稠油蒸汽吞吐開采技術的發展歷程與應用

張 鋒（中國石油集團長城鉆探工程有限公司煤層氣開發公司，遼寧 盤錦 124010）

稠油蒸汽吞吐開采技術的發展歷程與應用

張 鋒
（中國石油集團長城鉆探工程有限公司煤層氣開發公司，遼寧 盤錦 124010）

摘 要：隨著我國經濟的發展，對石油這一工業的血液的需求越來越強，在我國的油田中，稠油油井在已經探明開采的油井中占據了一部分比例，在稠油油井的開采工藝中，使用蒸汽吞吐進行稠油的開采是一種較為成熟的開采技術。蒸汽吞吐稠油開采工藝使用至今已經有近70年的歷史了，現今在美國、加拿大等國的稠油開采中被廣泛使用。本文通過對蒸汽吞吐的采油原理以及開采過程中需要注意的一些問題進行介紹。

關鍵詞：蒸汽吞吐；稠油開采；開采原理

蒸汽吞吐是現今廣泛應用于稠油油井開采的一種采油技術，這種采油工藝是上世紀50年代出現的，其具有技術較為成熟且開采工藝簡單的特點。現今，在全球已探明的油田中，稠油油田占據了相當大的比例，我國已開采的油田中，稠油油井也占據了一定的比例，在稠油油井的開采工藝中，使用蒸汽吞吐來進行稠油開采在開采工藝中占據了相當大的比例。

1 稠油油井開采工藝簡介

由于稠油油井在全球所剩的油井中占據了較大的比例，因此，做好稠油油井的開采工藝的研究工作是十分必要的。現今在稠油油井的開采工藝中主要分為熱采和冷采兩種工藝，其中熱采工藝占據了較大的比例，熱采方法中主要分為注入蒸汽加熱法和火燒油層法以及其他一些方法等，其中蒸汽吞吐工藝在蒸汽法開采稠油油井中占據了較大的比重。蒸汽吞吐工藝具有工藝較為簡單，見效快，由于使用時間較長因此工藝較為成熟，在開采的過程中不需要進行過多的試驗，能夠確保油井進行邊生產邊研究，因此使用較為廣泛。特別是在一些油層較厚、埋藏深度較淺的、重力排油能力能夠達到經濟產量時，使用蒸汽吞吐工藝能夠達到較強的采油能力，由于蒸汽吞吐主要應用于單井作業，能夠適應于多種油藏的開采作業，現今，為了減少油田開發的難度與降低生產成本，通常將蒸汽吞吐作為稠油油田的先導開發方式。時至今日，蒸汽吞吐已經在稠油開發方式中占據了較大的比重。

2 蒸汽吞吐工藝的開采原理

由于稠油油井中的油流動性不強，需要增加更多的工藝來提高油的流動性從而使油能夠更好的開采出來，因此在資金投入方面較普通的稀油井要多。所以，稠油油井開發時需要選擇能夠適應于蒸汽吞吐工藝的油井來降低開采成本。

2.1 蒸汽吞吐油井的開采原理

蒸汽吞吐開采工藝的主要原理是通過使用蒸汽來提高油品的溫度，來增加油藏的流動性，從而使其易于開采，整個開采過程是由物理學、化學以及熱力學等多個學科交叉組成的，其工藝較為復雜，主要的作用原理如下：（1）通過使用蒸汽對稠油油層進行加熱，使油層中的原油在加熱后其粘度大幅降低，從而提高原油的流動性。（2）對于壓力高的油層，油層的彈性能量在加熱油層后充分的釋放出來，使其成為驅動能量。（3）完成加熱原油的開采后，將會使蒸汽中的一部分熱量流失，而剩下的這部分熱量將會繼續完成對稠油油層中的油藏的預加熱，同時完成一個周期的稠油的抽取作業后，周圍的稠油將會對抽取的空間進行填補，空間中殘余的熱量將會對填補的稠油進行加熱，從而使原油在井底的流動性能夠持續較長的時間。（4）在完成一次吞吐降壓后，地層對于油層的壓力將會使下一次的蒸汽吞吐作業較為容易。（5）由于完成對于原油的分餾主要是通過對原油使用不同的溫度來完成的，因此，使用蒸汽吞吐過程中蒸汽的溫度將會使稠油發生一定程度的蒸餾作用，提高稠油的抽取效率。（6）蒸汽吞吐過程中蒸汽遇低溫形成水蒸氣會對巖石的潤濕性產生一定的影響，增加油水的滲透率的變化，從而使得稠油的流動性得到一定程度的提高。（7）通過使用蒸汽吞吐工藝能夠增大油井中的壓差，從而提高油井的產油。由于蒸汽吞吐具有以上這些特點造成了隨著開采程度的不斷加深將會造成蒸汽吞吐開采總的趨勢是呈現逐步衰減的態勢。

3 稠油蒸汽吞吐工藝使用過程存在著的局限性

隨著蒸汽吞吐技術的應用，人們逐漸發現了一些不足之處，下面對這些不足之處進行介紹：（1）由于需要向油井中注入溫度較高的蒸汽，致使濕飽和蒸汽的特性和油藏非均勻質性，致使注入油層的蒸汽向頂部超覆推進及沿高滲透層指進，垂向掃油系數超過50%的難度較大。所以，如何確保井底的蒸汽中的含水率達到要求并且做好對于吸氣剖面的控制做好蒸汽吞吐工藝的關鍵部分；（2）由于此技術主要是用作單井稠油開采作業的，并且是依靠地層壓力的作用進行開采，這就造成使用蒸汽吞吐工藝進行稠油開采的周期只能在8次之內，并且隨著開采的持續，造成稠油的開采能力持續下降；（3）一些稠油中的含水率較高，這就造成使用蒸汽吞吐工藝進行稠油開采的難度系數較大等。

4 稠油油井蒸汽吞吐開采工藝的發展趨勢

隨著稠油蒸汽吞吐工藝使用過程中暴漏的問題越來越多，造成油井開采的成本越來越高，使用新的方法對蒸汽吞吐的開采工藝進行改進來提高產油率是當務之急，近些年來，圍繞著對于蒸汽吞吐技術進行改進的工作不斷深入，主要圍繞在對于在蒸汽中添加相應的助劑來提高蒸汽吞吐效果。使用的助劑主要有以下幾種類型：（1）通過在蒸汽中添加天然氣來提高蒸汽的加熱帶體積，提高蒸汽對于稠油的加熱能力，增加了稠油的流動性，并且在進行回采的過程中作為氣驅助排的作用。（2）通過在蒸汽中添加一定量的輕質油等來提高稠油在輕質油中的溶解量，來提高稠油油井的周期產量和汽油比。（3）通過在進行蒸汽注入之前添加一定的聚合物，使聚合物在相當長的一段時間內作用于高滲透帶，而對低滲透層帶并不產生一定的影響，從而提高波及系數。同時，使用蒸汽吞吐技術以及后續開發的成功還需要現今的工藝技術進行支撐，另外，隨著技術的進步，在使用蒸汽吞吐技術過程中更多的使用水平井和復合井技術的結合使用。同時在使用蒸汽吞吐技術完成稠油的開采之后，在油井的底部肯定存在著大片的剩余油層，這就造成為了提高采油率需要持續向油井中注入蒸汽、熱水等來形成注入井—采油井的驅油系統，從而提高采油能力.

結語

稠油油井蒸汽吞吐開采工藝是熱開采技術中的主要技術，經過多年的使用發展，現今已經發展成為一種較為成熟的開采技術，本文通過對蒸汽吞吐采油技術的開采原理以及開采過程中需要注意的一些問題進行了介紹，并對現今針對蒸汽吞吐技術的改進進行了介紹。

參考文獻

[1]萬仁溥，羅英俊，劉文章，等.稠油熱采工程技術[M].北京：石油工業出版社，1996.

[2]候建，陳月明.綜合化的蒸汽吞吐注采參數優化設計[J].石油大學學報，1997.

中圖分類號：TE35

文獻標識碼：A