论文部分内容阅读
摘要：石油是极其重要的资源，保证石油开采技术的先进性，是保障国家能源安全、促进社会持续发展的必然选择。而稠油是一种特殊的石油资源，相对于常规油藏，稠油的粘度更大、开采难度更高，常规开采技术显然无法保证稠油开采效果。在这种情况下，稠油火驱开采技术应运而生，首先要了解火驱技术的概念和原理，其次要了解干式正向燃烧技术、湿式正向燃烧技术、反向燃烧技术等具体的技术实行要点。
关键词：稠油;火驱开采技术;湿式正向燃烧;反向燃烧
引言
石油资源被誉为工业的血液，离开石油资源的支持，工业发展、交通运输都将会陷入停滞，因此必须要不断更新石油开采技术。而稠油指的是含有大量沥青胶质混合物的原油，它的粘度和密度都比常规原油更大，相对密度通常可以达到0.92以上，稠油开采工作的复杂性不言而喻。然而，稠油油藏却是储量最大的一种石油资源类别，全世界七成以上的石油资源都以稠油形式存在，因此有必要对稠油火驱开采技术进行深入研究。
1稠油火驱开采技术
首先，要明确稠油火驱开采技术的基本概念。火驱技术也可以称为火烧油层技术，需要向地层当中注入空气制造燃烧条件，而后利用自动化井下点火设备对其进行点燃，使稠油当中含有的重质组分发生燃烧，而后源源不断地向地层中注入空气保证燃烧效果。燃烧产生的大量热量将会导致储层中的原油发生裂解、降黏、流动，最终即可实现原油的高效驱替，经研究发现稠油火驱开采技术具有开采效率高、环境损害小的应用优势。其次，要明确稠油火驱开采技术的采油机理。火驱开采主要针对的是稠油当中的部分重质组分，经准确合理地点燃后可形成不断移动的燃烧带，实现井下加温的效果。这样一来，地层中温度不断上升，达到某一标准值后稠油中的重质组分就会被分解，进而形成轻质油、水蒸气、燃烧气体等，再利用这些气体产物进行原油驱替，即可实现稠油的有效开采。在这个过程中，主要涉及到的技术机理包括降低稠油粘度、促进重质组分在高温条件下裂解、以气体驱替轻质油完成开采目标。移动燃烧带前方的原油在高温条件下裂解成轻质油以及一些其他产物，而其中的重质组分发生裂解后生成积碳，进一步扩大了燃烧的范围和程度;在燃烧持续进行的过程中，地层当中原有的束缚水、反应生成的水会被蒸发成大量水蒸气，实现热量的快速传递及原油的驱动，保证稠油的开采效果。
2稠油火驱开采技术方法
2.1干式正向燃烧技术
稠油火驱开采技术由来已久，最开始出现的时候，主要是以干式正向燃烧技术而存在的，这种技术具有操作十分简单的优点，但是驱油效果也相对比较有效。在确定待开采的稠油油层以后，借助设备将高纯度氧气注入地层，并在助燃剂注入井的井口处进行人工点燃，而后燃烧带将会围绕着点燃的位置逐渐扩散到稠油油层，形成的高温条件将会促使稠油发生升温裂解效果，最终将油藏驱离到开采井位置。不难看出，如果助燃剂注入井周边范围比较大，助燃剂将难以集中为燃烧带的扩散提供支持，能够实现驱油效果的范围比较小，很难使油藏到达开采井位置;如果为提升助燃剂有效性而盲目地增加助燃剂的数量，有可能造成井下气压从注入井位置散失的问题，也不利于热量的高效利用。目前，干式正向燃烧技术仍然在实际开采中有所应用，但应用频率已经有所下降。
2.2湿式正向燃烧技术
湿式正向燃烧技术是基于干式正向燃烧技术优化而来的新技术，它在原有的燃烧驱油过程中加入了水相辅助技术，这样的技术改造有效地提升了热量的利用率，使稠油火驱开采技术的应用价值得到了提升，但是与此同时这也使湿式正向燃烧技术的操作难度成倍增长。首先，需要量助燃剂注入到确定的稠油地层中，经点燃后从另一位置进行注水，高温条件下稠油重质组分会发生裂解、其流动性自然而然会得到提升，同时注水产生的液压又会促进轻质油和气体快速移动到开采井处，完成火驱过程。和上文中提到的干式正向燃烧技术比较起来，湿式正向燃烧技术的开采效率更高，能够达到传统开采方法开采量的1.2倍左右，具有突出的应用价值。特别需要提到的是，在选择注水位置的时候，工作人员需要考虑注水位置与燃烧带扩散方向是否冲突，避免注水抑制燃烧带扩散的问题，确保稠油火驱开采技术的应用效果。
2.3反向燃烧技术
反向燃烧技术和湿式正向燃烧技术、干式正向燃烧技术都有一定的差异，它主要是从注汽井位置注入助燃剂、从生产井位置进行点燃，这样一来就能够让燃烧带向周边扩散，能够有效解决油温过低无法开采的问题，虽然使用频率比较低，但一经使用往往能取得十分可观的应用效果。比如2018年，我国内蒙古某油田的开采工作中就遇到了类似问题，稠油密度高达0.935且油藏温度非常低，干式正向燃烧技术无法实现有效驱油，经研究后决定使用反向燃烧技术进行开采技术。经点燃后，燃烧带迅速向其他方向扩散，开采井周边稠油温度在短时间内得到了提升，轻质油被驱至生产井位置，有效地完成了开采任务。相比于上述两种稠油火驱开采技术，反向燃烧技术具有操作难度大、安全风险性高的特点，但在合理应用的情况下，往往能取得极佳的开采效果。其点火方式也比较多样化，主要包括自燃法、電打火法、化学点火法等，工作人员可结合稠油油藏开采的实际情况及生产井、注入井位置，合理选择点火方式，在保证安全的情况下实现稠油的开采。
3结论
稠油当中包含有大量的胶质沥青，因此其密度和粘度都比常规石油更大，不容易流动或从油层缝隙当中涌出，因此进行开采的时候往往需要采取措施降低其粘度，才能保证开采效果。而稠油火驱开采技术恰好能够达到这一效果，其能够通过干式正向燃烧、湿式正向燃烧、反向燃烧等方式达到降低粘度、高温裂解、气体驱替的目标，进而实现稠油资源的有效开采，具有应用成本低、开采效率高等一系列优点，在实际应用中取得了值得认可的应用效果。
参考文献
[1]陈莉娟，蔡罡，余杰，陈龙，潘竟军.稠油火驱开采技术节能减排效果分析[J].油气田环境保护，2010，20（S1）：23-24+82.
[2]王苏雯.稠油火驱开采技术研究[J].石化技术，2018，25（03）：87+94.
[3]张远健.稠油火驱开采技术研究[J].石化技术，2019，26（06）：117+124.
[4]王梦娜.稠油火驱开采技术分析[J].科技风，2019（20）：173.
勘探开发研究院稠油所 辽宁 盘锦 124010
关键词：稠油;火驱开采技术;湿式正向燃烧;反向燃烧
引言
石油资源被誉为工业的血液，离开石油资源的支持，工业发展、交通运输都将会陷入停滞，因此必须要不断更新石油开采技术。而稠油指的是含有大量沥青胶质混合物的原油，它的粘度和密度都比常规原油更大，相对密度通常可以达到0.92以上，稠油开采工作的复杂性不言而喻。然而，稠油油藏却是储量最大的一种石油资源类别，全世界七成以上的石油资源都以稠油形式存在，因此有必要对稠油火驱开采技术进行深入研究。
1稠油火驱开采技术
首先，要明确稠油火驱开采技术的基本概念。火驱技术也可以称为火烧油层技术，需要向地层当中注入空气制造燃烧条件，而后利用自动化井下点火设备对其进行点燃，使稠油当中含有的重质组分发生燃烧，而后源源不断地向地层中注入空气保证燃烧效果。燃烧产生的大量热量将会导致储层中的原油发生裂解、降黏、流动，最终即可实现原油的高效驱替，经研究发现稠油火驱开采技术具有开采效率高、环境损害小的应用优势。其次，要明确稠油火驱开采技术的采油机理。火驱开采主要针对的是稠油当中的部分重质组分，经准确合理地点燃后可形成不断移动的燃烧带，实现井下加温的效果。这样一来，地层中温度不断上升，达到某一标准值后稠油中的重质组分就会被分解，进而形成轻质油、水蒸气、燃烧气体等，再利用这些气体产物进行原油驱替，即可实现稠油的有效开采。在这个过程中，主要涉及到的技术机理包括降低稠油粘度、促进重质组分在高温条件下裂解、以气体驱替轻质油完成开采目标。移动燃烧带前方的原油在高温条件下裂解成轻质油以及一些其他产物，而其中的重质组分发生裂解后生成积碳，进一步扩大了燃烧的范围和程度;在燃烧持续进行的过程中，地层当中原有的束缚水、反应生成的水会被蒸发成大量水蒸气，实现热量的快速传递及原油的驱动，保证稠油的开采效果。
2稠油火驱开采技术方法
2.1干式正向燃烧技术
稠油火驱开采技术由来已久，最开始出现的时候，主要是以干式正向燃烧技术而存在的，这种技术具有操作十分简单的优点，但是驱油效果也相对比较有效。在确定待开采的稠油油层以后，借助设备将高纯度氧气注入地层，并在助燃剂注入井的井口处进行人工点燃，而后燃烧带将会围绕着点燃的位置逐渐扩散到稠油油层，形成的高温条件将会促使稠油发生升温裂解效果，最终将油藏驱离到开采井位置。不难看出，如果助燃剂注入井周边范围比较大，助燃剂将难以集中为燃烧带的扩散提供支持，能够实现驱油效果的范围比较小，很难使油藏到达开采井位置;如果为提升助燃剂有效性而盲目地增加助燃剂的数量，有可能造成井下气压从注入井位置散失的问题，也不利于热量的高效利用。目前，干式正向燃烧技术仍然在实际开采中有所应用，但应用频率已经有所下降。
2.2湿式正向燃烧技术
湿式正向燃烧技术是基于干式正向燃烧技术优化而来的新技术，它在原有的燃烧驱油过程中加入了水相辅助技术，这样的技术改造有效地提升了热量的利用率，使稠油火驱开采技术的应用价值得到了提升，但是与此同时这也使湿式正向燃烧技术的操作难度成倍增长。首先，需要量助燃剂注入到确定的稠油地层中，经点燃后从另一位置进行注水，高温条件下稠油重质组分会发生裂解、其流动性自然而然会得到提升，同时注水产生的液压又会促进轻质油和气体快速移动到开采井处，完成火驱过程。和上文中提到的干式正向燃烧技术比较起来，湿式正向燃烧技术的开采效率更高，能够达到传统开采方法开采量的1.2倍左右，具有突出的应用价值。特别需要提到的是，在选择注水位置的时候，工作人员需要考虑注水位置与燃烧带扩散方向是否冲突，避免注水抑制燃烧带扩散的问题，确保稠油火驱开采技术的应用效果。
2.3反向燃烧技术
反向燃烧技术和湿式正向燃烧技术、干式正向燃烧技术都有一定的差异，它主要是从注汽井位置注入助燃剂、从生产井位置进行点燃，这样一来就能够让燃烧带向周边扩散，能够有效解决油温过低无法开采的问题，虽然使用频率比较低，但一经使用往往能取得十分可观的应用效果。比如2018年，我国内蒙古某油田的开采工作中就遇到了类似问题，稠油密度高达0.935且油藏温度非常低，干式正向燃烧技术无法实现有效驱油，经研究后决定使用反向燃烧技术进行开采技术。经点燃后，燃烧带迅速向其他方向扩散，开采井周边稠油温度在短时间内得到了提升，轻质油被驱至生产井位置，有效地完成了开采任务。相比于上述两种稠油火驱开采技术，反向燃烧技术具有操作难度大、安全风险性高的特点，但在合理应用的情况下，往往能取得极佳的开采效果。其点火方式也比较多样化，主要包括自燃法、電打火法、化学点火法等，工作人员可结合稠油油藏开采的实际情况及生产井、注入井位置，合理选择点火方式，在保证安全的情况下实现稠油的开采。
3结论
稠油当中包含有大量的胶质沥青，因此其密度和粘度都比常规石油更大，不容易流动或从油层缝隙当中涌出，因此进行开采的时候往往需要采取措施降低其粘度，才能保证开采效果。而稠油火驱开采技术恰好能够达到这一效果，其能够通过干式正向燃烧、湿式正向燃烧、反向燃烧等方式达到降低粘度、高温裂解、气体驱替的目标，进而实现稠油资源的有效开采，具有应用成本低、开采效率高等一系列优点，在实际应用中取得了值得认可的应用效果。
参考文献
[1]陈莉娟，蔡罡，余杰，陈龙，潘竟军.稠油火驱开采技术节能减排效果分析[J].油气田环境保护，2010，20（S1）：23-24+82.
[2]王苏雯.稠油火驱开采技术研究[J].石化技术，2018，25（03）：87+94.
[3]张远健.稠油火驱开采技术研究[J].石化技术，2019，26（06）：117+124.
[4]王梦娜.稠油火驱开采技术分析[J].科技风，2019（20）：173.
勘探开发研究院稠油所 辽宁 盘锦 124010