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稠油开采现状与相关技术研究

2013-08-15曲文瀚

中国新技术新产品 2013年6期
关键词:电热蒸气稠油

曲文瀚

(中国石油辽河油田公司特种油开发公司,辽宁 盘锦 124010)

1 稠油生产特点

稠油是石油烃类能源中的重要组成部分,稠油流动性能很差,可流动温度在80℃左右。长效压力计测试资料中得出,当油层温度低于80℃,油井产量迅速下降到零。原油在地层条件下不流动,因此在开发、输油、贮运和外销的每个环节都必须全程伴热。其特点如下:

(1)稠油中的胶质与沥青含量高,轻质馏分很少。而且随着胶质和沥青质含量增高稠油的相对密度和粘度也相应增加。

(2)稠油的粘度对于温度特别敏感,随着温度的增加,粘度急剧下降。且原油粘度越大,这种变化越明显。

(3)稠油中硫、氧、氮等杂原子较多。

(4)稠油中石蜡含量一般较低,但也有极少数油田是“双高油田”,即沥青质含量高、石蜡含量也高,表征为高粘度高凝点原油。

因此,稠油它的蒸汽吞吐开发具有与普通稠油不同的三大特点:(一)能量消耗大(需要大电机、大电热装置、大注汽锅炉);(二)生产环节多,生产过程中出现的问题多,作业频率高,如:分层注汽、冲砂、防砂、检泵、大修、侧钻等;(三)操作成本高,其中:热采费占30%;作业费占26%;动力费占12.5%;油水处理费占14.1%,四项合计占操作成本的82.6%。与普通稠油相比,热采费吨油增加73.9元/t,作业费增加76.0元/t,动力费增加40.8元/t,油水处理费增加30.2元/t,四项合计,每吨原油操作成本比普通稠油高出220.9元/t。

2 稠油独特的开采规律

2.1 周期间产量变化规律。可划分为三个阶段:上升阶段(1~3轮),周期产量呈逐渐上升趋势,产量上升率平均为22%;高峰阶段(4~6轮),周期产量稳定在1070t左右;缓慢递减阶段(7轮以后),7轮以后便进入高轮次吞吐阶段,周期产量逐渐下降,平均周期递减率为10%。超稠油的这种产量变化规律,是由超稠油的热敏效应决定的,同时也受加热半径、井底周围含油饱和度的制约。

2.2 周期内日产油变化规律。划分为两种开发模式:一是周期生产早期(1~3周期),平均日产油量由零很块上升到23t/d左右,产量日递增平均为1.5t/d左右,油井保持相对高产一段时间,称之谓峰值期,一般为20t/d左右,峰值期过后,除了第一周期由于热能的影响,递减较快外,二、三周期均缓慢递减,直至周期结束。二是第四周期以后,日产油上升阶段逐渐变缓,产量高峰值逐渐降低、滞后,甚至峰值产量消失,缓慢进入递减期。这两种开发模式,生产60d以后,单井周期内产量变化规律驱于一致。

2.3 采注比、回采水率、油汽比变化趋势

蒸汽吞吐是一个降压开采的过程,采出液量大于注入蒸汽量才能保证下一轮注汽质量。采注比的大小与注汽干度密切相关,同时中周期以后采注比下降快也反映地层能量降低过快,周期递减过大,因此采注与周期吞吐效果有直接影响,控制合理的采注比对于稳定区块产量起到重要作用。超稠油的这种变化规律与其特殊的原油性质、储层条件、举升工艺有着直接关系。

3 稠油开采现状

我国上世纪80年代就着眼对稠油的研究和开发,按稠油油藏的特点,其开采方式也各有所异,但总是沿着降黏和使分子变小、变轻的方向发展努力着。目前,提高采收率最成功的开采方法分两大类:一是注入流体热采或驱替型方法,如热水驱、蒸气吞吐、蒸气驱、火驱等;另一类是增产型开采方式,包括水平井、复合分支井、水力压裂、电加热、化学降黏等,这两类技术的结合使用,已成为当今稠油开发的主要手段。其中,胜利油田采用热采、注蒸气、电加温、化学降黏(注聚合物驱)等技术;辽河油田的中深层热采稠油技术;大港油田的化学辅助吞吐技术;新疆油田的浅层稠油面积驱技术;河南油田的稠油热采技术等,均处于国内领先水平。尤其是河南油田原油的黏度特高(普通稠油为 10000Mpa.s,特稠油为 10000-50000Mpa.s,超稠油为50000Mpa.s以上),热采需要的参数很大,需要注气压力7.5Mpa,注气速度为100t/d,蒸气干度为75%,蒸气温度为290℃,油层深度为300m,放喷时地层温度为140℃,压力为5.5Mpa,优选好合理参数,是有效开发稠油的关键。人们为了节能降耗,特研制成功一种将饱和的尿素溶液注入被蒸气加热的地层,使尿素在高温下,分解成氨和CO2,对地层进行注蒸气、碱和CO2驱的综合处理方法,已在俄罗斯的部分稠油油藏试验结果表明,该方法是高效的,有广泛的适用性和良好的发展前景。

4 稠油开采技术问题

我国目前高度重视稠油开采中的有关世界性技术难题。国家“973”计划将“重油高效转化与优化利用的基础研究”列入其中,以加快解决稠油高效转化与优化利用这一世界性科技难题。热采技术的发展前景。某些蒸汽吞吐开采油藏将陆续转入蒸汽驱或热水驱,还有某些新油藏将投入开发。稠油产量将继续稳定增长。稠油到达井口的温度可达140℃左右,稠油在此高温下粘度已很低,可以以自喷或人工举升方式开采稠油。而深层稠油则不可能采用此方法,一方面,隔热管是双层管(Φ27 in×Φ41 in),对于常用修井机负荷太重,重要的是隔热管大于3000m的沿程热损失太大,注入蒸汽到达井底,蒸汽干度几乎为零,甚至已成为热水,热水的热焓大大低于蒸汽,用热水加温油层已经没有什么作用,甚至热水温度还可能低于地层温度,那就更不起作用了。至于使用电热杆或加热电缆的方法加热中深井稠油,可能有一定效果,但加热深层稠油或超稠油,则因为电热杆或加热电缆长度太长,电压降很大,加热功率太小,转换成热能升温有限,不足以使稠油粘度大幅度下降,也就无法将稠油开采出来。如果为了提高功率将电压升高,又会引出其他问题,如绝缘材料、耐温问题及井口安全问题;或将电缆截面积加大,减小电压降,也会引发其他问题,这样电缆外径加大,油套管环形空间太小又不能下入,同时电热杆或加热电缆功率已经很大(达到130kW),相当于深抽抽油机电机功率的两倍左右,运行费用太高,大大地提高了原油成本。因此说,对浅井、中深井稠油开采行之有效或有一定效果的方法,对深层稠油开采就不一定可行。因为深度增加,许多技术条件都不适应了,因而不能搬用浅井、中深井的办法。开采稠油的核心是降低原油粘度,而且要大幅度降低原油粘度,由几万毫帕秒降至几百毫帕秒。电热等其他方法都达不到这个要求,就要开辟新途径、新方法去开采深层稠油。

[1]包木太,范晓宁,曹秋芳,马爱青,郭省学.稠油降黏开采技术研究进展[J].油田化学,2006(03).

[2]阳鑫军,稠油开采技术[J].海洋石油,2003(02).

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