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 稠油的定义及分类标准 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
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 1000mpnS,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50mpas(地层温度 下脱气原油粘度大于100mpas),原油相对密度大于0.92 的原油
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
我国稠油的一般性质 我国稠油油藏分布广泛,类型很多,埋藏深度变化很大 般在10~2000m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髙。 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
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。 稠油的热物理性质 1)粘温关系 lgg(H0+a)]=A-Blg(1.8t+492) 式中—稠油粘度,mpas; t一温度,℃; A,B,a—常数,由实验确定
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 lg[lg( + )] = A − Blg(1.8t + 492) o 式中 ——稠油粘度，mpa·s t ——温度，℃ A，B，α—— o
b 此外,常用的还有安德雷德方程:A=acx 式中a,b常数,可通过实验测定 (t+273) 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/℃ 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
此外，常用的还有安德雷德方程: ( 273) exp + = t b o a 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、稠油常规开采 粘度低于100mpas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.掺活性水降粘开采 (1)基本原理 掺活性水降粘开采的基本原理是: 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,稠油以徼小的油珠 分散于活性水中,形成水包油OW)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
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.掺稀油降粘开采 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、稠油蒸汽吞吐开采 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
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
