稠油火驅開采技術分析

摘 要：石油是現(xiàn)代社會不可或缺的重要資源，其開采技術得到廣泛重視，尤其是稠油開采。基于此，本文分別就稠油火驅開采技術的原理和優(yōu)勢、稠油火驅開采技術的方法兩方面展開分析，給出開采高效率、低成本、高適應性以及干式正向燃燒、濕式正向燃燒、反向燃燒等內(nèi)容，以期通過分析為技術后續(xù)推廣提供參考。

關鍵詞：稠油;火驅開采技術;濕式正向燃燒;反向燃燒

稠油是瀝青質(zhì)和膠質(zhì)含量較高、粘度較大的原油。按我國標準，相對密度在0.92以上、地下粘度大于50厘泊的原油，均可定義為稠油，稠油的密度相對較大，開采潛力和價值較高，全球70%的剩余石油以稠油的形式存在，總儲量達到4884×108t，這也對其有效開采提出了高要求，本文就火驅開采技術進行分析。

1 稠油火驅開采技術的原理和優(yōu)勢

1.1 稠油火驅開采技術的原理

此前石油開采多采用水驅方式，利用石油密度較小、且不溶于水的特點，使其自然與水分離，并上浮至水面。稠油密度可達到0.92以上，且粘度較高，難以通過水驅方式開采。火驅開采技術的原理使利用可燃物質(zhì)產(chǎn)生加熱油層，將稠油中的輕質(zhì)部分、氣體從混合物中裂解、稀出，從而實現(xiàn)驅油。如我國遼寧省高升油田，開采用的過程中，首先利用設備將氧濃度較高的氣體注入油層中，之后進行點火作業(yè)，并持續(xù)注入助燃劑，燃燒帶形成后，前方各處的稠油得到蒸餾且流動性明顯增加，驅動作用初步得到發(fā)揮。此后，未經(jīng)蒸餾的稠油在加熱層的作用下進一步裂解，燃燒帶的范圍繼續(xù)擴大，高溫蒸汽產(chǎn)生與油層之外差異顯著的壓強，逐步將稠油趨向生產(chǎn)井。[1]

1.2 稠油火驅開采技術的優(yōu)勢

稠油火驅開采技術的優(yōu)勢可體現(xiàn)在多個方面，包括生產(chǎn)效率高、作業(yè)成本較低、適用范圍廣等。與水驅法相比，火驅法可借助蒸餾和裂解方式，直接于驅油過程中完成洗油，效率理想。在此方式下，熱能產(chǎn)生到驅油完成的全過程，均可實現(xiàn)燃燒熱能的利用，成本得到控制。進一步分析則表明，燃燒帶形成和擴展的過程中，大量二氧化碳的形成實現(xiàn)了提升了驅油效率，稠油表面張力得到控制，這使其對開采井的要求得到降低，無需大規(guī)模建設開采井。火驅開采技術下，助燃劑可以是經(jīng)加工的氧氣，也可以是空氣，適用范圍和成本得到降低

2 稠油火驅開采技術方法

2.1 干式正向燃燒

稠油火驅開采技術應用時間較長，早期主要應用干式正向燃燒驅油法，該方式的技術原理簡單，操作簡便，但驅油效果相對較差。一般選取稠油油層后，利用設備將干式空氣（或純度較高的氧氣）直接注入，無需添加其他成分，之后在注入助燃劑的開采井處進行點火作業(yè)，燃燒帶以注入方向為核心，向稠油層處擴展，并持續(xù)產(chǎn)生推力稠油在此過程中持續(xù)升溫、裂解，達到開采井處。在此過程中，如果注入助燃劑的區(qū)域范圍較大，助燃效果難以保證，可能向四周擴散，導致氣壓不足，稠油僅前驅較小距離，仍無法開采。如果大量注入助燃劑，則可能導致熱能利用率低，氣壓驟然增加后也可能自注入井注散失，熱能的利用效率無法保證。干式正向燃燒法的優(yōu)勢在于，對技術的要求較低，因此適用性較廣。

2.2 濕式正向燃燒

濕式正向燃燒法是對干式正向燃燒法的優(yōu)化，在常規(guī)干式正向燃燒的基礎上，額外采用水相進行驅油輔助，能夠提出熱能利用效率，提升驅油能力，但對操作技術的要去比較高。該方法下，首先將助燃劑注入的待開采的稠油層處，點火后，選取另一區(qū)域注水。利用氣壓和熱能實現(xiàn)初步驅油、提升稠油的流動性，分離的輕質(zhì)原油和氣體，則在液壓作用下快速移動至開采井位置。與單一進行干式正向燃燒相比，濕式正向燃燒法可提升開采效率20%-30%，熱能利用率則提升15%左右。[2]值得注意的是，燃燒帶和注入?yún)^(qū)域的選取應做好規(guī)劃，確保注水后不至于影響燃燒帶的擴展，二者可通過垂直分布的方式避免相互干擾，使燃燒帶處于注水區(qū)域的上方，持續(xù)產(chǎn)生向上的推動力，使稠油被驅至開采井位置。

2.3 反向燃燒

方向燃燒是指在進行稠油開采時，于注氣井位置進行助燃劑的輸入，另于生產(chǎn)井中進行點火作業(yè)，使熱能向多個方向擴散，主要為應對冷油問題，適用范圍較小，但能針對實際問題起到處理作用。如我國內(nèi)蒙古某地，2018年進行稠油開采時，生產(chǎn)井周邊存在稠油密度大（密度0.935）、粘度高、溫度較低、流動性差的問題，技術人員嘗試通過干式正向燃燒、干式正向燃燒進行驅油，效果不夠理想，遂改行方向燃燒驅油法。助燃劑自注氣井注入后，于開采井內(nèi)進行點火，之后持續(xù)進行助燃劑的注入，熱能自開采井向注氣井以及其他區(qū)域蔓延，對開采井周邊的稠油層產(chǎn)生了明顯的加熱作用，使其中的輕質(zhì)原油和氣體快速得到裂解、稀出，完成了向開采井的高效驅動。該方式對操作技術的要求較高，也需要做好安全管理，尤其是點火方式選取。目前多見的點火方式包括自燃法、電打火法、化學點火法。自燃法借助的是空氣與稠油擠壓后產(chǎn)生的氧化反應和溫度升高作用，電打火和化學點火的安全性更理想。可將一次性設備置入點火位置，以延遲點火的方式，待人員安全撤離后進行引燃作業(yè)，從而保證開采過程的可控性和安全性。

3 總結

綜上所述，稠油開采存在一定難度和特點，這是火驅開采技術的提出和應用的客觀基礎。火驅開采技術具有成本低、效率高、適用范圍廣等優(yōu)勢，原理上也較為明確。具體應用方法包括干式正向燃燒、濕式正向燃燒、反向燃燒等，不同方法的適用性存在少許差異，此外還應注意點火方式，保證作業(yè)效率和安全性。

參考文獻：

[1]姚曉剛.關于稠油油藏熱采水平井均衡采油技術的分析[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2019，39（03）：212-213.

[2]趙梓平.X油田F區(qū)塊煙道氣輔助SAGD提高超稠油開發(fā)效率研究技術[J].石油地質(zhì)與工程，2019，33（01）：88-91+96.

作者簡介：王夢娜（1991-），女，漢族，湖北隨州人，本科，助理工程師，研究方向：稠油開發(fā)、火驅開采、蒸汽吞吐。