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摘 要：提高采收率一直是研究的研究热点。稠油粘度高，密度大，开采中流动阻力大，不仅驱替效率低，而且体积扫油效率也低，难于用常规方法进行开采。稠油开采有很多方面的技术，总结各种稠油开采经验，加之稠油的粘度对温度非常敏感，可以将热力开采工艺作为提高粘性原油油藏采收率的重要手段。
关键词：采油工程 稠油开采 热力采油
一、前言
稠油粘度高，密度大，埋藏深度为1000~1500m，开采中流动阻力大，不仅驱替效率低，而且体积扫油效率也低，难于用常规方法进行开采。稠油开采有很多方面的技术，以蒸汽吞吐、蒸汽驱等为主要开采方式的稠油热采技术，以及以碱驱、聚合物驱、混相驱等为主的稠油冷采技术，鉴于稠油的特点，可通过降低稠油粘度、减小油流阻力来有效的开采稠油提高采收率。总结各种稠油开采经验，加之稠油的粘度对温度非常敏感，可以将热力开采工艺作为提高粘性原油油藏采收率的重要手段。
二、热力采油工程技术及其应用
1.常规热力采油工程技术
常规热力采油法包括蒸汽法和火烧油层。蒸汽法主要有蒸汽吞吐和蒸汽驱两种方法。蒸汽是一种热能，能大大提高油层温度，随着油层温度升高，原油粘度大大降低，产生蒸汽蒸馏和溶剂抽提作用，油相相对渗透率增加。
1.1蒸汽吞吐技术的研究分析
蒸汽吞吐是指在本井中完成注蒸汽、焖井和开井生产三个过程的稠油开采方法，是一种相对简单和成熟的注蒸汽开采稠油的技术，机理主要是加热近井地带原油，使之粘度降低，当生产压力下降时，为地层束缚水和蒸汽的闪蒸提供气体驱动力。
蒸汽吞吐通常只能采出井点周围油层中有限区域内的原油，井间存在大量蒸汽难以波及到的死油区，随着吞吐轮次的增加和加热区含油饱和度的减小，采油效果将逐渐变差，油藏处于低效或无效吞吐阶段，蒸汽吞吐的原油采收率一般只有 10~20%，近几年蒸汽吞吐技术的发展主要在于使用各种助剂改善吞吐效果，例如，注入蒸汽中加入天然气、注入溶剂、加入高温泡沫剂(表面活性剂)等方式。
1.2蒸汽驱技术的研究分析
蒸汽驱是指按一定井网(根据开发方案要求)，在注汽井连续注汽，在注入井周围形成蒸汽带，注入的蒸汽将地下原油加热并驱到周围生产井后产出。蒸汽驱是目前大规模工业化应用的热采技术，成为蒸汽吞吐后提高采收率的有效方法，并取得了良好的效果。蒸汽驱的机理主要是降低稠油粘度，提高原油的流度。蒸汽相不仅由水蒸汽组成，同时也含烃蒸汽，烃汽与蒸汽一起凝结，驱替并稀释前缘原油，从而留下较少的但较重的残余油。
在开发实践中，蒸汽吞吐和蒸汽驱是注蒸汽采油的两个有机过程，蒸汽吞吐为蒸汽驱创造了有利的油藏驱替条件，同时蒸汽驱注入油层的大量的热力学能使油层温度在较大范围内得到提高，将井间的原油驱替到生产井。
1.3火烧油层技术的研究分析
火烧油层是向井下注入空气、氧气或富氧气体，依靠自燃或利用井下点火装置点火燃烧，使其与油藏中的有机燃料(原油)反应，借助生成的热开采未燃烧的稠油。
火烧油层最大的问题是氧化过程在油藏中维持的时间以及氧化范围。通常，火烧油层工作特性与空气流量有关，因此使工作过程很难控制；很高的最佳气流量一般只能在井距很小时达到，热损失导致油大部分馏份冷凝而难以采出。
随着水平井技术的发展，火烧油层技术呈现出新的发展趋势，即由常规火驱变为复合驱。例如，利用水平井进行重力辅助火烧油(COSH，也译作燃烧超覆分采水平井)、火驱与蒸汽驱复合驱等，从而提高采收率，提高经济效益。
2.非常规热力采油工程技术
2.1水平井蒸汽辅助重力泄油热采技术的研究分析
蒸汽辅助重力泄油技术是开发稠油的一项前沿技术，对于在地层原始条件下没有流动能力的高粘度原油，要实现注采井之间的热连通，需经历油层预热阶段蒸汽辅助重力泄油是以蒸汽为热源，热传导与热对流相结合，依靠稠油及凝析液的重力作用开采。
蒸汽辅助重力泄油技术最大的缺点就是需要耗用大量的蒸汽——尤其对于油层较薄、质量较差的储层。故在其基础上发展出一些新的热采技术，如：注气体溶剂萃取稠油技术、水平裂缝辅助蒸汽驱技术、蒸汽与非凝析气推进技术、重力辅助火烧油层技术。
2.2热/化学、泡沫驱开采稠油技术的研究分析
化学复合开采技术，是在注入蒸汽的同时，有目的地加入一些化学剂，改善热力采油的效果，如加入泡沫剂，就可以调整蒸汽的注入剖面，又如加入薄膜扩散剂可改善油层岩石的润湿性及界面张力，从而取得更好的采油效果。其机理是表面活性剂的分子能够在油水界面和岩石表面形成定向排列，从而使得油水界面张力降低或引起岩石表面物理特性的改变。热/化学复合采油技术就是应用活性剂这种作用来改变油藏中流体及岩石的物理性质，使得稠油更易于从岩石表面剥离下来，易于采出。
根据在注入蒸汽的同时注入化学剂及其作用的不同，热/化学复合采油技术可以分为以下几类。
2.2.1蒸汽/表面活性剂复合驱采油技术
蒸汽/表面活性剂复合驱采油技术分为蒸汽/泡沫剂复合驱采油技术和蒸汽/驱油剂复合驱采油技术。蒸汽/泡沫剂复合驱采油技术是在注入蒸汽的同时注入泡沫剂和非凝析气体(如N2)，用以在孔隙中产生泡沫，增加蒸汽流动阻力，降低蒸汽的流度，提高原油采收率。蒸汽/驱油剂复合采油技术是利用驱油剂的注入改变岩石-原油-水体系的界面特性，降低油水界面张力，
改变岩石的润湿性，降低残余油饱和度。
2.2.2蒸汽/薄膜扩散剂复合驱采油技术
薄膜扩散剂是一种非离子型高分子表面活性剂，容易在界面上形成一层极薄的膜(膜厚小于2nm)。这层薄膜会取代原先吸附在油水界面的沥青质和胶质所形成的厚膜，促使水滴凝聚而破乳，同时岩石的润湿性增大，油层渗透率上升，原油可大幅度增产。
2.2.3热/碱复合驱采油技术
热/碱复合驱采油技术的机理是碱与原油中的有机酸起反应生成皂(表面活性剂)，降低界面张力，提高原油采收率。
2.2.4热/聚合物复合驱采油技术
热/聚合物复合驱采油技术是利用大分子聚合物对地层的吸汽剖面进行调整，以改善注气效果，提高原油采收率。
3.电磁波物理法采油技术的研究分析
电磁波物理法采油是当电磁波作用于地层时，由于各电磁频段与油层中(多孔介质中的矿化水、极性油品等)的各种离子、介极子或固液界面的电结构带电粒子间的相互作用产生“电渗效应”、“欧姆热”以及“极化”生热，从而起到电解堵或增产、增注的效果。由于这种作用是快速的、有选择性的，只作用于油、水，而不作用于岩心，不必向地层注入物质，因而不会造成油层伤害。
电磁波物理法采油技术根据电磁频段可分为“电动采油技术”(直流电)、“工频地层电热采油技术”(数十赫兹到数百赫兹)、“地层电磁加热技术”(数百赫兹到数千赫兹)、“地层微波加热技术”(数千赫兹到数兆赫兹)
三、结论
展望未来，稠油将以其丰富的资源，先进的开采技术，成为21世纪的重要能源，而热力采油作为开采稠油主要的方法，必将有其广阔前景。一些新技术的出现替代了原有热采技术，扩大热采技术的应用范围，我们要在在深化油藏认识的基础上，改进了一些传统工艺技术的研究应用，同时探索新的技术在采油工程中的应用，提高采油率。
关键词：采油工程 稠油开采 热力采油
一、前言
稠油粘度高，密度大，埋藏深度为1000~1500m，开采中流动阻力大，不仅驱替效率低，而且体积扫油效率也低，难于用常规方法进行开采。稠油开采有很多方面的技术，以蒸汽吞吐、蒸汽驱等为主要开采方式的稠油热采技术，以及以碱驱、聚合物驱、混相驱等为主的稠油冷采技术，鉴于稠油的特点，可通过降低稠油粘度、减小油流阻力来有效的开采稠油提高采收率。总结各种稠油开采经验，加之稠油的粘度对温度非常敏感，可以将热力开采工艺作为提高粘性原油油藏采收率的重要手段。
二、热力采油工程技术及其应用
1.常规热力采油工程技术
常规热力采油法包括蒸汽法和火烧油层。蒸汽法主要有蒸汽吞吐和蒸汽驱两种方法。蒸汽是一种热能，能大大提高油层温度，随着油层温度升高，原油粘度大大降低，产生蒸汽蒸馏和溶剂抽提作用，油相相对渗透率增加。
1.1蒸汽吞吐技术的研究分析
蒸汽吞吐是指在本井中完成注蒸汽、焖井和开井生产三个过程的稠油开采方法，是一种相对简单和成熟的注蒸汽开采稠油的技术，机理主要是加热近井地带原油，使之粘度降低，当生产压力下降时，为地层束缚水和蒸汽的闪蒸提供气体驱动力。
蒸汽吞吐通常只能采出井点周围油层中有限区域内的原油，井间存在大量蒸汽难以波及到的死油区，随着吞吐轮次的增加和加热区含油饱和度的减小，采油效果将逐渐变差，油藏处于低效或无效吞吐阶段，蒸汽吞吐的原油采收率一般只有 10~20%，近几年蒸汽吞吐技术的发展主要在于使用各种助剂改善吞吐效果，例如，注入蒸汽中加入天然气、注入溶剂、加入高温泡沫剂(表面活性剂)等方式。
1.2蒸汽驱技术的研究分析
蒸汽驱是指按一定井网(根据开发方案要求)，在注汽井连续注汽，在注入井周围形成蒸汽带，注入的蒸汽将地下原油加热并驱到周围生产井后产出。蒸汽驱是目前大规模工业化应用的热采技术，成为蒸汽吞吐后提高采收率的有效方法，并取得了良好的效果。蒸汽驱的机理主要是降低稠油粘度，提高原油的流度。蒸汽相不仅由水蒸汽组成，同时也含烃蒸汽，烃汽与蒸汽一起凝结，驱替并稀释前缘原油，从而留下较少的但较重的残余油。
在开发实践中，蒸汽吞吐和蒸汽驱是注蒸汽采油的两个有机过程，蒸汽吞吐为蒸汽驱创造了有利的油藏驱替条件，同时蒸汽驱注入油层的大量的热力学能使油层温度在较大范围内得到提高，将井间的原油驱替到生产井。
1.3火烧油层技术的研究分析
火烧油层是向井下注入空气、氧气或富氧气体，依靠自燃或利用井下点火装置点火燃烧，使其与油藏中的有机燃料(原油)反应，借助生成的热开采未燃烧的稠油。
火烧油层最大的问题是氧化过程在油藏中维持的时间以及氧化范围。通常，火烧油层工作特性与空气流量有关，因此使工作过程很难控制；很高的最佳气流量一般只能在井距很小时达到，热损失导致油大部分馏份冷凝而难以采出。
随着水平井技术的发展，火烧油层技术呈现出新的发展趋势，即由常规火驱变为复合驱。例如，利用水平井进行重力辅助火烧油(COSH，也译作燃烧超覆分采水平井)、火驱与蒸汽驱复合驱等，从而提高采收率，提高经济效益。
2.非常规热力采油工程技术
2.1水平井蒸汽辅助重力泄油热采技术的研究分析
蒸汽辅助重力泄油技术是开发稠油的一项前沿技术，对于在地层原始条件下没有流动能力的高粘度原油，要实现注采井之间的热连通，需经历油层预热阶段蒸汽辅助重力泄油是以蒸汽为热源，热传导与热对流相结合，依靠稠油及凝析液的重力作用开采。
蒸汽辅助重力泄油技术最大的缺点就是需要耗用大量的蒸汽——尤其对于油层较薄、质量较差的储层。故在其基础上发展出一些新的热采技术，如：注气体溶剂萃取稠油技术、水平裂缝辅助蒸汽驱技术、蒸汽与非凝析气推进技术、重力辅助火烧油层技术。
2.2热/化学、泡沫驱开采稠油技术的研究分析
化学复合开采技术，是在注入蒸汽的同时，有目的地加入一些化学剂，改善热力采油的效果，如加入泡沫剂，就可以调整蒸汽的注入剖面，又如加入薄膜扩散剂可改善油层岩石的润湿性及界面张力，从而取得更好的采油效果。其机理是表面活性剂的分子能够在油水界面和岩石表面形成定向排列，从而使得油水界面张力降低或引起岩石表面物理特性的改变。热/化学复合采油技术就是应用活性剂这种作用来改变油藏中流体及岩石的物理性质，使得稠油更易于从岩石表面剥离下来，易于采出。
根据在注入蒸汽的同时注入化学剂及其作用的不同，热/化学复合采油技术可以分为以下几类。
2.2.1蒸汽/表面活性剂复合驱采油技术
蒸汽/表面活性剂复合驱采油技术分为蒸汽/泡沫剂复合驱采油技术和蒸汽/驱油剂复合驱采油技术。蒸汽/泡沫剂复合驱采油技术是在注入蒸汽的同时注入泡沫剂和非凝析气体(如N2)，用以在孔隙中产生泡沫，增加蒸汽流动阻力，降低蒸汽的流度，提高原油采收率。蒸汽/驱油剂复合采油技术是利用驱油剂的注入改变岩石-原油-水体系的界面特性，降低油水界面张力，
改变岩石的润湿性，降低残余油饱和度。
2.2.2蒸汽/薄膜扩散剂复合驱采油技术
薄膜扩散剂是一种非离子型高分子表面活性剂，容易在界面上形成一层极薄的膜(膜厚小于2nm)。这层薄膜会取代原先吸附在油水界面的沥青质和胶质所形成的厚膜，促使水滴凝聚而破乳，同时岩石的润湿性增大，油层渗透率上升，原油可大幅度增产。
2.2.3热/碱复合驱采油技术
热/碱复合驱采油技术的机理是碱与原油中的有机酸起反应生成皂(表面活性剂)，降低界面张力，提高原油采收率。
2.2.4热/聚合物复合驱采油技术
热/聚合物复合驱采油技术是利用大分子聚合物对地层的吸汽剖面进行调整，以改善注气效果，提高原油采收率。
3.电磁波物理法采油技术的研究分析
电磁波物理法采油是当电磁波作用于地层时，由于各电磁频段与油层中(多孔介质中的矿化水、极性油品等)的各种离子、介极子或固液界面的电结构带电粒子间的相互作用产生“电渗效应”、“欧姆热”以及“极化”生热，从而起到电解堵或增产、增注的效果。由于这种作用是快速的、有选择性的，只作用于油、水，而不作用于岩心，不必向地层注入物质，因而不会造成油层伤害。
电磁波物理法采油技术根据电磁频段可分为“电动采油技术”(直流电)、“工频地层电热采油技术”(数十赫兹到数百赫兹)、“地层电磁加热技术”(数百赫兹到数千赫兹)、“地层微波加热技术”(数千赫兹到数兆赫兹)
三、结论
展望未来，稠油将以其丰富的资源，先进的开采技术，成为21世纪的重要能源，而热力采油作为开采稠油主要的方法，必将有其广阔前景。一些新技术的出现替代了原有热采技术，扩大热采技术的应用范围，我们要在在深化油藏认识的基础上，改进了一些传统工艺技术的研究应用，同时探索新的技术在采油工程中的应用，提高采油率。