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常规稠油开采培训课程

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非常规油气 页岩气 页岩油 煤层气 致密砂岩 致密气 致密油 可燃冰
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常规稠 油 开采培训课程 中石化 一、前言 二、稠油的定义、特点和分类 三、稠油的开采方法 目 录 中石化 一、定义 稠油是我国对粘稠原油的俗称,国际上称之为重质原油或重油。稠油是沥青质和胶质含量较高、粘度较大的原油。通常把地面密度大于 下粘度大于 50毫帕 ·秒的原油叫稠油。 二、稠油的特性 1、稠油中膠质和沥青质含量高、轻质馏分少; 2、稠油的粘度对温度非常敏感;随着温度升高,稠油的粘度急剧下降。平均而言,温度升高 10℃ 左右,粘度往往降低一半。某些稠油在油层温度下的粘度高达 10000s,在油层中很难流动,但在 250℃ 左右时,粘度急剧降低到 10得很容易流动。 中石化 0 2 4 6 8 单位:万亿桶 世界石油资源 沥青 稠油 常规石油 稠油在世界油气资源中占有较大的比例。据统计,到2007年,世界稠油、超稠油和天然沥青的储量约 10× 1012 ~1012桶(约合 15000× 108~ 19000× 108t) ,约占世界原油和天然气总储量的 中石化 稠油委稠油世界其它稠油资源丰富的国家有加拿大、委内瑞拉、美国、俄罗斯、中国、印度尼西亚等。加拿大最为丰富,到 2008年稠油累计探明储量 1012桶(约合 2860× 108t), 其次为委内瑞拉,约占世界石油储量的 中国 (需热采)稠油储量 108t, 只占 中石化 至 2008年,中国累计探明石油地质储量 需要热采的稠油储量 108t, 占中国石油总探明储量的 7% 稠油资源主要分布在 胜利、辽河、新疆 及 河南 等油田 7%93%稠油稀油中石化 8%5%% 5% 胜利辽河新疆河南单位:亿吨 中国稠油油田资源量对比 我国的稠油资源十分丰富,遍布全国的许多油田,目前已探明和控制的储量有二十亿吨之多。我矿开采稠油也有三十年之久,开采的技术、水平也是较高的。 一、前言 二、稠油的定义、特点和分类 三、稠油的开采方法 目 录 中石化 中石化 一、稠油的概念 1、定义: 亦称重质原油,是指在油层条件下原油粘度大于 50毫帕 ·秒, 或者在油层条件下脱气原油粘度大于 100毫帕 ·秒, 在温度为 20℃ 中石化 2、分类: 中国稠油分类标准 稠油分类 粘度 s 相对密度 ( 2 0 ℃ )普通 Ⅰ 50*~ 1 0 0*> 0 . 9 0 0 0 ( 0 . 9 2 0 0 ( 0 . 9 5 0 0 ( 5 0 0 0 0 > 0 . 9 8 0 0 ( < 1 3指油层条件下的原油粘度;无 *者为油层温度下脱气原油粘度 中石化 3、稠油的基本特点 (1)粘度高,密度大,流动性差 稠油的这一特点决定了使用常规开采方法是不适宜的,不仅会在开采过程和集输管理中遇到很多困难,而且油田的最终采收率也非常低。开采稠油的关键是提高原油在油层和井简中的流动能力。 中石化 3、稠油的基本特点 ( 2) 胶质、沥青质含量高,轻质馏分含量低。 ( 3)含硫、石蜡及金属元素一般较低。 ( 4)稠油粘度对温度的敏感性 ( 5)稠油油藏大多数地层疏松、易出砂。 03年 11月 22日,胜 3蒸气吞吐,施工过程中,三名作业人员因井中不断涌出的大量硫化氢石油伴生气而中毒。测得硫化氢石油伴生气浓度高达340 远超出了露天作业极限范围 15~ 20 7倍 。 在稠油开采中注意防 中石化 温度01000200030004000500060007000800050 60 70 80粘度6稠油的粘度对温度极为敏感,随温度的升高,粘度急剧降低。 一、前言 二、稠油的定义、特点和分类 三、稠油的开采方法 目 录 中石化 中石化 稠油的开采技术 蒸汽驱 火烧油层 注蒸汽热采 蒸汽吞吐 一、稠油开采的方法 中石化 (一)蒸汽吞吐开采稠油 蒸汽吞吐是先将高温高压 湿蒸汽注入 油层 , 加热降粘后再开井采油 。 中石化 1、基本概念 (1)蒸汽 。 蒸汽是由水在锅炉中加热到沸腾后产生的。 常压下水的沸腾温度是 100℃ ,随着压力的升高,水的沸腾温度也随着上升。注蒸汽开采稠油所用的水蒸气是在一定的压力条件下得到的,其锅炉出口蒸汽压力一般在 10— 20汽温度为 250— 300 ℃ 。 (2)蒸汽压力和蒸汽温度 。蒸汽压力是指产生水蒸气时的压力,在此压力下,蒸汽具有的温度称为蒸汽温度。 稠油注汽开采中的蒸汽压力和蒸汽温度指的是锅炉出口和井口两种情况下的压力和温度。采油生产中一般指的是井口蒸汽压力和蒸汽温度。 (3)饱和水、饱和蒸汽及蒸汽干度 。 当水沸腾汽化后,汽化的水分子与回到水中的水分子数相等时达到动态平衡,这种状态称为饱和状态。处于饱和状态的蒸汽和水称为饱和蒸汽和饱和水。饱和蒸汽的体积所占饱和水与饱和蒸汽体积之和的百分数称为蒸汽干度。 (4)吞吐周期。 是指从向油层注汽、焖井、开井生产到下一次注汽开始时的一个完整过程叫作一个吞吐周期。 中石化 2、 蒸汽吞吐开采过程 一个 吞吐周期 包括: 注汽 、 焖井 和 生产 三个阶段 蒸汽 油 注汽 焖井 采油 油层 中石化 ( 1)注汽 由锅炉产生的高温高压蒸汽,经地面管线由井口沿井筒注入油层。 注汽量 是指注入油层蒸汽的质量 。 每米油层一般注汽 70~120t。 一般在吞吐的第一周期 , 注入量约为 2500 以后每周期增加 10%。 注汽速度 :单位时间内注入油层的蒸汽量,应在低于油层破裂压力的前提下尽可能提高注汽速度,来提高热能的利用率。 蒸汽干度: 蒸汽干度越高,单位蒸汽量的含热量就越多。要求井底蒸汽干度达到 50%以上。 中石化 ( 2) 焖井 是指注蒸汽后停注关井 , 使蒸汽与油层岩石和流体进行热交换的过程 。 焖井时间一般在 2~ 7天 焖井时间过短 会使注入的蒸汽不能充分与孔隙介质中的原油进行热交换,造成热损失。 焖井时间过长 油层温度降低,造成热损失。 中石化 ( 3)开井生产 刚开始生产时,产出液中水多油少,逐渐水少油多,产油量达到高峰,随着时间的延长,油井产量逐渐下降,到一定经济极限产量时,再重新进行蒸汽吞吐。 中石化 采油阶段通常分为两大过程: 1)自喷阶段 2)机械采油阶段 在生产管理上根据井口原油的流动温度,把抽油期分为三个阶段: 1)初期阶段:井口温度在 80℃ 以上 2)中期阶段:井口温度在 60 3)后期阶段:井口温度在 60℃ 以下 中石化 1)对油层注入蒸汽,加热油层里的原油,使原油的温度升高,粘度降低,增加了原油的流动性。 2)向油层注入高压蒸汽,将推动油层里的原油流向生产井。 3)注入蒸汽,对油层加热,蒸汽变成热水流动,置换油层里原油滞留空隙。 4)油层温度升高,油层流体和岩石均要膨胀,从而增加了它的弹性能量。 5)油层里的原油由于受注入的蒸汽加热,其中的轻质成分将气化,体积膨胀将原油推动到井底。 6)热力能清除由微小固体、沥青沉淀物以及石蜡沉淀物等引起的井底附近的各种堵塞和污染。 注蒸汽采油工艺的原理: 中石化 单井蒸汽吞吐特点 • 工艺简单; • 见效快; • 波及面积小,采收率并不高,一般不超过 15%; • 通常作为蒸汽驱的先导。  基本开采规律  低采出程度、高采油速度;  单井作业,经济风险小;  周期内产油量呈递减趋势;  周期产油量、周期平均单井日产油逐周期下降;  周期油汽比逐周期下降; 中石化 周期产油量、周期平均单井日产油逐周期下降 5001000150020002500300035001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11周期周期注汽量(t)周期采油量(t)胜利油区稠油热采分周期指标统计(一) 中石化 周期油汽比逐周期下降; 3 4 5 6 7 8 9 10 11周期油汽比胜利油区稠油热采分周期指标统计(二) 中石化 周期产油量、周期平均单井日产油逐周期下降 01020304050607080901 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11周期综合含水(%)日产油量(t/d)胜利油区稠油热采分周期指标统计(三) 中石化 (二)蒸汽驱开采稠油 蒸汽驱是从注入井连续注入蒸汽,由周围油井将加热的稠油采出,是提高稠油油藏采收率的主要技术。 蒸汽驱示意图 中石化 中石化 ( 1)降粘作用 ( 2)蒸汽的蒸馏作用 ( 3)蒸汽驱动作用 ( 4)热膨胀作用 ( 5)重力分离作用 ( 6)油的混相驱作用 ( 7)溶解气驱作用 ( 8)乳化驱作用 蒸汽驱作用机理 中石化 (三)火烧油层 ① 具有注蒸汽、热水驱的机理 ②具有 2驱的特点 ③可补充油层能量 ④可以防止敏感性油藏的水敏 火烧驱油特点 中石化 火烧油层 :采用适当的井网 , 将 氧气 或 空气 注入井中并用点火器将油层点燃 , 燃烧前缘的高温不断使原油蒸馏 、 裂解 、 并驱替原油到生产井 。 火烧油层燃烧过程示意图 中石化 ① 高温 使近井地带原油被蒸馏 、 裂化 , 轻质油蒸汽 向前流动 进行热交换 而凝析下来; ② 蒸馏和裂化后残留的重质烃变成焦炭作为燃料而被燃烧产生热能 ; ③ 燃烧的热废气向前流动时也有 加热 油层岩石和流体的作用 , 并驱替原油; ④ 燃烧废气中的水分和被蒸发的油层水蒸汽在向前推进中冷凝而形成热水带 , 产生蒸汽和热水驱油的作用 。 ⑤ 废气 、 水蒸汽 、 气相烃类和凝析油之间会发生局部混相 ,从而 产生混相驱油作用 。 火烧油层增产原理: 热驱、凝析蒸汽驱、混相驱、气体驱动 中石化 ( 1) 前言 ( 2) 稠油的定义、特点和分类 (重点是学习稠油的定义、特点和分类) ( 3) 稠油的开采方法 ( 重点是学习蒸汽吞吐知识:主要是注汽、焖井和生产三个阶段,生产阶段又分为初期、中期、后期三个阶段 ) 本节课小结 课后作业: 根据生产的初期、中期、后期三个阶段,提出自己的管理见解、合理化建议等措施。 一、供电系统: 制 变 压 器 鼓 风 机 电 机 电 加 热 器 15 制 电 源 照 明 备 用 油 泵 房 空 压 机 低 压 锅 炉 房 卸 油 泵 卸 水 泵 照 明 盐 泵 水 泵 1 水 泵 2 药 泵 除 气 器 控 制 电 源 110V 380/110V 00A 跌落式保险(零克) 6相变压器 (油浸自冷 ) 三相石板刀闸 配电室进线自动空气开关 600A 离刀闸 空气开关 400A C C C C C C C 接触器 1108 塞 泵 电 机 380V/110V 示意图 二、供水系统: 锅炉给水泵出口减振器 盐水箱 锅炉给水泵 加药泵 来盐 盐水池 循环供盐泵 差压变送器 药剂箱 进盐泵 锅炉给水泵入口减振器 除氧器 2级软水罐 1级软水罐 供水管线 (水龙带 ) 水处理水泵 储水罐 卸水罐 拉水车 储水罐 水泵 水源井 供盐系统 加药系统 运行流程 限流器 减压阀 转子流量计 反洗流程 限流器 减压阀 转子流量计 进盐流程 限流器 减压阀 转子流量计 置换流程 限流器 减压阀 转子流量计 一级正洗流程 限流器 减压阀 转子流量计 二级正洗流程 限流器 减压阀 转子流量计 转子流量计 对流段入口 对流段出口 交换器 辐射段 高压锅炉水温交换器 井口 排放 蒸汽出口 干度取样器 汽水分离器 三、水汽系统: 卸油罐 卸油泵 油枪 98喷油嘴 储油罐 油门 过滤器 电加热器 供油泵 燃油电磁阀 溢流调节器 过滤器 蒸汽加热器 95储油罐 四、 燃油系统 燃气 调节器 电磁阀 引火枪 点火 点火变压器 火花塞 五、引燃点火系统: 燃烧器 烟温烟气检测取样口 炉堂 鼓风机 烟气通道 风道 六、燃烧系统: 七、雾化系统: 喷嘴 1、空气雾化 空压机 (气源 ) 空气调节阀 截止阀 蒸汽雾化器磁阀 蒸汽调节器 蒸汽分离器 单向阀 油枪 空气雾化电磁阀 4160汽水分离器 加热、吹扫 单向阀 2、蒸汽雾化 八、加热系统: 燃料油 (柴油) 软化水 低压锅炉 卸油罐加温 加热扫线 储油罐加温 九、排污系统: 排放池 排污泵 排污管线 罐车拉运外排 排放池 高 压 注 汽 锅 炉 注汽 压力表 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 井口补偿器 箍 活动注汽管线 冲洗排放阀 注汽阀 总阀 套压 注汽阀 卡箍 热胀补偿口 蒸汽出口 高压锅炉排放阀 注汽井口 局 部 扩 容 器 地锚 地锚 排放管线 十、注汽工艺流程平面示意图 中石化
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