【正文】 法所不具備的，它綜合了熱驅(qū)、氣驅(qū)、混相驅(qū)和非混相驅(qū)的驅(qū)油機理，可作為一次采油，二次采油或三次采油的開采方法。，火燒油層技術(shù)采油降粘作用明顯。 產(chǎn)出原油與原始地層原油粘溫特性比較溫 度θ/176。C地層原油粘度μo1/(mPas)產(chǎn)出原油粘度μo2/(mPas)351563410845619443503850395529283465141630火燒油層采油和注蒸汽采油一樣，都是通過加熱的方式，降低原油的粘度，使其變得更容易流動從而提高了原油的采收率?；馃蛯拥牟墒章食？蛇_到50%以上，并且可以在比蒸汽驅(qū)采油更復雜，更苛刻的地層條件下應(yīng)用，因而是對稠油和剩余油開采的一種具有誘惑力的熱采技術(shù)。但與注蒸汽相比火燒油層有著一些本質(zhì)上的優(yōu)勢：（1）它所使用的注入劑是空氣到處都有，而注蒸汽則需要大量的水，水資源在某些地區(qū)可能嚴重匱乏。（2）火燒油層燒掉的是原油中約10%的重組分，改善了剩余油的性質(zhì)。（3）火燒油層比注蒸汽有著更為廣泛的油藏適用條件。（4）火燒油層的熱量就地產(chǎn)生，比注蒸汽的熱能利用率要高，并可節(jié)省地面和井筒隔熱措施的投資。，當用空氣作氧源，向注入井注入熱空氣把油層點燃時，主要燃燒參數(shù)是焦炭的燃點；控制注入氣溫略高于焦炭的燃點，并依一定的通風強度不斷注入空氣，會形成一個慢慢向前移動的燃燒前緣及一個有一定大小的燃燒區(qū)，當確信油層已被點燃后，可停止注入井的加熱。燃燒區(qū)的溫度將會隨時間不斷增高，可達到的最高溫度和前緣推進的速度受到油品、油層地質(zhì)和人為外加控制因素的制約。有最高溫度的燃燒區(qū)可視為移動的熱源，在燃燒區(qū)前緣的前方，原油在高溫熱作用下，不斷發(fā)生各種高分子有機化合物的復雜化學反應(yīng)，如蒸餾、熱裂解、低溫氧化和高溫氧化反應(yīng)，其產(chǎn)物也是復雜的。除液相產(chǎn)物外，還有燃燒的煙氣，包括一氧化碳、二氧化碳及天然氣等。熱水、熱汽、氣都能把熱量攜帶或傳遞給前方的油層，從而形成熱降粘、熱膨脹、蒸餾汽化、油相混相驅(qū)、氣驅(qū)、高溫改變相對滲透率等一系列復雜的驅(qū)油作用。一般認為，在燃燒前緣附近是裂解的最后產(chǎn)物—焦炭形成的結(jié)焦帶，再向外依次是蒸汽和熱水反應(yīng)生成水、原生水以及濕法燃燒的注入水等形成的熱水蒸汽帶、被蒸餾的輕質(zhì)烴類油帶，以及最前方的已降粘的原始富油帶。正是因為火燒油層有眾多的驅(qū)油機理聯(lián)合作用，可以比現(xiàn)在的任何一種采油方法獲得更高的采收率。 油層剖面示意圖由以上機理不難看出火燒油層法有以下特點：（1）具有注空氣保持油層壓力的特點，其面積波及系數(shù)比氣驅(qū)高（五點井網(wǎng)氣驅(qū)約為45%，火驅(qū)可達70%）。（2）有相當于水驅(qū)的面積波及系數(shù)，但驅(qū)油效率比水驅(qū)高得多。（3）具有蒸汽驅(qū)、熱水驅(qū)的作用，但火驅(qū)的熱效率更高，且產(chǎn)物的輕質(zhì)組分因熱裂解反應(yīng)而更多些。（4）有二氧化碳驅(qū)的性質(zhì)，但其二氧化碳是原油高溫氧化反應(yīng)的產(chǎn)物，無需制造設(shè)備。（5）具有混相驅(qū)降低原油界面張力的作用，但比混相驅(qū)有高得多的驅(qū)油效率和波及系數(shù)。（6）熱源是運動的，所以火驅(qū)井網(wǎng)、井距可以比蒸汽驅(qū)、化學驅(qū)更靈活。 影響因素火燒油層技術(shù)的影響因素，主要是指火燒油層技術(shù)從實施開始，點火、注氣、生產(chǎn)過程中影響火燒技術(shù)成功實施的各種因素。研究火燒油層技術(shù)的影響因素，可以找出存在的問題，確定完井需求，為火燒油層完井技術(shù)的研究指明方向。 點火火燒油層成功的關(guān)鍵是油層點火[3]，以前的油田開發(fā)偏向粗放式，對點火的控制也僅僅局限于一些感性的現(xiàn)場操作。目前所采用的點火方式主要有自燃點火、化學點火和電點火三種方式。其中自燃點火不需要外加任何點火設(shè)備，如果自燃時間為幾小時或者幾天，就應(yīng)該研究自燃的可能性，若時間長達幾個月或者幾年，則要從外部能源補給能量。當油層溫度過低，應(yīng)用自燃點火方式不足以滿足經(jīng)濟效益時，就可以選擇人工點火的方式，其中電點火是最常用的一種。電加熱器受實際深度的限制，壽命短，加熱功率有限，一般不超過75kW。而火焰加熱器，特別是氣體燃料燃燒器，不受深度的限制，可以產(chǎn)生100kW以上的加熱功率。因此，在含有難氧化，燃點高，厚度大的儲油層，使用火焰加熱器比較合理。對于化學點火可以分為液體燃料加熱和氣體燃料加熱兩種，其操作相對簡單在現(xiàn)場也得到了比較廣泛的應(yīng)用。單一點火的方式要求條件比較苛刻，成功率比較低，為此對各個影響點火時間的因素分析，對制定合理的點火方案是很有現(xiàn)實意義的。在火燒油層點火的實施過程中，大多數(shù)情況下會對地層進行能量補給以升高點火區(qū)域的地層的溫度。井下直接加熱和注入熱空氣提高點火區(qū)域溫度的方法效率高，但同時成本也太高不適合普遍使用。而根據(jù)以往注蒸汽吞吐以及蒸汽驅(qū)的一些經(jīng)驗，點火前通過注入一定的蒸汽來提高點火區(qū)域的溫度，雖然效果沒有井下直接加熱和注入熱空氣的效果好，但仍可以明顯縮短點火時間。另外，針對油層的各種性質(zhì)往往還會選擇適合的添加劑（如金屬鹽類添加劑、過氧化氫等）以提高點火的效率。因此，為縮短點火時間，提高點火的效率，應(yīng)根據(jù)油藏的特點綜合考慮考慮現(xiàn)場實際與經(jīng)濟投入，采用多種點火方式結(jié)合，優(yōu)選出最佳點火方案實現(xiàn)成功點火的目的。由上可知，在點火階段，完井方面主要面臨多種點火方法的配合使用問題。實施完井時應(yīng)充分考慮到各種點火工具使用時的影響，為點火的順利實施創(chuàng)造便利的條件。同時，這些點火方式也會帶來一些問題，例如添加劑和氧化劑在高溫環(huán)境下相互反應(yīng)、添加劑和氧化劑的對套管和井下工具的腐蝕、濃度不合理引起的爆炸、空氣互竄以及高溫環(huán)境下井下工具的穩(wěn)定性。這些都是在完井時需要克服的問題。 溫度前面已經(jīng)提到過，在實施火燒油層點火之前，大多數(shù)情況下會先對油層進行加熱以縮短點火的時間，提高點火的效率。要將油層點燃，點火區(qū)地層溫度必須達到油層的著火點以上，一般為400℃~600℃，從這一刻起，注入井就開始承受高溫的影響[4]。 火驅(qū)不同階段油層平面溫度場油層燃燒產(chǎn)生大量的熱，溫度可達到1000℃以上（），高溫會降低稠油粘度，同時分解稠油產(chǎn)生復合驅(qū)動作用，但高溫本身會對井下包括完井工具在內(nèi)的各種工具帶來巨大的影響，甚至損壞、局部熔化井下工具，從而嚴重阻礙火燒油層技術(shù)的實施[5]。另外，完井時使用的水泥和套管在較長時間內(nèi)是否能承受住高溫的影響也對火燒油層過程至關(guān)重要。如果完井水泥和套管一旦發(fā)生破損甚至熔化穿孔，導致與其他地層連通或竄槽。對于注入井而言注氣就沒法再繼續(xù)進行，對于生產(chǎn)井而言會嚴重影響原油的生產(chǎn)。，實驗中被燒毀的水平井段。 實驗?zāi)M出的被燒毀的水平井段在火燒油層實施過程中，我們希望溫度盡可能的小，以減小對完井及其工具的影響；但我們又希望溫度盡可能的高（在一定范圍內(nèi)），這樣充分發(fā)揮火燒油層的高驅(qū)替效率，裂化重質(zhì)組分，提高產(chǎn)出原油質(zhì)量的優(yōu)勢。所以，一方面要選取適合的溫度以最大限度的滿足上述要求，另一方面要提高相應(yīng)的完井技術(shù)，使之能滿足對溫度需要。 腐蝕火燒油層實施過程中，原油燃燒生成的COSO2以及過?？諝庵械难鯕猓且鸸懿膰乐馗g的主要因素。從國內(nèi)外火燒油層的腐蝕井分析來看，火燒油層技術(shù)實施過程中普遍存在以下問題[6]：（1）濕式燃燒中注入井的氧化腐蝕。（2）生產(chǎn)井在高溫條件下的酸腐蝕及氧突破造成的氧化腐蝕。在點火過程實施時，會對油層注入高溫氧化性氣體（空氣或富氧空氣），同時還會使用一些添加劑（金屬鹽類添加劑、過氧化氫等），點燃后仍然會繼續(xù)注入空氣或富氧空氣以使油層持續(xù)燃燒，使燃燒前緣向前推進。這些空氣和添加劑在高溫環(huán)境和有水的環(huán)境下（地層水、殘余水、水蒸汽和濕法燃燒注入的水）擁有很強的氧化性，其后果使井下套管、油管、生產(chǎn)泵及地面閥門、管件等局部產(chǎn)生不同程度的腐蝕坑、腐蝕麻點、甚至會產(chǎn)生腐蝕穿孔，造成管材強度降低甚至報廢。地層條件下燃燒生成的COSO2以及過剩的O2與地層內(nèi)部的水發(fā)生化學反應(yīng)形成碳酸、亞硫酸、硫酸，對設(shè)備產(chǎn)生嚴重的電化學腐蝕。有關(guān)反應(yīng)如下：CO2+H2O→H2CO3 →H++HCO3 （）SO2+H2O→H2SO3→2H++SO32 （）2H2SO3+O2→2H2SO4→4H++2SO42 （）2H++Fe→H2↑+Fe2+ （）4Fe2++O2+10H2O→4Fe(OH)3↓+8H+ （）主要表現(xiàn)為：注入井濕式火燒過程中，空氣與水交替注入所引起的氧腐蝕。氧腐蝕使管材局部產(chǎn)生很深的腐蝕坑，長期作用導致管材腐蝕穿孔，或出現(xiàn)嚴重的麻點現(xiàn)象，使管材強度降低；生產(chǎn)井由于產(chǎn)液溫度較高（150℃左右），酸性腐蝕、氧化腐蝕同時并存。 952 井組典型井氣樣分析（CO2含量）井號Φ（CO2）/%井號Φ（CO2）/%95194295396195499294199411731162731163P22116411611171 不同CO2分壓對腐蝕的影響CO2分壓/MPa年腐蝕深度/mm由此可見，腐蝕問題將在火燒油層技術(shù)實施的過程中引起十分嚴重的問題。在火燒油層實施前，應(yīng)充分考慮到這種腐蝕問題，有針對選擇可行的完井措施和防治措施，保證火燒油層過程的順利進行。 出砂到目前為止，火燒油層技術(shù)主要用于稠油和剩余油（粘度較大）的開采。只要是稠油的開采，不管采用什么開采方法，油層出砂幾乎都是必然會發(fā)生的問題。所以在火燒油層生產(chǎn)過程中都必須要有相應(yīng)的完井措施以應(yīng)對油層出砂問題，即在現(xiàn)有的火燒油層技術(shù)的基礎(chǔ)之上增加相應(yīng)的防砂完井措施及其工具。另外，不止是生產(chǎn)井存在出砂問題，在注入井停止注氣的間歇也存在出砂問題，這些都需要有相應(yīng)完井措施來應(yīng)對。，一種防砂井的結(jié)構(gòu)。 熱采過程中的防砂井 傳統(tǒng)火燒油層技術(shù) 布井方式傳統(tǒng)的火燒油層技術(shù)布井組合主要是直井直井組合、常規(guī)的直井水平井組合以及少數(shù)的水平井水平井組合。由于燃燒過程發(fā)生在油層內(nèi)部，人們在進行過程量劃時有很大的局限性，缺乏全面的認識，不能準確的確定井間間距，造成井網(wǎng)不匹配等。如下圖：47 直井直井組合（九點井網(wǎng)） 直井水平井組合 直井水平井組合（反向） 水平井水平井組合直井直井組合以九點井網(wǎng)為例，中心為一口注入井，四周8口生產(chǎn)井。油層點燃后，在地層非均質(zhì)性比較理想的情況下，產(chǎn)生的混合驅(qū)動由中心向四周傳播。 直井直井組合剖面示意圖直井水平井組合與直井直井組合類似，只不過用水平井代替了直井生產(chǎn)井，注入井仍然為直井。，在油層非均質(zhì)性比較理想的情況下，中心注入井點燃油層后向四周傳播產(chǎn)生的混合驅(qū)動力，井原油驅(qū)替到生產(chǎn)井中。直井水平井組合比直井直井組合的井數(shù)有所減少，采收率有所提高。直井水平井組合還衍生出了反向生產(chǎn)的直井水平井組合，即將水平井作為注入井，直井作為生產(chǎn)井。將水平井作為注入井有諸多優(yōu)勢，但受技術(shù)的限制和實施的復雜性，將水平注入井用作現(xiàn)場實際生產(chǎn)例子還沒有，還處于室內(nèi)實驗?zāi)M階段。另外，受井網(wǎng)組合的限制，水平注入井的諸多優(yōu)勢并不能很好的體現(xiàn)出來（直到重力泄油技術(shù)的引入）。所以，在傳統(tǒng)的火燒油層技術(shù)中，水平井用作注入井的反向直井水平井組合并未被使用。為了進一步提高采收率，由反向生產(chǎn)的直井水平井組合衍生出的水平井水平井組合，與直井水平井組合類似，只不過用水平井代替了直井生產(chǎn)井。和直井水平井組合一樣，受技術(shù)和井網(wǎng)組合的限制，在實際生產(chǎn)中少有使用。 生產(chǎn)方式上節(jié)中介紹了傳統(tǒng)火燒油層技術(shù)的布井方式，分別為：直井直井組合、直井水平井組合、反向直井水平井組合、水平井水平井組合。這4種組合下的生產(chǎn)方式都存在一個相同的問題，阻礙了火燒油層技術(shù)的發(fā)展和采收率的提高。 火燒油層各區(qū)帶及特征由上圖可以得出，在生產(chǎn)初期，油層剛被點燃，燃燒前緣離注入井很近，距生產(chǎn)井很遠。此時生產(chǎn)井附近的含有飽和度、溫度和壓力等于原始地層的飽和度、溫度和壓力。油層燃燒所產(chǎn)生的混合驅(qū)動力剛剛開始向四周傳播，很難能傳到生產(chǎn)井，尤其是稠油和剩余油的開采。也就是說，在油層點燃后生產(chǎn)初期的相當長的一段時間內(nèi)（燃燒前緣的一般推進速度為每天幾厘米至十幾厘米，與油層性質(zhì)有關(guān)），生產(chǎn)井都不會因火燒油層產(chǎn)生的混合驅(qū)動而出油。若要保證生產(chǎn)，此時只有采取常規(guī)的開采方式，如使用抽油泵等生產(chǎn)設(shè)備進行生產(chǎn)，技術(shù)本身與火燒油層技術(shù)沒有直接關(guān)系。隨著生產(chǎn)的繼續(xù)進行，燃燒前緣逐漸遠離注入井，與生產(chǎn)井的距離減小，火燒油層產(chǎn)生的混合驅(qū)動能夠傳到生產(chǎn)井，驅(qū)替效果逐漸由小變大。此時生產(chǎn)井開始出油，但產(chǎn)量較少，而且生產(chǎn)出的原油粘度較高，往往會伴隨著較嚴重的出砂問題。產(chǎn)出的原油帶有少量的燃燒生成氣體（如COSO2），仍然需要一些井下設(shè)備將油從井底抽出來。到了生產(chǎn)的后期，燃燒前緣距離注入井越來越遠，距離生產(chǎn)井越來越近。遠離注入井給氣體注入帶來了巨大的問題，注入的氣體需要一定的過程才能流動到燃燒前緣供油層持續(xù)燃燒，為了使燃燒前緣有充足的氧源，注入井的注入壓力將逐漸變大，會給注入井的注入設(shè)備帶來巨大的壓力。另一方面，燃燒前緣向生產(chǎn)井靠近，燃