常用熱采方法有油井井筒加熱和油層加熱,。油層的加熱方式可以分為兩類:一是向油層注入熱載體,;二是在油層內(nèi)燃燒產(chǎn)生熱量,稱就地(層內(nèi))燃燒,,即火燒油層(火驅(qū)),。
(一)油井井筒加熱
油井井筒加熱的主要目的是補(bǔ)償井筒向地層的散熱,從而使井筒中的原油保持一定的流動溫度,,以控制原油析蠟和黏度的增加,,使原油得以順利采出。對于能夠流入井底的稠油,、高凝油,,采用井筒加熱的方法來維持正常生產(chǎn),比注蒸汽和火燒油層的熱采方法簡單而且經(jīng)濟(jì),。
(二)熱水驅(qū)
注水的目的是將油層中原油驅(qū)向鄰井,,但注入冷水于高凝油油層,,當(dāng)高凝點(diǎn)原油在低于析蠟點(diǎn)條件下,在高凝油油層的近井地帶會產(chǎn)生析蠟傷害,,即引起析蠟堵塞油層孔隙,。解決這一問題的方法是向油層注熱水進(jìn)行驅(qū)替,在有利于保持油層壓力的同時,,也保持油層的溫度,,避免出現(xiàn)油層孔隙中的析蠟和凝固現(xiàn)象。例如沈陽高凝油油田的油層溫度為80℃,,那么原油在油層中本來具有很好的流動性,,采取注熱水,只要不冷卻油層,,就可保持高凝油的流動性,,也不會在油層中析蠟。注熱水是注熱流體中簡便的方法,,與常規(guī)的注水開采基本相同,,這比注蒸汽容易且經(jīng)濟(jì)。
(三)蒸汽吞吐
蒸汽吞吐早出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代,,目前已成為熱力采油的主要方法,。蒸汽吞吐又稱循環(huán)注入蒸汽方法,它是周期性地向油井中注入蒸汽,,將大量熱能帶入油層的一種稠油增產(chǎn)措施,,注入的熱能使原油黏度大大降低,從而提高油層和油井中原油的流動能力,,起到增產(chǎn)作用,。
蒸汽吞吐是在同一口油并中注蒸汽和采油,所以又稱為單井吞吐采油,,在每一個吞吐周期過程中包括注汽,、關(guān)井和采油三個階段。
蒸汽吞吐的增產(chǎn)效果差別很大,,主要取決于井和油藏條件,,如油層壓力、原油黏度和飽和度,、油層厚度,、有無底水或氣頂、注汽過程中是否壓裂地層等,。在后繼的周期中,,原油產(chǎn)量一般逐漸下降,產(chǎn)水量增加,。
蒸汽吞吐的特點(diǎn)是用汽少,,見效快,,適應(yīng)范圍廣,但加熱半徑較?。ㄒ话銥?0~40m),,采收率并不高,一般不超過15%,。因此它通常作為蒸汽驅(qū)的先導(dǎo),。
(四)蒸汽驅(qū)
當(dāng)前,注蒸汽是應(yīng)用廣泛,、有效的提高稠油采收率的技術(shù),。quan世界應(yīng)用這種方法生產(chǎn)的稠油估計超過80000m3/d。蒸汽驅(qū)的產(chǎn)油量約占注蒸汽產(chǎn)量的一半以上,。由于蒸汽驅(qū)的最終采收率比較高,因而日益受到人們的重視,。蒸汽驅(qū)油法是一種驅(qū)替式采油方法,,其過程與注水開采類似,蒸汽驅(qū)是按一定的注采井網(wǎng),,從注汽井中連續(xù)注入蒸汽將原油驅(qū)替到周圍生產(chǎn)井使其連續(xù)生產(chǎn)的熱力開采方法,。與蒸汽吞吐相比,蒸汽驅(qū)需要經(jīng)過一段較長的時間才能見到效果,,費(fèi)用回收期較長,。蒸汽驅(qū)的采收率一般為50%~60%,有時可達(dá)75%,。
隨著技術(shù)的進(jìn)步,,一些新型的采油工藝,如SAGD(蒸汽輔助重力泄油)和VHSD(垂直井蒸汽驅(qū))也逐漸嶄露頭角,,為稠油開采提供了新的解決方案,。
SAGD采油工藝主要利用重力作用將蒸汽加熱后的稠油驅(qū)替到生產(chǎn)井。它采用雙水平井布局,,其中一口井注入蒸汽,,蒸汽在油層中形成蒸汽腔并加熱周圍的原油,被加熱的原油和蒸汽冷凝水在重力作用下流向下方的生產(chǎn)井并被采出,。SAGD技術(shù)結(jié)合了蒸汽驅(qū)和重力驅(qū)的機(jī)理,,通過蒸汽加熱降低原油黏度,然后利用重力使原油流向生產(chǎn)井,。因此,,SAGD可以被視為一種特殊的蒸汽驅(qū)采油工藝,但它更側(cè)重于利用重力作用進(jìn)行原油驅(qū)替,。
VHSD采油工藝則結(jié)合了垂直井和水平井的蒸汽驅(qū)技術(shù),。它利用垂直井注入蒸汽,,水平井收集原油。VHSD技術(shù)通過優(yōu)化井網(wǎng)布局和注汽策略,,提高了蒸汽的波及效率和采收率,。這種工藝更注重蒸汽在油層中的擴(kuò)散和驅(qū)替效果,以及如何通過合理的井網(wǎng)布局來提高采收率,。
SAGD和VHSD采油工藝都屬于蒸汽驅(qū)的范疇,,但它們在井網(wǎng)布局、注汽策略和開采方式上存在差異,。SAGD更側(cè)重于利用重力作用進(jìn)行原油驅(qū)替,,而VHSD則更注重蒸汽的波及效率和采收率的提高。這兩種工藝都為稠油開采提供了有效的解決方案,,并在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的效果,。
(五)火燒油層
火燒油層法(火驅(qū)法),是向儲層中注空氣給燃燒前線供氧,。當(dāng)開始注空氣時,,注入井眼附近的原油開始氧化。如氧化反應(yīng)快,,原油將自燃點(diǎn)火,,并開始燃燒。如氧化反應(yīng)慢,,則下入加熱器到注入井底加熱空氣的辦法使其點(diǎn)燃,。點(diǎn)火成功后,繼續(xù)注空氣使燃燒前線從注入井沿油層向外移動,。燃燒廢氣在前方流動,,并與油和水一起在生產(chǎn)井采出。
在燃燒前緣處發(fā)生的熱量(那里的高峰溫度通常在315~980℃),,把靠近前緣的地層水汽化,,并在燃燒前線的前方形成一蒸汽帶。燃燒反應(yīng)中生成的水分也有助于這個蒸汽帶的形成和發(fā)展,。蒸汽提高了稠油的流動性,,并把大部分稠油自蒸汽帶內(nèi)驅(qū)出,留下的少量原油,,當(dāng)不斷擴(kuò)散的燃燒前緣推近時,,緊靠燃燒前線處的高溫使原油蒸發(fā)和裂解,剩下的只有即將作為燃料被燒掉類似焦炭的殘渣,。蒸餾和裂化出來的輕油蒸氣與燃燒廢氣一起向前流動,,被蒸汽前緣裂解的原油吸收,并在那里逐漸形成一個富油帶,。
被燒掉的“焦炭”是原油中價值低的瀝青部分,,為此多數(shù)火驅(qū)項目生產(chǎn)的原油均較原來地層的比重小一些,。
隨著油層燃燒的發(fā)展,蒸汽和燃燒氣流逐漸移向油藏上部,。燃燒前緣也隨氣流向上移動,。當(dāng)熱力前緣到達(dá)生產(chǎn)井時,因?yàn)楫?dāng)?shù)卦宛ざ入S溫度升高而降低,,同時由于存在上述的富油帶,,油產(chǎn)量經(jīng)常有所增加。當(dāng)燃燒前沿接近生產(chǎn)井時,,必須采取防范措施(例如通過環(huán)形空間循環(huán)冷水)以防生產(chǎn)井在持續(xù)高溫生產(chǎn)中受到損壞,。
火驅(qū)法中廣泛采用的一項技術(shù)改革是隨空氣一起注入水,或同時注入,,或交替地注入空氣和水,,稱為濕燒法。水流過已燒過區(qū)域時吸收熱量而變成蒸汽,,它攜帶熱量穿過燃燒前緣到達(dá)蒸汽帶,,從而更充分地利用了已燒過區(qū)域內(nèi)儲存的熱量,同時,,生產(chǎn)井作業(yè)溫度有所降低。
采用熱力開采法,,井口產(chǎn)出液溫度可能高達(dá)180度,,要想在線測量采出液含水率就成了很大的難題!杭州飛科電氣有限公司新推出了設(shè)計溫度指標(biāo)達(dá)200度的ALC05-HT型高溫井口原油含水分析儀,,該含水儀可應(yīng)用于油田計量間,、井口等地面工藝流程位置,在線完成0%~100含水率的全量程檢測,。該含水儀還可以配套大口徑取樣管段,、滿足客戶對于不同管徑特別是一些大口徑管線的安裝需求,通過法蘭連接,,實(shí)現(xiàn)了在線取樣,、非實(shí)時測量的功能。目前ALC05型靜態(tài)含水儀已在新疆油田廣泛使用,,高溫型產(chǎn)品也開始在油田的SAGD區(qū)塊和VHSD區(qū)塊推廣應(yīng)用,。
(ALC05型靜態(tài)含水儀&ALC05-HT高溫井口含水儀在新疆油田應(yīng)用)
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