蒸汽吞吐技术

1、目 录,稠油（重质原油）是指在原始油藏温度下脱气原油粘度为10010000mPa.s或者在15.6及大气压条件下密度为0.93401.0000g/cm3。,中国稠油分类标准,指油藏温度条件下粘度，无是指油层温度下脱气油粘度,稠油中胶质沥青质含量高，轻质馏分少；,稠油的粘度对温度敏感；,稠油中杂原子含量高；,稠油中含有较多的稀有金属；,稠油中含蜡低；,同一油藏中原油性质差。,目 录,特点：具有周期性 分四个阶段: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 非稳定渗流：包括流体渗流、传热等过程,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

2、； 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。,目 录,前言,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Ts（250350），蒸汽凝结带，即热水带的温度Tw虽有所下降，但仍然很高。形成的加热带中的原油粘度由几千到几万mPa.s降低至几个mPa.s。这样，原

3、油流向井底的阻力大大减小，流动系数Kh/成几十倍的增加，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，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热膨胀作用，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。,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，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在：气相粘度低，流动阻力小，驱替前缘产

4、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，产生自掺稀降粘作用。,在高温润湿性试验中，普遍的规律是随着温度的升高，岩心润湿性由亲油转向亲水，由弱亲水转向强亲水。其主要原因是稠油中的胶质、沥青质等极性物质含量较多。,在蒸汽驱过程中，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凝并释放热量，而产生扰动效应，发生乳化作用，形成水包油或油包水乳状液。在非均质油层中，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。,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，但油藏的表现受热面积增加，油层的非驱替部分由于导热作用而得到加热，受热原油

5、在重力作用下流到井底。重力泄油作用主要发生在单层厚度较大的稠油油藏中。,目 录,原 油 粘 度 油 层 有 效 厚 度 净 总 厚 度 比 原 始 含 油 饱 和 度 渗 透 率 油 层 非 均 质 性 边 底 水 能 量,1）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）油层有效厚度,数值模拟计算不同区块热损失情况,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）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）原始含油饱和度:原始含油饱和度降低，蒸汽吞吐开采效果变差，峰值产量低。 这主要由

6、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）油层渗透率,稠油油藏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。 规律：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，因而蒸汽吞吐的开采效果好。,6）非均质性,油藏渗透率非均质性对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，注入蒸汽将优先进入高渗层而导致层

7、间吸汽不均，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。,7）边底水,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。,目 录,相同注入量4000t不同干度的加热半径,在相同的注汽量下，干度越高，加热半径越大，峰值产量较高，周期产量也高。,蒸汽干度对吞吐效果的影响,注汽量不

8、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。注入量应按每米纯油层厚度选定，也即注汽强度，最优的范围是120200t/m。,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。 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。 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，使后期的蒸汽吞吐及蒸汽驱开采效果恶化。,注汽速度对吞吐效果的影响影响很小,注汽压力对吞吐效果的影响,1、生产压差相同时，不同压力下吞吐效果接近 。 2、注汽压力高，生产压差大，对吞吐效果较好。 3、注汽压

9、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汽压力，可以通过放大生产压差增加产量。,注汽工艺参数的选择,影响次序:井底干度周期注汽量注入速度。 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。 注汽速度要适当，太低井筒热损失过大，太高则可能使 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良后果。 周期注入量要适中，一般按油层平均计算120-200t/m为宜，并且应随注汽周期的增加而适当增加。,目 录,低采出程度、高采油速度； 单井作业，经济风险小； 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期下降； 周期油汽比逐周期下降；,蒸汽吞吐属于依靠天然能量开采，为一次采油 方式 加热半径为1030m，最大不超过50m 采出程度一般为1520，不超过25 采油速度较高，在46%，甚至更高,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； 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。 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