稠油開發(fā)的技術(shù)應(yīng)用與探討

李皓(遼河油田勘探開發(fā)研究院，遼寧 盤錦 124010)

0 引言

20 世紀(jì)60 年代開始，中國開始大規(guī)模開采稠油，近幾年來，開采量不斷提高，技術(shù)水平也逐漸完善。作為一種高黏度、高密度且含有瀝青質(zhì)的石油資源，常見于盆地地區(qū)，如準(zhǔn)格爾盆地、松遼盆地、渤海灣盆地。實(shí)際上，稠油開采難度較大，傳統(tǒng)的開采方法并不合適，需要采取一些特殊的手段。

1 稠油特征

通常情況下，稠油油藏的總量都相對較大，且在地層中的埋深較淺，同時(shí)因?yàn)槌碛陀筒貙儆谥刭|(zhì)油，油質(zhì)密度相對較大，所以其粘度也相對較高，膠結(jié)狀態(tài)較為松散，同時(shí)樣品容易離散。稠油油藏內(nèi)所含輕質(zhì)油數(shù)量較少，存在較多的瀝青膠紙內(nèi)容，因?yàn)樵摲N成分特性，導(dǎo)致其整體粘度相對較高，在其中瀝青膠質(zhì)數(shù)量持續(xù)增大的條件下，材料整體粘度也會(huì)相繼提高。尤其是溫度變化也會(huì)直接影響稠油粘度狀態(tài)。同時(shí)在環(huán)境溫度不斷提高條件下，稠油粘度也呈現(xiàn)出一種拋物線趨勢不斷降低。國內(nèi)稠油油藏主要特點(diǎn)是瀝青數(shù)量少，而膠質(zhì)含量相對較多，而這種性質(zhì)也代表著國內(nèi)稠油油藏整體密度處于較低水平，而油質(zhì)粘度相對較高。除了上述特點(diǎn)之外，國內(nèi)稠油油藏中相關(guān)成分結(jié)構(gòu)中的烴類材料、蠟含量、硫含量和金屬含量都處于一種較低水平。同時(shí)因?yàn)閲鴥?nèi)稠油油藏是次生油藏，容易出現(xiàn)大量石蠟掉落，凝固點(diǎn)降低等問題，稠油油田通常表現(xiàn)為一種河流相沉積。

2 稠油常見開采技術(shù)

目前，稠油開采技術(shù)可以分為兩種，分別為熱采和冷采。前者主要是利用稠油黏度較高，但對溫度敏感的特點(diǎn)，通過提高溫度降低黏度，以此減弱阻力完成開采。后者主要是利用稠油油藏的特性，在不升溫的情況，加入適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)試劑和微生物等，實(shí)現(xiàn)降低阻力的目的。

稠油熱采技術(shù)主要分為蒸汽吞吐采油技術(shù)、蒸汽驅(qū)采油技術(shù)、火燒油層采油技術(shù)。以火燒油層采油技術(shù)為例，通過向油井中注入空氣，實(shí)現(xiàn)原油就地燃燒，在此基礎(chǔ)上，讓原油驅(qū)向生產(chǎn)井，相比較其他熱采方法，這種火燒油層技術(shù)，可以讓油層快速產(chǎn)生熱量，以提高能源利用率和采收效果。作為最早應(yīng)用的一種熱采技術(shù)，現(xiàn)如今，其已經(jīng)發(fā)展的較完善，可以根據(jù)不同劃分標(biāo)準(zhǔn)，展開不同規(guī)模的熱采，如：正反向火驅(qū)、干濕式火驅(qū)等。

稠油冷采技術(shù)主要分為化學(xué)冷采技術(shù)、物理法冷采技術(shù)、微生物冷采技術(shù)、非烴類氣體冷采技術(shù)、混合降粘冷采技術(shù)。以非烴類氣體冷采技術(shù)為例，此種技術(shù)主要通過向油層注入非烴類氣體，以達(dá)到降粘、溶解的作用，從而有效降低油水界面的張力，高效完成開采工作。常用的氣體包括二氧化碳和煙道氣，需要根據(jù)實(shí)際情況有選擇性的進(jìn)行應(yīng)用，從目前情況來看，二氧化碳在降粘、溶解這兩方面效果顯著，適用于黏度1000mPa·s以下的稠油。能夠在短時(shí)間讓原油達(dá)到膨脹、酸化的效果，繼而降低油水界面的張力，在實(shí)際應(yīng)用過程中可以采用混合二氧化碳?xì)怏w的方式，實(shí)現(xiàn)綜合性作用，進(jìn)一步提高開采效率，如：二氧化碳吞吐和非混相二氧化碳驅(qū)動(dòng)。相比較二氧化碳而言，煙道氣在鍋爐中產(chǎn)生，屬于鍋爐廢氣，此種方法還具有一定的環(huán)保節(jié)能性質(zhì)。在對煙道氣進(jìn)行處理后，就可以將其注入到油層中，讓其和原油產(chǎn)生反應(yīng)。煙道氣本身含有二氧化碳，因此，可以達(dá)到和二氧化碳吞吐和非混相二氧化碳驅(qū)動(dòng)等方法相同的效果，同時(shí)，其本身含有的氮?dú)饽軌蜻M(jìn)一步增強(qiáng)原油的流動(dòng)性能，最大程度補(bǔ)充地層能量，提高驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，從而高效完成開采工作。

隨著稠油開采工作的不斷發(fā)展，技術(shù)水平也在不斷提高，目前最常見的是蒸汽吞吐開采，后期吞吐效果也會(huì)得到進(jìn)一步改善，工藝技術(shù)水平隨之提升，開發(fā)方式也進(jìn)一步轉(zhuǎn)換。在這樣的情況下，稠油的采收率、采收效果都會(huì)得到提高。還可以借助復(fù)合開采方式，如蒸汽驅(qū)+火驅(qū)組合開發(fā)模式，在提高采收率的同時(shí)，產(chǎn)量規(guī)模也可以得到擴(kuò)大。

3 新型稠油開采技術(shù)及應(yīng)用效果

3.1 泵下旋流降黏技術(shù)

目前中國稠油開采工作還存在很多問題，其中最為突出的就是井筒中流體的流動(dòng)性較差，塔阻力過大問題，這些問題如果得不到解決，那么開采難度也無法降低，開采效率、開采質(zhì)量也會(huì)受到影響。傳統(tǒng)開采過程中主要采用降黏劑的方式，降低黏稠度，但是很多情況下，無法在泵下完成攪拌工作，因此導(dǎo)致效果并不理想，運(yùn)行效率較低，開采質(zhì)量較差，成本較高。所謂的泵下旋流降黏技術(shù)主要解決的就是這一問題，讓降黏劑可以在泵下完成攪拌工作，從而實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)。以某油田為例，該油田在開采過程中采用的是熱采技術(shù)，根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)?shù)爻碛驮偷酿こ矶葹?×104MPa·s。先后嘗試了添加降黏劑和加大溫度等方式，都沒有得到良好的效果，因此決定采用泵下旋流降黏技術(shù)。根據(jù)采用后的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)情況來看，相比較過往生產(chǎn)情況，采油增加2.2t/天，循環(huán)油產(chǎn)量增加到786t/天，平均開采效率提高了39%，最高泵效率為96%。正常生產(chǎn)138d 后，一共增加2304t，節(jié)省了3.2t 降黏劑?？偟膩砜?，泵下旋流降黏技術(shù)從根本上解決了流體的流動(dòng)性較差，塔阻力過大問題，讓開采效率和成本得到了的提高。

3.2 氮?dú)庠瞿芗夹g(shù)

煙道氣技術(shù)就是利用氮?dú)夂投趸嫉墓餐饔?，?shí)現(xiàn)了高質(zhì)量的開采工作，在此基礎(chǔ)上采用氮?dú)庠瞿芗夹g(shù)，可以進(jìn)一步提高開采效果。氮?dú)庠瞿芗夹g(shù)的主要原理是借助在蒸汽注入過程中加入適量的氮?dú)饣蛘甙l(fā)泡劑完成工作。相比較氮?dú)舛裕l(fā)泡劑本身的選擇性密封性能較強(qiáng)、飽和度較高，在殘余油飽和度低區(qū)域有著良好的性能，隨著蒸汽的注入，會(huì)創(chuàng)造出密度較高的泡沫區(qū)域，從而提高流體的流動(dòng)速度。而殘余油飽和度高的區(qū)域，發(fā)泡性能差，盡量避免使用這一材料。但是發(fā)泡技術(shù)本身密封性較強(qiáng)，因此在降粘、溶解這兩方面效果顯著，可以根據(jù)實(shí)際情況，有針對性的選擇具體應(yīng)用介質(zhì)。如果稠油開采過程中出現(xiàn)油田吞吐等問題時(shí)，利用氮?dú)庠瞿芗夹g(shù)，借助泡沫本身比較獨(dú)特的性質(zhì)，解決吞吐問題，發(fā)泡劑遇水會(huì)產(chǎn)生氣泡，遇油則消失，因此在不同區(qū)域中會(huì)產(chǎn)生不同的特征。還可以提高封堵壓差，如果含油飽和度高，那么效果無法保證。此時(shí)，配合蒸汽驅(qū)動(dòng)就可以實(shí)現(xiàn)選擇性封堵，借助這種復(fù)合式開采方式，讓開采工作得到穩(wěn)定高效的發(fā)展，切實(shí)提高開采質(zhì)量[1]。

3.3 一體化開采技術(shù)

除了上述兩個(gè)方面之外，稠油、特超稠油區(qū)塊配套注采一體化技術(shù)也是目前較為常見的一種，開采效果顯著。相比較傳統(tǒng)的開采技術(shù)而言，這種開采技術(shù)本身效果更優(yōu)，可以有效解決資源浪費(fèi)、工作效率較低等方面的問題，切實(shí)降低成本提高開采速率和開采質(zhì)量。不僅如此，稠油、特超稠油區(qū)塊配套注采一體化技術(shù)能夠降低熱采和冷采所帶來的損失和傷害，整體效益都會(huì)得到提高。除此之外，保溫技術(shù)也是目前較為常見的一種，常用于熱采技術(shù)中，通過配合降低熱量損失，提高注氣過程的效率。不僅如此，防砂注汽一體化工藝技術(shù)、綜合防砂技術(shù)等也得到了廣泛的應(yīng)用，是目前效果較優(yōu)的兩種。防砂注汽一體化工藝技術(shù)、綜合防砂技術(shù)的應(yīng)用可以有效改善稠油原油油田的開采流程，采取化學(xué)防砂技術(shù)、機(jī)械防砂技術(shù)設(shè)計(jì)，保證稠油原油油田開采效果。機(jī)械防砂技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中傳輸穩(wěn)定、強(qiáng)度較高，能夠有效提高生產(chǎn)效率，尤其是在一些深層稠油原油油田中，抗壓裂效果極好。而化學(xué)防砂技術(shù)針對注采參數(shù)、化學(xué)采油材質(zhì)等重要參數(shù)進(jìn)行完善，合理設(shè)計(jì)鉆井副管位置，可以為油水運(yùn)動(dòng)奠定基礎(chǔ)，讓施工人員及時(shí)開展開采工作，從根本上優(yōu)化超稠油鉆井采收效果[2]。

3.4 保溫技術(shù)

石油采集工作中，不可避免會(huì)出現(xiàn)熱損失問題，像是井筒自身的熱量損失，但是在生產(chǎn)和運(yùn)輸中也容易造成各種熱量損失，隨之誕生的保溫技術(shù)能夠?qū)⑾嚓P(guān)損失降到最低水平，提高地面生產(chǎn)流程操作效果。相關(guān)科研人員針對操作過程中所應(yīng)用的保溫被以及氣管線等都實(shí)施了有效的改良，通過對相關(guān)保溫技術(shù)、保溫方式和保溫材料進(jìn)行全面改進(jìn)創(chuàng)新，引入便捷、輕快的新型保溫材料，擴(kuò)大隔熱管更新力度，從而進(jìn)一步減少過程熱量喪失，提升整體保溫效果。稠油采集中，從最開始的開發(fā)注氣到后期的運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)都需要采取有效措施不斷減少熱損失問題，為此需要確保各個(gè)環(huán)節(jié)中的保溫處理措施都能夠發(fā)揮出理想效果，同時(shí)于管線連接和接口位置需要做好保障工作，不斷減少熱損失。促進(jìn)隔熱管道的全面革新，徹底解決當(dāng)下稠油開采中保溫效果降低的問題，有效減少熱量損失，提高注氣保溫效果，和注氣效率。

3.5 未來發(fā)展方向

稠油開發(fā)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，是在市場油價(jià)偏低條件下，提升采集效率的基礎(chǔ)選擇，只有充分利用各種新型工藝技術(shù)針對傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝實(shí)施全面的改革創(chuàng)新，才能進(jìn)一步提高稠油開采質(zhì)量，降低采集成本。不管選擇哪一技術(shù)都是出于提升采油效率，確保油品質(zhì)量的目標(biāo)，同時(shí)不斷減少生產(chǎn)成本，迎合市場實(shí)際需求。全新采油技術(shù)能夠有效提升油田效益，具有較大的推廣潛力。

稠油的特性決定了其開采難度較大，現(xiàn)階段的開采技術(shù)雖然能夠提高效率，但均存在一定程度的問題，熱采的熱消耗，冷采的冷傷害問題都需要得到解決，而從上述技術(shù)中可以看出，采用復(fù)合效果來降低副作用是目前較優(yōu)的選擇。稠油原油油田的彈性能量較小，所以很多團(tuán)隊(duì)都會(huì)采用冷采的方式，來提高開采效率，但事實(shí)上，冷采技術(shù)需要得到進(jìn)一步改善，否則只會(huì)起到反作用。開采時(shí)，讓多個(gè)冷采技術(shù)同步工作，并且落實(shí)早期稠油原油的干擾處理，能夠確保開采效率，降低冷傷害影響。針對超稠油原油油田，則在地層微縫中進(jìn)行冷采，以此有效提高注采比例，但在冷采過程中要確保各方面參數(shù)的準(zhǔn)確性。而面對異常黏稠或者阻力能量較大的稠油原油油田時(shí)，可以先以熱采為主，而后在相應(yīng)的時(shí)間段進(jìn)行冷采開采，最大程度保證開采質(zhì)量[3]。

4 結(jié)語

綜上所述，中國稠油開采工作有著廣闊的發(fā)展前景，雖然起步較晚，但是開采水平會(huì)得到不斷提高。從目前情況來看，中后期的稠油開采技術(shù)效果較優(yōu)，原油粘度、油氣比、生產(chǎn)成本都得到了良好的發(fā)展。未來，稠油的開采技術(shù)還會(huì)得到進(jìn)一步優(yōu)化，以獲取更大的產(chǎn)量規(guī)模。