稠油開(kāi)采現(xiàn)狀與相關(guān)技術(shù)研究

曲文瀚

（中國(guó)石油遼河油田公司特種油開(kāi)發(fā)公司，遼寧 盤(pán)錦 124010）

1 稠油生產(chǎn)特點(diǎn)

稠油是石油烴類(lèi)能源中的重要組成部分，稠油流動(dòng)性能很差，可流動(dòng)溫度在80℃左右。長(zhǎng)效壓力計(jì)測(cè)試資料中得出，當(dāng)油層溫度低于80℃，油井產(chǎn)量迅速下降到零。原油在地層條件下不流動(dòng)，因此在開(kāi)發(fā)、輸油、貯運(yùn)和外銷(xiāo)的每個(gè)環(huán)節(jié)都必須全程伴熱。其特點(diǎn)如下：

（1）稠油中的膠質(zhì)與瀝青含量高，輕質(zhì)餾分很少。而且隨著膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量增高稠油的相對(duì)密度和粘度也相應(yīng)增加。

（2）稠油的粘度對(duì)于溫度特別敏感，隨著溫度的增加，粘度急劇下降。且原油粘度越大，這種變化越明顯。

（3）稠油中硫、氧、氮等雜原子較多。

（4）稠油中石蠟含量一般較低，但也有極少數(shù)油田是“雙高油田”，即瀝青質(zhì)含量高、石蠟含量也高，表征為高粘度高凝點(diǎn)原油。

因此，稠油它的蒸汽吞吐開(kāi)發(fā)具有與普通稠油不同的三大特點(diǎn)：（一）能量消耗大(需要大電機(jī)、大電熱裝置、大注汽鍋爐)；（二）生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題多，作業(yè)頻率高，如：分層注汽、沖砂、防砂、檢泵、大修、側(cè)鉆等；（三）操作成本高，其中：熱采費(fèi)占30%；作業(yè)費(fèi)占26%；動(dòng)力費(fèi)占12.5%；油水處理費(fèi)占14.1%，四項(xiàng)合計(jì)占操作成本的82.6%。與普通稠油相比，熱采費(fèi)噸油增加73.9元/t，作業(yè)費(fèi)增加76.0元/t，動(dòng)力費(fèi)增加40.8元/t，油水處理費(fèi)增加30.2元/t，四項(xiàng)合計(jì)，每噸原油操作成本比普通稠油高出220.9元/t。

2 稠油獨(dú)特的開(kāi)采規(guī)律

2.1 周期間產(chǎn)量變化規(guī)律。可劃分為三個(gè)階段：上升階段（1～3輪），周期產(chǎn)量呈逐漸上升趨勢(shì)，產(chǎn)量上升率平均為22%；高峰階段（4～6輪），周期產(chǎn)量穩(wěn)定在1070t左右；緩慢遞減階段（7輪以后），7輪以后便進(jìn)入高輪次吞吐階段，周期產(chǎn)量逐漸下降，平均周期遞減率為10%。超稠油的這種產(chǎn)量變化規(guī)律，是由超稠油的熱敏效應(yīng)決定的，同時(shí)也受加熱半徑、井底周?chē)惋柡投鹊闹萍s。

2.2 周期內(nèi)日產(chǎn)油變化規(guī)律。劃分為兩種開(kāi)發(fā)模式：一是周期生產(chǎn)早期（1～3周期），平均日產(chǎn)油量由零很塊上升到23t／d左右，產(chǎn)量日遞增平均為1.5t／d左右，油井保持相對(duì)高產(chǎn)一段時(shí)間，稱(chēng)之謂峰值期，一般為20t/d左右，峰值期過(guò)后，除了第一周期由于熱能的影響，遞減較快外，二、三周期均緩慢遞減，直至周期結(jié)束。二是第四周期以后，日產(chǎn)油上升階段逐漸變緩，產(chǎn)量高峰值逐漸降低、滯后，甚至峰值產(chǎn)量消失，緩慢進(jìn)入遞減期。這兩種開(kāi)發(fā)模式，生產(chǎn)60d以后，單井周期內(nèi)產(chǎn)量變化規(guī)律驅(qū)于一致。

2.3 采注比、回采水率、油汽比變化趨勢(shì)

蒸汽吞吐是一個(gè)降壓開(kāi)采的過(guò)程，采出液量大于注入蒸汽量才能保證下一輪注汽質(zhì)量。采注比的大小與注汽干度密切相關(guān)，同時(shí)中周期以后采注比下降快也反映地層能量降低過(guò)快，周期遞減過(guò)大，因此采注與周期吞吐效果有直接影響，控制合理的采注比對(duì)于穩(wěn)定區(qū)塊產(chǎn)量起到重要作用。超稠油的這種變化規(guī)律與其特殊的原油性質(zhì)、儲(chǔ)層條件、舉升工藝有著直接關(guān)系。

3 稠油開(kāi)采現(xiàn)狀

我國(guó)上世紀(jì)80年代就著眼對(duì)稠油的研究和開(kāi)發(fā)，按稠油油藏的特點(diǎn)，其開(kāi)采方式也各有所異，但總是沿著降黏和使分子變小、變輕的方向發(fā)展努力著。目前，提高采收率最成功的開(kāi)采方法分兩大類(lèi)：一是注入流體熱采或驅(qū)替型方法，如熱水驅(qū)、蒸氣吞吐、蒸氣驅(qū)、火驅(qū)等；另一類(lèi)是增產(chǎn)型開(kāi)采方式，包括水平井、復(fù)合分支井、水力壓裂、電加熱、化學(xué)降黏等，這兩類(lèi)技術(shù)的結(jié)合使用，已成為當(dāng)今稠油開(kāi)發(fā)的主要手段。其中，勝利油田采用熱采、注蒸氣、電加溫、化學(xué)降黏（注聚合物驅(qū)）等技術(shù)；遼河油田的中深層熱采稠油技術(shù)；大港油田的化學(xué)輔助吞吐技術(shù)；新疆油田的淺層稠油面積驅(qū)技術(shù)；河南油田的稠油熱采技術(shù)等，均處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。尤其是河南油田原油的黏度特高（普通稠油為 10000Mpa.s，特稠油為 10000-50000Mpa.s，超稠油為50000Mpa.s以上），熱采需要的參數(shù)很大，需要注氣壓力7.5Mpa，注氣速度為100t/d，蒸氣干度為75%，蒸氣溫度為290℃，油層深度為300m，放噴時(shí)地層溫度為140℃，壓力為5.5Mpa，優(yōu)選好合理參數(shù)，是有效開(kāi)發(fā)稠油的關(guān)鍵。人們?yōu)榱斯?jié)能降耗，特研制成功一種將飽和的尿素溶液注入被蒸氣加熱的地層，使尿素在高溫下，分解成氨和CO2，對(duì)地層進(jìn)行注蒸氣、堿和CO2驅(qū)的綜合處理方法，已在俄羅斯的部分稠油油藏試驗(yàn)結(jié)果表明，該方法是高效的，有廣泛的適用性和良好的發(fā)展前景。

4 稠油開(kāi)采技術(shù)問(wèn)題

我國(guó)目前高度重視稠油開(kāi)采中的有關(guān)世界性技術(shù)難題。國(guó)家“973”計(jì)劃將“重油高效轉(zhuǎn)化與優(yōu)化利用的基礎(chǔ)研究”列入其中，以加快解決稠油高效轉(zhuǎn)化與優(yōu)化利用這一世界性科技難題。熱采技術(shù)的發(fā)展前景。某些蒸汽吞吐開(kāi)采油藏將陸續(xù)轉(zhuǎn)入蒸汽驅(qū)或熱水驅(qū)，還有某些新油藏將投入開(kāi)發(fā)。稠油產(chǎn)量將繼續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)。稠油到達(dá)井口的溫度可達(dá)140℃左右，稠油在此高溫下粘度已很低，可以以自噴或人工舉升方式開(kāi)采稠油。而深層稠油則不可能采用此方法，一方面，隔熱管是雙層管（Φ27 in×Φ41 in），對(duì)于常用修井機(jī)負(fù)荷太重，重要的是隔熱管大于3000m的沿程熱損失太大，注入蒸汽到達(dá)井底，蒸汽干度幾乎為零，甚至已成為熱水，熱水的熱焓大大低于蒸汽，用熱水加溫油層已經(jīng)沒(méi)有什么作用，甚至熱水溫度還可能低于地層溫度，那就更不起作用了。至于使用電熱桿或加熱電纜的方法加熱中深井稠油，可能有一定效果，但加熱深層稠油或超稠油，則因?yàn)殡姛釛U或加熱電纜長(zhǎng)度太長(zhǎng)，電壓降很大，加熱功率太小，轉(zhuǎn)換成熱能升溫有限，不足以使稠油粘度大幅度下降，也就無(wú)法將稠油開(kāi)采出來(lái)。如果為了提高功率將電壓升高，又會(huì)引出其他問(wèn)題，如絕緣材料、耐溫問(wèn)題及井口安全問(wèn)題；或?qū)㈦娎|截面積加大，減小電壓降，也會(huì)引發(fā)其他問(wèn)題，這樣電纜外徑加大，油套管環(huán)形空間太小又不能下入，同時(shí)電熱桿或加熱電纜功率已經(jīng)很大（達(dá)到130kW），相當(dāng)于深抽抽油機(jī)電機(jī)功率的兩倍左右，運(yùn)行費(fèi)用太高，大大地提高了原油成本。因此說(shuō)，對(duì)淺井、中深井稠油開(kāi)采行之有效或有一定效果的方法，對(duì)深層稠油開(kāi)采就不一定可行。因?yàn)樯疃仍黾?，許多技術(shù)條件都不適應(yīng)了，因而不能搬用淺井、中深井的辦法。開(kāi)采稠油的核心是降低原油粘度，而且要大幅度降低原油粘度，由幾萬(wàn)毫帕秒降至幾百毫帕秒。電熱等其他方法都達(dá)不到這個(gè)要求，就要開(kāi)辟新途徑、新方法去開(kāi)采深層稠油。

[1]包木太，范曉寧，曹秋芳，馬愛(ài)青，郭省學(xué).稠油降黏開(kāi)采技術(shù)研究進(jìn)展[J].油田化學(xué)，2006（03）.

[2]陽(yáng)鑫軍，稠油開(kāi)采技術(shù)[J].海洋石油，2003（02）.