稠油热采增效技术.ppt

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1、,稠油热采增效技术,目录,二、蒸汽吞吐热采增效技术及实例分析,三、蒸汽驱热采增效技术及实例分析,一、稠油热采技术应用现状及发展趋势,五、其他热采增效技术及实例分析,四、水平井热采增效技术,一、稠油热采技术应用现状及发展趋势,一、稠油热采技术应用现状及发展趋势,国内外稠油热采技术,世界主要稠油生产国热采产量,一、稠油热采技术应用现状及发展趋势,单位:104m3,2000年初，热力采油的日产量约占世界三次采油日产量的56.6，而在热力采油中，注蒸汽开采的产量约占97,据OGJ统计,97,稠油热采增效技术应用简介,一、稠油热采技术应用现状及发展趋势,氮气隔热助排、氮气隔热采油一次管柱泵、氮气泡沫调剖

2、工艺技术和蒸汽-氮气混合驱等。1998年8月至今，辽河油区已推广应用了近千井次。,蒸汽+添加剂（天然气、溶剂、表面活性剂）,发展趋势：,世界各国蒸汽+添加剂研究简介,一、稠油热采技术应用现状及发展趋势,国内各油田蒸汽+添加剂应用简介,国外水平井热采技术的研究及应用,一、稠油热采技术应用现状及发展趋势,发展趋势：,二、蒸汽吞吐热采增效技术及实例分析,1.蒸汽尿素改善吞吐效果,2.蒸汽CO2技术,3.三元复合吞吐技术,4.委内瑞拉Tia Juana油田的实例,1.蒸汽尿素改善吞吐效果,（1）尿素溶液高温反应产生C02溶于油中,降低原油粘度。50条件下,当溶液:原油=2:8时，降粘率可达73.5。,

3、蒸汽吞吐后期不适宜转蒸汽驱的边际油藏及蒸汽驱效果不理想的稠油油藏,二、蒸汽吞吐热采增效技术及实例分析,添加尿素产生的作用,适用于,（3）产生的NH4在冷凝蒸汽中形成NH4+，通过与膨胀粘土中的阳离子进行交换，防止粘土膨胀保持储层的渗透率。,（2）蒸汽驱过程的热水带添加尿素，产生的CO2和NH4使油-水界面张力降低，岩心残余油饱和度降低4%-4.7%，驱油效率提高5.4%-6.5%,现场应用效果分析,L6404井周期油汽比、采注比对比曲线,2000年10月至2004年4月，河南油田先后在5个蒸汽驱井组和40口吞吐油井进行试验，有效率达到92.5。油汽比平均提高120，采注比平均提高135，累计增

4、油22 067t。,L6404井日产油量对比曲线,二、蒸汽吞吐热采增效技术及实例分析,蒸汽吞吐后期，原油发生严重乳化，粘度大幅度上升。当注入CO2进行吞吐时，CO2溶解于原油和水中，一方面使发生严重乳化的原油破乳，大幅度降低粘度，改善近井地带原油的流动性；另一方面，溶解在油和水中CO2的脱出，能形成泡沫油，进一步降低油的粘度，并增加弹性驱能量。同时，还能改善油水相对渗透率，较大幅度地降低最终残余油饱和度。,蒸汽吞吐油汽比小于0.3的油井；注蒸汽压力高，难以正常注汽的油井；吞吐效果差而关停的油井,2.蒸汽CO2技术,注入CO2产生的作用,CO2吞吐时机选择,二、蒸汽吞吐热采增效技术及实例分析,锦

5、45-25-193井蒸汽吞吐与CO2吞吐采油动态曲线,CO2吞吐的日产液量、产油量均创该井投产以来的最高记录。至CO2吞吐结束(生产220天),累积产油1612t，提高回采水率54%,现场应用效果分析,二、蒸汽吞吐热采增效技术及实例分析,油藏参数油藏埋深:10451126m油层厚度:26.4m含油饱和度:53%平均孔隙度:28.3渗透率:270210-3m原始油藏温度:51原油粘度:110mPa.s,蒸汽吞吐生产6个周期，已到经济极限,第6轮吞吐末实施了CO2吞吐技术,注入94tCO2，焖井7天,锦4525193井CO2吞吐改善蒸汽吞吐效果,2003年1月进行第7轮蒸汽吞吐，注入蒸汽2234t

6、，比第6轮减少170t。生产280天后,对比第6轮蒸汽吞吐，已增产原油1073t，提高油汽比0.481。CO2吞吐采油量和第7轮的累积产油量已达到3650t，为前6 轮蒸汽吞吐产量的70，注CO2改善蒸汽吞吐效果十分明显。,二、蒸汽吞吐热采增效技术及实例分析,3.三元复合吞吐技术,二、蒸汽吞吐热采增效技术及实例分析,CO2在地层中与表面活性剂形成泡沫，暂堵高渗透率地层，使蒸汽转向中低渗透层，提高蒸汽波及系数。,向油井注入适当的表活剂后，再向油层注入C02，最后注入蒸汽。该技术可更好地发挥助排、调剖和降粘作用，达到改善吞吐效果的目的。,增产机理,表面活性剂能降低油水与地层岩石之间的界面张力，使油

7、层岩石由亲油变成亲水，提高洗油效果。,对油层有一定的酸化解堵作用,CO2进入地层后，一部分与原油形成混相，使原油体积膨胀，增加液体内动能；另一部分充满地层孔隙，扩大蒸汽波及面积。压力降低时，CO2会从原油中析出并连续把油驱入压力更低的井筒，起到溶解气驱的作用。,二、蒸汽吞吐热采增效技术及实例分析,辽河油田 2003年8月先后在不同区块、水平井、新井进行大规模现场试验。累计实施三元复合吞吐试验322井次，有效率92.1，平均单井油汽比提高0.1，累计增油126726t。,杜84-40176井三元复合吞吐前后吸汽剖面对比,吸汽量,70.34,48.46,29.66,51.44,该井注汽压力由措施前

8、的4.9MPa上升至7.8MPa。油汽比提高0.32，周期增油736t，油层动用程度得到调整。,4.委内瑞拉Tia Juana油田的实例,蒸汽天然气,油藏及流体特性,注入蒸汽：4800m3,天然气：141.6103m3,蒸汽度：80%,注入参数,二、蒸汽吞吐热采增效技术及实例分析,与邻井的平均月产量历史拟和,生产动态明显优于同周期的相邻井,二、蒸汽吞吐热采增效技术及实例分析,蒸汽天然气试验的生产结果,初期产量和累积产油量比邻井高约1倍,油汽比几乎是邻井的两倍,二、蒸汽吞吐热采增效技术及实例分析,蒸汽溶剂（柴油）,油藏及流体特性,LSJ-4057井的地理位置图,5.委内瑞拉Tia Juana油田

9、的实例,二、蒸汽吞吐热采增效技术及实例分析,注入操作,温度和柴油浓度对LSJ-4057井原油粘度的作用,第1阶段:注入392m3蒸汽，平均注入速度为196m3/d，平均注入压力为6.6MPa。,第2阶段:以大约5蒸汽注入量的速度向蒸汽内加入溶剂。14天连续注入,总注入蒸汽3751m3，注入柴油298m3。平均注入速度分别为283m3/d和21.3m3/d，注入压力保持在6.9MPa。,第3阶段:注入872m3蒸汽，将蒸汽-溶剂混合物进一步驱替油层深处，三个阶段注汽蒸汽质量保持在80-83。,二、蒸汽吞吐热采增效技术及实例分析,浓度:注汽量的5,此阶段的年递减率仅为11，而本区二轮吞吐井在相同期

10、内的年递减率约为68。这表明流度比有了很大的改善，降低了压力降，提高了原油产量。,LSJ-4057井采油曲线,LSJ-4057井与邻井累积月产量历史拟和,生产240天后，平均产量为46m3/d，含水10，,累积产油量达20302m3，比邻井的累积产油量高86,二、蒸汽吞吐热采增效技术及实例分析,三、蒸汽驱热采增效技术及实例分析,1.四次试验对比,2.蒸汽驱+轻烃提高采收率技术（LASER）,3.膨胀溶剂-SAGD技术（ES-SAGD）,1.四次试验对比,三、蒸汽驱热采增效技术及实例分析,三、蒸汽驱热采增效技术及实例分析,三、蒸汽驱热采增效技术及实例分析,三、蒸汽驱热采增效技术及实例分析,2.蒸

11、汽驱+轻烃提高采收率技术（LASER）,在循环注蒸汽项目中，在井口将大约占总体积6%的稀释剂加入蒸汽中。汽化后，稀释剂同蒸汽一起注入储层直至在较冷区域发生大范围冷凝。该技术在加拿大冷湖油田实施了现场先导试验，取得了很好的效果。,开采原理,三、蒸汽驱热采增效技术及实例分析,三、蒸汽驱热采增效技术及实例分析,实验应用6%v/v的庚烷作为添加剂，试验结果显示加入4个小时溶剂后，产能有明显提高，7个循环中后4个循环下来产能提高了40%,油汽比在加液后也有很大的变化,物理模型试验,CSS和LASER的产能对比,达到特定油气比时的实验结果,三、蒸汽驱热采增效技术及实例分析,在第6循环开始加入稀释剂后采收率

12、的提高变得很明显了，提高了约20%的油气比。在CSS稳定成熟期加入稀释剂，当重力驱油占优势时采收率的提高会更加明显。,油田模拟,单纯CSS和进行到第6、8、10循环中注入添加剂的实验结果,2002年7月在循环蒸汽项目的第7周期，向8口井中共同注入蒸汽和占注入体积6%的稀释剂。,三、蒸汽驱热采增效技术及实例分析,H22区LASER 试验区-注入和监测井,先导试验,采出80%的稀释剂比试验确定的期望值高出66%,原油、天然气和稀释剂的生产速度,三、蒸汽驱热采增效技术及实例分析,先导试验所获得的OSR比循环注蒸汽获得的OSR高33%,产油速度和油汽比,三、蒸汽驱热采增效技术及实例分析,3.膨胀溶剂-

13、SAGD技术（ES-SAGD）,ES-SAGD的开采原理,在重力控制的过程中，低浓度的烃类添加剂与蒸汽同时注入。这种添加剂必须具有和水一样的蒸发和冷凝条件。它和蒸汽共同冷凝在蒸汽室的边界。冷凝后的溶剂能够稀释原油，并且与热量共同作用，降低了原油的粘度。,三、蒸汽驱热采增效技术及实例分析,碳的数量不同时的泄油速度的变化,当溶剂中碳的数量上升时，蒸发温度就上升。己烷的蒸发温度与注入蒸汽的温度最为接近（在作业压力是2.1MPa时，215），注入己烷使泄油速率较高。另一方面，C8的蒸发温度超过了注入蒸汽的温度，与己烷相比，注入C8使泄油速率下降。,溶剂蒸发温度与蒸汽温度的对比,温 度,丁烷,戊烷,己烷

14、,辛烷,蒸汽,丙烷,2.2MPa条件下,三、蒸汽驱热采增效技术及实例分析,EnCana的注蒸汽-溶剂的油田动态（左:产油速度;右:汽油比）,三、蒸汽驱热采增效技术及实例分析,2002年加拿大EnCana公司实施了SAGD-溶剂方法的先导性试验，试验用这种方法开采稠油，并且在Christina湖的SAGD项目中试验用这种方法开采沥青。在Christina湖项目中，实施了大约5个月的SAGD方法之后,开始采用SAGD-溶剂方法。一直到2005年2月，原油生产速度和SOR显著提高，所采出原油的质量也有很大的改善。,四、水平井热采增效技术,1.水平井井网分布的理论研究,2.中途日落油田水平井辅助蒸汽热

15、采实例,1.水平井井网分布的理论研究,在稠油油藏中，水平井井网的合理分布可以提高稠油的采收率并加快开采速度。近年来，国外做了大量的井网研究工作，把水平井与现有的直井井网联合使用，水平井既做注入井又做生产井来进行注蒸汽。出现了十几篇关于水平井井网的专利，主要有下面几类井网：,（3）改进的九点法井网,（1）改进的七点法井网,（2）七口井井网,四、水平井热采增效技术,改进的反九点井网,改进的反十三点井网,改进的反五点井网,（4）改进的反五点、反九点、反十三点井网,四、水平井热采增效技术,水平行列井网,（5）水平行列井网,把几口水平井布署在地层不同的深度，这些井在纵向上基本位于同一排，相互平行，而且相

16、互间有一定的间隔，该井网适用于开采稠油和沥青。,四、水平井热采增效技术,四、水平井热采增效技术,加利福尼亚的重质油藏和流体特性,数模分析,四、水平井热采增效技术,应用各种水平井井网开采稠油的模拟结果,模拟结果表明，应用这些井网都最终提高原油采收率并加快原油开采速度。,中途日落油田位于南加利福尼亚州圣金桥盆地西南部，被称为“超级巨人”，最终可采储量达2.75X109桶。绝大部分产量和储量来自上Miocene组浊积砂岩储层。,加州Kern县D&E单元区中途日落油田,2.中途日落油田水平井辅助蒸汽热采实例,四、水平井热采增效技术,中途日落油田E砂岩组注蒸汽开采历史,油藏基本特征,四、水平井热采增效技

17、术,E砂层油水界面下降情况,水平井应钻在油水界面附近，水平井筒周围的压降要比垂直井小得多，水的锥进也要少许多，因此能够更成功地加热并高速采油。,四、水平井热采增效技术,E砂层油水界面下降模拟结果,短曲率水平井的生产动态,中曲率水平井的生产动态,共有127口井从E砂层采油，而其中7口水平井的产油量占E砂层总产油量的50以上。曲线表明，中曲率井的动态比短曲率井的要更好。,四、水平井热采增效技术,汇 报 提 纲,二、蒸汽吞吐热采增效技术及实例分析,三、蒸汽驱热采增效技术及实例分析,稠油热采增效技术调研,一、稠油热采技术应用现状及发展趋势,五、其他热采增效技术及实例分析,四、水平井热采增效技术,3.稠

18、油过氧化氢加热技术,4.稠油热采井双管吞吐工艺技术,5.深层稠油的举升工艺技术,1.催化供氢稠油改质技术,2.人工地震技术,五、其他热采增效技术及实例分析,其他热采增效技术,1.催化供氢稠油改质技术,供氢体,无机供氢体,有机供氢体,其他有机供氢体,氢气、水和一氧化碳、水,甲烷、环烷基芳烃化合物、四氢萘,甲酸、甲酸的有机盐、甲酸的碱金属盐、甲酸酯、甲酰胺,五、其他热采增效技术及实例分析,可用于稠油改质。但其价格昂贵，没有形成工业化应用。,美国埃克森公司用FCC重馏分油作供氢体进行渣油减粘裂化,加拿大海湾公司则用FCC轻馏分油作供氢体改质沥青,日本石油公司用FCC循环油作供氢体改质渣油,五、其他热

19、采增效技术及实例分析,近年来，国内、外在选择四氢萘替代品方面做了大量的工作:,基于国外对稠油降粘改质的研究，辽河油田开发了含有氢的多环芳香类化合物的石油馏分(炼厂副产品)供氢体，价格低廉,在地下稠油热裂解降粘生产中获得了成功。,国内,现场应用,2003年，在辽河油田的两个区块优选4口井进行实施。从4口井生产情况看，措施效果比较明显，与上周期同期相比，日增油幅度较大。通过两口井取样分析发现，降粘效果在60%左右。,措施前后原油粘度对比,室内研究及现场试验证明，该技术能改善稠油性质，不可逆地降低稠油粘度，反应产生的气体可以使原油的蒸汽压增加，即增加油层压力和能量。实施后可取代传统的掺稀油法，具有广

20、阔的推广应用前景。,五、其他热采增效技术及实例分析,井下自增热一催化改质开采稠油技术,2.人工地震技术,人工地震增产技术从上个世纪60年代开始前苏联就试验和使用过。该技术首次引入到改善稠油蒸汽驱生产是1999年。,除了加快地层流体流速、造缝、改善岩石润湿性、除垢解堵、改善渗透率等机理外，震动对稠油降粘的作用主要体现在两个方面：,一是等温条件下大幅降低原油粘度,二是原油低温条件下熔蜡量增加,人工地震增产机理,五、其他热采增效技术及实例分析,任丘油田的原油震动降粘实验结果:振动后原油粘度下降了3/4。,前苏联原油熔蜡试验表明，在0.51.0W/cm2 的超声场下，比蜡的熔点低得多的温度(2039)

21、就可以使蜡完全熔于原油中;而不加超声场，只提高温度，要到5560时才能熔完等量的蜡，而且需要更长的时间。,五、其他热采增效技术及实例分析,前苏联的声波震动采油实验证实，当处理的声强超过10W/cm2时，下降后的原油粘度就不再逆转恢复。,实验结果,地面震源振动措施后区域生产变化曲线,新疆克拉玛依油田19992001年实施地面震源振动措施，区域性振动3个周期，振动后，区域范围内产油水平均比措施前提高5%9%;综合含水下降幅度2%4%，3年累计增产原油12059t，投入产出比为1:7。,五、其他热采增效技术及实例分析,现场试验,2003年实施井下震源振动措施，区域振动3个周期，措施后实施层块综合含水

22、下降1%，累计增产原油3542t，投入产出比为1:2.9。,2003年井下地震辅助采油效果统计,五、其他热采增效技术及实例分析,措施后生产指标变化情况,认 识 与 建 议,2.蒸汽增效剂具有提高驱油效率和扩大蒸汽波及体积的双重功效，能够显著提高高轮次吞吐开采油田的采收率，吞吐井的采收率可提高7%-13%，汽驱井组的采收率可提高12%。,3.注蒸汽添加增效剂技术能显著提高采注比，减少地下存水率，提高注入蒸汽的热效率；蒸汽增效剂能就地产生二氧化碳泡沫，起到蒸汽转向、扩大蒸汽波及体积的作用，现场应用效果显著。,稠油热采增效技术调研,1.国内外对热采增效技术开展了广泛的研究和试验，部分技术已趋于成熟，并于现场应用获得成功。因此，建议在稠油开发中，应重视已成熟技术的应用。,5.催化供氢稠油改质技术能改善稠油性质，不可逆地降低稠油粘度，是深层稠油最具前景的开发技术之一。过去，由于供氢体价格昂贵使该技术应用受限，目前国内外均已开发出新型廉价供氢体。实施后可取代传统的掺稀油法，具有广阔的推广应用前景。,稠油热采增效技术调研,4.注蒸汽添加增效剂技术主要应用于蒸汽吞吐后期不适宜转蒸汽驱的油藏、热采边际油藏及蒸汽驱效果不理想的稠油油藏。,汇报完毕，谢谢！,THE END,