【正文】 汽驅(qū)、 火驅(qū)、 SAGD、FAST、 SAGP 等為主要開采方式的稠油熱采技術，以及以 堿驅(qū)、聚合物驅(qū)、堿加聚合物驅(qū)、化學吞吐、露天開采、螺桿泵攜砂開采等為主的稠油冷采技術。 遼寧石油化工大學繼續(xù)教育學院論文 2 第 2 章 稠油的性質(zhì) 稠油的組成及性質(zhì) 稠油由碳氫硫氮氧 5 種元素組成，其中碳含量 — % 氫含量 —% 硫含量 — % 氮含量 — % 氧含量 — %。它組分中輕餾分量低，石蠟含量少，膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量多。瀝青質(zhì)在原油中呈膠態(tài)、懸浮狀，不是真溶液。這些沉淀物使得原油粘度很高，高含蠟原油的流變特性隨溫度變化較大，在溫度下表現(xiàn)出不同的流變特性。在油溫由析蠟點降至異常點的中，蠟晶不斷析出，體系的分散顆粒濃度隨之增加，并形成很細的細分散體系，粘性基本上仍表現(xiàn)為牛頓流體。原油粘度不再是溫度的單值函數(shù)， 而與剪切速率也有關表現(xiàn)為假塑性流體特性，并且伴隨有觸變性。 稠油的分類 稠油分類不僅直接關系到油藏類型劃分與評價，也關系到稠油油藏開采方式的選擇及其開采潛力。根據(jù)我國原油特點，我國采用以原油粘度為第一指標，相對密度為其輔助指標，當兩個指標發(fā)生矛 盾時則按粘度進行分類的稠油分類標準。由于膠質(zhì)瀝青質(zhì)的摩爾質(zhì)量大、含量高，使稠油密度高。由于稠油中的含蠟量少，所以其凝點一般較低，由于輕質(zhì)餾分含量低，所以稠油井的產(chǎn)出物油氣比低，產(chǎn)氣量較少。三高：密度高、粘度高、瀝青和膠質(zhì)含量高。 稠油的一般性質(zhì) 稠油我國發(fā)現(xiàn)的稠油油藏分布很廣，類型很多，埋藏深度變化很大，一般在 10～2020m 之間，主要儲層 為砂巖。 (1)稠油中輕質(zhì)餾分很少，而膠質(zhì)瀝青含量很多，而且隨著膠質(zhì)瀝青含量增加，原油的相對密度及同溫度下的粘度隨之增高。 (2)稠油隨著密度增加其粘度增高，但線性關系較差。我國稠油油藏屬于陸相沉積，原油中金屬元素含量較少，而瀝青、膠質(zhì)含 量變化大，與其他國家相比，瀝青質(zhì)含量較低，一般不超過 10％，而膠質(zhì)含量較高，一般超過 20％。 (3)稠油中烴類組分低。 (4)稠油中含硫量低，在我國已發(fā)現(xiàn)的大量稠油油藏中，稠油中的含硫量都比較低，一般小于 8％。 稠油的溫度 當稠油溫度高于析蠟時，一方面，油中的蠟晶顆粒會部分或全部溶解 。隨著稠油體系的冷卻，蠟晶將按分子量的高低依次不斷析出、聚結、長大，使油凝固，同時瀝青膠質(zhì)也依次均遼寧石油化工大學繼續(xù)教育學院論文 4 勻的吸附在已析出的蠟晶上或共大，加劇了稠油的凝固。 油井生產(chǎn)時油流從井底向井口的流動過程中，溫度是逐漸降低的。另一個因素與稠油中氣體析出有關。 溫度對稠油變性的影響 溫度是影響含水稠油流變特性的另一重要原因。這是因為，溫度越低，粒子的布朗運動越緩慢，越有利于雜亂卷曲分子沿剪切方向有序排列。這就說明了含水稠油的表觀粘度與溫度呈對數(shù)關系，但又不是溫度的單一函數(shù)，還與剪切速率有關。李向良等對勝利油田單 6 東稠油與鄰近油區(qū)特稠油、普通稠油的粘溫特性曲線進行了研究，對其中8 口井稠油樣品的粘溫關系進行了回歸分析，發(fā)現(xiàn)均能很好地符合阿侖尼烏斯（ Arrhenius）公式。這說明在全粘溫曲線上必存在一直線段，在直線段上表觀粘度不隨剪切速率的變化而變化。當剪切速率足夠大時，這些雜亂卷曲分子已經(jīng)最大限度地伸展和定向，表觀粘度也達到了平衡，此時再加大剪切速率也不能改變表觀粘度。主要原因是，含水 10%時油水分散體系為油包水型乳狀液，此時油為連續(xù)相；含水為 30%時油水分散體系已發(fā)生相轉變，為水包油型乳狀液，此時水為連續(xù)相。 剪切速率的影響 稠油粘度主要取決于溫度，同時也受剪切速率的影響。結果表明，隨溫度升高，剪切速率增大，粘度逐漸下 降，有兩組油樣粘溫曲線拐點基本在 55℃左右，另一組油樣在 65℃左右，說明在低于 55℃或 65℃時，原油的網(wǎng)絡結構比較強，粘度與屈服應力值較大。此外，對于油層溫度較低的井，在抽油泵固定閥、固定閥罩及其以下部位由于壓力低，在生產(chǎn)過程中也容易形成堵井， 而要被迫進行修井。總之，稠油的開采過程中有很多的困難，由于稠油的性質(zhì)造成開采中的井下事故及其費用，會使采油成本大幅度上升。 我國稠油的發(fā)展 我國發(fā)現(xiàn)的稠油油藏分布很廣，類型很多，埋藏深度變化很大，一般在 10～2020m 之間，主要儲層為砂巖。在這種條件下，一方面隨著人口的增長以及人們對能源需求量的增加，另一方面由于能源的短缺以及原油價格的不斷攀升，迫遼寧石油化工大學繼續(xù)教育學院論文 6 切要求提高非常規(guī)原油的開采量，使得稠油、高粘稠油在國民經(jīng)濟中承擔著越加重要的任務。其作用機理是：在井筒流 體中加入一定量的水溶性表面活性劑溶液，使原油以微小油珠分散在活性水中形成水包油乳狀液或水包油型粗分散體系，同時活性劑溶液在油管壁和抽油桿柱表面形成一層活性水膜，起到乳化降粘和潤濕降阻的作用。目前常用的井筒熱力降粘技術根據(jù)其加熱介質(zhì)可分為兩大類：即熱流體循環(huán)加熱降粘技術和電加熱降粘技術。 電加熱降粘技術是利用電熱桿或伴電纜，將電能轉化為熱能，提高井筒生產(chǎn)流體溫度，以降低其粘度和改善其流動性。 油溶性降黏劑降黏 油溶性降黏劑降黏技術的降黏機理是 :降黏劑分子借助強的形成氫鍵能力和滲透、分散作用進入膠質(zhì)和瀝青質(zhì)片狀分子之間 ,部分拆散平面重疊堆砌而成 的聚集體 ,形成片狀分子無規(guī)則堆砌、結構比較松散、有序程度較低、空間延伸度不大、有降黏劑分子參與 (形成新的氫鍵 )的聚集體 ,從而降低稠油黏度。 遼寧石油化工大學繼續(xù)教育學院論文 8 催化降黏 在蒸氣吞吐或蒸氣驅(qū)的注蒸氣階段 ,油層溫度達 150～ 300℃ ,若在此溫度范圍內(nèi)加入少量的催化劑如 VOSO NiSO AlCl FeCl3 等 ,可使稠油中的膠瀝青質(zhì)在硫鍵處斷裂 ,產(chǎn)生較好的降黏效果。 表面活性劑降黏 表面活性劑降黏通常歸結為三種機理 :乳化降黏 ,破乳降黏以及吸附降黏。乳化降黏是在表面活性劑作用下使稠油形成 O/W 型乳狀液或?qū)?W/O 型乳狀液轉變成 O/W 型乳狀液。破乳降黏是通過加入一定量的破乳劑 ,使 W/O 型乳狀液破乳 而生成游離水。 遼寧石油化工大學繼續(xù)教育學院論文 9 第 4 章 高粘稠油冷采 稠油冷采是指不加熱而采用某種技術或?qū)Ｓ帽脤Τ碛陀筒剡M行進攻性開采的方法。其中最主要的方法是用螺桿泵采油。在有些實例中，伴隨稠油的產(chǎn)出，初始含砂量很高，隨時間處長，含砂量降低，在產(chǎn)油量保持穩(wěn)定。 無砂冷采技術 普通稠 油選擇有桿泵配合化學降粘工藝；特稠油井選擇皮帶機 +高強度抽油桿 +油管 +泵 +摻水加藥降粘工藝；高凝、高稠油油藏以及對熱敏感性強的稠油選擇電熱桿配合化學降粘工藝。適用于有足夠的天然能量，稠油的粘度小于 的稠油油藏。稠油生產(chǎn)時，只要油藏壓力大于泡點壓力，產(chǎn)出的將是單相油。 出砂冷采技術 出砂冷采是指在沒有人工能量補 充的條件下，依靠天然能量，并通過調(diào)節(jié)壓差使地層達到出砂，同時又保持地層骨架不被破壞，從而大幅度改善地層的滲透率，提高產(chǎn)量的一種方法。（ 2）稠油埋藏淺、地層壓力低、地飽壓差小 ,在原油向井筒流動的過程中 ,隨壓力降低油中溶解的天然氣大量脫出 ,形成泡沫流動且氣泡不斷發(fā)生膨脹 ,從而為稠油的流動提供了驅(qū)動能量使之大量產(chǎn)出。（ 4）遠距 離的邊底水可以提供一定的驅(qū)動能量。 60～ 70 年代，加拿大 Husky 石油公司在疏松砂巖稠油油藏中采用了“不防砂的常規(guī)開采”方式，但遼寧石油化工大學繼續(xù)教育學院論文 10 是由于規(guī)模太小而未引起人們的注意。為了降低采油成本，提高稠油開采經(jīng)濟效益，加拿大的一些小石油公司率先開展了稠油出砂冷采的探索性礦場試驗。礦場實施取得了意想不到的效果。 90 年代中期，稠油出砂冷采技術已成為熱點，除眾多小石油公司外，一些大石油公司也紛紛涉及這一領域。單井日產(chǎn)油一般 3～ 50t，采收率 8%～ 15%，最高達 20%。 Husky 石油公司 1998 年有出砂冷采井 1100 多口，出砂冷采產(chǎn)量占稠油總產(chǎn) 量的 60%以上。 遼寧石油化工大學繼續(xù)教育學院論文 11 第 5 章蒸汽驅(qū)油開采