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摘 要:隨著全球性稠油時代的到來,稠油開采刻不容緩.但稠油與常規原油不同,密度高,粘度大.針對稠油的獨特性質,介紹了目前國內外的幾種重要的稠油開采方法,并對這些方法進行了分析.

關 鍵 詞 : 稠油 熱采 冷采 化學降粘 微生物開采

前言

我國原油的第一特點就是偏重的常規原油,已在12個盆地中發現了70多個稠油區,其中遼河油田是我國最大的稠油油田,其次是克拉瑪依油田、勝利油田及大港油區.因此,研究稠油的開采方法對我國石油開采工作具有重要的現實意義.

由于稠油密度高,粘度大,其主要原因是稠油中的膠質、瀝青質含量高.用于開采常規油藏的方法大都不適用于稠油油藏.因此,根據稠油的獨特性質,優化出適用于稠油開采的工藝方法是非常有必要的.如熱力采油、化學方法采油、生物法采油等等,下面將對這些方法意義闡述.

一、稠油熱采方法

熱力采油主要是通過一些工藝措施使油層溫度升高,降粘稠油粘度,使其易于流動,从而將稠油采出.主要方法有SAGD、蒸汽吞吐等.

1.SAGD技術

SAGD(steam-assisted gravity drainage)一般譯作蒸汽輔助重力驅油.適用于低粘度油藏中,尤其是瀝青的開采中,在油藏較厚(大于20m)時效果也較好.

方法是在油藏儲層中鉆兩口水平井,這兩口水平井上下排列.位于上部的水平井成为注氣井,位于下部的水平井成为生產井.將蒸汽注入注氣井,蒸汽融化該井周圍油,油受到重力作用會向下流動到生產井中,開采出&#

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如何撰寫蒸汽本科論文
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在1996年,遼河油田超稠油藏開辟了雙水平井蒸汽輔助重力驅先導試驗區.歷時594天,累計注蒸汽14292噸,產油19250噸,累計油氣比0.13,取得了較好的試驗效果.

2. 蒸汽吞吐(CSS)

蒸汽吞吐采油是一種相對簡單和成熟的注蒸汽開采稠油的技術,目前在加拿大、美國、委內瑞拉廣泛應用,是一種單井作業方式,其方法是向生產井中注入蒸汽,然后關井大概幾周的時間,讓蒸汽與油藏進行熱交換,最后開井生產,該過程可循環進行.其機理主要是加熱近井地帶原油,使之粘度降低,當生產壓力下降時,為地層束縛水和蒸汽的閃蒸提供氣體驅動力.

蒸汽吞吐的優點是適用于稠油油藏(瀝青).缺點是注入的蒸汽主要是用來降低原油粘度,并沒有增加油藏本身的能量.在采油的過程中,油層壓力是逐渐減小的,因此在一定的蒸汽吞吐周期后,油藏將不能被開采出来.蒸汽吞吐的采收率一般小于20%,因此,在經過蒸汽吞吐開采之后,仍存在大量剩余油.

國內正在研究的是CO2吞吐技術,CO2具有很好的降粘、增液和改善蒸汽吞吐效果的作用,但這種方法必须要有氣源.

蒸汽吞吐添加劑開采稠油是当前全球研究熱點.方法是將多種化學劑组成的吞吐液從生產井注入油層,燜井期間利用化學吞吐液與原油間的低界面張力特性,使注入的吞吐液與井筒附近的原油發生乳化作用产生O/W型乳狀液,降低原油粘度,改善稠油流動性,改變地層的潤濕性和毛管力,从而降低井筒附近的壓力降,使原油更易從地層流入井筒.

二、稠油冷采方法

相對于熱采來說,冷采雖然采收率較低,但消耗的能量要少得多.

1.稠油出沙冷采(CHOPS).

該方法在加拿大西部油區得到了廣泛的應用.在沒有人工補充能量的條件下,依靠天然能量,并通過調節壓差使地層出砂,同時又保持地層骨架不被破壞,从而大幅度改善地層的滲透率,提高產量.

適用于疏松、埋藏較淺的油砂油藏開采,在開采的過程中,會導致“蟲洞”的形成,進而有天然氣從稠油中冒出,形成“泡沫油”.在油、水、氣采出的過程中,大概會有10v%的沙子連帶采出,不過,隨著開采時間的延續,含沙量將會逐渐減少.稠油出沙冷采的缺點是提高采收率降低,不足10%.

2. 聚合物驅油

聚合物驅是指向用于驅油的水中添加少量的可溶于水的高分子量聚合物以提高水的視粘度,从而降低流度比.由于稠油粘度高,出于成本和機械方面的注入壓力考虑,對所使用的聚合物濃度有一定限制.因此,聚合物對粘度在數百厘泊以上的稠油作用不大.

三、稠油化學降粘開采

稠油化學降粘是向原油中加入化學藥劑,通過藥劑的作用达到降低稠油粘度的目的.在三采中,化學降粘驅油是重要的提高采收率的方法,雖然是一種新興的降粘方法,但前景廣闊.

1.催化降粘

在蒸汽吞吐或蒸汽驅的注蒸汽階段,油層溫度達150~300℃,若在此溫度范圍內加入少量的催化劑如NiSO4等,可使稠油中的膠質、瀝青質在硫鍵處斷裂,产生較好的降粘效果.但在加入催化劑前應先除去稠油中的金屬成分,以防止催化劑中毒而使催化效果迅速降低.

2.表面活性劑降粘

表面活性劑降粘一般可以通過三種機理來解釋:乳化降粘、破乳降粘和吸附降粘.這三種降粘機理往往同時存在,但表面活性劑不同和條件不同時,起主導作用的降粘機理可能不同.乳化降粘是在表面活性劑的作用下使稠油形成O/W型乳狀液或將W/O型转变成O/W型乳狀液.破乳降粘是通過加入一定量的破乳劑,使W/O型乳狀液破乳而生成游離水.吸附降粘是通過表面活性劑分子吸附于管壁或油層巖石表面而減少摩擦阻力.


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今后提高注入效果的方向,主要是針對瀝青質等重質組分在采油中帶來的困難,提高注入藥劑的作用效果,同時也可以考虑加入其他更加有效的活性驅替劑.

四、微生物法采油

利用微生物方法采油主要是利用微生物的各種特性進行采油,主要有兩種方法,一種是生物表面活性劑技術,另一種是微生物降解技術.

1.生物表面活性劑

生物表面活性劑是微生物在特定的條件下生長過程中分泌并排出體外的具有表面活性的代謝產物.一方面具有化學表面活性劑的共性,另一方面又有穩定性好、抗鹽性較強、受溫度影響小、能被微生物降解、無毒、成本低的特點.生物表面活性劑已廣泛用于提高原油采收率.

2.微生物降解技術

利用微生物降解技術對原油中的瀝青質等重質組分進行降解,可以降低原油粘度,提高油藏采收率,這一技術在采油過程中得到了一定的應用并有繼續發展的趨勢.其機理包括:第一,就地生成CO2增加壓力來增強原油中的溶解能力;第二,生成有機酸而改善原油的性質;第三,利用降解作用將大分子的烴類轉化為低分子的烴;第四,产生表面活性劑以改善原油的溶解能力;第五,产生生物聚合物將固結的原油分散成滴狀;第六,對原油重組分進行生化活性的酶改進;第七,改善原油粘度.

遼河油田錦州采油廠1995年率先开展了將微生物处理技術用于針對稠油中膠質、瀝青質組分的研究,1996年進入礦場試驗階段,1996―1997年先后在遼河千12塊進行微生物吞吐26井次,取得良好效果.

結論

除上述介紹的稠油開采方法外,還有一些筆者認為技術不成熟或沒有應用前景的開采方法,對這些方法沒有一一贅述.例如,稠油摻稀降粘,雖然效果較好,但目前稀油資源短缺,摻稀法不是研究的方向.另外,在國內外稠油開采中,使用堿水驅油的也較多,但是至今還沒有系統的研究過與堿水驅油有關的乳狀液類型,也沒有具体方法根據乳狀液特征選擇堿水配方.在堿水降粘方面的研究也較少,幾乎沒有進行過現場試驗.

縱觀上述稠油開采方法,共性是降低稠油粘度,改善稠油的流動性.對比分析認為,采用化學降粘方法對稠油進行降粘開采具有一定的優勢,前景廣闊.

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參考文獻:

[1] 王均,范毅. 稠油油藏的開采技術和方法. 西部探礦工程. 2006

[2] 包木太,范曉寧,曹秋芳,等. 稠油降粘開采技術研究進展. 油田化學,2006.

作者簡介:吳景霞 (1973)女,漢,山東鄄城人,技師,主要从事油氣計量工作.

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