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热力采油新技术的研究与应用


  【摘 要】近年来,我国的经济水平和社会水平快速提高,国民经济飞速发展。作为我国的支柱产业之一,石油产业的发展速度是有目共睹的。作为石油资源重要的组成部分之一,稠油在我国有较大的储藏量,如果能够好好加以利用,将会给石油产业带来很大益处。本文将就热力采油新技术展开探讨。
  【关键词】稠油开采;热力采油;新技术
  稠油开采涉及到多门学科的知识和很多方面的内容,虽然现在的热力采油技术能够解决大部分问题,但是我们仍然需要不断研究以加强这项技术。由于稠油具有不同于普通石油的特性,在开采过程中,为了有效提高产量,我们可以采取措施见降低稠油的粘度以增加其流动性,最为常见的就是上述热力采油技术,一般情况下,我们会采取火烧、蒸汽吞吐等方法,但是随着科学技术水平的不断发展,这些技术已经很难满足需求,研究开发新型热力采油技术是迫在眉睫的重要问题。
  一、热力采油技术的主要特点
  根据我国的能源储量分布及总量对比不难发现,石油的总体储量并不高,但是其中稠油所占的比例却让中国成为世界排名第四的国家。数据显示,在我国开发20年以上的油田中,稠油区块的数量达到七十个,稠油的总体探明储量为1.6亿吨;一方面是相对贫瘠的石油原油资源拥有现状,另一方面是排名靠前的稠油占有量,因此需要积极研究稠油的开采技术对我国的石油能源利用具有重要的意义。
  二、热力采油技术现状分析
  现在普遍使用的热力采油技术主要有两种,即火烧油层技术和注蒸汽热力采油技术,而注蒸汽技术又可以分为蒸汽驱和蒸汽吞吐两种技术,下面将针对这三种技術展开分析。
  1.火烧油层技术
  顾名思义,这种技术是将氧气、空气以及其他气体的混合气体注入到地下油层中,然后依靠原油自燃或者人工将气体点燃,产生热量以提高原油的温度,方便开采。
  2.蒸汽驱技术
  主要是将蒸汽连续的注入到生产井中,利用蒸汽提高原油的温度,增加稠油的流动性,达到开采稠油的目的。如果蒸汽尚未突破生产井,运用这项技术能够达到很好的效果,有效提高生产效率;但是如果蒸汽已经突破生产井,蒸汽注入到生产井中可能会泄漏,对生产效果产生极大的不利影响。
  3.蒸汽吞吐技术
  蒸汽吞吐技术可以分为三个步骤:注气、焖井、生产,一般情况下,向生产井中注入蒸汽,直到生产井无法继续正常生产,我们称之为一个生产周期;由于注入蒸汽的量是有限的,所以有些稠油层很难达到,因此,运用蒸汽吞吐技术一般只能提高稠油层及其附近油层的生产效果,并且随着稠油被逐渐开采出来,即使注入蒸汽也打不到很好的加热效果。由于蒸汽吞吐技术使用最为广泛,并且经过长足发展,已经逐渐成熟。我们可以在蒸汽中适量的加入助剂以提高采油效果,这些助剂可以是氮气、高温泡沫和天然气等,例如在蒸汽中加入氮气,就能够有效减少气窜问题产生的概率。
  三、热力采油技术存在的问题
  综上,目前使用的热力采油技术主要是蒸汽驱和蒸汽吞吐。在蒸汽驱技术实际应用的过程中,由于蒸汽密度和稠油有很大差别,会产生蒸汽指进或者流动速度太快的问题,会对驱油效率和驱油面积产生不利影响,造成稠油开采效率低下的问题;再者,由于岩石的湿润性质和稠油的不同,岩石表面的稠油很难开采完全,这也是影响采油效率的一个因素。 蒸汽驱采油和蒸汽吞吐采油都需要较大的人力和较高的技术水平,并且蒸汽驱油效果会随着开采时间的延长逐渐降低,在采油后期,驱油效果不尽如人意。从这个角度讲,采用新型热力采油技术是非常必要的。
  四、热力采油技术措施
  (一)常规热力采油工艺技术措施
  1.蒸汽驱采油技术
  蒸汽驱采油技术措施的应用,借助于热蒸汽的驱替能量,将油层的温度升高,提高油井产能的采油技术措施。将热的蒸汽通过注入井注入, 经过注入井和采油井之间的连通关系,形成热蒸汽的驱替通道,将岩石孔隙中的油流温度升高,提高油流的流动速度,达到顺利开采的目的。对于蒸汽吞吐采油已经达到极限的井筒,进行蒸汽驱开采,属于最佳的开采工艺技术措施。由于蒸汽吞吐的次数有限,后续的稠油开采,就需要注蒸汽或者蒸汽驱采油技术,才能达到油井生产的技术要求。
  2.蒸汽吞吐采油技术
  蒸汽吞吐的采油工艺技术措施,就是将热的蒸汽注入到井下的油层部位,通过关井一定时间,进行焖井处理。之后开井进行正常生产。实现了热蒸汽在采油井油层的扩散,使近井区域的油流温度升高,大大降低油流的黏度,提高采油效果。蒸汽吞吐只能开采近井区域的油流,而更大的驱油的油流没有波及到,而且需要合理控制焖井的时间,生产的时间依据油井产能的动态资料,产量下降后,可以停止采油。因此,有的稠油井经过蒸汽吞吐开采后,还需要继续注入蒸汽,达到开采的目标。
  3.火烧油层采油技术
  火烧油层采油技术是经过助燃物的注入,使油层中的轻组分燃烧, 通过燃烧带的热能传递,将油层中剩余的重油开采出来,达到特稠油井开采的目的。火烧油层就是从井口向井内注入氧气等助燃物,利用其自燃特点,或者利用井下的点火装置,将其点燃,使燃料燃烧,在井下形成火炬,利用火焰燃烧的热能,开采未燃烧的稠油,通过火烧油层方法开采出的油流的重组分相对升高。
  (二)热力采油新技术的试验和应用
  热力采油工艺技术措施的应用,不仅仅局限于蒸汽吞吐、蒸汽驱油及火烧油层技术措施,也可以将多种采油工艺技术措施组合应用,通过生产现场的试验研究,取得了较好的效果。
  1.各种驱动能量的开采工艺技术措施
  将各种热力采油技术和复合驱油的技术措施结合起来,达到最佳的驱油效果, 提高稠油井的产能。在注入蒸汽热采的同时,进行驱替剂的注入,使稠油开采效果更好。注入蒸汽的同时, 进行泡沫驱油, 能够在蒸汽驱油的基础上,通过泡沫的注入, 对蒸汽的注入剖面进行调节,改善蒸汽驱油的效果,使热的蒸汽更好地扩散到油层的孔隙中,达到最佳的驱油效果。也可以在注入蒸汽的同时注入表面活性剂, 通过表面活性剂的表面活性, 改变岩石的润湿特性, 改变油水的流度比,提高油流的流动特性。 采用热碱液的驱油技术措施, 使碱液与油层中的酸液发生化学反应, 降低界面张力, 开采出更多的油流。
  2.电磁波热力采油技术措施
  将电磁波作用于地层,由于电磁波与油层中各种不同的流体产生电渗的现象,依据电渗透的效果,通过欧姆效应,实现了电解堵技术措施,解除井下油层部位的堵塞,降低油流中流体的黏度,提高流动速度,达到提高产能的技术要求。电磁波物理法采油工艺技术措施的应用,由于电磁波只对井下油层中的油水产生作用,而对岩石没有影响,达到提高油水流动特性,提高采油量的目的。不需要向油层部位注入任何的化学药剂,对储层没有污染,属于清洁型的开采技术措施。
  五、结语
  随着我国的经济发展和人民生活水平的提高,客观上要求增加社会能源供应类型,满足不同类型的需要,因此积极发展针对稠油开采的热力技术是非常有意义的。我国的石油能源形势不容乐观,一方面随着汽车工业的发展,石油能源的供求产生了巨大的矛盾,另一方面,巨大的稠油储备量提供了广阔的市场空间。实践证明,在油田作用中采用热力采油技术,通常都可以提升10%到20%的效率,同时安全可靠、操作简便。下一阶段,如何针对热力采油技术进行单位规模产量最大化的研究将是重点。
  【参考文献】
  [1]孙远翔.热力采油技术探讨[J].化工设计通讯,2017,43(09):35+49.
  [2]曹胜新.热力采油新技术的探讨[J].化工管理,2014(26):122.
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