稠油的开采方法 稠油开采工艺在塔北油田的应用及展望

一是HDCS技术。通过优化注采参数，明晰技术经济政策界限，合理配置降黏剂、C02[z2]和蒸汽用量，将胶质、沥青质团状结构分解分散，形成以胶质、沥青质为分散、原油轻质组分为连续相的分散体系。
二是冷采技术。采用螺杆泵将原油和砂一起采出，通过使油层大量出砂形成“蚯蚓洞”和稳定泡沫油而获得较高的原油产量。形成地层中的“蚯蚓洞”可提高油层渗透率，而形成泡沫油则为油层提供了内部驱动能量。该技术对地层原油含有溶解气的各类疏松砂岩稠油油藏具有较广泛的适用性。
三是添加降黏剂。乳化液在孔隙介质中的流动过程是一个复杂的随机游走过程，降低界面张力，提高毛细管数可改善稠油油藏开发效果。向生产井井底注入表面活性物质——降黏剂，它在井下与原油相混合后产生乳化或分散作用，原油以小油珠的形式分散在水溶液中，形成比较稳定的水包油型乳状液体系。在流动过程中变原油之间内摩擦力为水之间的内摩擦力，因而流动阻力大大降低，达到了降黏开采的目的。
四是电加热。采用电热采油工艺开采稠油、超稠油，在技术上是成熟的。但它的可行性是建立在电力成本低或者原油价格高的基础上。
五是地下燃烧。地下燃烧，就是我们通常所说的火烧油层。受热的通道为可流动的原油到达生产井提供流路后，随即实施油藏点火和注空气，蒸汽/燃烧法的综合应用，可在薄油藏以及持续注蒸汽无经济效益的油藏得到较高的经济效益。
六是SAG D技术。蒸汽辅助重力泄油（SAGD）技术是开发超稠油的一项前沿技术，该方法的主要机理是热传导与流体热对流相结合。以蒸汽为热源，依靠注入蒸汽与加热的油和水之间的密度差来实现重力泄油作用而开采稠油。利用直井+水平井组合技术，大幅度提高油井周期产量。这项技术为稠油、超稠油开采接替技术开辟了新的领域。
七是掺稀油开采。该项技术的优点是不伤害油层。它不像掺活性水降黏开采，掺水后的油水混合液要到联合站去脱水，脱下的水还要解决出路问题，增加了原油生产成本；有些区块附近无稀油源，掺稀油也比较麻烦。这项技术的可行性和合理性决定于原油的价格。
八是微生物驱油。通过细菌在油藏环境中繁殖，细菌生长代谢，对原油产生降解作用，生成的代谢产物使固一液界面性质、渗流特性、原油物化性质发生变化，从而提高了洗油效率。微生物作用可降低原油高碳链烃含量及原油黏度。
九是地热辅助采油技术。统计C油田3400个井点地层温度资料。统计结果表明，地层温度与油层埋深成正比，埋藏越深、温度越高。利用广义丰富的地热资源，包括深层高温流体（油、气、水及其混合物），将大量的热量带入浅油层，降低原油黏度，提高原油流动能力。为减少热损失，最好不进行油、气、水分离，而且不经过地面，直接注人目的油层。胜利油田稠油热采和注水开发工艺技术非常成熟，开发实践经验也非常丰富，为利用地热资源进行热水采油提供了便利。胜利油田通过深化热采稠油油藏井网优化调整和水平井整体开发的技术经济政策研究，配套全过程油层保护技术、水平井均匀注汽、热化学辅助吞吐、高效井筒降茹举升等工艺技术驱动，保障了热采稠油产量的持续增长。另外，还有太阳能、风能和重力能辅助采油技术。

稠油的开采难度~

稠油开发是世界性的大难题。在中国能源紧缺的今天，稠油资源无疑是中国不可忽视的能源之一。中国的大部分稠油油藏基本上都是小断块稠油油藏，这类油藏属于低品位石油资源，原油物性差，开发、采油、地面集输与处理难度大。那么，稠油油田开发在产能建设中，其地面工艺技术如何优化，应采用什么技术与方法，才能提高整体开发效益呢？河南新庄、杨楼两个小断块稠油油田的开发，是中石化股份公司 “十五”重点项目。“当年确定区块，当年钻井，当年建产能，当年投产”。油藏、工艺、集输“三位一体”，油层、井筒、地面有机结合，较快地形成了原油生产能力，油田开发整体效益较好，在国内达到了技术领先水平。对应用广泛的有杆抽油井而言，在开采稠油时，由于粘度过高，含蜡量大，使得油管的油流通道减小，抽油杆柱的上、下行阻力增加，下冲程时易出现驴头“打架”现象，上冲程时驴头负荷增加，严重时会使抽油杆卡死在油管中，甚至造成抽油杆断裂的井下事故。此外，对于油层温度较低的井，在抽油泵固定阀、固定阀罩及其以下部位由于压力低，在生产过程中也容易形成堵井，而要被迫进行修井。对于电潜泵生产井而言，由于电潜泵井排量大，吸入口处压力低，当油层温度较低时，此处容易结蜡并造成叶导轮流道堵塞，钻井液阻力增加，使泵的排量下降，同时会使电机负荷增加，严重的可造成电机经常停机，使电泵机组不能正常运转。总之，稠油的开采过程中有很多的困难，由于稠油的性质造成开采中的井下事故及其费用，会使采油成本大幅度上升。因此，稠油降粘开采方法的研究对于减小井下事故的发生及降低稠油开采成本具有重要意义。

陈君莉　陈珊　赵峰
（西北石油局规划设计研究院 乌鲁木齐 830011）
摘要　对我局的几口稠油机抽生产井进行分析和评价，认为油井所采取的稠油降粘措施较得力，已基本解决了油稠给机抽生产带来的困难，并将此经验推广应用于塔北油田其它稠油油井，以创造更高的经济效益。
关键词　粘度　稠油　降粘　粘滞性　防凝　乳化
1　稠油给生产管理带来的困难
在开采稠油油藏时，由于油水粘度比大，使得水的推进很不均匀，驱油波及体积小，驱油效果差，在高渗透率区容易形成油井过早见水，而使地下留下“死油”区，无水采油期缩短，阶段采收率低，最终采收率也随之降低。
当开采粘度超过120mPa.s(50℃）的稠油时，油井不但不能自喷，连机抽采油都困难。
稠油出井后，要采取降粘防凝措施后，方可输出。由此可见，稠油从开采到集输管理过程中，均会遇到不少困难。
2　油稠的原因
原油粘稠度高是由于流体在流动过程中内部的摩擦阻力大造成的，而使流体在流动过程中内部的摩擦阻力变大的原因可以分以下几类：
2.1　原油组分对原油粘度的影响
稠油的粘度高，主要是由于原油中胶质和沥青质含量高所致。从化学组成来看，原油中胶质和沥青质含量多，增大了液层分子内的摩擦力，从而使原油的粘度增大，甚至具有非牛顿溶液的粘滞性。由实验所得胶质和沥青质含量与粘度的关系见图1。由图中可以看出，两个参数成正比关系，即胶质和沥青质含量越高，其原油粘度越高。这一规律在国内几个大油田也有印证（表1）。
2.2　温度与原油粘度的关系
原油粘度受温度的影响也很大。由于温度增加，液体分子运动速度也增加，液体分子引力减小，因而粘度降低。由实验所得的温度与原油粘度的关系见图2。由图中可以看出，随着温度的升高，原油粘度迅速降低。

图1　胶质＋沥青质含量与原油粘度关系曲线　Fig.1　The relationship between the contents of asphalt and colloid and oil viscosity

表1　大庆油田、胜利油田脱气原油粘度与沥青、胶质含量对比关系　Table1　The contrary relationship between oil viscosity degassed and the contents of asphalt and colloid in Daqing and Shengli oil field


2.3　原油乳化与粘度的关系
原油的乳化分两种：水包油型和油包水型，水包油型是油珠的表面被水包围，水为外相，油为内相，其界面能低，流体粘度与水的差不多，比较小；油包水型油为外相，水为内相，是水珠被油包围，其界面能高，分子之间的引力大，因此此类乳化原油的粘度较大。
2.4　压力对粘度的影响
当压力低于饱和压力时，气体自原油中析出，使油的温度下降，相应使原油粘度变大。
2.5　溶解气与粘度的关系
溶解气是原油中的轻质组份，其含量高。轻质组份多，原油粘度就小，反之，原油粘度就大。
3　开采稠油的方法
从以上分析的几种稠油形成的原因可知，要解决油稠的问题，必须先找出油稠的原因，然后再用相应的方法解决。目前开采稠油的方法有以下几种：

图2　温度与原油粘度的关系曲线　Fig.2　The relationship between temperature and oil viscosity

(1）稀释法
此法是针对原油组分中胶质和沥青质含量高的原油。在稠油中加入一定量粘度小的稀油，使稠油中的胶质和沥青质含量相对降低，从而降低原油的粘度，这种方法成本较高，一般不用。
（2）加温法
实验表明，温度对液体的粘度影响很大，这可在一些油田的实际开采过程中得到证明。有些油田甚至原油温度每升高10℃，粘度可以约降低一半。应用这一方法，国内外不少油田已经见到较好的效果。具体方法有：热油或热水循环加热、蒸气吞吐、注蒸气、电阻加热等。
（3）裂解法
将稠油的温度提高到裂解的程度，从而使轻质成分增加，胶质和沥青质含量减少，稠油粘度大大下降。火烧油层法就是使稠油在地层中裂解以达到降粘目的。目前世界上已有一些油田正在进行这项工业性试验。
（4）乳化润湿法
乳化润湿法是我国目前开采稠油的重要方法。它是将含有表面活性剂的水溶液混入稠油中，使油以极小的颗粒分散在活性水中，形成一种水包油的乳液。由于活性剂分子有两极性，即亲油性和亲水性，其亲油端的分子被吸附在油珠四周，形成一层亲水端向水，亲油端向油的水膜保护层，使油珠与油珠之间不得轻易碰撞，以防止油珠重新聚合变大，变油流摩阻为水流摩阻，故粘度大大降低。同时在乳化条件不理想时，活性水润湿作用就是主要因素。这时稠油以小块分散在活性水中，而在油管壁和抽油杆表面上形成亲水的润湿表面，使油流的摩擦阻力大大降低，使稠油能正常开采。
4　我局目前几口稠油井生产情况分析及评价
我局在开发塔里木油气田的过程中，遇到了几口影响机抽效果的稠油井，由于油井生产层位埋藏较深，多在4000m以上，考虑到许多稠油开采方法如：热油或热水循环加热、蒸气吞吐、注蒸气、火烧油层等法使用的局限性，我局采用了电热管井下伴热方法采油，并取得了一定的效果。具体实施情况如下：
（1)S14井
该井目前生产层位为奥陶系。由于钻井及完井过程中所做的测试解释参数差异较大，给分析带来了一定的困难。为了重新评价及利用该井奥陶系油藏，对该井裸眼段实施了酸洗，但地层出液能力并未改善。目前该井仍供液不足，处于间歇机抽工作状态。
从该井几次原油化验分析数据看（表2），各参数的波动变化可能与取样时间、地点有关，但总的来说，该井原油密度、粘度都为常规值，但原油含蜡量较高，凝固点也很高，几乎在常温下（20℃）为固体，该井原油初馏点较高，总馏量较低，说明原油中重质组分含量较多。
表2　S31井原油化验分析　Table2　The chemical analysis of oil for S31 well


针对该井原油性质，我局于1998年9月开始对该井进行电热管伴热采油，这有效地防止了蜡在泵中析出以及原油在井筒内凝固。通过此项措施的实施，使原本不产油的井现在日均产油26t/d，到1999年11月底，该井累计增油638.26t，效果显著。
（2)S31井
该井目前生产层位为三叠系，1996年转机抽，但未能正常生产。1998年6月，为了恢复该井产能，对该井实施井下HD-P型工频加热器对井下原油进行加热，以降低原油粘度，但由于发电机负荷重，故障频繁，停机后启动困难，故生产时断时续。
1999年5月8日至5月14日检泵后投产，由于热采系统未恢复，6月抽油机负荷重，皮带磨损严重，下半月已无法机抽，表现为管线堵，光杆下行滞后，经热油洗井仍无效。7月再次停机。直至目前仍未能正常生产。
该井于1996年及1998年共做了4个原油样品全分析，具体数据见表3。由表中可以看出，该井原油粘度几次测值相差较大，受含水率影响较明显，原油含蜡量不高，属低含蜡，原油凝固点较低，原油初馏点较低，总馏量较高，原油中重质组分含量较少，因此该井原油属中质原油。单就该井原油粘度值看，不会影响正常生产。
表3　S31井原油化验分析　Table3　The chemical analysis of oil for S31 well


该井于1998年8月做了一个原油粘度与温度关系实验，由数据可知（表4），所测的30℃时粘度与前面几次所测得的数值差别很大，说明原油乳化严重，实验中的数据没有反映原油的真实情况。但由以上数据可知，造成该井原油粘稠的原因是原油乳化严重。
表4　S28井与AK2井原油性质对比　Table4　The compare of oil quality for S28 well and AK2 well


依据前面理论，解决原油乳化造成油稠的开采方法是乳化润湿法，而加温法在这里不能解决原油乳化问题，因此建议该井使用井下加药破乳法以解决原油粘稠问题。另外，该井1998年、1999年所测的几次液面均显示地层供液充足，只要能解决机抽问题，一定能取得好的增油效果。
（3)S28和AK2井
S28井1995年9月4日至11月25日钻井施工，完钻井深为4700m，完钻层位三叠系，人工井底4649.84m。1996年1月28日至6月22日5mm油嘴生产下油组，因含水高达84％而停喷。1996年7月5日转上面3个夹层4574～4577.5m、4561～4565m和4527～4531.5m生产，出现高气油比，沥青块等现象，并于7月24日停喷。1998年5月4日上修，挤封3个夹层，实施下油组堵水方案，于9月4日试抽，但多次出现光杆下行缓慢，难以到达下死点的现象，检泵后发现抽油杆及柱塞结满沥青质。与S28井在同一区块、同样生产三叠系下油组的AK2井于1999年3月17～28日提前转抽，转抽后也因油稠影响机抽效果，由2口井的原油性质对比表可知（表5），它们的性质相似，均属高粘度中质原油。
这2口井转抽的初期均未下热采管柱，但相应的也都遇到了因油稠影响机抽的情况，均采用过热油循环洗泵，但这一措施只能暂时解决抽油杆无法运动的问题，待油再一次降温后，稠油问题依然存在。经研究决定S28、AK2井均采取电热管伴热采油，机抽生产也随之正常。
表5　S28井与AK2井原油性质对比　Table5　The compare of oil quality for S28 well and AK2 well


综上所述，原油粘度高、含蜡量高、凝固点高的机抽井在应用加温法降粘后取得了很好的效果，而因乳化造成的原油粘稠用此法是不恰当的，实际生产也验证了这一点。
5　稠油开采工艺在塔北油气田其它稠油井的应用及展望
由于油藏埋藏较深的局限，许多热法稠油开采工艺在塔北油气田都无法实施，单井电加热和单井井筒加药法是在塔北油田仅能使用的方法。
表6　塔河4、6号区块原油化验分析　Table6　The oli chemical analysis of block 4、6 in Tahe region


塔河油气田4号、6号区块的原油属重质高粘、高硫、高蜡原油（表6），目前这两个区块的地层能量充足，油井均自喷生产，因此，高粘重质的特性对自喷井影响不是很大，但当油井失去自喷能力转机抽生产后，如此高的粘度、密度的原油机抽是很困难的，那么此时在井筒内进行降粘处理是势在必行的，而且塔河油区的供电网络已经形成并使用，这可以使得热采方法降低成本，同时增加经济效益。
参考文献
[1]张泰琇，陈一．采油工程．北京：石油工业出版社，1987.158～159
[2]罗蛰潭．油层物理．北京：地质出版社，1985.113
[3]胜利石油管理局培训处 ．稠油热采工艺 ．北京：石油工业出版社，1992
The application and expectation of producting techniques for viscous crude oil in Northern Tarim region
Chen Junli　Chen Shan　Zhao Feng
(Academy of planning and designing,Northwest Bureau of Petroleum Geology，Ürumqi 830011)
Abstract:Combining with the analyses and evaluations of several viscous crude oil wells pumped by pumping machine,we think that the measures taken to reducing viscosity is much better and solved problems on the whole.
Key words:viscosity viscous crude oil reduce viscosity viscosity control condensation emulsion

油井采油技术是什么?
答：当油气能量不足以维持油井自喷时,为使油井继续出油,人为地将气体(天然气或空气)压入井底,利用气体的膨胀能量将原油升举到地面,这种采油方法称为气举采油法。气举方式有环形空间进气方式和中心进气方式两种。 气举采油法的井口、井下设备比较简单,管理调节与自喷井一样方便。 1)气举原理 以环形空间进气方式为例。

采油方法有哪些?
答：采油方法通常是指将流到井底的原油采到地面上所采用的方法，包括自喷采油法和人工举升法两大类。利用储层自身的能量使油喷到地面的方法称为自喷采油法；当油层能量低而不能自喷时，则需要一定的机械设备给井底的油流补充能量，从而将油举升到地面，这种采油方式称为人工举升或机械采油法。按照给井底油...

石油的主要开采方法有哪些?
答：回答：1、通过压入沸水或高温水蒸汽,甚至通过燃烧部分地下的石油;2、压入氮气;3、压入二氧化碳来降低石油的黏度;4、压入轻汽油来降低石油的黏度;5、压入能够将油从岩石中分解出来的有机物的水溶液;6、压入改善油与水之间的表面张力(界面张力仪)的物质(清洁剂)的水溶液来使油从岩石中分解出来;.

石油是怎样采出来的?
答：目前国内外维持油层压力的最常用也最有效的方法是“以水驱油”的注水开采法，就是把水从另外的一些钻井中打到油层下面，用水补充由于石油开采而留下的空间，从而保持地层的压力，这是使油井顺利产油、保持自喷的关键。我国大庆油田采取的早期内部注水开发措施，使油层压力长期保持不变（图33）。有的开发...

油田的开发方式有哪些?
答：1)边缘注水在边缘注水方式中,注水井排位于构造中油水边缘附近的等高线上,基本上与含油边缘平行。这样可使油水前缘有一个良好的界面,让水向油区均匀推进,实现较高的采收率,如图4-12所示。 图4-12 边缘注水示意图 实线—含油外缘;虚线—含油内缘;△—注水井;○—生产井边缘注水方式适用于面积不大(油藏宽度不大于...

石油是怎样采出来的?
答：2. 勘探是石油开采的第一步，通过地质调查、地球物理勘探和钻探等方法，查明地下石油资源的分布、储量和地质特征等。3. 钻井是在探明石油储量的地区进行的作业，通过钻机在地面上钻孔，直至地下含油层，建立起开采石油的通道。4. 采油是利用油管和抽油泵等设备，将地下石油采出地面的过程。根据地下油藏的...

热力采油包括
答：热力采油是一种利用热能来改善原油流动性的方法。

石油是怎么开采的
答：然后，进入生产阶段。一旦井孔钻好，石油公司会将油管下入井中，通过油管将地下的石油抽到地表。在这个过程中，一般会采用注水或者注气的方式，来提高石油的开采效率。这是因为，注入的水或气可以推动地下的石油，使其更容易被抽出。最后，是处理阶段。从地下抽出的石油是含有杂质的，例如水、砂、盐等...

石油开采过程步骤
答：石油开采的步骤：1. 利用抽油机和深井泵将地下原油输送到地面。2. 通过地面管网将原油输送到采油中转站。3. 中转站通过加热炉加温后，利用离心泵通过长输管线将原油输送到联合站进行进一步处理。石油是一种深埋在地下的流体矿物。1982年，世界石油产量为2.644亿吨，天然气产量为1582.9亿立方米。油气从...

石油开采工艺流程
答：采油和生产处理 采油是指通过一定的技术手段，将地下油气藏中的石油采出并输送到地面。根据油气藏的压力、温度和流体性质等因素，采用不同的采油方法，如自喷采油、机械采油（如抽油机、电潜泵等）和注水采油等。采出的原油通常含有水、气、砂等杂质，需要经过脱水、脱气、除砂等生产处理过程，才能得到...