淺談國(guó)內(nèi)外蒸汽吞吐+蒸汽驅(qū)稠油開采技術(shù)

楊宇勇　張昱

【摘 要】全球稠油儲(chǔ)量巨大，但是開發(fā)成本較高，開發(fā)技術(shù)也較復(fù)雜，本文主要介紹蒸汽吞吐+蒸汽驅(qū)稠油開發(fā)技術(shù)，該技術(shù)是目前稠油開發(fā)的主流技術(shù)，且發(fā)展比較成熟，開發(fā)效果好，得到了廣泛的應(yīng)用，該技術(shù)分為直井蒸汽吞吐+蒸汽驅(qū)技術(shù)和水平井蒸汽吞吐+蒸汽驅(qū)技術(shù)。水平井特超稠油注蒸汽吞吐HDCS技術(shù)在國(guó)內(nèi)的王莊油田發(fā)展成為特超稠油注蒸汽吞吐HDCS技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】稠油；蒸汽吞吐；蒸汽驅(qū)

1.引言

稠油又稱為重油，“稠”指的是粘度，“重”指的是密度。對(duì)開發(fā)來說，粘度是影響產(chǎn)能和采收率的重要指標(biāo)，粘度越大，開發(fā)難度越大，經(jīng)濟(jì)效益也越低。同時(shí)稠油中金屬和其它元素的含量較高，需要投入更多的成本來提取有用產(chǎn)品，除去雜質(zhì)。所以稠油開采和煉制難度大且成本高。但是稠油的儲(chǔ)量巨大，全球石油資源大概是1.4-2.1×108m3（9-13萬億桶），常規(guī)原油只占其中的大約30%，其余都是稠油、超稠油和瀝青（如圖1所示）[1]。

稠油將在未來的石油工業(yè)中扮演一個(gè)重要的角色，現(xiàn)在許多國(guó)家正轉(zhuǎn)向稠油開發(fā)來增加產(chǎn)量、更新儲(chǔ)量評(píng)估、測(cè)試新技術(shù)、投資基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，使其稠油資源的開發(fā)不至于落后。目前國(guó)內(nèi)外超稠油主體開發(fā)技術(shù)主要有雙水平井SAGD、直井與水平井組合SAGD、直井蒸汽吞吐+蒸汽驅(qū)、水平井蒸汽吞吐+蒸汽驅(qū) 、露天開采五種。下面分別介紹五種技術(shù)的國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。

2.直井蒸汽吞吐+蒸汽驅(qū)

直井循環(huán)蒸汽吞吐（CSS），也叫做蒸汽浸泡，是在單井中分階段實(shí)施的一種開采方法（如圖2所示）。

蒸汽吞吐后續(xù)的開發(fā)方式是蒸汽驅(qū)，需要在多個(gè)井之間進(jìn)行。蒸汽從不同井網(wǎng)井距中的注入井注入，油從生產(chǎn)井中產(chǎn)出，如圖3所示。該方法面臨的挑戰(zhàn)是，低密度蒸汽的重力超覆，儲(chǔ)層非均質(zhì)性和蒸汽前緣監(jiān)測(cè)等。采用注蒸汽開采的油田有印度尼西亞的Duri油田、加里福尼亞的KernRiver 油田和加拿大的Pikes PeakLloydminster 油田等[2-4]。

國(guó)內(nèi)比較典型的區(qū)塊為遼河齊40塊，它齊40塊位于遼河斷陷盆地西部凹陷西斜坡上臺(tái)階中段，開發(fā)目的層為蓮花油層。油層埋深625m～1050m，平均孔隙度31.5%，平均滲透率2.06μm2，平均單井有效厚度37.7m。原始地層壓力8MPa～11MPa，原始溫度36℃～43.6℃。

該塊按開采方式可劃分為兩個(gè)開發(fā)階段，如圖4所示。第一階段：1987年～2006年底，為蒸汽吞吐開發(fā)階段，期間共進(jìn)行三次井網(wǎng)加密，階段吞吐采出程度33.3%；第二階段：2006年底～目前，為分批轉(zhuǎn)入蒸汽驅(qū)開發(fā)階段，期間2006年12月至2007年3月轉(zhuǎn)驅(qū)65個(gè)井組，2007年12月至2008年3月轉(zhuǎn)驅(qū)74個(gè)井組（后停注1個(gè)井組），加上提前開展轉(zhuǎn)驅(qū)試驗(yàn)的先導(dǎo)、擴(kuò)大11個(gè)井組，井組規(guī)模達(dá)到150個(gè)。蒸汽驅(qū)階段的產(chǎn)量遠(yuǎn)大于蒸汽吞吐階段產(chǎn)量，如圖5所示。

3.水平井蒸汽吞吐+蒸汽驅(qū)

目前，中石化勝利油田王莊區(qū)塊采用純水平井網(wǎng)熱采開發(fā)特超稠油油藏。如圖所示為鄭411區(qū)塊的井位部署圖，主要采用長(zhǎng)短井交錯(cuò)行列式井網(wǎng)的方式，同時(shí)短井在垂向上高于長(zhǎng)井，可以充分利用重力的作用泄油，如圖6所示。

王莊油田上報(bào)探明+控制儲(chǔ)量規(guī)模達(dá)到1.1×108t。其中坨826塊沙三段、鄭411塊沙三段、鄭39塊和鄭409塊沙一段為原油粘度大于100000mPa·s的特超稠油油藏，總儲(chǔ)量4175×104t。自2005年開始，在王莊油田鄭411塊開展了特超稠油強(qiáng)化采油技術(shù)攻關(guān)，利用水平井降低注汽壓力、增加吸汽能力，利用降粘劑降低井筒附近粘度、提高注汽質(zhì)量，利用CO2增加泄油半徑、提高蒸汽體積，通過提高注汽質(zhì)量、擴(kuò)大蒸汽波及范圍，實(shí)現(xiàn)了特超稠油的有效動(dòng)用，形成了特超稠油注蒸汽吞吐HDCS技術(shù)，即水平井（Horizontal well）+油溶降粘劑（Dissolver）+CO2（Carbon dioxide）+亞臨界蒸汽（Steam）[5]。

利用HDCS技術(shù)，鄭411塊沙三上1砂體規(guī)劃部署水平井34口，動(dòng)用儲(chǔ)量270×104t ，建產(chǎn)能9.3×104t。已鉆水平井31口，已累積產(chǎn)油10.7×104t，區(qū)塊油汽比0.43t/t，平均單井日油能力10.2t/d。

4.結(jié)論

（1）本文對(duì)國(guó)內(nèi)外蒸汽吞吐+蒸汽驅(qū)的開發(fā)方式，技術(shù)現(xiàn)狀，關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用狀況進(jìn)行了全面的介紹。

（2）為國(guó)內(nèi)外類似油藏開發(fā)方式篩選和適用性研究提供了借鑒，具有指導(dǎo)意義。

（3）蒸汽吞吐+蒸汽驅(qū)是目前普通稠油主要的開發(fā)方式，且技術(shù)比較成熟，開發(fā)效果比較好。

參考文獻(xiàn)：

[1]Belani A： “It s Time for an Industry Initiative on Heavy Oil”，Journal of Petroleum Technology[J]，58卷，第6期（2006 年6月）：40-42.

[2]Siu A L. Modelling steam-assisted gravity drainage process in the UTF. SPE 22895.

[3]Guihua Yang，Butler R M. Effects of reservoir heterogeneities on heavy oil recovery by steam-assisted gravity drainage. JCPT，1992.

[4]Sarathi P.S. and Roak D.Light Oil Stramflooding：A Laboratory Study.SPE17447.

[5]李賓飛.超稠油HDCS高效開采技術(shù)研究[J].鉆采工藝鉆采工藝，2009，32（6）：52-55.

作者簡(jiǎn)介：

楊宇勇（1992-），男，北京，大學(xué)本科，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院，學(xué)生。

張昱（1993-），女，北京，大學(xué)本科，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）人文經(jīng)管學(xué)院。