王東超(哈爾濱石油學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150028)
伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,對(duì)能源的需求量越來(lái)越大,這就迫使我們不得不加大能源的開采,提高開采技術(shù),而我國(guó)的石油資源絕大部分分布在環(huán)境較為復(fù)雜的地段,原油的純度較低,開采難度系數(shù)大。一些油田的儲(chǔ)油已經(jīng)趨于枯竭,采出油的含水量已達(dá)90%,石油產(chǎn)量逐漸減少,而且開發(fā)難度越發(fā)增大。在這種趨勢(shì)下,要求我們不斷優(yōu)化采油技術(shù),特別對(duì)于那些稠油,特稠油和超稠油的勘采,采用熱力采油技術(shù),提高原油的采收率。隨著稠油資源的不斷開發(fā),提高熱力采油技術(shù)任重而道遠(yuǎn),不僅要對(duì)采油結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,而且還要與其他技術(shù)相結(jié)合,為石油的開采開辟一片新的領(lǐng)域。
(1)稠油 稠油,即重油,因其密度和粘度較高而得名。稠油的主要成分包括長(zhǎng)鏈?zhǔn)灒瑸r青質(zhì)和膠質(zhì)等,其中瀝青和膠質(zhì)的含量較高,這就造成了原油在地層的流動(dòng)性較差,加大了開采難度。
我國(guó)的稠油儲(chǔ)備資源豐富,分布地域較廣,主要分布在勝利油田,克拉瑪依油田和遼河油田等,稠油一般位于地深為1500米左右的地層,具有很好的開采前景。稠油一般以小模塊化的形式分布,其原油的性能較差,而且采油,地面處理和運(yùn)輸難度很大。但稠油資源是石油領(lǐng)域重要的一個(gè)分支,在資源匱乏和能源緊缺的時(shí)代,稠油資源的開采顯得尤為重要。
(2)熱力采油 熱力采油,顧名思義就是通過(guò)對(duì)原油進(jìn)行加熱,改變?cè)驮诘貙又械拇鎯?chǔ)形態(tài),以達(dá)到開采的效果。稠油的粘度對(duì)溫度的變化很敏感,只要提高溫度,稠油的粘度就會(huì)急劇下降,流動(dòng)性增強(qiáng),便于原油的開采,這就是稠油熱力開采的原理。目前應(yīng)用最為廣泛的是注入蒸汽法,其次是火燒油層法兩種。在1920年科特提出火燒油層法,即將地下的燃油點(diǎn)燃,燃燒一部分,利用燃燒產(chǎn)生的熱能,將未燃燒的原油粘度降低以提高稠油的開采率;注入蒸汽法,充分利用了地球豐富的水資源,將水作為熱載體把熱能引到油層,加熱使其粘度下降,提高原油的流動(dòng)性,大大降低了稠油的開采難度。因此,熱力采油技術(shù)的產(chǎn)生,強(qiáng)有力地解決了稠油的開采問(wèn)題,提高了原油的開采效率。
隨著稠油的開發(fā)利用,熱力采油作為稠油開采最有效的技術(shù)手段,其方式和采油結(jié)構(gòu)也在不斷優(yōu)化,無(wú)疑已經(jīng)成為現(xiàn)今采油的首選。熱力采油技術(shù)依靠它很強(qiáng)的適應(yīng)能力,能適應(yīng)各種復(fù)雜的油儲(chǔ)條件,而且不受周圍環(huán)境的影響,工作介質(zhì)多以水和空氣為主,采油的經(jīng)濟(jì)效益好,成本低。下面介紹幾種現(xiàn)今比較先進(jìn)的熱力采油技術(shù),為稠油資源的開采打開一個(gè)新的格局。
(1)蒸汽吐吞 蒸汽吐吞,又叫循環(huán)注蒸汽或者蒸汽激勵(lì),是現(xiàn)今比較常用的稠油開采技術(shù),利用高溫高壓的飽和蒸汽,將其注入油井(即為吞),此時(shí)需把油井關(guān)閉數(shù)天(即燜井),充分利用蒸汽加熱原油和油層,降低原油的粘度后開井進(jìn)行原油的開采(即吐)。蒸汽吞吐開采分為注氣(吞蒸汽),關(guān)井(燜井)和回采(吐蒸汽)三個(gè)階。
當(dāng)向地下油層注入高溫高壓的蒸汽后,在接近油井的區(qū)域,溫度會(huì)升高,此時(shí)原油被加熱,其流動(dòng)速度明顯加快,原油的流動(dòng)阻力相應(yīng)的大幅減少,出油量顯著增多。該技術(shù)操作工藝簡(jiǎn)單,能在短時(shí)間內(nèi)采出原油,見(jiàn)效很快,但是采收率低,因?yàn)樽⑷胝羝笥途錈嶙兓?,?duì)油井的將造成很大的危害。
(2)蒸汽輔助重力熱力采油技術(shù) 隨著原油的不斷開采,進(jìn)一步提高原油的開采率,保障油氣資源的穩(wěn)定持續(xù)增產(chǎn),提高原油的開采技術(shù)變得越來(lái)越重要。現(xiàn)今開發(fā)稠油的一項(xiàng)新型技術(shù)——蒸汽輔助重力采油技術(shù)的問(wèn)世,大大改變了現(xiàn)有的開采模式,提高了原油的開采產(chǎn)量。該技術(shù)主要針對(duì)粘度較高的稠油,利用蒸汽作為熱能,把熱傳導(dǎo)和熱氣流有機(jī)結(jié)合,再利用原油自身所具有的重力,對(duì)原油進(jìn)行開采,通過(guò)水平井可以獲得很高采油速度。在原油的巖石層附近打造一對(duì)水平井,當(dāng)蒸汽注入時(shí),會(huì)把油層包圍在其中,形成一個(gè)充滿高溫高壓的蒸汽空間,更快的將原油加熱,由原先的固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài),在重力的驅(qū)使下,原油將流入打好的水平井中,伴隨原油的不斷采出,該蒸汽空間也不斷的擴(kuò)大,將周邊更多的原油采出,大大提高了稠油的開采效率,采油的原油品質(zhì)也較為優(yōu)良。
隨著資源的不斷減少,提高采油技術(shù)迫在眉睫。對(duì)于稠油的開采,更是需要我們不斷的努力,充分利用熱力采油技術(shù),提高原油的采收效率,為減輕現(xiàn)在的能源危機(jī)作出貢獻(xiàn)。熱力采油技術(shù)的不斷改進(jìn)和研發(fā),不僅能在環(huán)境復(fù)雜的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行開采,而且對(duì)環(huán)境污染小,采油效率高。因此,不斷優(yōu)化和提升熱采技術(shù),是每一位石油開采工作者應(yīng)努力奮斗的方向。
[1]劉慧卿,范玉平,趙東偉,張瑛.熱力采油技術(shù)原理與方法.第一版.山東:石油大學(xué)出版社,2000:2-3.
[2]馬書定.水平井熱采工藝在采油工程中的應(yīng)用[J].國(guó)外油田工程,2012,9(2) :43-44.