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【摘 要】全球稠油储量巨大,但是开发成本较高,开发技术也较复杂,本文主要介绍蒸汽吞吐+蒸汽驱稠油开发技术,该技术是目前稠油开发的主流技术,且发展比较成熟,开发效果好,得到了广泛的应用,该技术分为直井蒸汽吞吐+蒸汽驱技术和水平井蒸汽吞吐+蒸汽驱技术。水平井特超稠油注蒸汽吞吐HDCS技术在国内的王庄油田发展成为特超稠油注蒸汽吞吐HDCS技术。
【关键词】稠油;蒸汽吞吐;蒸汽驱
1.引言
稠油又称为重油,“稠”指的是粘度,“重”指的是密度。对开发来说,粘度是影响产能和采收率的重要指标,粘度越大,开发难度越大,经济效益也越低。同时稠油中金属和其它元素的含量较高,需要投入更多的成本来提取有用产品,除去杂质。所以稠油开采和炼制难度大且成本高。但是稠油的储量巨大,全球石油资源大概是1.4-2.1×108m3(9-13万亿桶),常规原油只占其中的大约30%,其余都是稠油、超稠油和沥青(如图1所示)[1]。
稠油将在未来的石油工业中扮演一个重要的角色,现在许多国家正转向稠油开发来增加产量、更新储量评估、测试新技术、投资基础设施建设,使其稠油资源的开发不至于落后。目前国内外超稠油主体开发技术主要有双水平井SAGD、直井与水平井组合SAGD、直井蒸汽吞吐+蒸汽驱、水平井蒸汽吞吐+蒸汽驱 、露天开采五种。下面分别介绍五种技术的国内外技术现状和发展趋势。
2.直井蒸汽吞吐+蒸汽驱
直井循环蒸汽吞吐(CSS),也叫做蒸汽浸泡,是在单井中分阶段实施的一种开采方法(如图2所示)。
蒸汽吞吐后续的开发方式是蒸汽驱,需要在多个井之间进行。蒸汽从不同井网井距中的注入井注入,油从生产井中产出,如图3所示。该方法面临的挑战是,低密度蒸汽的重力超覆,储层非均质性和蒸汽前缘监测等。采用注蒸汽开采的油田有印度尼西亚的Duri油田、加里福尼亚的KernRiver 油田和加拿大的Pikes PeakLloydminster 油田等[2-4]。
国内比较典型的区块为辽河齐40块,它齐40块位于辽河断陷盆地西部凹陷西斜坡上台阶中段,开发目的层为莲花油层。油层埋深625m~1050m,平均孔隙度31.5%,平均渗透率2.06μm2,平均单井有效厚度37.7m。原始地层压力8MPa~11MPa,原始温度36℃~43.6℃。
该块按开采方式可划分为两个开发阶段,如图4所示。第一阶段:1987年~2006年底,为蒸汽吞吐开发阶段,期间共进行三次井网加密,阶段吞吐采出程度33.3%;第二阶段:2006年底~目前,为分批转入蒸汽驱开发阶段,期间2006年12月至2007年3月转驱65个井组,2007年12月至2008年3月转驱74个井组(后停注1个井组),加上提前开展转驱试验的先导、扩大11个井组,井组规模达到150个。蒸汽驱阶段的产量远大于蒸汽吞吐阶段产量,如图5所示。
3.水平井蒸汽吞吐+蒸汽驱
目前,中石化胜利油田王庄区块采用纯水平井网热采开发特超稠油油藏。如图所示为郑411区块的井位部署图,主要采用长短井交错行列式井网的方式,同时短井在垂向上高于长井,可以充分利用重力的作用泄油,如图6所示。
王庄油田上报探明+控制储量规模达到1.1×108t。其中坨826块沙三段、郑411块沙三段、郑39块和郑409块沙一段为原油粘度大于100000mPa·s的特超稠油油藏,总储量4175×104t。自2005年开始,在王庄油田郑411块开展了特超稠油强化采油技术攻关,利用水平井降低注汽压力、增加吸汽能力,利用降粘剂降低井筒附近粘度、提高注汽质量,利用CO2增加泄油半径、提高蒸汽体积,通过提高注汽质量、扩大蒸汽波及范围,实现了特超稠油的有效动用,形成了特超稠油注蒸汽吞吐HDCS技术,即水平井(Horizontal well)+油溶降粘剂(Dissolver)+CO2(Carbon dioxide)+亚临界蒸汽(Steam)[5]。
利用HDCS技术,郑411块沙三上1砂体规划部署水平井34口,动用储量270×104t ,建产能9.3×104t。已钻水平井31口,已累积产油10.7×104t,区块油汽比0.43t/t,平均单井日油能力10.2t/d。
4.结论
(1)本文对国内外蒸汽吞吐+蒸汽驱的开发方式,技术现状,关键技术和应用状况进行了全面的介绍。
(2)为国内外类似油藏开发方式筛选和适用性研究提供了借鉴,具有指导意义。
(3)蒸汽吞吐+蒸汽驱是目前普通稠油主要的开发方式,且技术比较成熟,开发效果比较好。
参考文献:
[1]Belani A: “It’ s Time for an Industry Initiative on Heavy Oil”,Journal of Petroleum Technology[J],58卷,第6期(2006 年6月):40-42.
[2]Siu A L. Modelling steam-assisted gravity drainage process in the UTF. SPE 22895.
[3]Guihua Yang,Butler R M. Effects of reservoir heterogeneities on heavy oil recovery by steam-assisted gravity drainage. JCPT,1992.
[4]Sarathi P.S. and Roak D.Light Oil Stramflooding:A Laboratory Study.SPE17447.
[5]李賓飞.超稠油HDCS高效开采技术研究[J].钻采工艺钻采工艺,2009,32(6):52-55.
作者简介:
杨宇勇(1992-),男,北京,大学本科,中国地质大学(北京)能源学院,学生。
张昱(1993-),女,北京,大学本科,中国地质大学(北京)人文经管学院。
【关键词】稠油;蒸汽吞吐;蒸汽驱
1.引言
稠油又称为重油,“稠”指的是粘度,“重”指的是密度。对开发来说,粘度是影响产能和采收率的重要指标,粘度越大,开发难度越大,经济效益也越低。同时稠油中金属和其它元素的含量较高,需要投入更多的成本来提取有用产品,除去杂质。所以稠油开采和炼制难度大且成本高。但是稠油的储量巨大,全球石油资源大概是1.4-2.1×108m3(9-13万亿桶),常规原油只占其中的大约30%,其余都是稠油、超稠油和沥青(如图1所示)[1]。
稠油将在未来的石油工业中扮演一个重要的角色,现在许多国家正转向稠油开发来增加产量、更新储量评估、测试新技术、投资基础设施建设,使其稠油资源的开发不至于落后。目前国内外超稠油主体开发技术主要有双水平井SAGD、直井与水平井组合SAGD、直井蒸汽吞吐+蒸汽驱、水平井蒸汽吞吐+蒸汽驱 、露天开采五种。下面分别介绍五种技术的国内外技术现状和发展趋势。
2.直井蒸汽吞吐+蒸汽驱
直井循环蒸汽吞吐(CSS),也叫做蒸汽浸泡,是在单井中分阶段实施的一种开采方法(如图2所示)。
蒸汽吞吐后续的开发方式是蒸汽驱,需要在多个井之间进行。蒸汽从不同井网井距中的注入井注入,油从生产井中产出,如图3所示。该方法面临的挑战是,低密度蒸汽的重力超覆,储层非均质性和蒸汽前缘监测等。采用注蒸汽开采的油田有印度尼西亚的Duri油田、加里福尼亚的KernRiver 油田和加拿大的Pikes PeakLloydminster 油田等[2-4]。
国内比较典型的区块为辽河齐40块,它齐40块位于辽河断陷盆地西部凹陷西斜坡上台阶中段,开发目的层为莲花油层。油层埋深625m~1050m,平均孔隙度31.5%,平均渗透率2.06μm2,平均单井有效厚度37.7m。原始地层压力8MPa~11MPa,原始温度36℃~43.6℃。
该块按开采方式可划分为两个开发阶段,如图4所示。第一阶段:1987年~2006年底,为蒸汽吞吐开发阶段,期间共进行三次井网加密,阶段吞吐采出程度33.3%;第二阶段:2006年底~目前,为分批转入蒸汽驱开发阶段,期间2006年12月至2007年3月转驱65个井组,2007年12月至2008年3月转驱74个井组(后停注1个井组),加上提前开展转驱试验的先导、扩大11个井组,井组规模达到150个。蒸汽驱阶段的产量远大于蒸汽吞吐阶段产量,如图5所示。
3.水平井蒸汽吞吐+蒸汽驱
目前,中石化胜利油田王庄区块采用纯水平井网热采开发特超稠油油藏。如图所示为郑411区块的井位部署图,主要采用长短井交错行列式井网的方式,同时短井在垂向上高于长井,可以充分利用重力的作用泄油,如图6所示。
王庄油田上报探明+控制储量规模达到1.1×108t。其中坨826块沙三段、郑411块沙三段、郑39块和郑409块沙一段为原油粘度大于100000mPa·s的特超稠油油藏,总储量4175×104t。自2005年开始,在王庄油田郑411块开展了特超稠油强化采油技术攻关,利用水平井降低注汽压力、增加吸汽能力,利用降粘剂降低井筒附近粘度、提高注汽质量,利用CO2增加泄油半径、提高蒸汽体积,通过提高注汽质量、扩大蒸汽波及范围,实现了特超稠油的有效动用,形成了特超稠油注蒸汽吞吐HDCS技术,即水平井(Horizontal well)+油溶降粘剂(Dissolver)+CO2(Carbon dioxide)+亚临界蒸汽(Steam)[5]。
利用HDCS技术,郑411块沙三上1砂体规划部署水平井34口,动用储量270×104t ,建产能9.3×104t。已钻水平井31口,已累积产油10.7×104t,区块油汽比0.43t/t,平均单井日油能力10.2t/d。
4.结论
(1)本文对国内外蒸汽吞吐+蒸汽驱的开发方式,技术现状,关键技术和应用状况进行了全面的介绍。
(2)为国内外类似油藏开发方式筛选和适用性研究提供了借鉴,具有指导意义。
(3)蒸汽吞吐+蒸汽驱是目前普通稠油主要的开发方式,且技术比较成熟,开发效果比较好。
参考文献:
[1]Belani A: “It’ s Time for an Industry Initiative on Heavy Oil”,Journal of Petroleum Technology[J],58卷,第6期(2006 年6月):40-42.
[2]Siu A L. Modelling steam-assisted gravity drainage process in the UTF. SPE 22895.
[3]Guihua Yang,Butler R M. Effects of reservoir heterogeneities on heavy oil recovery by steam-assisted gravity drainage. JCPT,1992.
[4]Sarathi P.S. and Roak D.Light Oil Stramflooding:A Laboratory Study.SPE17447.
[5]李賓飞.超稠油HDCS高效开采技术研究[J].钻采工艺钻采工艺,2009,32(6):52-55.
作者简介:
杨宇勇(1992-),男,北京,大学本科,中国地质大学(北京)能源学院,学生。
张昱(1993-),女,北京,大学本科,中国地质大学(北京)人文经管学院。