《火烧油层技术》PPT课件.ppt

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1、,火烧油层技术,汇 报 提 纲,一、火烧油层采油机理二、火驱关键技术三、国内外典型火驱矿场实例分析四、火驱技术的油藏适用条件及筛选标准五、新疆油田火驱矿场试验目标区建议,1、干式燃烧(dry forward combustion),一、火烧油层采油机理,通过井底点火器点燃油藏，通过空压机向油藏连续注入空气，利用原油中1015%的重质组分作为燃料就地燃烧，向油层远端传递热量和驱动能量；驱油效率可达8590%，采收率可高达5070%。,1、干式燃烧(dry forward combustion),一、火烧油层采油机理,1、干式燃烧(dry forward combustion),一、火烧油层采油机

2、理,新疆油田红浅-1井区火驱三维物理模拟实验,2、湿式燃烧(wet forward combustion),一、火烧油层采油机理,一、火烧油层采油机理,3、火驱技术的应用前景,火驱技术可应用于多种油藏类型和不同采油阶段，在某些情况下可能成为首选开发方式：不适合注蒸汽开发的深层、超深层稠油油藏 不适合注水、注蒸汽的水敏性油藏；注水开发后期的普通稠油油藏；蒸汽吞吐后期不适合蒸汽驱的油藏；不适合注蒸汽或注汽效果差的薄层、薄互层油藏；带有底水的稠油油藏；沙漠等水源缺乏地区的稠油油藏。,一、火烧油层采油机理,4、火驱油层的主要技术难点,对地下真实的燃烧状态；对燃烧带前缘的调整与控制；点火、注气、举升工艺

3、及其装备的可靠性；产出流体组分在线监测与安全预警。,汇 报 提 纲,一、火烧油层采油机理二、火驱关键技术三、国内外典型火驱矿场实例分析四、火驱技术的油藏适用条件及筛选标准五、新疆油田火驱矿场试验目标区建议,1、点火工艺（ignition）,二、火驱关键技术,1、点火工艺（ignition）,二、火驱关键技术,1、点火工艺（ignition）,二、火驱关键技术,天然气点火器（印度）电点火器（胜利油田）蒸汽预热/催化点火（尤尼斯）自燃点火（深层、低渗透稀油油藏）,SL-型电点火工艺,电缆绑在油管外壁，通过井下连接器与点火器连接，油管正注。,二、火驱关键技术,1、点火工艺（ignition）,基本要

4、求：连续性（两套以上的压缩机组）单向性（单向流动控制装置）递增性（额定功率/最高工作压力/最大排气量选择）,二、火驱关键技术,2、注气工艺,主要影响因素：油藏埋深（地层压力/压力系数）地层吸气能力（油层厚度、原油黏度）注采井距,国产空气压缩机可以达到的主要技术参数：1.最大排气量75Nm3/min；2.最大排气压力32MPa；3.排气温度60；4.电机功率1250kW；胜利油田目前2台36Nm3/min压缩机多年运转正常，1台72Nm3/min 压缩机尚未投入使用专业管理人员保证压缩机的正常运转；,二、火驱关键技术,2、注气工艺,3、监测工艺,监测内容：常规油、气、水产量；生产井产出气体组分（

5、判断燃烧状况/监测氧气突破）；生产井井底流温流压（判断燃烧带前缘位置）；其他（产出水PH值、硫酸盐、原油组分等）。,二、火驱关键技术,目前国内研制的生产井产出气遥测预警系统，可以实现气体含量显示、安全等级处理分析结果和预警三者同步。,二、火驱关键技术,3、监测工艺,抽油井温度、压力测试图,自喷井温度、压力测试图,3、监测工艺,二、火驱关键技术,二、火驱关键技术,4、完井及举升工艺,完井：生产井热采完井（固井质量至关重要）；注气井、生产井都要防砂；举升：火驱生产井油气比高、井筒举升效率；机械开启式阀式抽油泵和气锚举升工艺，降低气体对泵效的影响。,二、火驱关键技术,5、防腐技术,生产井防腐；注气井

6、防腐；地面管线及流程防腐；生产井及地面流程主要防止CO2腐蚀注气井主要防止长期高压注气情况下的富氧腐蚀,汇 报 提 纲,一、火烧油层采油机理二、火驱关键技术三、国内外典型火驱矿场实例分析四、火驱技术的油藏适用条件及筛选标准五、新疆油田火驱矿场试验目标区建议,1、概述 目前应用火驱技术采油的国家主要包括罗马尼亚、美国、加拿大、印度等。,三、国内外典型火驱矿场实例分析,88 90 92 94 96 98 00 02 04 06 08,美国近些年注蒸汽项目与火烧油层项目数量及产量,加拿大的主要火驱项目（2008年）,加拿大的火烧项目主要是Crescent Point 能源公司在萨克彻温省的Battr

7、um油田的三个火驱项目，总的产量为4800桶/天。,1、概述,三、国内外典型火驱矿场实例分析,罗马尼亚Suplacu油田的火驱项目是世界上规模最大的火驱项目。从1964年开始进行先导试验，后经历扩大试验和工业化应用，火驱高产稳产近30年，峰值产量为15001600t/d，累积增产15,000,000t，取得了十分显著的经济效益。目前Suplacu油田的火驱开发仍在进行，日产原油1200t，境内的其它5个火驱矿场试验在2000年前后相继中止。,1、概述,三、国内外典型火驱矿场实例分析,印度的ONGC（Oil and Natural Gas Corporation Ltd）公司1997年在Balo

8、l油田和Santhal油田实施了整体火驱开发。目前两个油田共有68口注气井，日注气量为140万标方，日增油量为1200t/d，空气/油比为1160，预期采收率可从最初的613%提高至3945%。目前印度共有4个商业化火驱项目：Balol Ph-1，Santhal Ph-1，Balol Main，Santhal Main运转正常。,油藏埋深 1049m；平均油层厚度 6.5m；油藏温度 70C；油藏压力 10.5MPa；含油饱和度 70%；孔隙度 28%；渗透率 815D；原油黏度 150cp地层倾角 570。,1、概述,三、国内外典型火驱矿场实例分析,油藏埋深 30m；油层厚度 0.52.4m

9、；平均孔隙度 23.4%；含油饱和度 60%；渗透率 58300md；20C原油粘度 1466mPa.s；原始地层温度 12.5C；原始地层压力 0.91MPa；井距 40110m；点火时间 结束时间,克拉玛依油田黑三区8001扇形井组火驱：,1、概述,三、国内外典型火驱矿场实例分析,克拉玛依油田黑四区行列井组火驱：油藏埋深 105115m；油层厚度 1.52.4m；平均孔隙度 25.4%；含油饱和度 60%；渗透率 600md；20C原油粘度 6302050mPa.s；原始地层温度 12.513C；原始地层压力 1.57MPa；井距 6075m；,1、概述,三、国内外典型火驱矿场实例分析,目

10、前国内正在开展的火驱矿场试验项目,1、概述,三、国内外典型火驱矿场实例分析,2、胜利油田郑408块火驱先导试验,（1）地质概况,三、国内外典型火驱矿场实例分析,2、胜利油田郑408块火驱先导试验,（2）开发历史,三、国内外典型火驱矿场实例分析,2、胜利油田郑408块火驱先导试验,（2）开发历史,三、国内外典型火驱矿场实例分析,据岩心分析，储层为中强水敏，其渗透率损失50%80%。,（3）火驱先导试验方案,中心点火井：1口一线生产井：4口二线生产井：7口含油面积：0.27km2地质储量：48104t油层平均厚度：14.8m 原油粘度：1250mPa.s,郑408试1井组,2、胜利油田郑408块火

11、驱先导试验,三、国内外典型火驱矿场实例分析,（4）火驱动态,自2003年9月7日点火以后，2004年1月底见到峰值产量，日油38t/d，目前日油20t/d，累计产油30000t，累计注气3000104m3，阶段气油比1000m3/t.,2、胜利油田郑408块火驱先导试验,三、国内外典型火驱矿场实例分析,（4）火驱动态,2、胜利油田郑408块火驱先导试验,三、国内外典型火驱矿场实例分析,（4）火驱动态,408-G7,408-9,2、胜利油田郑408块火驱先导试验,三、国内外典型火驱矿场实例分析,郑408块火驱井组生产动态（2006.02.13）,（4）火驱动态,2、胜利油田郑408块火驱先导试验

12、,三、国内外典型火驱矿场实例分析,（4）火驱动态,从产出气CO2含量测试结果看，油层维持正常燃烧，但平面燃烧不均衡。东、南方向燃烧较好，而西北方向较差。,2、胜利油田郑408块火驱先导试验,三、国内外典型火驱矿场实例分析,3、火驱矿场失败的原因总结,三、国内外典型火驱矿场实例分析,3、火驱矿场失败的原因总结,三、国内外典型火驱矿场实例分析,3、火驱矿场失败的原因总结其他因素,三、国内外典型火驱矿场实例分析,压缩机故障及供气能力不足美国Little Tom油田的San Migal油藏火驱试验过程中，压缩机故障频繁，导致试验被迫终止；美国Husky公司在Paris Valley 油田的Ansber

13、ry油藏火烧油层试验中，因压缩机故障，时断时续历时3年终止；胜利金家油田火烧项目，因压缩机频繁故障被迫终止；克拉玛依油田黑油山二西区2001井组因供气能力严重不足终止。决策效率胜利油田乐安草桥火驱项目，因决策迟缓导致水淹，火驱见效不明显，试验中止；郑408块因修井、更新井决策迟缓，错失增油最佳时机；油价80年代后期以及19982000年前后，有不少火驱矿场试验因油价因素中断（罗马尼亚4个项目）。,汇 报 提 纲,一、火烧油层采油机理二、火驱关键技术三、国内外典型火驱矿场实例分析四、火驱技术的油藏适用条件及筛选标准五、新疆油田火驱矿场试验目标区建议,四、火驱技术的油藏适用条件及筛选标准,1、国外

14、部分成功的稠油油藏矿场试验油藏参数,四、火驱技术的油藏适用条件及筛选标准,2、稠油火驱油藏筛选标准,不同学者提出的火烧油层油藏筛选条件,四、火驱技术的油藏适用条件及筛选标准,2、稠油火驱油藏筛选标准,（1）筛选标准依赖于经济条件，尤其是油价因素；（2）筛选标准不是油藏参数的绝对上限和下限；（3）油藏关键参数特别优越时，其它参数可放宽；（4）储层岩性、连续性、封闭性等非数值性指标是重要依据；（5）除筛选标准外，火驱施工和操作参数对矿场成败影响很大。,油藏筛选标准理解,汇 报 提 纲,一、火烧油层采油机理二、火驱关键技术三、国内外典型火驱矿场实例分析四、火驱技术的油藏适用条件及筛选标准五、新疆油田

15、火驱矿场试验建议,五、新疆油田火驱矿场试验建议,1、新疆油田火烧开发油藏筛选及分类,五、新疆油田火驱矿场试验建议,新疆火烧油层一类油藏,五、新疆油田火驱矿场试验建议,新疆稠油老区已进入蒸汽吞吐后期，蒸汽驱效果较差，油气比低，采出程度低，急待探索新的开发接替技术；新疆油田初步筛选火驱技术覆盖储量约3亿吨，有望提高采收率20%，新增可采储量6000万吨，技术应用前景广阔；新疆稠油油藏的埋深浅，储层物性好，原油粘度较低，对注空气工艺要求较低，安全风险较小，火驱成功的把握性较大；新疆油田通过早期黑油山的火驱试验，在火烧油藏工程设计、工艺技术配套、油藏生产和安全管理等方面积累了一定的经验和认识；新疆油田

16、对火驱油层技术有较广泛的认同度。,新疆稠油火烧油层潜力大、试验成功的可能性大,五、新疆油田火驱矿场试验建议,2、火驱先导试验区选择选原则,（1）由易到难，稳步推进，选取油藏条件较好、工艺技术难度较小、预期效果较好的区块开展先导试验；（2）试验区油藏条件符合火烧油层筛选标准和Y函数值1；（3）油藏泥岩盖层厚度5m，埋深400600m,油层厚度515m、且连续性好，原油粘度2000mPa.s左右；（4）油藏采出程度35%,So0.15,有利于火驱点火成功、开发效果和提高经济效益；（5）油藏条件代表性强，技术成功后近期规模推广意义大。,五、新疆油田火驱矿场试验建议,3、红浅-1井区,依据上述原则，通

17、过油藏条件筛选，建议在红浅断块的红2区开展火烧试验。,（1）红浅1断块红2井火烧试验区主要地质特征,目的层：八道湾组的J1B4；构造形态由西北向东南缓倾的单斜，地层倾角4 10。盖层厚度8 20m，储层厚度10 18m。,五、新疆油田火驱矿场试验建议,（1）红浅1断块红2井火烧试验区主要地质特征,试验区目的层发育油层12层，厚度6.012m，平均厚度7.6m，油层平面和纵向连通发育良好。,五、新疆油田火驱矿场试验建议,（1）红浅1断块红2井火烧试验区主要地质特征,试验区目的层物性好，属高孔、高渗类储层,五、新疆油田火驱矿场试验建议,（1）红浅1断块红2井火烧试验区主要地质特征,油层渗透率级差不

18、大,五、新疆油田火驱矿场试验建议,（1）红浅1断块红2井火烧试验区主要地质特征,平均含油饱和度76,五、新疆油田火驱矿场试验建议,（1）红浅1断块红2井火烧试验区主要地质特征,试验区目的原油粘度适中，有利于火烧驱替开发,2000mp.s,八道湾组原油粘度分布图（20）,红浅1断块的原油20时地面脱气油黏度80046000 mPa.s。试验区20时原油黏度在2000mPa.s左右原油凝固点-22.58；酸值3.25mgKOH/g；含蜡量平均1.36%，胶质含量42.2%。,五、新疆油田火驱矿场试验建议,（2）红浅1断块红2井区开发现状,红浅八道湾组于1990年采用吞吐汽驱的方式开采。截止2008

19、年8月，红浅一2井区油井总数96口，开井54口，动用储量282104t，累积注汽361.4104t，产油94.8104t，含水72%，采出程度32%，累积油汽比0.26，采注比0.98。,五、新疆油田火驱矿场试验建议,火驱有利因素：地层连续性好；油层厚度适中；原油黏度较低；不利因素：采出程度高(32%)；部分井井况条件差。,五、新疆油田火驱矿场试验建议,（3）红浅1断块红2井区火烧概念设计,火驱方式干式火驱；室内物理模拟实验证明，在含水饱和度为42%时，单纯注空气干式火驱过程中，仍具有湿式燃烧机理。,五、新疆油田火驱矿场试验建议,（3）红浅1断块红2井区火烧概念设计,井网采用九点面积井网，9口

20、注气井，40口生产井；先在高部位3个井组实施火驱，然后向低部位推进，每次3个井组；在每个井组的中心偏高部位，选择剩余油饱和度高的区域打新井做为点火井。,反九点面积井网；9口注气井；40口生产井；共49口井；分步实施，每次3个井组，自高部位向低部位推进。,五、新疆油田火驱矿场试验建议,（3）红浅1断块红2井区火烧概念设计,井距100140m,不同井距下开发指标对比,五、新疆油田火驱矿场试验建议,（3）红浅1断块红2井区火烧概念设计,注气方式与注气速度采用三段式变速注气，初期注气速度为10000 Nm3/d，然后逐步提速，240天后将单井注气速度提高至30000 Nm3/d；当火驱前缘从边井突破后

21、，逐步降低注气速度。,不同井距对应的单井上限注气速度,#单位体积燃料沉积量：27kg/m3；单位地层耗氧量：272Nm3/m3,五、新疆油田火驱矿场试验建议,（3）红浅1断块红2井区火烧概念设计,注气方式与注气速度240天后将单井注气速度提高至30000 Nm3/d；,五、新疆油田火驱矿场试验建议,（3）红浅1断块红2井区火烧概念设计,注气压力预测根据油藏工程计算结果，注气井井底压力不超过6MPa，考虑油墙等因素，最大注气压力应不超过9MPa。,五、新疆油田火驱矿场试验建议,（3）红浅1断块红2井区火烧概念设计,点火/注气井钻新井，油层段取心，高饱和度段射孔、点火。点火方式电加热点火；点火温度

22、400-600；点火时间15天；点火期间注气速度5000-7000Nm3/d。,1、套管2、油管3、电缆对接器4、点火电缆5、油管短节6、斜井对接器7、点火器8、挡风器9、测温传感器,五、新疆油田火驱矿场试验建议,（3）红浅1断块红2井区火烧概念设计,空气压缩机选择,多级往复式空气压缩机；压缩级数4级以上；电力驱动；最大工作压力10MPa以上（可以选择更大工作压力的压缩机）；最大工作排量100000Nm3/d；,五、新疆油田火驱矿场试验建议,（3）红浅1断块红2井区火烧概念设计,防腐设计,注气井防腐防止富氧腐蚀，建议采用3Cr不锈钢油管和套管；生产井防腐防止CO2等酸性气体腐蚀；地面管线及流程

23、防腐防止CO2等酸性气体腐蚀；生产井及地面流程的防腐工艺建议参考吉林油田注CO2试验和普光高含硫气田相关设计。,五、新疆油田火驱矿场试验建议,三、火烧油层先导试验区建议,2、新疆浅层稠油火烧先导试验区选择,（3）红浅1断块红2井区火烧概念设计,监测工艺,产量（尤其是产气量的计量）监测；产出流体物性变化监测；生产井井底流温、流压监测；,抽油井温度、压力测试,（3）红浅1断块红2井区火烧概念设计,监测工艺,安全监测产出气体组分监测；初期可采用便携式气体组分分析仪；,便携式井口气体组分分析仪,五、新疆油田火驱矿场试验建议,（3）红浅1断块红2井区火烧概念设计,开发指标预测数值模拟,温度场,五、新疆油

24、田火驱矿场试验建议,（3）红浅1断块红2井区火烧概念设计,开发指标预测三维物理模拟实验,五、新疆油田火驱矿场试验建议,采收率66%，边井突破时采出程度25.4%；已燃区体积45.5%，结焦带（含油层上部和下部）体积27%，剩余油区（燃烧带未波及区）体积27.5%；,六、下步工作设想,1、试验区油藏原油燃烧特征实验研究；2、次生水体对火驱燃烧带展布的主要影响研究；3、火烧油层驱油方式优化研究；4、火驱燃烧带监测与调控方法研究；5、火烧油层先导试验方案优化研究与编制。,室内研究,点火装置/工艺的引进或研发；压缩机的选择与采购；产出气体监测设备的采购与监测系统研发；生产井井底流温、流压监测装置的研发/引进；先导试验区井况调查与更新井（含老井扶停）施工；注气井井位选择与钻井（含取心）施工；井口、地面工程设计（建议耐压等级15MPa以上）与施工；,五、新疆油田火驱矿场试验目标区建议,工程准备,汇报结束 谢谢各位领导和专家！,