試析稠油油藏轉火驅開發技術

摘 要：隨著全球經濟的日益發展， 原油價格開始回升，世界對石油的需求量快速增長，稠油資源以其豐富的儲量吸引了世人的注意， 因此稠油油藏的開發技術、開發效果也備受各界關注。多年來歡喜嶺采油廠一直采用蒸汽吞吐、蒸汽驅驅替的采油方法開采稠油油藏，但隨著蒸汽吞吐輪次的增加，吞吐效果逐漸變差，存在汽竄、套壞井多等問題，影響區塊開發效果。為解決吞吐后期，部分剩余油開采困難、采收率低等問題，研究應用火燒油層法提高采收率和油井產量。

關鍵詞：火燒油層；采收率；稠油油藏；蒸汽驅

我國從1958年起，先后在新疆、玉門、勝利、吉林和遼河等油田開展了火燒油層試驗研究，因受當時條件的限制，我國主要采取的是注蒸汽采油，火燒油層法使用的比較少。但是，室內研究一直沒有停止，特別是在中國石油天然氣總公司石油勘探開發科學研究院熱力采油研究所，中科院化學所等單位，不斷開展火燒油層的物理模擬，化學模擬和數學模擬研究，配置了一批研究設備和儀器，開展了大量的室內試驗，也進行了現場火燒可行性研究和施工設計與預測。稠油開采工藝被人們倍受關注，其中的蒸汽驅和火燒油層技術也是人們研究最多的開采工藝方法。我廠地質儲層物性差異大，滲透率為200×10-3～3000×10-3μm2；原油黏度跨度大，為100～1×106MPa·s。對于稠油開采可以采用火燒油層法。

1 火燒油層原理

火燒油層又稱地下燃燒或層內燃燒，亦稱火驅，是三次采油的一種方法。它利用地層原油中的重質組分作為燃料，使用各種點火方式把注氣井的油層點燃，并繼續向油層中注入氧化劑（空氣或富氧氣）助燃形成移動的燃燒前緣（又稱燃燒帶）產生的熱量使油層溫度上升至600～700℃。燃燒帶前后的原油受熱降粘、蒸餾，蒸餾的輕質油、蒸汽和燃燒煙氣驅向前方，未被蒸餾的重質碳氫化合物在高溫下產生裂解作用，最后留下裂解產物-焦炭作為維持油層燃燒的燃料，使油層燃燒不斷蔓延擴大。在高溫下地層束縛水、注入水蒸發，裂解生成的氫氣與注入的氧氣合成水蒸汽，攜帶大量的熱量傳遞給前方的油層，把原油驅向生產井。

2 火燒油層優點與缺點

火燒油層法可以把重質原油開采出來，并通過燃燒部分地裂解重質油分，采出輕質油分。這種方法的采收率很高，可達80%以上。火燒油層法的缺點是施工藝難度大，不易控制地下燃燒，同時高壓注入大量空氣的成本又十分昂貴。

3 火燒油層法的燃燒方式

火燒油層法一般分為三種形式：干式正向燃燒法、濕式正向燃燒法和反向燃燒法。

干式正向燃燒法：干式正向燃燒前緣移動方向與空氣的流動方向相同。當空氣連續注入時燃燒從注氣井開始，燃燒前緣由注入井向生產井方向移動，從注入井開始至生產井，可劃分為已燃區、燃燒區、結焦區、蒸汽區、富油區和原始油區等。干式向前燃燒法過程中的一個重要特征就是已燃區的溫度保持較高，因為注入空氣的熱容量低，不能帶走很多熱量。濕式正向燃燒法；為了幫助從已燃區帶走熱量，并把這些熱量有效地用于加熱下游原油，有時在燃燒過程中或者燃燒過程后進行注水。在注空氣的同時，向地層間歇注水或連續注水，降低油藏內部的峰值溫度，擴大高溫區波及范圍、提高熱效率、減少過高溫度對地層及井筒的傷害。與干式燃燒相比，其控制過程相對復雜，驅油效率也更好。反向燃燒方法：在反向燃燒法中，燃燒前緣是在生產井中點燃的，而且其移動方向與注入空氣流動方向相反。在沒有形成竄槽的地方，反向燃燒前沿的返向原油趨于突破前緣帶，也就是說被驅替的原油必須經過正在燃燒的燃燒區和已燃區，這種方法具有很大的不穩定性，僅適于超稠油開采應用。

4 火燒油層法與蒸汽驅的區別

火燒油層法與較為成熟的注蒸汽相比火燒油層有著一些本質上的優勢。它普遍使用的注入劑-空氣到處都有，而注蒸汽則需要大量的水，水資源在某些地區可能嚴重匱乏；火燒油層燒掉的是原油中約10%的重組分，改善了剩余油的性質；火燒油層比注蒸汽有著更為廣泛的油藏適用條件；火燒油層的熱量就地產生，比注蒸汽的熱能利用率要高，并可節省地面和井筒隔熱措施的投資；砂巖油層厚度小，壓力高；井距大；油藏埋藏深度大。但是火燒油層也存在以下缺點：地下燃燒產生的熱量不僅用于加熱原油，而且有部分用來加熱基巖、上下蓋層；產出液中的酸性氣體加速了生產井管柱及地面設施的腐蝕；生產井出砂和井壁坍塌造成的油井破壞；生產井的高溫導致生產管柱破壞；生產井乳狀液的形成，降低了油井產能。

5 結束語

我廠已進入中后期開采階段，維持生產注蒸汽的方式開采已稍顯乏力，其他輔助降粘措施像注二氧化碳、注空氣等方式無法大規模單獨使用，還要配合注蒸汽。我廠超稠油的性質非常適合轉火燒油層法來繼續開采。

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作者簡介：

柳振峰（1973- ），男，助理工程師，2004年畢業于大慶石油學院專科石油，現任采油作業六區602隊技術員。