将有所尝试油藏中也将有所尝试AtBQlg 吞