1、东北石油大学秦皇岛分校毕业论文稠油开采技术的研究现状日期：2015 年 4 月 3 日学科专业 : 油田化学应用技术学 生 : 指 导 教师 : （教授）摘 要随着石油开采技术的不断提高，一些特殊油藏越来越引起石油工作者的重视。由于稠油在石油资源中所占比例较大，因此如何开采稠油，使之成为可动用储量，是石油界一驱、火烧油层等为主要开采方式的稠油热采技术，以及以碱驱、聚合物驱、混相驱等为主的稠油冷采技术。对于稠油油藏，常规的方法是很难开采出来的，因此便采取一些特殊的开采方法。主要从稠油冷采和稠油热采两个方面介绍稠油开采的方法以及各种方法的适用条件和作用基理，通过对各种方法的介绍，很容易发现稠油冷采
2、的方法成本投资小，工艺流程简单，但是适用范围比较小，稠油热采方法虽然成本投资大，但是适用范围大，而且可以达到较高的采收率，其中蒸汽吞吐是目前应用最多的、发展前景比较好的一种稠油热采方法；根据稠油开发的发展趋势，对稠油油藏开发提出一些台理的建议，目的是为将来的稠油油藏开发方式的筛选和创新打下一个基础，使稠油油藏开发上升到一个新的台阶。关键词：稠油资源；热采；冷采；稠油新技术；ABSTRACTWith the oil mining technology continues to improve, some special reservoir has attracted more and more
3、attention of petroleum workers. Because of heavy oil in the oil resources in the proportion of larger, so how to mining of heavy oil, make it become available reserves, oil field is a drive, in-situ combustion technology is the main way of exploitation of heavy oil thermal recovery, and in alkaline
4、flooding, polymer flooding and miscible flooding based heavy oil cold production technology. For heavy oil reservoir, the conventional method is difficult to mined, so they take some special mining method. The applicable conditions and mechanisms mainly from the cold production of heavy oil and heav
5、y oil thermal recovery two aspects introduced methods of heavy oil exploitation and various methods, through a variety of methods, it is easy to find that the cost method of heavy oil cold production of small investment, simple process flow, but the scope is smaller, the heavy oil thermal recovery m
6、ethod while the cost investment however, large application range, and can achieve higher recovery rate, which is currently the most used steam huff and puff, relatively good prospects for development of heavy oil thermal recovery method; according to the development trend of heavy oil development, a
7、nd put forward some reasonable suggestions on the development of heavy oil reservoir, the purpose is to lay a foundation for the selection and innovation the future of the heavy oil reservoir development mode, so that the development of heavy oil reservoir up to a new step.Keywords: heavy oil resour
8、ces；thermal recovery；cold production；heavy oil new Technology目 录第 1 章 概 述 .11.1 稠油的定义 .11.2 世界稠油资源的分布 .1第 2 章 稠油的开采 .32.1 稠油的开采原理 .32.2 稠油的开采技术 .4第 3 章 稠油开采技术的现状 .53.1 稠油热采技术的现状 .53.2 稠油冷采技术的现状 .5第 4 章 稠油开采技术发展的趋势 .74.1 稠油热采技术的发展趋势 .74.2 稠油冷采技术的发展趋势 .7第 5 章 结论 .9参考文献 .10致 谢 .120第 1 章 概述1.1 稠油的定义稠油是一
9、种高粘度、高密度的原油，成分相当复杂，一般都含有沥青质、胶质成分，是石油烃类能源中的重要组成成分，国外将重油和沥青砂油统称为重质原油（Heavy Oil）。国内外稠油的分类标准不一致，一般用粘度 、密度 、重度 API 表示。稠油分类不仅直接关系到油藏类型划分与评价，也关系到稠油油藏开采方式的选择及其开采潜力 1。为此，许多专家对稠油分类标准进行了研究并多次举行国际学术会议进行讨论。1.2 世界稠油资源的分布世界上稠油资源极为丰富，其地质储量远远超过常规原油储量。据统计，世界上己证实的常规原油地质储量约为 4200108t，而稠油（包括沥青）油藏地质储量高达 155500108t。我国稠油资源
10、分布很广，储量丰富，陆上稠油、沥青资源约占石油总资源量的 20%以上 2。目前已在松辽盆地、渤海湾盆地、准葛尔盆地、南襄盆地、二连盆地等 15 个大中型含油盆地和地区发现了 70 多个稠油油藏，全国稠油（包括沥青）地质储量在 80l08t 以上，其中仅渤海湾盆地各拗陷在低凸起、边缘斜坡带等处，稠油储量可达 40l08t；准噶尔盆地西北缘稠油储量达10l08t 以上。我国陆上稠油油藏多数为中生代陆相沉积，少量为古生代的海相沉积，储层以碎屑岩为主，具有高孔隙度，高渗透率，胶结疏松的特征。辽河油田是我国主要的稠油开发区，油藏类型多；其次是克拉玛依油田、胜利油田及大港油区。我国目前发现数量众多的稠油油
11、藏，其埋藏深度变化很大，在 102000m 之间，但从全国范围来看，绝大部分稠油油藏埋藏深度为 10001500m 之间 3。稠油粘度高，密度大，开采中流动阻力大，不仅驱动效率低，而且体积扫油效率也低，难于用常规方法进行开采。稠油的突出特点是含沥青质、胶质较高。我国胶质、沥青质含量较高的稠油产量约占原有总产量的 70%。因此，稠油的开采1具有很大的潜力，而且随着轻质油开采储量的减少，21 世纪开采稠油所占的比重将会不断增大。对于稠油油藏，常规方法很难开采，要采取一些特殊的工艺措施，如热力采油，化学方法采油、生物采油及一些组合方法等。为此，各国均有针对性地加强了稠油开采的技术研发。2第 2 章
12、稠油的开采2.1 稠油的开采原理采油所涉及的两个重要概念是流度比 M 和毛细管数 Nc。流度 M比通常定义为驱替液的流度与被驱替液（本文假定为原油）的流度之比。因为驱替液与被驱替液在岩石中的渗透率一定，所以也就和被驱替液的粘度成正比关系。也就是说增加驱替液的粘度有利于驱油。如果M1，驱替液将流经大部分被驱替液，致使驱替无效。为使驱替效率达到最高，应该 M1 此时为“有利”流度比 4。毛细管数Nc=v/其中,Nc：毛细管数，Pams/m；：驱油剂的流体粘度，mPas ；v：驱替速度,m/s；:：被驱替液和驱替液之间的界面张力，mN/m。剩余油饱和度是毛细管数的函数。很显然，通过降低原油粘度或增加
13、压力梯度，更重要的是降低界面张力，可以增加毛细管数，从而降低剩余油饱和度。只有当界面张力非常低，并达到时 102mN/m 时，才会出现显著降低的情况。一般情况下，界面张力降低千分之一才会见到显著的采油效果。这在实验室条件下是可行的，但是在油田条件下是困难的 5。石油大学应用高温高压流变仪，在不同温度和压力下，对塔河油田TK-427 井产原油进行了研究，测量了不同含水率，不同气油比下的原油粘度，用曲线拟合法探讨了原油及油气水多相流粘度与温度、压力不同的关系。结果表明，原油及油气水多相流的粘温特性符合指数规律，原油粘度与压力呈线形关系，原油的粘度随气油比不同而变化巨大，含气原油粘度随压力变化存在极
14、小值（泡点压力），含水原油粘度随含水量变化存在极大值（非乳化拐点）。32.2 稠油的开采技术就目前稠油开采技术而言，稠油开采可分为热采和冷采两大类。稠油粘度虽高，但对温度极为敏感，每增加 10，粘度即下降约一半。加热过程中，水、轻质油和稠油粘度的变化表明，增加相同的温度，稠油的粘度比水和轻质油降低的多得多。依国际通用的 ASTM 标准，中国许多稠油油田的稠油粘温曲线呈斜直线状，斜率几乎一样 6。这说明稠油对加热降粘的规律性是一致的，这也是稠油热采的主要机理。热力采油作为目前稠油开发的主要手段，能够有效升高油层温度，降低稠油粘度，使稠油易于流动，从而将稠油采出。稠油“冷采 ”是相对“热采”而言的
15、，即在稠油油藏开发过程中，不是通过升温方式来降低油品的粘度，提高油品的流动性能，而是通过其它不涉及升温的方法（如微生物采油，三元复合驱或者加入适当的化学试剂），利用油藏的特性，采取适当的工艺达到降粘开采的目的 7。4第 3 章 稠油开采技术的现状3.1 稠油热采技术的现状稠油热采的主要原理就是降粘。稠油热采是目前世界上规模最大的提高原油采收率工程项目，该技术自问世以来，已经有了突飞猛进的发展，形成了以蒸汽吞吐、蒸汽驱、SAGD、热水驱、火烧油层、电磁加热，蒸汽与天然气驱（SAGP ），注气体溶剂萃取稠油技术（VAPEX），水平压裂辅助蒸汽驱（FAST ）等技术为代表的技术框架。其中大部分技术已
16、经广泛应用于稠油油藏的开发，并取得了显著的效果，少部分前沿技术正处于矿场先导试验阶段或基础研究阶段 8。3.2 稠油冷采技术的现状全球范围内，稠油储量约占全部烃类储量的 50%左右，大部分稠油是用热采方法采。为了降低成本，提高稠油开采的经济效益，当时加拿大的一些小石油公司率先开展了稠油出砂冷采的探索性矿场试验川。其主要作法是，不注蒸汽，也不采取防砂措施，射孔后直接用螺杆泵进行开发。矿场试验取得了令人意想不到的效果，于是出砂冷采的概念就在这种情况下迅速建立起来了。到了 90 年代末，全球范围内，稠油储量约占全部烃类储量的 50%左右，大部分稠油是用热采稠油出砂冷采已成为热点，除了众多中小石油公司
17、外，一些大的石油公司也纷纷涉足这一领域，国际上，尤其是加拿大有关研究机构，从这时开始竞相开展了相应的理论研究，提出了冷采高产的主要机理地层中蛆叫洞和泡沫油理论。特别是这十几年的发展，稠油出砂冷采己显出良好的经济效益9。加拿大有许多采用常规降压开采无法出油的稠油藏，在采用冷采工艺后，单井日产油一般在 350t 之间，采收率达 8%15% ，最高达 20%，原油操作费用每桶仅在 3.04.6 美元之间，采油成本大大低于蒸汽吞吐或其它开采方式。我国稠油资源丰富，分布较广泛。目前己建成辽河、胜利、新疆和河南等 4 大稠油生产基地，累计动用稠油储量近 10l08t，建产年生产5能力 1300l04t。稠油冷采试验全国只有河南油田在 1997 年进行先导性试验，由于技术原因又转入蒸汽开发，理论上的研究尚属空白，矿场试验己取得了一些经验，但有没有往下进行稠油冷采就是在油井蒸汽吞吐末期采用各种制剂来降低原油粘度，改变储层岩石的润湿状态，疏通油流孔道、提高原油流动性，并使吸附在岩石表面的原油释放出来，进而达到提高油井产量，延长油井生产周期，降低生产成本的目的.该技术通过现场实验，取得了阶段性成果，为稠油中后期开发提供了一条新的技术途径.对于油层薄、埋藏深、地层渗透率低而不允许高速注入以及含油饱和度低或孔隙度低的稠油油藏，不适合用热采法开采，但可采用冷采的方法开采 10。
