蒸汽驱技术研究.ppt

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1、蒸汽驱技术,内容纲要,一、国外蒸汽驱发展状况 二、蒸汽驱的关键技术参数 三、国内中深层蒸汽驱实例 四、胜利稠油蒸汽驱状况 五、蒸汽驱技术发展方向,一、国外蒸汽驱发展状况,美国热采以蒸汽驱为主,国外（特别是美国和印尼）蒸汽驱产量占热采产量的80%，吞吐占20%； 目前，我们吞吐比例占97%，蒸汽驱仅占3%。,国外蒸汽驱效果表,一、国外蒸汽驱发展状况,蒸汽驱是提高采收率的主导技术,美国科恩河油田生产历史曲线,蒸汽驱是提高采收率的主导技术,一、国外蒸汽驱发展状况,井网,二、蒸汽驱的关键技术参数,不同井网下油层压力随时间的变化曲线,井距,二、蒸汽驱的关键技术参数,二、蒸汽驱的关键技术参数,井距,国外蒸

2、汽驱先导试验区采收率与井网面积关系图,二、蒸汽驱的关键技术参数,储层地质参数和流体参数,二、蒸汽驱的关键技术参数,储层地质参数和流体参数,二、蒸汽驱的关键技术参数,储层地质参数和流体参数,注汽速度优选,二、蒸汽驱的关键技术参数,采注比优选,注采参数,井底蒸汽干度优选,二、蒸汽驱的关键技术参数,注采参数,二、蒸汽驱的关键技术参数,蒸汽吞吐转蒸汽驱时机,国外成功实现蒸汽驱的四项重要技术参数： a.采注比1.2 b.注汽速度：2.010-4t/m.m2.d c.井底蒸汽干度：0.4 d.油层压力降低到原始地层压力的50-60%,二、蒸汽驱的关键技术参数,扩大试验区2003年,先导试验区1998年,试

3、验区选择在下层系的主体部位。试验区面积0.08km2，地质储量 86104t。,三、国内中深层蒸汽驱实例,1、辽河齐40块蒸汽驱试验,（1）试验区概况,主要地质参数 油层埋深： 900m924m 有效厚度： 12m48m 平均 32.2m 层数： 5层8层 平均 7层 孔隙度： 29%34% 平均 32% 渗透率： 1.92.5m2 平均 2.1m2 原油粘度(50脱气)：原始3200 mPas，转驱前4800mPas。 油层连通系数：86.6%,三、国内中深层蒸汽驱实例,井网井距 70m70m井距反九点注采井网，利用老井9口，钻加密井16口，总井数达到27口。其中注汽井4口，采油井21口，观

4、察井2口。 注采参数 方案指标,（2） 先导试验方案要点,三、国内中深层蒸汽驱实例,汽驱开发动态符合蒸汽驱开发规律,集中吞吐预热,开始汽驱,三、国内中深层蒸汽驱实例,（3） 方案实施结果,先导试验实施与设计指标对比,截止到2007年12月底。,三、国内中深层蒸汽驱实例,比吞吐到底： 增油18.69万吨 采收率提高21.7%。,三、国内中深层蒸汽驱实例, 0-10o倾角注汽井位于井组中间； 10-20o倾角注汽井位于井组下倾3/7处； 20o倾角注汽井位于井组下倾3/8处。,倾角数值模拟优化,蒸汽在倾角大的油藏中出现非对称性超覆,通过优化注汽井在井组中的位置，消除了蒸汽超覆非对称性所带来的不利影

5、响。,针对地层倾角，合理优化注汽井部署位置。,三、国内中深层蒸汽驱实例,（4） 技术要点,按照沉积微相的特点，优化注采系统。,蒸汽沿主河道方向的流动速度大于侧向流动速度，因此部署时将注汽井避开主河道，从而避免了蒸汽沿主河道方向的窜进，保证了驱替过程中蒸汽前缘的均匀。,三、国内中深层蒸汽驱实例,注汽井采取限流射孔，保证层状油藏蒸汽驱的均匀动用。,齐40块油层多达68层，各层厚度和渗透率差异大。为避免蒸汽沿单层快速突进，注汽井采用限流射孔（厚层射开下部1/2，并限制孔密），使蒸汽在各层能够均匀推进。,常规笼统射孔,射开下部1/2，并限制孔密。,三、国内中深层蒸汽驱实例,油层埋深 524 668 m

6、 有效厚度 91.7 m 孔隙度 36.3% 渗透率 5.5m2 原油粘度 23.2104mPa.s 试验区含油面积 0.15km2 地质储量 249104t。,馆陶油层SAGD试验区位置图（外边界）,2、SAGD先导试验概况,三、国内中深层蒸汽驱实例,（1）馆陶试验区主要地质特征,（2）设计要点,三、国内中深层蒸汽驱实例,2005年2月陆续转入SAGD，目前: 注汽井：12口 瞬时采注比：0.54 采油井：4口 瞬时油汽比：0.23 日注汽：1530 t/d 阶段产油：26.7104t 日产液：816t/d 阶段油汽比：0.22 日产油：347 t/d 阶段采注比：0.79 含 水：57.5

7、% 阶段采出程度：10.7% 累积采出程度：23.3% 平均年采油速度：3.72% 目前折算采油速度：5.1%,三、国内中深层蒸汽驱实例,（3）SAGD先导试验效果,馆陶油层试验区蒸汽吞吐SAGD开发日产油曲线,三、国内中深层蒸汽驱实例,蒸汽腔,形成了蒸汽腔,高干度注汽技术,一是使用球型汽水分离器，通过三级分离，使井口的蒸汽干度从75%提高95%以上。,二是配套了井筒隔热技术，保证了井底注汽干度大于70%。,三、国内中深层蒸汽驱实例,（4）蒸汽驱配套技术,一是使用了大型长冲程22型塔架式抽油机。 二是引进应用耐高温大直径井下抽油泵。,馆平11、12抽油机现场图,高温大排量举升技术,耐高温大直径

8、抽油泵： 泵径120mm-140mm， 耐温可达250。,进口120大直径 抽油泵示意图,三、国内中深层蒸汽驱实例,1、单2厚层边底水油藏蒸汽驱试验,试验区试验井组井位图,含水80%推进线,四、胜利稠油蒸汽驱状况,单2蒸汽驱先导试验井组增油曲线,四、胜利稠油蒸汽驱状况,单2蒸汽驱先导试验区井组开发指标,四、胜利稠油蒸汽驱状况,单2蒸汽驱先导试验井组试验结论,在水侵影响较小的部位及时转驱是符合单2断块油藏开发实际需要的，但由于边、底水的严重侵入，在此类油藏实施常规蒸汽驱是不可行的。,储量：151104t 井距: 141200m 井组: 9个,（1）草南评价区、区蒸汽驱（1996.41999.3）

9、,区,区,储量：312104t 井距: 200283m 井组: 10个,区,区,2、活跃边水砂砾岩特稠油油藏,草南具有活跃边底水，厚度1015m，粘度2000040000mPa.s。,四、胜利稠油蒸汽驱状况,井组数9组，总井数52口，注汽量123.6万吨,采油量20.8万吨， 采出程度13.8%，累积油汽比0.17，吞吐+汽驱采出程度42.9%。,乐安油田南区评价区蒸汽驱工业化生产,乐南评价区开发曲线,四、胜利稠油蒸汽驱状况,时间,油 汽 比 t/t,乐安南区评区蒸汽驱油汽比曲线,四、胜利稠油蒸汽驱状况,乐南评价 区开发曲线,吞吐,四、胜利稠油蒸汽驱状况,评价区汽驱开发数据表,四、胜利稠油蒸汽

10、驱状况,草20汽驱井组汽驱效果统计表,井组面积1.0km2，储量219104t，小井组1个和6个大井组，蒸汽驱提高采收率16.6%；其中小井组采出程度达到54.34，比大井距井组提高采收率1330%。,草20块汽驱井组井位图,（2）草20蒸汽驱先导试验（1993.12002.4）,具有活跃边底水 厚度：1220m 粘度：2000030000mPa.s。,四、胜利稠油蒸汽驱状况,孤东九区西蒸汽驱（1997.10目前）,孤东九区西块汽驱井组位置图,5个井组间歇蒸汽驱，汽驱比吞吐提高采收率12左右。热413井组吞吐采出率20.9，吞吐+蒸汽驱采收率35.8，蒸汽驱提高14.9。,孤东九区稠油块历年产

11、油注状图,8年稳产,吞吐阶段 1992.71997.9,吞吐汽驱阶段 1997.10目前,冷采阶段 1989.11992.6,年 产 油 104t,面积：2km2 ，储量：375104t 油藏埋深：13201400m 原油粘度：20005000mPa.s 厚度：1118m 渗透率：200010-3m2 油水体积比：1.5,R4-13,3、弱边水普通稠油砂岩油藏,四、胜利稠油蒸汽驱状况,4、蒸汽驱技术经验及认识,胜利油田没有大规模实施蒸汽驱原因：,（1）油层埋藏深(主要在9001400m) ，注汽质量得不到保证。,乐安油田岩心驱油效率实验数据表,目前高真空隔热油管注汽，井底干度可以达到40%以上

12、。,四、胜利稠油蒸汽驱状况,（2）边底水活跃，吞吐阶段水侵严重，抑制边底水措施跟不上，蒸汽驱效果较差。,四、胜利稠油蒸汽驱状况,胜利油田没有大规模实施蒸汽驱原因：,（3）井距大（主要为200283），蒸汽驱效果差,蒸汽驱提高采收率3.2%,蒸汽驱提高采收率16.8%,月产油t,含水%,月产油 t,含水%,（井距200283m）,吞吐,汽驱,吞吐,汽驱,（井距141200m）,四、胜利稠油蒸汽驱状况,胜利蒸汽驱试验采注比及注汽速度表,（4）不能保证采注比大于1.2和合理的注汽速度,(5) 国际油价低，蒸汽驱成本高，错过最佳转驱时机,四、胜利稠油蒸汽驱状况,1、不同井网组合方式蒸汽驱研究,五、蒸汽

13、驱技术发展方向,坨826块沙三上井位部署,井距: 20-30m: 75m 40m：50m 井数：63口 产能：17.3104t,五、蒸汽驱技术发展方向,郑411块井位部署,布井厚度：7m以上 井距：100m 井数：33口 产能：9.3104t,五、蒸汽驱技术发展方向,高温热化学驱机理 高温化学复合体系、高温防汽窜体系的研制 高温高压下表面活性剂对油水渗流的影响 高温热化学数值模拟 高温热化学油藏工程研究,2、高温热化学蒸汽驱,蒸汽驱注采井间分带示意图,复合驱油体系（降低表面张力，提高驱油效率）,泡沫体系（防窜，提高波及系数）,化学剂辅助蒸汽驱井间含油饱和度图,攻关内容：,五、蒸汽驱技术发展方向

14、,实验结果表明，只有当剩余油饱和度低于22%时，泡沫体系才能形成有效的封堵，这也说明了泡沫体系的选择封堵性。这种特性对于解决汽窜矛盾尤为重要：,（1）室内实验研究成果注入时机,五、蒸汽驱技术发展方向,多孔介质条件下泡沫体系影响因素研究剩余油饱和度,无论初期伴蒸汽注入还是蒸汽驱后期伴蒸汽注入泡沫体系，其最终采收率基本一致。伴蒸汽注入泡沫体系可以有效降低含水，泡沫剂注入时机对驱油快慢具有较大的影响。,注入时机,方式一：8PV蒸汽； 方式二：5PV蒸汽3PV（蒸汽+氮气+泡沫剂） 方式三：8PV（蒸汽+氮气+泡沫剂）,蒸汽氮气泡沫驱,五、蒸汽驱技术发展方向,连续 汽驱,直接转,汽窜时转,中间转,采

15、收 率 ,净 采 油 量 104t,转驱时机,五、蒸汽驱技术发展方向,实验结果，当气液比在13之间泡沫体系阻力因子保持在较高数值，气液比低于0.5和高于3.5时阻力因子较低，无法在地层中对蒸汽进行有效封堵。结合注汽速度7t/h10 t/h，注汽压力13MPa15MPa，推荐注氮气速度800Nm3/h1000Nm3/h。,（2）室内实验研究成果气液比,五、蒸汽驱技术发展方向,多孔介质条件下泡沫体系影响因素研究气液比,气液比优化表,采 出 程 度 ,净 采 油 量 104t,气液比,五、蒸汽驱技术发展方向,现场推荐使用浓度为泡沫剂在液相中的浓度为0.5%左右。,（3）室内实验研究成果表活剂浓度,五

16、、蒸汽驱技术发展方向,表活剂浓度优化表,表活剂浓度 ,采 收 率 ,净 采 油 量 104t,五、蒸汽驱技术发展方向,实验结果表明，泡沫剂用量相同时多段塞注入的驱替效率和封堵压差比大段塞效果最好，建议现场主要采取伴蒸汽多段塞的方式注入。,方式一:3PV蒸汽2PV泡沫3PV蒸汽； 方式二:2PV蒸汽1PV泡沫2PV蒸汽1PV泡沫2PV蒸汽； 方式三:2PV蒸汽0.8PV泡沫1PV蒸汽0.6PV泡沫1PV蒸汽0.6PV泡沫2PV蒸汽；,注入方式,（4）室内实验研究成果注入方式,五、蒸汽驱技术发展方向,氮气表活剂段塞长度优化,采 收 率 ,净 采 油 量 104t,注20天 注30天 注40天 注6

17、0天 连续注入,（氮气表活剂）段塞注入天数,五、蒸汽驱技术发展方向,中二北蒸汽泡沫驱预测比蒸汽吞吐可提高采收率19.8。,中二北泡沫辅助蒸汽驱井网图,选区：中二北Ng5稠油，两个试验井组，储量25万吨。,五、蒸汽驱技术发展方向,（5）先导试验,五、蒸汽驱技术发展方向,五、蒸汽驱技术发展方向,五、蒸汽驱技术发展方向,五、蒸汽驱技术发展方向,3、蒸汽驱+轻烃提高采收率技术（LASER）,在循环注蒸汽项目中，在井口将大约占总体积6%的稀释剂加入蒸汽中。汽化后，稀释剂同蒸汽一起注入储层直至在较冷区域发生大范围冷凝。该技术在加拿大冷湖油田实施了现场先导试验，取得了很好的效果。,开采原理,五、蒸汽驱技术发

18、展方向,4、膨胀溶剂-SAGD技术（ES-SAGD）,ES-SAGD的开采原理,在重力控制的过程中，低浓度的烃类添加剂与蒸汽同时注入。这种添加剂必须具有和水一样的蒸发和冷凝条件。烃类溶剂和蒸汽共同冷凝在蒸汽室的边界。蒸汽室边界冷凝的溶剂稀释了原油，它与热量共同作用，降低了原油的粘度。,五、蒸汽驱技术发展方向,碳的数量不同时的泄油速度的变化,当溶剂中碳的数量上升时，蒸发温度就上升。己烷的蒸发温度与注入蒸汽的温度最为接近（在作业压力是2.1MPa时，215），注入己烷使泄油速率较高。另一方面，C8的蒸发温度超过了注入蒸汽的温度，与己烷相比，注入C8使泄油速率下降。,溶剂蒸发温度与蒸汽温度的对比,温

19、 度,丁烷,戊烷,己烷,辛烷,蒸汽,丙烷,2.2MPa条件下,五、蒸汽驱技术发展方向,实验应用6% v/v的庚烷作为添加剂，试验结果显示加入4个小时溶剂后，产能有明显提高，7个循环中后4个循环下来产能提高了40% ,油汽比在加液后也有很大的变化,（1）物理模型试验,CSS和LASER的产能对比,达到特定油气比时的实验结果,五、蒸汽驱技术发展方向,在第6循环开始加入稀释剂后采收率的提高变得很明显了，提高了约20%的油气比。在CSS稳定成熟期加入稀释剂，当重力驱油占优势时采收率的提高会更加明显。,（2）油田模拟,单纯CSS和进行到第6、8、10循环中注入添加剂的实验结果,五、蒸汽驱技术发展方向,2

20、002年7月在循环蒸汽项目的第7周期，向8口井中共同注入蒸汽和占注入体积6%的稀释剂。,H22区LASER 试验区-注入和监测井,五、蒸汽驱技术发展方向,（3）先导试验,采出80%的稀释剂比试验确定的期望值高出66%,原油、天然气和稀释剂的生产速度,五、蒸汽驱技术发展方向,先导试验所获得的OSR比循环注蒸汽获得的OSR高33%,产油速度和油汽比,五、蒸汽驱技术发展方向,EnCana的注蒸汽-溶剂的油田动态（左:产油速度;右:汽油比）,2002年加拿大EnCana公司实施了SAGD-溶剂方法的先导性试验，试验用这种方法开采稠油，并且在Christina湖的SAGD项目中试验用这种方法开采沥青。在Christina湖项目中，实施了大约5个月的SAGD方法之后,开始采用SAGD-溶剂方法。一直到2005年2月，原油生产速度和SOR显著提高，所采出原油的质量也有很大的改善。,五、蒸汽驱技术发展方向,