注蒸汽热力采油.pptx

12绪论绪论绪论绪论一、是什么？一、是什么？二、为什么？二、为什么？三、怎么学？三、怎么学？定义目的方法3一、是什么？一、是什么？定义定义:是以热力学和传热学的理论和方法为基础，以稠油是以热力学和传热学的理论和方法为基础，以稠油是以热力学和传热学的理论和方法为基础，以稠油是以热力学和传热学的理论和方法为基础，以稠油和高凝油为主要开采对象，通过加热方式和高凝油为主要开采对象，通过加热方式和高凝油为主要开采对象，通过加热方式和高凝油为主要开采对象，通过加热方式(注入蒸汽）注入蒸汽）注入蒸汽）注入蒸汽）来降低原油粘度，解除油层堵塞，改善地层渗流特性，来降低原油粘度，解除油层堵塞，改善地层渗流特性，来降低原油粘度，解除油层堵塞，改善地层渗流特性，来降低原油粘度，解除油层堵塞，改善地层渗流特性，从而提高原油采收率的开采技术。从而提高原油采收率的开采技术。从而提高原油采收率的开采技术。从而提高原油采收率的开采技术。依据对象方式目的效果特点特点:知识面广、内容复杂、公式多。知识面广、内容复杂、公式多。知识面广、内容复杂、公式多。知识面广、内容复杂、公式多。4 必须具备的知识有油层物理、油气田开地质、流体力学、渗流必须具备的知识有油层物理、油气田开地质、流体力学、渗流必须具备的知识有油层物理、油气田开地质、流体力学、渗流必须具备的知识有油层物理、油气田开地质、流体力学、渗流力学、油气田开发工程、油藏工程、采油工程等相关知识。力学、油气田开发工程、油藏工程、采油工程等相关知识。力学、油气田开发工程、油藏工程、采油工程等相关知识。力学、油气田开发工程、油藏工程、采油工程等相关知识。必备知识必备知识:内涵:注蒸汽热力采油技术是一门综合性极强的复杂工程，注蒸汽热力采油技术是一门综合性极强的复杂工程，注蒸汽热力采油技术是一门综合性极强的复杂工程，注蒸汽热力采油技术是一门综合性极强的复杂工程，包括油田地质、油田开发技术、采油工程和生产测试技包括油田地质、油田开发技术、采油工程和生产测试技包括油田地质、油田开发技术、采油工程和生产测试技包括油田地质、油田开发技术、采油工程和生产测试技术等不同门类的组合。术等不同门类的组合。术等不同门类的组合。术等不同门类的组合。一、是什么？一、是什么？5二、为什么？二、为什么？目的意义目的意义:1 1、世界上稠油资源极其丰富，其地质储量远超过常规、世界上稠油资源极其丰富，其地质储量远超过常规、世界上稠油资源极其丰富，其地质储量远超过常规、世界上稠油资源极其丰富，其地质储量远超过常规原油的储量。据美国能源部估计，全世界稠油的潜在储量原油的储量。据美国能源部估计，全世界稠油的潜在储量原油的储量。据美国能源部估计，全世界稠油的潜在储量原油的储量。据美国能源部估计，全世界稠油的潜在储量是已探明常规原油地质储量（是已探明常规原油地质储量（是已探明常规原油地质储量（是已探明常规原油地质储量（42004200亿吨）的亿吨）的亿吨）的亿吨）的6 6倍（倍（倍（倍（1550015500亿吨）。亿吨）。亿吨）。亿吨）。2 2、稠油分布十分广泛，主要集中在美国、加拿大、委、稠油分布十分广泛，主要集中在美国、加拿大、委、稠油分布十分广泛，主要集中在美国、加拿大、委、稠油分布十分广泛，主要集中在美国、加拿大、委内瑞拉和前苏联。内瑞拉和前苏联。内瑞拉和前苏联。内瑞拉和前苏联。3 3、我国的稠油主要分布在松辽盆地、渤海湾、准葛尔、我国的稠油主要分布在松辽盆地、渤海湾、准葛尔、我国的稠油主要分布在松辽盆地、渤海湾、准葛尔、我国的稠油主要分布在松辽盆地、渤海湾、准葛尔、南襄、二连等大中型油气盆地，全国稠油储量在南襄、二连等大中型油气盆地，全国稠油储量在南襄、二连等大中型油气盆地，全国稠油储量在南襄、二连等大中型油气盆地，全国稠油储量在8080亿吨以亿吨以亿吨以亿吨以上。上。上。上。6二、怎么学？二、怎么学？学习方法:讲授为主，结合油田实际例子。讲授为主，结合油田实际例子。讲授为主，结合油田实际例子。讲授为主，结合油田实际例子。主要内容:注蒸汽热力采油简介油藏岩石和流体能量、热效率能量、热效率能量、热效率能量、热效率温度对相渗透率的影响油、气、水油、气、水油、气、水油、气、水热损失热损失热损失热损失地面管线井筒动态预测动态预测动态预测动态预测蒸汽吞吐蒸汽驱模型建立模型建立模型建立模型建立物理模型与数学模型7第一章第一章 注蒸汽热力采油简介注蒸汽热力采油简介章节章节章节章节第二章第二章 油藏岩石与流体的热物理性质油藏岩石与流体的热物理性质第三章第三章 注蒸汽系统热损失注蒸汽系统热损失第四章第四章 蒸汽吞吐井动态预测蒸汽吞吐井动态预测8第一章第一章 注蒸汽热力采油简介注蒸汽热力采油简介1 1 稠油（或重油）的概念稠油（或重油）的概念2 2 热力采油技术热力采油技术3 3 注蒸汽热力采油机理注蒸汽热力采油机理4 4 注蒸汽热力采油筛选标准注蒸汽热力采油筛选标准91 1 稠油（或重油）的概念稠油（或重油）的概念 稠油（稠油（稠油（稠油（Viscous oilViscous oilViscous oilViscous oil）：）：）：）：在油层条件下，粘度大于在油层条件下，粘度大于5050MPa.s或脱气粘度大于100MPa.s的原油。重油（重油（重油（重油（Heavy oilHeavy oilHeavy oilHeavy oil）：）：）：）：是指原始油藏温度下，是指原始油藏温度下，脱气油粘度脱气油粘度为为10010010000 10000 MPa.s或在或在15.6 15.6 及大气压条件下密度为及大气压条件下密度为0.9340.9341.01.0g/cmg/cm3 3(20(20100API)100API)。稠油是指粘度很大的原油，重油是指密度很高的原油。稠油是指粘度很大的原油，重油是指密度很高的原油。一般情况一般情况下，粘度和密度成正比关系，即粘度越大密度越大，因此稠油和重下，粘度和密度成正比关系，即粘度越大密度越大，因此稠油和重油是指同一类原油。油是指同一类原油。101 1 稠油（或重油）的概念稠油（或重油）的概念国际稠油和沥青砂标准：国际稠油和沥青砂标准：国际稠油和沥青砂标准：国际稠油和沥青砂标准：沥青砂（沥青砂（沥青砂（沥青砂（Tar sandTar sandTar sandTar sand）：）：）：）：是指在原始油藏温度下脱气原油为大是指在原始油藏温度下脱气原油为大于于1000010000MPa.sMPa.s或在或在15.615.6及大气压条件下密度为大于及大气压条件下密度为大于1.01.0g/cmg/cm3 3。10010010010010000100001000010000粘度粘度粘度粘度常规原油常规原油常规原油常规原油稠油稠油稠油稠油沥青砂沥青砂沥青砂沥青砂世界主要重油生产国重油及沥青砂资源量世界主要重油生产国重油及沥青砂资源量世界主要重油生产国重油及沥青砂资源量世界主要重油生产国重油及沥青砂资源量111 1 稠油（或重油）的概念稠油（或重油）的概念我国稠油分类标准：我国稠油分类标准：我国稠油分类标准：我国稠油分类标准：注：我们通常所说的稠油是指注：我们通常所说的稠油是指I I类普通稠油类普通稠油天然沥青天然沥青天然沥青天然沥青121 1 稠油（或重油）的概念稠油（或重油）的概念稠油的开发在技术开发上和管理上存在很大困：稠油的开发在技术开发上和管理上存在很大困：开发上：开发上：开发上：开发上：不能采用常规的开采方法（天然能量或人工注水）不能采用常规的开采方法（天然能量或人工注水）不能采用常规的开采方法（天然能量或人工注水）不能采用常规的开采方法（天然能量或人工注水）；管理上：管理上：管理上：管理上：资料录入监测分析到油藏动态和静态研究上存在资料录入监测分析到油藏动态和静态研究上存在资料录入监测分析到油藏动态和静态研究上存在资料录入监测分析到油藏动态和静态研究上存在很多困难。很多困难。很多困难。很多困难。世界各国稠油热采年产量世界各国稠油热采年产量世界各国稠油热采年产量世界各国稠油热采年产量13第一章第一章 注蒸汽热力采油简介注蒸汽热力采油简介1 1 稠油（或重油）的概念稠油（或重油）的概念2 2 热力采油技术热力采油技术3 3 注蒸汽热力采油机理注蒸汽热力采油机理4 4 注蒸汽热力采油筛选标准注蒸汽热力采油筛选标准142 2 热力热力采油技术采油技术 原油粘度高是开采稠油的主要问题，因而降低原油原油粘度高是开采稠油的主要问题，因而降低原油粘度是开采稠油的主要手段，归结为两类：粘度是开采稠油的主要手段，归结为两类：.稀释降粘，如溶剂吞吐或溶剂驱；稀释降粘，如溶剂吞吐或溶剂驱；.加热降粘，如加热流体吞吐，热流体驱；加热降粘，如加热流体吞吐，热流体驱；热力采油发展历史热力采油发展历史热力采油发展历史热力采油发展历史热力采油分类热力采油分类热力采油分类热力采油分类15一、一、热力采油发展历史热力采油发展历史 据文献调研，早在据文献调研，早在19311931年，在美国年，在美国德克斯加洲德克斯加洲一油田一油田注蒸汽，揭开了热了采油的历史，但真正工业化应用是在注蒸汽，揭开了热了采油的历史，但真正工业化应用是在19601960年以后，才大规模发展起来，年以后，才大规模发展起来，70-8070-8070-8070-80以后开始实施蒸以后开始实施蒸以后开始实施蒸以后开始实施蒸汽吞吐转蒸汽驱汽吞吐转蒸汽驱汽吞吐转蒸汽驱汽吞吐转蒸汽驱。科研活动：科研活动：科研活动：科研活动：50505050年代：偏微分方程组年代：偏微分方程组年代：偏微分方程组年代：偏微分方程组60606060年代：一维、二维蒸汽驱模型年代：一维、二维蒸汽驱模型年代：一维、二维蒸汽驱模型年代：一维、二维蒸汽驱模型70707070年代：三维高隐式蒸汽驱模型年代：三维高隐式蒸汽驱模型年代：三维高隐式蒸汽驱模型年代：三维高隐式蒸汽驱模型国外：国外：国外：国外：16 1960196019601960年委内瑞拉年委内瑞拉年委内瑞拉年委内瑞拉Mene CrandeMene CrandeMene CrandeMene Crande油田油田油田油田在进行蒸汽驱先导在进行蒸汽驱先导在进行蒸汽驱先导在进行蒸汽驱先导试验过程中，当试图释放地层压力把一口注汽井打开，试验过程中，当试图释放地层压力把一口注汽井打开，试验过程中，当试图释放地层压力把一口注汽井打开，试验过程中，当试图释放地层压力把一口注汽井打开，意外地获得了意外地获得了意外地获得了意外地获得了5.95.95.95.931.8m3/d31.8m3/d31.8m3/d31.8m3/d的产油量，这就是第一口蒸的产油量，这就是第一口蒸的产油量，这就是第一口蒸的产油量，这就是第一口蒸汽吞吐井。同年美国加利福尼亚州的汽吞吐井。同年美国加利福尼亚州的汽吞吐井。同年美国加利福尼亚州的汽吞吐井。同年美国加利福尼亚州的Yorba LindaYorba LindaYorba LindaYorba Linda油田油田油田油田也也也也传出蒸汽吞吐获得成功的消息。传出蒸汽吞吐获得成功的消息。传出蒸汽吞吐获得成功的消息。传出蒸汽吞吐获得成功的消息。一、一、热力采油发展历史热力采油发展历史国外：国外：国外：国外：目前，全世界已探明的稠油储量近目前，全世界已探明的稠油储量近目前，全世界已探明的稠油储量近目前，全世界已探明的稠油储量近1000100010001000 101010108 8 8 8t t t t，注蒸，注蒸，注蒸，注蒸汽年采油量在汽年采油量在汽年采油量在汽年采油量在2 2 2 2 101010108 8 8 8t t t t以上。其中，在委内瑞拉以上。其中，在委内瑞拉以上。其中，在委内瑞拉以上。其中，在委内瑞拉95959595的产的产的产的产油量是用注蒸汽方法得到的。油量是用注蒸汽方法得到的。油量是用注蒸汽方法得到的。油量是用注蒸汽方法得到的。17国外：国外：国外：国外：19601960年年委内瑞拉委内瑞拉Mene GrandeMene Grande19601960年年荷兰荷兰Schoone beekSchoone beek19601960年年美国美国Yorba LindaYorba Linda19641964年年加拿大加拿大Cold LakeCold Lake一、一、热力采油发展历史热力采油发展历史 加拿大、美国和中国加拿大、美国和中国加拿大、美国和中国加拿大、美国和中国的注蒸汽采油技术和装备最为的注蒸汽采油技术和装备最为的注蒸汽采油技术和装备最为的注蒸汽采油技术和装备最为先进。先进。先进。先进。罗马尼亚罗马尼亚罗马尼亚罗马尼亚的火烧油层规模最大，技术最为先进。的火烧油层规模最大，技术最为先进。的火烧油层规模最大，技术最为先进。的火烧油层规模最大，技术最为先进。18一、一、热力采油发展历史热力采油发展历史国内：国内：国内：国内：1965196519651965年在胜利油田、新疆、吉林等油田开辟了注蒸年在胜利油田、新疆、吉林等油田开辟了注蒸年在胜利油田、新疆、吉林等油田开辟了注蒸年在胜利油田、新疆、吉林等油田开辟了注蒸汽小型试验区，但由于注汽设备、井筒隔热设备等工艺汽小型试验区，但由于注汽设备、井筒隔热设备等工艺汽小型试验区，但由于注汽设备、井筒隔热设备等工艺汽小型试验区，但由于注汽设备、井筒隔热设备等工艺不完善而告失败。不完善而告失败。不完善而告失败。不完善而告失败。1978197819781978年，辽河油田发现高生油田，组织了稠油攻关年，辽河油田发现高生油田，组织了稠油攻关年，辽河油田发现高生油田，组织了稠油攻关年，辽河油田发现高生油田，组织了稠油攻关指挥部；指挥部；指挥部；指挥部；19801980198019801982198219821982年，热力采油取得了较大发展，先年，热力采油取得了较大发展，先年，热力采油取得了较大发展，先年，热力采油取得了较大发展，先后在北京石油勘探开发研究院、辽河、胜利、新疆组建后在北京石油勘探开发研究院、辽河、胜利、新疆组建后在北京石油勘探开发研究院、辽河、胜利、新疆组建后在北京石油勘探开发研究院、辽河、胜利、新疆组建了研究队伍。了研究队伍。了研究队伍。了研究队伍。19一、一、热力采油发展历史热力采油发展历史国内：国内：国内：国内：“六五六五六五六五”（1980-19851980-19851980-19851980-1985）：）：）：）：吞吐工艺吞吐工艺吞吐工艺吞吐工艺“七五七五七五七五”（1985-19901985-19901985-19901985-1990）：）：）：）：以蒸汽驱为重点以蒸汽驱为重点以蒸汽驱为重点以蒸汽驱为重点“八五八五八五八五”（1990-19951990-19951990-19951990-1995）：）：）：）：以水平井稠油开采为重点以水平井稠油开采为重点以水平井稠油开采为重点以水平井稠油开采为重点 “九五九五九五九五”（1995-20001995-20001995-20001995-2000）：吞吐转汽驱、电磁加热、火吞吐转汽驱、电磁加热、火吞吐转汽驱、电磁加热、火吞吐转汽驱、电磁加热、火 烧油层（针对特超稠油）烧油层（针对特超稠油）烧油层（针对特超稠油）烧油层（针对特超稠油）20二、二、热力采油分类热力采油分类根据根据根据根据加热油藏的方式加热油藏的方式加热油藏的方式加热油藏的方式和和和和能量来源能量来源能量来源能量来源：蒸汽吞吐：蒸汽吞吐：蒸汽吞吐：蒸汽吞吐：在本井中完成注蒸汽、焖井和开井生产三过程的开在本井中完成注蒸汽、焖井和开井生产三过程的开在本井中完成注蒸汽、焖井和开井生产三过程的开在本井中完成注蒸汽、焖井和开井生产三过程的开采方式。采方式。采方式。采方式。蒸汽驱：蒸汽驱：蒸汽驱：蒸汽驱：按照一定的布井方式，在注汽井连续注入蒸汽，将地按照一定的布井方式，在注汽井连续注入蒸汽，将地按照一定的布井方式，在注汽井连续注入蒸汽，将地按照一定的布井方式，在注汽井连续注入蒸汽，将地下原油加热并驱到生产井的开采方式。下原油加热并驱到生产井的开采方式。下原油加热并驱到生产井的开采方式。下原油加热并驱到生产井的开采方式。火烧油层：火烧油层：火烧油层：火烧油层：通过注入空气，使油层中的部分原油受热燃烧，加通过注入空气，使油层中的部分原油受热燃烧，加通过注入空气，使油层中的部分原油受热燃烧，加通过注入空气，使油层中的部分原油受热燃烧，加热并驱替原油到生产井的开采方式热并驱替原油到生产井的开采方式热并驱替原油到生产井的开采方式热并驱替原油到生产井的开采方式 电磁加热：电磁加热：电磁加热：电磁加热：通过电磁激发器发出的电磁波对有限范围的原油加通过电磁激发器发出的电磁波对有限范围的原油加通过电磁激发器发出的电磁波对有限范围的原油加通过电磁激发器发出的电磁波对有限范围的原油加热，达到原油降粘，接触井底阻塞的目的。热，达到原油降粘，接触井底阻塞的目的。热，达到原油降粘，接触井底阻塞的目的。热，达到原油降粘，接触井底阻塞的目的。热化学：热化学：热化学：热化学：通过向油井中注入化学热剂，经过焖井以达到降低原通过向油井中注入化学热剂，经过焖井以达到降低原通过向油井中注入化学热剂，经过焖井以达到降低原通过向油井中注入化学热剂，经过焖井以达到降低原油粘度的开采方式油粘度的开采方式油粘度的开采方式油粘度的开采方式21二、二、热力采油分类热力采油分类1.1.1.1.蒸汽吞吐蒸汽吞吐蒸汽吞吐蒸汽吞吐（Huff and Puff Huff and Puff Huff and Puff Huff and Puff Steam SoakSteam SoakSteam SoakSteam Soak Steam Stimulation Cycle Steam InjectionSteam Stimulation Cycle Steam InjectionSteam Stimulation Cycle Steam InjectionSteam Stimulation Cycle Steam Injection）22二、二、热力采油分类热力采油分类1.1.1.1.蒸汽吞吐蒸汽吞吐蒸汽吞吐蒸汽吞吐（Huff and Puff Huff and Puff Huff and Puff Huff and Puff Steam SoakSteam SoakSteam SoakSteam Soak Steam Stimulation Cycle Steam InjectionSteam Stimulation Cycle Steam InjectionSteam Stimulation Cycle Steam InjectionSteam Stimulation Cycle Steam Injection）注蒸汽和采油是在同一口井完成的。注蒸汽和采油是在同一口井完成的。注蒸汽和采油是在同一口井完成的。注蒸汽和采油是在同一口井完成的。一个周期包括三个过一个周期包括三个过一个周期包括三个过一个周期包括三个过程：程：程：程：特点：特点：特点：特点：1 1 1 1）注蒸汽（）注蒸汽（）注蒸汽（）注蒸汽（1 1 1 10 0 0 015151515天）天）天）天）提供能量提供能量提供能量提供能量 2 2 2 2）焖井）焖井）焖井）焖井 （3 3 3 35 5 5 5天）天）天）天）释放能量释放能量释放能量释放能量3 3 3 3）开井生产（至降到经济极限产量为止）开井生产（至降到经济极限产量为止）开井生产（至降到经济极限产量为止）开井生产（至降到经济极限产量为止）获取利润获取利润获取利润获取利润 从注蒸汽开始到油井不能正常生产为止，称为一个吞吐周期。从注蒸汽开始到油井不能正常生产为止，称为一个吞吐周期。从注蒸汽开始到油井不能正常生产为止，称为一个吞吐周期。从注蒸汽开始到油井不能正常生产为止，称为一个吞吐周期。23二、二、热力采油分类热力采油分类2.2.2.2.蒸汽驱蒸汽驱蒸汽驱蒸汽驱（Steam Drive Steam FloodingSteam Drive Steam FloodingSteam Drive Steam FloodingSteam Drive Steam Flooding）24二、二、热力采油分类热力采油分类2.2.2.2.蒸汽驱蒸汽驱蒸汽驱蒸汽驱（Steam Drive Steam FloodingSteam Drive Steam FloodingSteam Drive Steam FloodingSteam Drive Steam Flooding）蒸汽驱是指按一定井网，在蒸汽驱是指按一定井网，在蒸汽驱是指按一定井网，在蒸汽驱是指按一定井网，在注汽井注汽井注汽井注汽井连续注汽，周围连续注汽，周围连续注汽，周围连续注汽，周围生产井生产井生产井生产井以一定产量生产。以一定产量生产。以一定产量生产。以一定产量生产。注入的蒸汽既是加热油层的能源，又是注入的蒸汽既是加热油层的能源，又是注入的蒸汽既是加热油层的能源，又是注入的蒸汽既是加热油层的能源，又是驱替原油的介质。驱替原油的介质。驱替原油的介质。驱替原油的介质。其过程大致可以分为三阶段其过程大致可以分为三阶段其过程大致可以分为三阶段其过程大致可以分为三阶段:特点：特点：特点：特点：1 1 1 1）蒸汽驱启动阶段）蒸汽驱启动阶段）蒸汽驱启动阶段）蒸汽驱启动阶段 受效不明显受效不明显受效不明显受效不明显,原油产量低原油产量低原油产量低原油产量低;2 2 2 2）蒸汽受效阶段）蒸汽受效阶段）蒸汽受效阶段）蒸汽受效阶段 受效显著受效显著受效显著受效显著,产量可达高峰产量可达高峰产量可达高峰产量可达高峰;3 3 3 3）蒸汽突破阶段）蒸汽突破阶段）蒸汽突破阶段）蒸汽突破阶段 热效率降低热效率降低热效率降低热效率降低,产量下降产量下降产量下降产量下降 25二、二、热力采油分类热力采油分类2.2.2.2.蒸汽驱蒸汽驱蒸汽驱蒸汽驱（Steam Drive Steam FloodingSteam Drive Steam FloodingSteam Drive Steam FloodingSteam Drive Steam Flooding）生产井生产井生产井生产井注入井注入井注入井注入井井网：井网：井网：井网：26二、二、热力采油分类热力采油分类蒸汽吞吐和蒸汽驱的关系蒸汽吞吐和蒸汽驱的关系蒸汽吞吐和蒸汽驱的关系蒸汽吞吐和蒸汽驱的关系 1.1.1.1.蒸汽吞吐的缺陷蒸汽吞吐的缺陷蒸汽吞吐的缺陷蒸汽吞吐的缺陷:蒸汽吞吐作用于油层的有限范围蒸汽吞吐作用于油层的有限范围蒸汽吞吐作用于油层的有限范围蒸汽吞吐作用于油层的有限范围,只能开采一定区域内的原只能开采一定区域内的原只能开采一定区域内的原只能开采一定区域内的原油油油油,井间存在大量的难以波及的区域井间存在大量的难以波及的区域井间存在大量的难以波及的区域井间存在大量的难以波及的区域(死油区死油区死油区死油区)。随着吞吐轮次和。随着吞吐轮次和。随着吞吐轮次和。随着吞吐轮次和加热区含油饱和度的减少，采收率变差，其采收率一般为加热区含油饱和度的减少，采收率变差，其采收率一般为加热区含油饱和度的减少，采收率变差，其采收率一般为加热区含油饱和度的减少，采收率变差，其采收率一般为1010101030%30%30%30%。2.2.2.2.转蒸汽驱的必要：转蒸汽驱的必要：转蒸汽驱的必要：转蒸汽驱的必要：蒸汽吞吐以消耗油层弹性能量为条件，基于单井操作，受效蒸汽吞吐以消耗油层弹性能量为条件，基于单井操作，受效蒸汽吞吐以消耗油层弹性能量为条件，基于单井操作，受效蒸汽吞吐以消耗油层弹性能量为条件，基于单井操作，受效范围受到限制；蒸汽驱即为地层提供了一定的能量补充，又能在范围受到限制；蒸汽驱即为地层提供了一定的能量补充，又能在范围受到限制；蒸汽驱即为地层提供了一定的能量补充，又能在范围受到限制；蒸汽驱即为地层提供了一定的能量补充，又能在多井间实现驱替作用，蒸汽驱采收率能达到多井间实现驱替作用，蒸汽驱采收率能达到多井间实现驱替作用，蒸汽驱采收率能达到多井间实现驱替作用，蒸汽驱采收率能达到2020202030%30%30%30%。因此为。因此为。因此为。因此为提高注蒸汽热采效率，将蒸汽吞吐转为蒸汽驱。提高注蒸汽热采效率，将蒸汽吞吐转为蒸汽驱。提高注蒸汽热采效率，将蒸汽吞吐转为蒸汽驱。提高注蒸汽热采效率，将蒸汽吞吐转为蒸汽驱。27二、二、热力采油分类热力采油分类蒸汽吞吐和蒸汽驱的关系蒸汽吞吐和蒸汽驱的关系蒸汽吞吐和蒸汽驱的关系蒸汽吞吐和蒸汽驱的关系 3.3.3.3.两者联系：两者联系：两者联系：两者联系：蒸汽吞吐采出一定原油后，地层压力降低，能进一步发蒸汽吞吐采出一定原油后，地层压力降低，能进一步发蒸汽吞吐采出一定原油后，地层压力降低，能进一步发蒸汽吞吐采出一定原油后，地层压力降低，能进一步发挥蒸汽的膨胀作用，为蒸汽驱做准备；挥蒸汽的膨胀作用，为蒸汽驱做准备；挥蒸汽的膨胀作用，为蒸汽驱做准备；挥蒸汽的膨胀作用，为蒸汽驱做准备；蒸汽吞吐属于衰竭式开采，能解除井附近的堵塞，为蒸蒸汽吞吐属于衰竭式开采，能解除井附近的堵塞，为蒸蒸汽吞吐属于衰竭式开采，能解除井附近的堵塞，为蒸蒸汽吞吐属于衰竭式开采，能解除井附近的堵塞，为蒸汽驱创造有利的油藏条件；汽驱创造有利的油藏条件；汽驱创造有利的油藏条件；汽驱创造有利的油藏条件；蒸汽吞吐转化为蒸汽驱具备一定的条件和时机。蒸汽吞吐转化为蒸汽驱具备一定的条件和时机。蒸汽吞吐转化为蒸汽驱具备一定的条件和时机。蒸汽吞吐转化为蒸汽驱具备一定的条件和时机。因此，对稠油油藏有计划的实施蒸汽吞吐向蒸汽驱的转化，因此，对稠油油藏有计划的实施蒸汽吞吐向蒸汽驱的转化，因此，对稠油油藏有计划的实施蒸汽吞吐向蒸汽驱的转化，因此，对稠油油藏有计划的实施蒸汽吞吐向蒸汽驱的转化，可以有效的保持油藏的高产、稳产，提高原油采收率。可以有效的保持油藏的高产、稳产，提高原油采收率。可以有效的保持油藏的高产、稳产，提高原油采收率。可以有效的保持油藏的高产、稳产，提高原油采收率。28第一章第一章 注蒸汽热力采油简介注蒸汽热力采油简介1 1 稠油（或重油）的概念稠油（或重油）的概念2 2 热力采油技术热力采油技术 3 3 注蒸汽热力采油机理注蒸汽热力采油机理4 4 注蒸汽热力采油筛选标准注蒸汽热力采油筛选标准293 3 注蒸汽热力采油机理注蒸汽热力采油机理 采油机理：采油机理：采油机理：采油机理：是指某种驱动能量作用下的原油驱替过是指某种驱动能量作用下的原油驱替过是指某种驱动能量作用下的原油驱替过是指某种驱动能量作用下的原油驱替过程。程。程。程。热力采油机理：热力采油机理：热力采油机理：热力采油机理：是指能够对驱替稠油过程产上有利是指能够对驱替稠油过程产上有利是指能够对驱替稠油过程产上有利是指能够对驱替稠油过程产上有利作用的热效应，包括作用的热效应，包括作用的热效应，包括作用的热效应，包括加热降粘加热降粘加热降粘加热降粘、蒸汽蒸馏蒸汽蒸馏蒸汽蒸馏蒸汽蒸馏、热膨胀热膨胀热膨胀热膨胀、相相相相对渗透率变化对渗透率变化对渗透率变化对渗透率变化、乳化驱替乳化驱替乳化驱替乳化驱替、重力泻油重力泻油重力泻油重力泻油等效应。等效应。等效应。等效应。一、加热降粘一、加热降粘一、加热降粘一、加热降粘随着随着T T碳氢化合物活性碳氢化合物活性原油原油30可知：可知：时时流度流度3 3 注蒸汽热力采油机理注蒸汽热力采油机理改善原油的流动性改善原油的流动性由由 原油粘度在低温范围内变化大，而在高温范围变化很小。原油粘度在低温范围内变化大，而在高温范围变化很小。原油粘度在低温范围内变化大，而在高温范围变化很小。原油粘度在低温范围内变化大，而在高温范围变化很小。粘粘粘粘温温温温关关关关系系系系变变变变化化化化趋趋趋趋势势势势为为为为一一一一幂幂幂幂指指指指数数数数形形形形式式式式，在在在在对对对对数数数数坐坐坐坐标标标标下下下下呈呈呈呈直直直直线线线线形式。形式。形式。形式。原原原原油油油油粘粘粘粘度度度度随随随随温温温温度度度度是是是是可可可可逆逆逆逆的的的的，所所所所以以以以当当当当温温温温度度度度降降降降低低低低到到到到原原原原始始始始值值值值时时时时，原油粘度也升高到原始值。原油粘度也升高到原始值。原油粘度也升高到原始值。原油粘度也升高到原始值。原油粘温关系曲线原油粘温关系曲线原油粘温关系曲线原油粘温关系曲线31二、蒸汽蒸馏二、蒸汽蒸馏二、蒸汽蒸馏二、蒸汽蒸馏3 3 注蒸汽热力采油机理注蒸汽热力采油机理随着随着随着随着T T T T原油和水的汽化压力原油和水的汽化压力原油和水的汽化压力原油和水的汽化压力当油层和水的当油层和水的当油层和水的当油层和水的汽化压力等于油层当前压力时，原油中的轻质组分汽化为气相，汽化压力等于油层当前压力时，原油中的轻质组分汽化为气相，汽化压力等于油层当前压力时，原油中的轻质组分汽化为气相，汽化压力等于油层当前压力时，原油中的轻质组分汽化为气相，产生蒸馏作用。对稠油开采的影响表现为：产生蒸馏作用。对稠油开采的影响表现为：产生蒸馏作用。对稠油开采的影响表现为：产生蒸馏作用。对稠油开采的影响表现为：流动阻力小流动阻力小流动阻力小流动阻力小(气相粘度低气相粘度低气相粘度低气相粘度低)。稀释地层原油，降低原油粘度。稀释地层原油，降低原油粘度。稀释地层原油，降低原油粘度。稀释地层原油，降低原油粘度。在具有一端封闭的孔隙中发生蒸馏作用，气相会迅速弹出来在具有一端封闭的孔隙中发生蒸馏作用，气相会迅速弹出来在具有一端封闭的孔隙中发生蒸馏作用，气相会迅速弹出来在具有一端封闭的孔隙中发生蒸馏作用，气相会迅速弹出来,进入到连通的孔隙中，在连通孔隙中与原油混合进入到连通的孔隙中，在连通孔隙中与原油混合进入到连通的孔隙中，在连通孔隙中与原油混合进入到连通的孔隙中，在连通孔隙中与原油混合(掺和掺和掺和掺和)，降低原，降低原，降低原，降低原油粘度油粘度油粘度油粘度。323 3 注蒸汽热力采油机理注蒸汽热力采油机理同时，还和系统的压力有关，系统的压力越低，这蒸馏效果越同时，还和系统的压力有关，系统的压力越低，这蒸馏效果越同时，还和系统的压力有关，系统的压力越低，这蒸馏效果越同时，还和系统的压力有关，系统的压力越低，这蒸馏效果越明显。蒸汽吞吐作为一种脉冲式开采方式，注汽过程是非连续的，明显。蒸汽吞吐作为一种脉冲式开采方式，注汽过程是非连续的，明显。蒸汽吞吐作为一种脉冲式开采方式，注汽过程是非连续的，明显。蒸汽吞吐作为一种脉冲式开采方式，注汽过程是非连续的，加上注汽过程中压力大，因此蒸馏作用相对较小。加上注汽过程中压力大，因此蒸馏作用相对较小。加上注汽过程中压力大，因此蒸馏作用相对较小。加上注汽过程中压力大，因此蒸馏作用相对较小。蒸汽蒸馏多发生蒸汽蒸馏多发生蒸汽蒸馏多发生蒸汽蒸馏多发生在蒸汽驱过程中在蒸汽驱过程中在蒸汽驱过程中在蒸汽驱过程中。蒸汽的蒸馏是否存在与原油的性质有关。通常情况下，原油比蒸汽的蒸馏是否存在与原油的性质有关。通常情况下，原油比蒸汽的蒸馏是否存在与原油的性质有关。通常情况下，原油比蒸汽的蒸馏是否存在与原油的性质有关。通常情况下，原油比重越小，可蒸馏组分越大，原油中可蒸组分有如下关系：重越小，可蒸馏组分越大，原油中可蒸组分有如下关系：重越小，可蒸馏组分越大，原油中可蒸组分有如下关系：重越小，可蒸馏组分越大，原油中可蒸组分有如下关系：原油含蜡量原油含蜡量原油含蜡量原油含蜡量33三、相对渗透率变化三、相对渗透率变化三、相对渗透率变化三、相对渗透率变化3 3 注蒸汽热力采油机理注蒸汽热力采油机理随着随着随着随着T T T T岩石润湿性岩石润湿性岩石润湿性岩石润湿性亲油亲油亲水亲水弱亲水向强亲水转化弱亲水向强亲水转化弱亲水向强亲水转化弱亲水向强亲水转化因为：因为：在油藏原始条件下，稠油中胶质、沥青质等极性分子吸附在油在油藏原始条件下，稠油中胶质、沥青质等极性分子吸附在油在油藏原始条件下，稠油中胶质、沥青质等极性分子吸附在油在油藏原始条件下，稠油中胶质、沥青质等极性分子吸附在油水界面和岩石表面，岩石趋于亲油状状态；当温度升高，极性物质水界面和岩石表面，岩石趋于亲油状状态；当温度升高，极性物质水界面和岩石表面，岩石趋于亲油状状态；当温度升高，极性物质水界面和岩石表面，岩石趋于亲油状状态；当温度升高，极性物质逐渐解吸，岩石亲水性增加，更多的水膜吸附在孔隙上或占据较小逐渐解吸，岩石亲水性增加，更多的水膜吸附在孔隙上或占据较小逐渐解吸，岩石亲水性增加，更多的水膜吸附在孔隙上或占据较小逐渐解吸，岩石亲水性增加，更多的水膜吸附在孔隙上或占据较小的孔道，毛细管渗吸作用将盲端孔隙中的原油的孔道，毛细管渗吸作用将盲端孔隙中的原油的孔道，毛细管渗吸作用将盲端孔隙中的原油的孔道，毛细管渗吸作用将盲端孔隙中的原油“剥蚀剥蚀剥蚀剥蚀”下来，驱出下来，驱出下来，驱出下来，驱出小孔隙。从而降低残余油饱和度，增加油相渗透率。小孔隙。从而降低残余油饱和度，增加油相渗透率。小孔隙。从而降低残余油饱和度，增加油相渗透率。小孔隙。从而降低残余油饱和度，增加油相渗透率。34 随温度升高，束缚水饱和度增加。岩石湿润性向亲水方向变化。随温度升高，束缚水饱和度增加。岩石湿润性向亲水方向变化。随温度升高，束缚水饱和度增加。岩石湿润性向亲水方向变化。随温度升高，束缚水饱和度增加。岩石湿润性向亲水方向变化。有利于把盲端孔隙中原油驱出来，同时油相渗透率增加、油相阻力有利于把盲端孔隙中原油驱出来，同时油相渗透率增加、油相阻力有利于把盲端孔隙中原油驱出来，同时油相渗透率增加、油相阻力有利于把盲端孔隙中原油驱出来，同时油相渗透率增加、油相阻力降低。残余油饱和度降低，采收率增加。降低。残余油饱和度降低，采收率增加。降低。残余油饱和度降低，采收率增加。降低。残余油饱和度降低，采收率增加。3 3 注蒸汽热力采油机理注蒸汽热力采油机理35四、热膨胀四、热膨胀四、热膨胀四、热膨胀3 3 注蒸汽热力采油机理注蒸汽热力采油机理 当温度升高后，油藏中流体和岩石骨架产生膨胀，孔隙体积缩当温度升高后，油藏中流体和岩石骨架产生膨胀，孔隙体积缩当温度升高后，油藏中流体和岩石骨架产生膨胀，孔隙体积缩当温度升高后，油藏中流体和岩石骨架产生膨胀，孔隙体积缩小，流体体积增加，维持原油生产的弹性能量增加，提供给原油的小，流体体积增加，维持原油生产的弹性能量增加，提供给原油的小，流体体积增加，维持原油生产的弹性能量增加，提供给原油的小，流体体积增加，维持原油生产的弹性能量增加，提供给原油的弹性能量增加。弹性能量增加。弹性能量增加。弹性能量增加。原油膨胀程度取决于组分组成，通常轻质原油热膨胀系数大于原油膨胀程度取决于组分组成，通常轻质原油热膨胀系数大于原油膨胀程度取决于组分组成，通常轻质原油热膨胀系数大于原油膨胀程度取决于组分组成，通常轻质原油热膨胀系数大于重质原油。重质原油。重质原油。重质原油。五、乳化驱替五、乳化驱替五、乳化驱替五、乳化驱替 在蒸汽驱过程中，蒸汽腔内的蒸汽流速和比容较大，同时蒸汽在蒸汽驱过程中，蒸汽腔内的蒸汽流速和比容较大，同时蒸汽在蒸汽驱过程中，蒸汽腔内的蒸汽流速和比容较大，同时蒸汽在蒸汽驱过程中，蒸汽腔内的蒸汽流速和比容较大，同时蒸汽腔前缘的蒸汽由于冷凝释放热量，产生扰动，发生乳化，形成水包腔前缘的蒸汽由于冷凝释放热量，产生扰动，发生乳化，形成水包腔前缘的蒸汽由于冷凝释放热量，产生扰动，发生乳化，形成水包腔前缘的蒸汽由于冷凝释放热量，产生扰动，发生乳化，形成水包油或油包水的乳状液体。油或油包水的乳状液体。油或油包水的乳状液体。油或油包水的乳状液体。363 3 注蒸汽热力采油机理注蒸汽热力采油机理 乳状液体阻塞了非均质油层中的高渗透层，降低了冷凝区的指乳状液体阻塞了非均质油层中的高渗透层，降低了冷凝区的指乳状液体阻塞了非均质油层中的高渗透层，降低了冷凝区的指乳状液体阻塞了非均质油层中的高渗透层，降低了冷凝区的指进现象，从而提高了蒸汽驱的波及体积。进现象，从而提高了蒸汽驱的波及体积。进现象，从而提高了蒸汽驱的波及体积。进现象，从而提高了蒸汽驱的波及体积。六、重力泻油六、重力泻油六、重力泻油六、重力泻油 由于蒸汽密度差异，在注蒸汽过