海上油田稠油热采技术探索及应用

孙继超 罗莹 马志刚

摘 要：中国渤海湾原油粘度大于400MPa·s的稠油已探明储存量约5.6亿t，采用冷采开发方式每口井产量很低、采油经济型差。稠油热采工艺作为目前非常规开采地下高粘度原油技术的主要工艺方法，已在国内外稠油油田中广泛应用，形成了蒸汽吞吐、蒸汽驱、SAGD、火烧油层等技术。面对海上已有生产设施和作业条件、大井距和丛式井及高速开采，以及安全环保要求高等特殊条件，中海油服自2008年起开展海上稠油配套工艺技术研究及现场试验，目前形成覆盖实验分析、地质油藏、完井防砂、热采工艺、地面装备五大技术领域，初步构建了海上油田热采技术体系。通过多专业协同科技攻关与实践，逐步形成了满足海上油田生产功能定位要求的稠油开发一体化技术服务能力。通过与油公司密切结合，在渤海湾辽东作业区高粘度油田开展多元热流体技术试验，取得了较好的效果。本文主要对海上油田稠油热采技术的应用进行了简单的探讨，以供相关人员参考。

关键词：海上油田;稠油热采

1 引言

渤海稠油储量巨大，截止2009年底，已发现的渤海湾稠油存储量占该海域原油总储量的85%，主要分布在辽东作业区、渤中作业区、渤东作业区等油区区块。渤海湾油田原油粘度大于400MPa·s的稠油已探明储量约5.6億t，其中普2类4.7亿t，特稠油0.9亿t，目前动用1.0亿t，动用程度低，常规注水开采效果差。目前有效的高粘度原油开采方式为注蒸汽开采，必须进行保压热采。同时蒸汽吞吐锅炉烟气未经处理排放无法满足海上环保要求。为了满足渤海旅大油区稠油大规模开发要求，针对旅大某油田，研发了海上稠油新型热采技术，该技术将锅炉产生废气处理净化后，增压与蒸汽混合注入井下，应用热气协同增产作用提高海上产量，解决常规蒸汽吞吐在海上开发效果不佳和环境污染问题。

2 渤海油田稠油热采难点

自2008年以来，在渤海湾地区逐步开展了多元热流体和蒸汽吞吐的热采先导性试验研究，取得了一定的效果，但困难仍然很多，主要表现在以下几个方面。①注水层间及层内矛盾突出。主要表现为注水井各层吸水不均，各油井水驱状况差异大;②水油流度比大，含水上升快。位于过渡带区域的油井均已进入高含水阶段;③稠油热采热量损失大，热效率低。油藏埋藏较深，导致沿程热损失严重，井底难以产生蒸汽干度;底水储量比例大，难以保证热采效果;④海上平台受空间、承重、资源不便等限制，陆地油田许多开发经验不适用于海上。

3 常用的热采技术

3.1 蒸汽吞吐采油

蒸汽吞吐是我国应用比较广泛的采油方式，通过往油井注入适量热蒸汽，进行一段时间的焖井，待蒸汽的热量作用到油层，油层中的油流温度增高，从而使得黏度降低，提高开采效率。在此过程中，涉及物理，化学作用以及热能传递等，蒸汽自然传热，改变黏度，为稠油科学开采提供了有利条件。

对高压力储层，利用蒸汽吞吐，增强油层的弹性效力，提高了油层当中原油的驱替能量，为油田产量提升打下基础。蒸汽除作用于油层以外，还会作用于岩石层，起到一定的解除堵塞作用，热能可改变岩层的润湿性能，提高油与水的渗透率，增加井底油流总量，实现增产。同时，蒸汽携带的热能可以降低表面张力和油流的流动阻力，并产生热胀力，带出油滴颗粒，提高了稠油开采产量，使油藏开采总量达到需求目标。对地层，稠油在蒸汽热能作用下，发生高温裂解作用，使得稠油中重烃的含量降低，产出油的质量提高。对厚油层，开采时油流的重力被蒸汽热能影响，保证油流顺利入井，其相关生产可保持高效水平。

蒸汽吞吐技术采油速度较快，但要注意，受到不同因素影响，蒸汽吞吐的周期也不同，稠油开采对应的提升效果也不同。充分利用蒸汽热能的热胀效果，是发挥蒸汽吞吐技术优势的关键。不断研究蒸汽吞吐技术涉及的原理，及时更新工艺技术。改进蒸汽吞吐的不足，可以在注入油井的蒸汽中加入适量的天然气，有效增加蒸汽热气体积，扩大蒸汽增热面积，更大程度地降低稠油黏度，加快油层岩石流体流动，实现蒸汽吞吐技术气驱助采的目的。除天然气，还可以在注入蒸汽时投放溶剂来提高稠油产出量，扩大蒸汽中的油气比例。例如注入蒸汽时投放高温泡沫剂，改变吸汽的剖面面积，改善蒸汽吞吐的效果。或者在注入蒸汽前先投放聚合物，借助聚合物的驱替效用，驱出石层孔隙中的油流，再利用蒸汽热能加温，降低稠油黏度，提高稠油产量。

3.2 蒸汽驱采油术

与蒸汽吞吐的技术相比较，蒸汽驱技术相对来讲是比较先进的，即该技术需要一些比较先进、精密的设备支持，经常需要比较及时地进行系统的相关维护工作，只有这样才可以使此技术方案安全、有效地用于稠油开采实践。从蒸汽驱技术的具体概念来讲，蒸汽驱技术将符合条件的淡水利用小型蒸汽锅炉产生的340℃高温蒸汽通过蒸汽注入管汇将蒸汽注入地层油藏当中。在应用相关蒸汽驱技术的过程当中，首先需要使用相应的高温蒸汽对地下油藏当中高粘度原油进行加热，提高稠油温度，降低原油粘度。这样一来，原油的流动性能将会发生明显变化。在相应的蒸汽蒸馏的具体作用下，粘度降低的原油利用冷采技术通过井下电潜泵将原油从油藏中提取到平台上处理流程上。从以往项目现场实践来看，虽然蒸汽驱技术采用的设备先行程度提升很大，但是整体技术未脱离蒸汽吞吐机理。蒸汽驱采油术主要是依靠小型蒸汽锅炉产生的高温蒸汽对油藏中的稠油降低粘度的原理，促进原油孔隙可以发挥介质的相关高温作用，起到很好的驱动作用，使原油原料从生产井当中流出来。

4 渤海油田稠油热采技术应用

渤海某油田A22H井是一口水平井，该井斜深2414.67m，

垂深1303.86m，预测实钻储层厚度8m，水平段部署在距底3/8厚度处，水平段长度300m，地层原始压力12.6MPa，地层压力高，计划对该井实施蒸汽吞吐测试。

4.1 注汽工艺

为降低井筒热损失，隔热油管下深至水平段封隔器上端，采用油管注蒸汽，油套环空注氮气，同时伴注除氧剂的注汽工艺，保证隔热、防腐，控制套管抬升。

4.2 焖井时间

焖井时间对周期产油量影响不大，但它能使压力稳定并促使蒸汽在加热带内消失，扩大蒸汽带。同时，蒸汽温度降低后凝结水汽，能够降低开井生产时热量损失。A22H井焖井时间5d，其后放喷，产液温度为75～90℃。

4.3 生产情况

该井下入电潜泵进行生产，从生产曲线可以看出，井底

温度和干度对热采高峰产能、有效期及周期增油量影响明显，通过数值模拟设计在340℃、干度0.4情况下，第一周期累产油1.36×104m3。实际注汽情况下预测第一周期累产油0.9×104m3，第一周期的有效热采时间为7个月（210d），该井累计热采生产210d，累产油8234.72m3，油/汽比2.74。

5 结束语

总而言之，蒸汽吞吐技术成功在渤海湾地区进行了现场应用，顺利完成注汽、焖井、放喷和下泵生产，取得了较好的效果，为下一步大规模开发渤海稠油油田提供了良好的依据和基础。渤海地区稠油热采仍处于起步阶段，需要继续对热采套管、热采固井技术、热采井口、热采防砂等技术进行进一步的探索研究，以形成适合海上油田的整套热采工艺。

参考文献：

[1]刘鹏飞，和鹏飞，袁则名，张鑫.海上稠油热采水平井配套技术的研究与实践[J].石油化工应用，2017，36（04）：55-58.

[2]何春百，张健，崔盈贤，陈冠中，孟凡雪.海上油田蒸汽吞吐化学增效技术研究[J].科学技术与工程，2017，17 （05）：172-176.