第四节 稠油开采世界上稠油资源极为丰富,地质储量远超过常规原油 (稀油 )的储量 。 由于稠油与常规原油的性质差异,
使其开采工艺也有很大的区别 。 本节简要介绍稠油的分类标准,物性及开采工艺 。
一,
稠油,国际上称之为重质油或重油 。
严格地讲,,稠油,和,重油,是两个不同性质的概念 。
因为,稠油,是以其粘度高低作为分类标准,而原油粘度的高低取决于原油中胶质,沥青及蜡含量的多少；
,重油,是以原油密度的大小进行分类,而原油密度的大小往往取决于其金属,机械混合物及硫含量的多少 。
1982年联合国训练署 (UNITAR)第二届国际重质油和沥青砂学术会议上,制定了以原油粘度为主要指标,相对密度为辅助指标的分类标准,并把原油粘度不小于
1000mpa ·s,相对密度不小于 0.934的原油称为重油 。
我国所谓稠油是指地层原油粘度大于 50 mpa·s(地层温度下脱气原油粘度大于 100mpa·s),原油相对密度大于 0.92
的原油 。
二,
我国稠油油藏分布广泛,类型很多,埋藏深度变化很大,
一般在 10～ 2000 m之间,主要是砂岩储集层,其特性与世界各国的稠油特性大体相似,主要有：
1) 轻质馏分很低，胶质沥青质含量很高。一般随胶质沥青质含量增加，油的相对密度及同温度下粘度随之增高。
2) 随着密度增加粘度增高。
3) 烃类组分低 。 陆相稀油,烃的组成一般大于 60%,最高达 95%,而稠油一般小于 60%,最低者在 20%以下 。
稠油中随着烃类和沥青质含量的增加,其密度增大 。
4) 含蜡量低 。 大多数稠油油藏原油含蜡量在 5%左右 。
5) 凝固点低 。 稠油油藏原油凝固点一般低于 10℃,有的可达 -7℃ 。
6) 金属含量低。
三,
1) 粘温关系
)4 9 28.1l g ()]l g [ l g ( tBAo
式中 ——稠油粘度,mpa·s
t ——温度,℃
A,B,α——
o?
此外,常用的还有安德雷德方程,
)2 7 3(
e x p
t
ba
o?a,b——常数,可通过实验测定 。
2) 稠油的热膨胀性在热力采油中,随地层温度的升高,地下原油体积将产生不同程度的膨胀 。 稠油的热膨胀系数为 l／ ℃,
比水和岩石大得多,这对驱油起重要作用 。
3) 稠油粘度与溶解气油比的关系在油层条件下稠油中溶解天然气时,含气原油粘度降低,溶解气油比越高,粘度降低越多 。
4) 压力对稠油粘度的影响 压力对同样温度下的稠油 (基本不含气 )粘度影响极小,因此在工程计算中可以忽略压力的影响 。
四,
粘度低于 100 mpa·s的稠油可用常规方法开采,如掺活性水或稀油用有杆泵抽油 。
1.
(1) 基本原理
1) 乳化降粘 。 稠油中加一定量的水溶性表面活性剂水溶液,在适当温度和搅拌条件下,稠油以微小的油珠分散于活性水中,形成水包油 (O/W)乳状液,使稠油的分子间摩擦变为水分子间摩擦,大幅度降粘 。
2) 降低摩阻 。 在有杆泵抽油中,减少了抽油杆,油管,
泵衬套与柱塞间的摩擦,并起到一定润滑作用 。
2.
稠油中掺入一定量的稀油可大幅度降粘，影响掺油降粘效果的主要因素是掺稀油量和掺油温度。
五,
蒸汽吞吐开采又称周期性注蒸汽或循环注蒸汽方法 。
其工艺主要包括在同一口井注蒸汽,关井浸泡 (焖井 )及开井生产三个阶段 。
即首先根据油层状况向井注入一定量的高温,高压水蒸汽,然后关井停注 (焖井 )几天,使注入油层中的蒸汽与油层热交换,加热油层,加热带向外扩大,而后开井放喷或抽汲生产 。 注入水蒸汽的量以及焖井时间是根据井深,油层性质,原油粘度,井筒热损失等条件预先设计好的 。
使其开采工艺也有很大的区别 。 本节简要介绍稠油的分类标准,物性及开采工艺 。
一,
稠油,国际上称之为重质油或重油 。
严格地讲,,稠油,和,重油,是两个不同性质的概念 。
因为,稠油,是以其粘度高低作为分类标准,而原油粘度的高低取决于原油中胶质,沥青及蜡含量的多少；
,重油,是以原油密度的大小进行分类,而原油密度的大小往往取决于其金属,机械混合物及硫含量的多少 。
1982年联合国训练署 (UNITAR)第二届国际重质油和沥青砂学术会议上,制定了以原油粘度为主要指标,相对密度为辅助指标的分类标准,并把原油粘度不小于
1000mpa ·s,相对密度不小于 0.934的原油称为重油 。
我国所谓稠油是指地层原油粘度大于 50 mpa·s(地层温度下脱气原油粘度大于 100mpa·s),原油相对密度大于 0.92
的原油 。
二,
我国稠油油藏分布广泛,类型很多,埋藏深度变化很大,
一般在 10～ 2000 m之间,主要是砂岩储集层,其特性与世界各国的稠油特性大体相似,主要有：
1) 轻质馏分很低，胶质沥青质含量很高。一般随胶质沥青质含量增加，油的相对密度及同温度下粘度随之增高。
2) 随着密度增加粘度增高。
3) 烃类组分低 。 陆相稀油,烃的组成一般大于 60%,最高达 95%,而稠油一般小于 60%,最低者在 20%以下 。
稠油中随着烃类和沥青质含量的增加,其密度增大 。
4) 含蜡量低 。 大多数稠油油藏原油含蜡量在 5%左右 。
5) 凝固点低 。 稠油油藏原油凝固点一般低于 10℃,有的可达 -7℃ 。
6) 金属含量低。
三,
1) 粘温关系
)4 9 28.1l g ()]l g [ l g ( tBAo
式中 ——稠油粘度,mpa·s
t ——温度,℃
A,B,α——
o?
此外,常用的还有安德雷德方程,
)2 7 3(
e x p
t
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o?a,b——常数,可通过实验测定 。
2) 稠油的热膨胀性在热力采油中,随地层温度的升高,地下原油体积将产生不同程度的膨胀 。 稠油的热膨胀系数为 l／ ℃,
比水和岩石大得多,这对驱油起重要作用 。
3) 稠油粘度与溶解气油比的关系在油层条件下稠油中溶解天然气时,含气原油粘度降低,溶解气油比越高,粘度降低越多 。
4) 压力对稠油粘度的影响 压力对同样温度下的稠油 (基本不含气 )粘度影响极小,因此在工程计算中可以忽略压力的影响 。
四,
粘度低于 100 mpa·s的稠油可用常规方法开采,如掺活性水或稀油用有杆泵抽油 。
1.
(1) 基本原理
1) 乳化降粘 。 稠油中加一定量的水溶性表面活性剂水溶液,在适当温度和搅拌条件下,稠油以微小的油珠分散于活性水中,形成水包油 (O/W)乳状液,使稠油的分子间摩擦变为水分子间摩擦,大幅度降粘 。
2) 降低摩阻 。 在有杆泵抽油中,减少了抽油杆,油管,
泵衬套与柱塞间的摩擦,并起到一定润滑作用 。
2.
稠油中掺入一定量的稀油可大幅度降粘，影响掺油降粘效果的主要因素是掺稀油量和掺油温度。
五,
蒸汽吞吐开采又称周期性注蒸汽或循环注蒸汽方法 。
其工艺主要包括在同一口井注蒸汽,关井浸泡 (焖井 )及开井生产三个阶段 。
即首先根据油层状况向井注入一定量的高温,高压水蒸汽,然后关井停注 (焖井 )几天,使注入油层中的蒸汽与油层热交换,加热油层,加热带向外扩大,而后开井放喷或抽汲生产 。 注入水蒸汽的量以及焖井时间是根据井深,油层性质,原油粘度,井筒热损失等条件预先设计好的 。
