稠油油藏注蒸汽开采方法研究

刘忠东

【摘要】随着石油资源不断的减少，容易开采的原油油藏不断的减少，难采油藏储层所占的比例越来越高。我国有着广泛的稠油油藏资源，稠油资源分布广、储量非常可观。一些稠油油藏的埋藏较深，常规的开采方法难以实现稠油油藏的高效开发，注蒸汽开发的方式可以有效的提高稠油油藏的开发效率。目前稠油油藏的注蒸汽开发技术的研究还不全面和深入，因此开展稠油油藏注蒸汽开发技术，对于提高稠油油藏的开发效率具有重要的意义。文章研究了稠油油藏注蒸汽开采的机理，并且对比分析直井衰竭式、注热水、注蒸汽种三种方式的开发效果。通过研究对于提高稠油油藏的开发效率具有重要的意义。

【关键词】稠油油藏 注蒸汽 开采机理 对比分析

稠油油藏的开发已经成为目前石油勘探开发的一个重要的方向，但是由于稠油油藏自身因素的限制，导致了稠油油藏的开采难度大、成本高。稠油油藏中稠油的粘度大、密度高、而且在地层中流动的阻力大，采用普通的油藏开采方法很难实现稠油油藏的高效经济开发。目前稠油油藏的储量大，开采的成本较高，而且目前开采的稠油油藏主要分布在浅层。注蒸汽是开采稠油油藏的有效方法之一，在注蒸汽采油的过程中，对于提高稠油油藏开发效果的影响是综合性的，在蒸汽驱替稠油油藏原油的过程中，会和原油和地层产生各种热效应。

1 注蒸汽开采稠油油藏的机理

稠油油藏的开采难度大，主要的原因之一就是原油的粘度大、流动性差。而在注蒸汽开采油藏的过程中，随着蒸汽对地层和原油的不断加热，有效的降低了原油的粘度，同时地层中的水也会在蒸汽的作用下，粘度开始降低，但是降低的幅度较小，因此当有蒸汽注入地层后，油藏中的水油流度比得到了明显的改善。随着油藏温度的不断升高，原油的粘度不断的降低，油藏开采的启动压力不断的减少，甚至直接降为零。在高温的作用下，油层的流动能力得到了有效的提升，油藏的实际动用厚度也在一定程度上提高了，而且地层原油的粘度越高，原油增温降粘的作用就越明显。这种稠油和温度之间的粘温关系，是利用注蒸汽开采地层稠油的主要影响因素。当蒸汽注入到油藏后，在热力的作用下，油藏中流体和地层岩石会发生膨胀，地层岩石的膨胀会导致地层中空隙体积的减少，当地层中空隙减少而流体体积增大时，地层中的流体在压缩的作用下，流体的弹性能量在不断的增加，这样就增加了地层流体的能量，原油的受热膨胀主要的影响因素是原油的组成成分。

稠油油藏在蒸汽的作用下，原油的轻质组分会在蒸汽的蒸馏的作用下析出，并且伴随着热蒸汽的流动，当流到油藏低温的区域内后，原油中轻组分和蒸汽会一起混合凝结。同时在蒸汽的驱替前缘产生的热水区域中，轻质原油就会和驱替的原油混合，混合后原油的密度和粘度都会降低。在蒸汽驱替地层原油前进的过程中，从原油中证蒸馏出的轻质组分会在驱替前缘产生轻油带，随着轻油带不断的向前推进，不断的提取原油中的轻质组分，轻油带逐渐的扩大，增大了油相混相驱的作用。蒸汽在流动的过程中，驱替的原油和水的温度不断的升高，压力在不断的增大。当油水的压力增加到驱替的压力后，原油中的轻质组分就会在压力的作用下转化成气相，形成了蒸汽蒸馏的效果。稠油中的轻质组分要比重质组分具有较低的汽化压力。蒸馏出的轻质组分和蒸汽共同前进时，到达温度较低的地层岩石时，轻质组分会和蒸汽凝结成液体，形成轻质原油带。蒸汽的蒸馏作用对于提高油藏开发效果主要原因有，在蒸汽的作用下，降低了油藏中的气相粘度，流动的阻力不断的降低。形成的轻质原油带的粘度低，流动性好。在蒸汽的驱替作用下，在岩石盲孔中蒸馏出的原油组分，会随着蒸汽流动进入到联通的空隙中去。同时在蒸汽的作用下，对稠油油藏可以产生溶解气驱的作用。溶解气驱的作用发生的蒸汽产生的热水带和冷水带，它是将蒸汽的热能转变成油藏的机械能的驱动方式，当高温的蒸汽和原油接触后，原油中溶解的气体会被分离出来，原油中的气体在分离的过程中，会引起原油体积的迅速增加，从而增加稠油的能量，产生的能量驱动稠油的流动。蒸汽的比重要比稠油和水比重小的多，在利用蒸汽驱油的过程中，会出现这汽水分离的现象，低密度的蒸汽会很快的分布到油层的上部，并且逐渐的向前扩展。而密度大的水而从油层的下部逐渐的向前运动。上部被蒸汽推进的稠油会比下部热水推进的稠油的粘度要低，流动性要好，因此上部蒸汽驱动的稠油会优先的进入到生产井中。研究表明利用蒸汽进行稠油开采时，还会存在着稠油乳化的现象，稠油的乳化作用可以提高驱油过程中油层的压力，同时可以促使蒸汽更多进入到低渗的油层中，增加蒸汽的驱油效率，提高稠油蒸汽驱开采的采收率。

2 稠油油藏不同开发方式的效果评价研究

为了能够更好的选择稠油油藏最佳的开发方案，通过采油不同开发方式对稠油油藏开发效果的研究，开展了分别采用注热水、直井衰竭式和注蒸汽三种开采方式对稠油开发效果的影响研究，结果表明在注热水开采的过程中，当热水温度为九十摄氏度时，稠油油藏开采到含水为百分之九十八后就停止了，在直井衰竭式开采的过程中，当井底的压力下降1MPa左右时，稠油开采就停止了。而在注蒸汽采油的过程中，当开采的汽油比达到0.12时，稠油油藏开采停止。同时数据显示采油直井衰竭式开采稠油油藏时，开采的时间和采收率都较低。采用注热水开采稠油油藏时，开采的时间最长，但是油藏的采出程度要小于注蒸汽开采的采出程度，因此可以看出注蒸汽开采稠油油藏的效果最好。

3 结束语

稠油油藏在我国的储量大、分布广，稠油油藏的开发效果对于提高我国的石油产量，缓解我国石油需求压力具有重要的意义。由于稠油油藏的粘度大、密度高，决定了其开采的难度大，利用注蒸汽开采稠油油藏可以有效的提高采出程度，提高稠油油藏的开发效益。在蒸汽驱油的过程中，存在着蒸汽降低原油粘度作用、增大原油体积作用、蒸馏原油作用、乳化原油的作用、溶解气驱等作用，这些作用的存在提高了蒸汽驱替稠油的能力，提高了稠油油藏的开采效率，通过采用注热水、直井衰竭式和注蒸汽三种开采方式对稠油开发效果的影响研究得到，注蒸汽开采稠油油藏的效果最好。

参考文献

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[2] 艾敬旭，王卫红，王经荣.蒸汽吞吐井注采参数优化设计[J].大庆石油地质与开发，2004