稠油热采效果影响因素与综合治理分析

关键词：稠油热采效果;影响

0 引言

石油被誉为工业的血液，石油工业的技术水平直接决定了一个国家的工业发展情况和国家能源安全，我国是石油资源大国，在各种特殊石油开采方面有着深入而成熟的研究。其中，稠油的开采正是极为重要的一个研究方向，在实际的开采过程中，稠油热采技术的使用效果很容易受到其他因素的影响，比如原油粘度、粘土矿物、采油井出砂的情况等等，我们必须要采取相应的措施对其进行综合治理，才能保证稠油热采的最终质量。

1 稠油热采效果影响因素

稠油顾名思义指的就是在油层条件下，原油粘度比50m/MPa·s大，或者是在油层的正常温度下，脱气原油粘度大于50m/MPa·s且比重大于的0.934原油。中国的稠油资源开采技术相对成熟，一般来说主要可以分成常规采油和热力采油这两种技术，为了提升稠油开采的效率，现在的稠油开采工作中也常常采用向其中注入蒸汽的技术从而降低稠油粘度，这种高温高压的蒸汽在进入地层以后，会使储油层内部的固体、液体和气体等发生物理和化学变化，加上水热反应等，更是会在储油层内部形成复杂的变化，当然这种变化会受到温度、介质种类的影响而发生一定的变化[1]。比如说常见的变化有碎屑组分溶解、粘土矿物变化等等，这些变化以及储层流体的物理化学变化等都会对热采的效果造成负面影响，具体来说稠油热采效果影响因素可分成以下几个方面：

1.1 原油粘度因素

稠油开采之所以具有较大的难度，主要就是因为其粘度较大，因此其粘度必然是影响开采效果的因素，经过对稠油油田的分析，在油层厚度、稠油粘度等情况变化的条件下进行研究以后发现，油层厚度的变化实际上对于热采效果的影响并不大，尤其是油层厚度在5到10m之间的时候，注入蒸汽开发的油气比随着粘度的增加而不断下降，这就说明原油粘度对开采效果有不容忽视的影响，而在原油粘度提升的过程中，其采收的困难程度越来越高[2]。之所以有这种情况，主要是因为蒸汽吞吐过程中，向其中注入蒸汽以后，只有油井附近的原油会受到影响，在原油粘度比较大的时候，距离油井比较远的原油基本不会发生流动，这样一来即使油井附近的原油温度被提升到一定水平，但是原油粘度导致其热度只能局限在某一个区域而无法扩散，采收率必然会越来越低。特别需要提到的是，在粘度不变的情况下，油层的厚度越大、其采收的效率越高，这主要是因为厚的油层散热能力比较差，因此受热时热量更容易留存和扩散，从而提升了其采收率。

1.2 粘土矿物因素

粘土矿物指的是土壤中片状、链状的硅酸盐类矿物，它的表面积比较大，在受到外来液体作用的时候会发生一定的变化，一般存在于碎屑岩层当中，主要的存在形式有孔隙衬层和松散填充这两种，无论是哪一种存在形式，其都会和外来液体相互作用发生变化，导致储层性质的变化[3]。粘土矿物的化学结果可以给人们展示出地层的水敏感性，其中的金属阳离子很容易发生交换和取代效果，比如说常见的蒙脱石就存在交换量大、膨胀率比较高的特点，它的性能非常不稳定，在遇到外来液体的情况下很容易吸水膨胀，同时发生移动，使储油层的孔隙发生堵塞、是原油渗透率下降的主要原因。

具体来说，常见的粘土矿物因素可以分成三大类：第一，蒙脱石膨胀。蒙脱石在吸收水分以后，会发生膨胀和扩散现象，让其结构间距增加、核排斥力不断提升，而后使粘土晶层发生分散、剥离等现象，使油层孔隙被堵塞，让油层渗透率大幅度下降。国外的学者对开采现场注气以后蒙脱石的变化情况进行了分析，根据样品变化情况他们发现，注入蒸汽以后岩石颗粒会存在溶解腐蚀的情况，据此他们推断，蒙脱石的膨胀会让孔隙空间矿物的表面积和体积不断增加，导致能渗透的孔隙数量大幅度下降。另外，他们还认为在注入蒸汽以后，颗粒的流动也是导致渗透率下降的原因之一。第二，高岭石的迁移。高岭石指的是一种由假六方晶片构成的集合体，其结构之间的紧密度非常低，在受到外界液体作用的情况下很容易发生解体和运动，最终使孔隙被堵塞影响开采。根据岩心流动实验的结果来看，蒸汽速度的变化会使其渗透率发生变化，二者之间呈现一种反比例关系。第三，伊利石的敏感性。伊利石结构为片状结构，受到外界液体影响的情况下会被冲碎并且发生移动，也会导致孔隙的堵塞，甚至形成粘土桥使流体渗透压更低，难以顺利的进行流动，给开采造成不利影响。

1.3 采油井出砂因素

第一，高强度的蒸汽流会给胶结疏松的地层造成巨大的冲击力，使之出砂问题更加严重。另外，稠油的储油层一般恰好具有疏松胶结的特点，在注入蒸汽的时候产生的冲刷效果会使其激发过程更加严重，压力差的快速建立、过长放喷等都会造成出砂的情况。实际上，出砂是一种射孔空穴不稳定导致的问题，在含油砂的强度超出正常标准以后，空穴的稳定性就会受到严重的影响，再加上渗透效果的变化，此时只需要较小的压力差就会将松散砂运走。第二，蒸汽窜流会对砂粒形成一定的操作效果[4]。所谓的蒸汽窜流指的就是油井之间的流体连通现象，蒸汽在这种现象的作用下发生运动，在油井的加热通道形成以后，这种连通现象就开始出现。在不断向油井中注入蒸汽的情况下，蒸汽波和体积都会持续提升，这个通道就会随之变宽，根据实际的调查结果来看，蒸汽窜流和出砂现象是互相影响的，出砂井一般都和蒸汽窜流的部分有较大重合，这就证明蒸汽窜流会给砂粒的运动提供动力。第三，高粘稠度的原油产出液也会导致砂粒的运动。稠油的一大特点就是它的粘度非常高，其粘度越高，在运动的时候产生的拖拽的力量就会越强，高粘度的稠油在受到高温蒸汽影响的情况下，会从岩层缝隙中流出形成泥浆状的物质，而砂粒则在冲刷和拖拽的作用下随之一起形成高密度悬浊液，而砂粒的含量越大、其拖拽能力越强，拖拽能力越强其砂粒含量越大，最终形成一种恶性循环，导致严重的储油层出砂问题。

2 治理措施

第一，针对稠油粘度过大的问题，采取措施对其进行粘度处理。通常来说常用的降粘度措施有：向其中掺加活性水、向其中掺加稀油、化学降粘度技术等等，而热力开采当中常见的则是上文提到的蒸汽吞吐、蒸汽驱动等方法，最终都能达到降低稠油粘度的效果。第二，针对粘土矿物因素，可以采用添加粘土稳定剂的方法进行处理，这种处理方法需要具体情况具体分析，结合本油田粘土矿物种类进行选择。根据实际的实验情况来看，添加粘土稳定剂能够有效的降低地层中矿物质的水敏感性，并且不会对岩层渗透率造成影响，即使是和盐酸等共同使用也仍然具有活性，具有极其可观的使用效果。第三，利用沙砾石料进行填充等。现阶段世界范围内比较先进的处理方法就是，开采前期防止沙砾流动、开采过程中利用砾石填充油井，这种技术具有突出的使用价值，处理效果好、产能比较高、防砂效果突出都是其优点。对于那些确实存在严重出砂问题的油层，也有很好的处理效果，并且能够在很长一段时间内保证稠油开采的稳定性。

3 结语

稠油开采具有一定的复杂性，其热采效果会受到粘度、粘土矿物、出砂问题的影响，稍有不慎就会出现开采困难的情况。因此在今后的工作中我们有必要对稠油热采效果影响因素与综合治理措施进行研究，争取找到行之有效的措施，提升稠油热采的质量和效率。

参考文献：

[1]付顺龙，张易航，刘汝敏，郑忠茂.稠油、超稠油热采技术研究进展[J].能源化工，2020，41（02）：26-31.

[2]王旭春.稠油热采技术现状及发展趋势[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2019（12）：185+187.

[3]修伟.稠油热采技术及开发效果影响因素分析[J].化工设计通讯，2019，45（11）：35-36.

[4]丁軍涛.热采稠油改善吞吐开发效果对策研究[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（13）：168-169.

作者简介：

张成博（1988- ），男，满族，籍贯：辽宁营口，本科，职称：工程师，研究方向：采油工艺。