油田注汽熱采技術(shù)特點及相關(guān)問題研究

尚月

（遼河油田特種油開發(fā)公司熱注作業(yè)二區(qū)，遼寧 盤錦 124010）

1 稠油熱采技術(shù)綜述

稠油熱采技術(shù)是油田開發(fā)中多專業(yè)配套技術(shù)，它包括：油藏精細(xì)描述技術(shù)、油藏?zé)岵珊Y選和熱采可行性評價技術(shù)、利用油藏物理模擬和數(shù)值模擬進(jìn)行熱采機(jī)理研究和油藏工程優(yōu)化設(shè)計研究技術(shù)、熱采井鉆井完井技術(shù)、熱采井防砂技術(shù)、稠油測井系列和解釋技術(shù)、井筒注汽隔熱技術(shù)、高溫測試技術(shù)、熱力開采條件下采油工藝和油層改造技術(shù)、高溫條件下地面注、采、輸技術(shù)，利用水平井熱力開采稠油技術(shù)和稠油熱采經(jīng)濟(jì)評價技術(shù)等。

稠油注蒸汽熱力采油具有投資高、技術(shù)難度大和經(jīng)濟(jì)風(fēng)險大的特點。為此，對稠油油藏進(jìn)行是否適合注蒸汽熱采的評價篩選工作就顯得十分重要。注蒸汽熱采主要有兩種開采方式：一是蒸汽吞吐方式（或稱循環(huán)注蒸汽）；二是蒸汽驅(qū)方式。

2 蒸汽驅(qū)的原理及其優(yōu)缺點

2.1 蒸汽驅(qū)的原理

蒸汽驅(qū)的作用機(jī)理：（1）熱蒸汽降粘機(jī)理。（2）蒸汽帶冷凝區(qū)溶解降粘機(jī)理，冷凝區(qū)的混合物的粘度比蒸汽粘性大，降低指進(jìn)，提高驅(qū)替和清洗效率。（3）汽液聯(lián)合驅(qū)動機(jī)理，注入的蒸汽不斷向地層散熱，干度下降，水分增加，形成汽液聯(lián)合驅(qū)動。（4）蒸汽蒸餾輕烴產(chǎn)生混相驅(qū)替機(jī)理。

2.2 蒸汽驅(qū)的優(yōu)缺點

蒸汽驅(qū)油最大的缺點就是成本高，適用范圍有限制。如生產(chǎn)井與注入井的井距比常規(guī)井距小，一般為100～150米。尤其我國油藏地質(zhì)條件復(fù)雜，多數(shù)稠油油藏深度超過1000米。由于深度大，引起了一系列工藝技術(shù)上的難點，例如由于井深，井筒隔熱技術(shù)要求高。目前蒸汽驅(qū)油還沒有形成規(guī)模。

3 注汽干線存在的問題及采取的措施

3.1 注汽管線存在問題的原因

注汽管線不達(dá)標(biāo)的原因，可能有以下幾個方面：（1）設(shè)計過程缺少計算；（2）操作工素質(zhì)較低；（3）設(shè)計計算方法有誤；（4）注汽管線使用年限過長；（5）蒸汽質(zhì)量較差；（6）蒸汽類別改變；（7）設(shè)計規(guī)范的變化。規(guī)范的變化，會導(dǎo)致設(shè)計與后期生產(chǎn)中出現(xiàn)一系列的問題，因此必須引起高度重視。

3.2 采取的措施

（1）設(shè)計單位要按照新規(guī)范《稠油注汽系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（SY/T0027-2007）進(jìn)行設(shè)計。根據(jù)過熱蒸汽參數(shù)，確定注汽干線壁厚，為改造提供依據(jù)；（2）編制注汽干線改造工程方案。河南油田井樓某稠油區(qū)塊新建注汽管線均將過熱蒸汽作為介質(zhì)，設(shè)計壓力為11.27MPa，設(shè)計溫度為 400 ℃；（3）更換壁厚不能滿足輸送過熱蒸汽的部分管段；（4）配套和完善注汽站的水處理系統(tǒng)、除氧器和蒸汽排放系統(tǒng)，以提高出站蒸汽質(zhì)量。

4 稠油熱采新技術(shù)研究應(yīng)用

特超稠油過熱蒸汽熱采新技術(shù)研究與應(yīng)用就是為實現(xiàn)注汽鍋爐"煤代油"，降低稠油開發(fā)注汽系統(tǒng)運(yùn)行成本，改善特超稠油熱采開發(fā)效果，有效動用超稠油難采儲量，為特超稠油開采模式的轉(zhuǎn)變提供條件。該研究方向主要開展了燃煤過熱蒸汽注汽鍋爐及配套技術(shù)，特超稠油過熱蒸汽熱采機(jī)理及注采優(yōu)化，特超稠油過熱蒸汽注采配套工藝技術(shù)等方面的研究，形成了特超稠油過熱蒸汽開采的油藏工程、采油工程和地面工程綜合配套技術(shù)。這些技術(shù)是特超稠油熱采領(lǐng)域的一項新的熱采技術(shù)、工藝和方法，即采用燃煤注汽鍋爐替代燃油注汽鍋爐，采用過熱蒸汽進(jìn)行特超稠油開發(fā)。

該項目取得的燃煤過熱蒸汽注汽鍋爐及配套、過熱蒸汽分配和計量、特超稠油油藏過熱蒸汽開采模式優(yōu)化、特超稠油高周期過熱蒸汽吞吐注采參數(shù)優(yōu)化等一系列特超稠油過熱蒸汽熱采技術(shù)成果，在井樓油田得到了應(yīng)用。2009年，在井樓油田新建了一座燃煤注汽站，安裝一臺額定蒸發(fā)量每小時75噸、額定注汽壓力9.8兆帕、額定過熱蒸汽溫度380℃左右的燃煤過熱蒸汽注汽鍋爐及配套系統(tǒng)。投運(yùn)以來一直連續(xù)運(yùn)行至今，注汽鍋爐及配套輔助設(shè)施和系統(tǒng)、注汽管線運(yùn)行穩(wěn)定、操作方便，燃煤過熱蒸汽注汽鍋爐的各項運(yùn)行參數(shù)均達(dá)到或超過了設(shè)計指標(biāo)，每小時75噸燃煤過熱蒸汽注汽鍋爐與燃油濕飽和注汽鍋爐相比，注汽單位成本費(fèi)用降低31.9%。井樓油田薄層特超稠油油藏，后續(xù)吞吐周期應(yīng)用過熱蒸汽吞吐，開發(fā)效果明顯改善，蒸汽吞吐平均日產(chǎn)油提高1.5倍，峰值日產(chǎn)油提高1.9倍，綜合含水下降13個百分點，蒸汽吞吐生產(chǎn)期延長2-3個周期，采收率提高7.5個百分點，油氣比由0.23提高到0.34，取得了顯著的應(yīng)用效果。在驗收中，中石化集團(tuán)公司驗收組專家認(rèn)為：該項目的研究成果，與國內(nèi)外同類技術(shù)相比，具有較高的創(chuàng)新性、先進(jìn)性和實用性。特別是額定蒸發(fā)量為每小時75噸，額定壓力9.8兆帕，過熱蒸汽溫度380℃左右燃煤過熱蒸汽注汽鍋爐在國內(nèi)外是首次研制；同時在國內(nèi)首次形成了特超稠油過熱蒸汽開采的油藏工程、采油工程和地面工程綜合配套技術(shù)，效果良好、意義重大。

5 稠油熱采技術(shù)的發(fā)展

熱采發(fā)展趨勢對于那些不宜轉(zhuǎn)汽驅(qū)開采的蒸汽吞吐油藏，如何在蒸汽吞吐后期進(jìn)一步提高采收率，延長蒸汽吞吐的經(jīng)濟(jì)開采期，是高輪次吞吐階段的重要研究內(nèi)容。可采取的方法主要有：打加密蒸汽吞吐井；采用分層注采技術(shù)；打水平井或側(cè)鉆水平井進(jìn)行蒸汽吞吐;采用多井整體吞吐方式；采用蒸汽+助劑吞吐技術(shù)等。其中，針對特、超稠油開采試驗推廣的CO2輔助蒸汽吞吐技術(shù)在遼河油區(qū)已經(jīng)見到了明顯效果。SAGD、VAPEX、熱電聯(lián)供等技術(shù)有望成為蒸汽吞吐后經(jīng)濟(jì)的接替技術(shù)。

蒸汽輔助重力泄油 (SAGD)技術(shù)可以將稠油采收率再提高25%以上，隨著水平井技術(shù)的不斷提高，軌跡控制能力能夠滿足SAGD的要求，應(yīng)在完井方式、管柱強(qiáng)度上進(jìn)一步深入研究，使其成為開發(fā)稠油最有希望的方法之一。重力泄油理論和水平井技術(shù)發(fā)展了 SAGD、SA GP、VAPEX、COSH技術(shù)。今后，這種發(fā)展的勢頭仍將保持下去。現(xiàn)在的稠油開采越來越傾向于水平井和復(fù)合井技術(shù)的應(yīng)用。與常規(guī)井相比，水平井具有提高生產(chǎn)能力、加快開采速度和降低底水錐進(jìn)等優(yōu)點。復(fù)合井通過復(fù)雜的井結(jié)構(gòu)引入一種新思路，通過較多的側(cè)向井進(jìn)入到以前未被捕集到是原油帶，與直井甚至單個水平井相比，復(fù)合井具有更多的優(yōu)勢。

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