浅析现行主要稠油热采技术及发展趋势

【摘要】在稠油开采开发中，由于稠油高粘度、高凝固点、高含蜡、密度大、流动性差等特征，致使常规石油开发方式无法进行有效开发，为了改变稠油开发效果，目前较为普遍采取热采技术进行开采开发，以最大限度提高油田的采收率。本文主要介绍目前主要的稠油热采技术，并浅析未来稠油热采的发展趋势。

【关键词】稠油 热采 机理 热采技术 发展

1 稠油物性及其特点

稠油是指在油层条件下原油粘度大于50毫帕秒、原油相对密度大于0.9200的原油。稠油的主要特点：高粘度、高凝固点、密度大、高含蜡、流动性差。

2 稠油热采技术思路及现状

目前提高稠油油藏产量的思路主要是降低稠油粘度、提高油藏渗透率、增大生产压差。稠油热采技术是目前世界上提高稠油采收率实际应用规模最大且效果最好的开采技术。根据多年现场实际应用和积累，到目前已经形成了蒸汽吞吐技术、蒸汽驱技术、SAGD技术、热水驱技术、火烧油层技术、电磁加热等多种稠油开采方式。目前蒸汽吞吐、蒸汽驱和SAGD技术已成熟，在世界稠油油田开发中得到广泛应用，下面本文就上述三种重要稠油热采技术予以分析。

3 蒸汽吞吐技术

蒸汽吞吐技术是指通过蒸汽发生器向油井中注入一定量的高温高压蒸汽，并焖井一段时间，待高温蒸汽的热能向油层扩散后，从而加热原油，降低原油粘度和油流动阻力，并产生油藏压力，最终再开井生产的一种稠油开采增产方法。

蒸汽吞吐是一种相对简单并且十分成熟的稠油开采技术，在1950年国外最先开始应用，我国于1980年引进并开始试验应用，到目前为止蒸汽吞吐已经成为我国稠油热采的主要方法，中石油90%的稠油热采产量是依靠蒸汽吞吐技术获得的。

3.1 蒸汽吞吐提高采收率的机理

3.1.1 高温蒸汽的降粘作用

降低原油自身粘度，提高油水的流动能力；清洗井眼及近井地带，提高油井的完善程度；

3.1.2 热膨胀作用

随着温度的升高，油发生膨胀，饱和度增大，从而提高原油的流动性；

3.1.3 混相驱动作用

降低油水界面张力，减小水相的相对渗透率和残余油饱和度；

3.1.4 蒸汽的蒸馏作用

当总蒸汽压力大于等于系统压力时，内部的混合物将沸腾，导致原油被剥蚀，使原油从地层死孔隙向连通孔隙转移，从而增加了驱油的机会，提高了驱油效率。

3.2 蒸汽吞吐应用分析

蒸汽吞吐技术是当今世界稠油热采应用十分广泛的一种热采方式，具有施工简单、收效显著、风险性小、实用性强等优点。

蒸汽吞吐技术也有其局限性，主要体现在其作用影响范围小，为增温降压过程，采收率不大。随着石油开采对象逐渐变差，也促使了蒸汽吞吐技术向多井整体蒸汽吞吐、蒸汽+助剂吞吐和水平井蒸汽吞吐等方面进一步发展。

4 蒸汽驱技术

蒸汽驱技术是指通过蒸汽发生器将高温高压蒸汽注入井中，高温蒸汽将地下粘度较大的稠油加热降粘，然后在蒸汽蒸馏的作用下，驱使原油向临近生产井产出。

蒸汽驱是目前应用较多的热采技术，因为它一定程度上能克服蒸汽吞吐技术加热半径有限这一弱点，而能够持续给地层提供热量，因此它是蒸汽吞吐后期提高稠油采收率所采取的行之有效的方法。

4.1 蒸汽驱采油机理

蒸汽驱采油机理主要是高温度蒸汽的加热原油及空隙介质的高温效应及蒸汽与热水的驱动作用。

4.2 蒸汽驱应用分析

蒸汽驱开采技术与蒸汽吞吐技术有所不同，相比之下蒸汽驱是动态的且连续的，它更注意开发过程的整体性、协调性。目前稠油油藏蒸汽吞吐开采大多进入中后期，开采成本高，效果差，蒸汽驱可作为吞吐后期有效的驱替方式。随着钻采技术的不断进步，适合于蒸汽驱的原油粘度、深度、厚度、含油饱和度、渗透率、压力水平等界限也不断放宽，适用范围逐步扩大。近些年在蒸汽泡沫、蒸汽调驱、分注选注、水平裂缝辅助蒸汽驱、多层薄互层油藏利用热板效应逐层上返等技术取得新发展。

5 SAGD（蒸汽辅助重力泄油技术

蒸汽辅助重力驱油方法由Roger Butler提出的，该技术主要是利用浮力、水平井及高温、高压以及高干度蒸汽对稠油进行有效的开采。

该技术的开采过程：采用水平井为生产井，井接近油层底部，完井在油水界面以上；另一口微水平井或直井为注汽井，经接近油层顶部，高温、高压以及高干度蒸汽通过注汽井注入井内，在注汽井和生产井中间形成蒸汽腔；通过蒸汽的连续注入，在浮力的作用下蒸汽上升，蒸汽和油界面因热传导作用导致蒸汽凝结，凝结的水及被加热后的原油由于重力作用流向生产井。原油及水的流出为蒸汽带来的膨胀提供了充足的空间，在蒸汽腔内压力基本保持在恒定状态，所以液体流动完全靠重力。

5.1 蒸汽辅助重力泄油技术机理

被注入的高温蒸汽将油层上部的原油粘度降到易于流动的程度，依靠重力使原油和热水排泄到下面的生产井中，并通过生产井的举升系统将油和水采出至地面。

5.2 蒸汽辅助重力泄油技术应用分析

蒸汽辅助重力泄油技术主要是针对特、超稠油或沥青，它是伴随着水平井技术产生而发展起来的一种特殊的蒸汽驱技术。在国内外都得到比较广泛的应用。到目前为止，蒸汽辅助重力泄油技术已有直井注汽水平井底采方式、水平井对同向注采方式、水平井对反向注采方式、单井蒸汽辅助重力泄油技术、蒸汽-氮气辅助重力泄油方式、溶剂-蒸汽辅助重力泄油技术等方式。

6 结语

由于目前稠油开采产量的明显下降，因此转换稠油开采开发方式来提高采收率就显得尤为重要和迫切。SAGD技术以其独特的开发特点和优势已逐渐走进我们的视线，其较高的经济性和高效性为更多的稠油开发中所接受，我相信随着稠油开采工艺的不断发展，SAGD技术一定会成为未来稠油热采开发的主导技术。

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作者简介

庞永鑫（1982-），男，助理工程师，本科，2009年开始从事稠油热采工作。