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世界稠油开采现状及开采技术进展.ppt
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1、世界稠油开采世界稠油开采现现状及开采技状及开采技术进术进展展一、世界稠油一、世界稠油储储量及开采状况量及开采状况二、稠油油藏成熟的开采技二、稠油油藏成熟的开采技术术三、三、发发展中的稠油开采技展中的稠油开采技术术四、探索性技四、探索性技术术五、稀油油藏五、稀油油藏热热采技采技术术 提提 纲纲1.一、世界稠油一、世界稠油储储量及开采状况量及开采状况世界稠油开采世界稠油开采现现状及开采技状及开采技术进术进展展UNITAR推荐的重油及推荐的重油及沥沥青分青分类标类标准准2.稠油分稠油分类类主要指主要指标标辅辅助指助指标标开采方式开采方式名称名称类别类别粘度粘度(mPa.s)相相对对密度密度(g/cm
2、320)普通稠油普通稠油50100000.9200亚亚类类-1501500.9200可以先注水可以先注水-2150100000.9200热热采采特稠油特稠油10000500000.9500热热采采超稠油超稠油(超稠油超稠油超稠油超稠油或天然或天然或天然或天然沥沥沥沥青青青青)500000.9800热热采采我国稠油分我国稠油分类标类标准准世界稠油开采世界稠油开采现现状及开采技状及开采技术进术进展展一、世界稠油一、世界稠油储储量及开采状况量及开采状况3.一、世界稠油一、世界稠油储储量及开采状况量及开采状况亚亚稠油(建稠油(建议议):):油油层层条件下粘度在条件下粘度在202050 mPas50 m
3、Pas的原油。的原油。开采方式:开采方式:对对于深度于深度2000 m2000 m的的亚亚稠油油藏和常稠油油藏和常规规水水驱驱稠油油藏稠油油藏,蒸汽蒸汽吞吐引效水吞吐引效水驱驱是一是一项项高效开采方式。高效开采方式。压压裂酸化是低渗透油藏最有效的增裂酸化是低渗透油藏最有效的增产产和增注措施和增注措施 蒸汽吞吐是有机堵塞油藏最有效的增蒸汽吞吐是有机堵塞油藏最有效的增产产和增注手段和增注手段世界稠油开采世界稠油开采现现状及开采技状及开采技术进术进展展4.一、世界稠油一、世界稠油储储量及开采状况量及开采状况世界稠油世界稠油资资源量源量据据报报导导,目目前前常常规规石石油油和和天天然然气气各各有有0.
4、81.0万万亿亿原原油油当当量量桶桶的的剩剩余余储储量量,而而稠稠油油的的地地质质储储量量约约为为6.3万万亿亿桶桶,即即大大约约1万万亿亿立立方方米米,巨巨大大的的资资源源量量决决定定了了稠稠油油必必将将是是21世世纪纪的主要能源。表的主要能源。表1.3列出了主要稠油生列出了主要稠油生产产国的稠油国的稠油资资源量。源量。表表1.3 世界主要稠油生世界主要稠油生产产国稠油及国稠油及沥沥青青资资源源世界稠油开采世界稠油开采现现状及开采技状及开采技术进术进展展5.一、世界稠油一、世界稠油储储量及开采状况量及开采状况(二)世界稠油开采状况(二)世界稠油开采状况 目前,目前,虽虽然稠油然稠油产产量占原
5、油量占原油总产总产量的量的10左右,左右,但是随着原油价格的持但是随着原油价格的持续续升高和保持在高价位,以及升高和保持在高价位,以及稠油开采技稠油开采技术术的的发发展和开采成本的降低,展和开采成本的降低,许许多多专专家和家和分析家分析家预计预计,稠油在,稠油在满满足世界能源需求中的作用会日足世界能源需求中的作用会日益增加。益增加。世界稠油开采世界稠油开采现现状及开采技状及开采技术进术进展展6.世界稠油开采世界稠油开采现现状及开采技状及开采技术进术进展展世界主要稠油生世界主要稠油生产产国国热热采采产产量量(10(104m3)7.世界稠油开采世界稠油开采现现状及开采技状及开采技术进术进展展199
6、8-20021998-2002世界稠油世界稠油热热采采产产量量(前(前苏联苏联地区除外)地区除外)8.二、稠油油藏成熟的开采技二、稠油油藏成熟的开采技术术世界稠油开采世界稠油开采现现状及开采技状及开采技术进术进展展1 1、蒸汽吞吐开采、蒸汽吞吐开采2 2、蒸汽、蒸汽驱驱开采开采3 3、注水水、注水水驱驱开采开采4 4、天然水、天然水驱驱或衰竭式开采或衰竭式开采9.1 1、蒸汽吞吐开采、蒸汽吞吐开采二、稠油油藏成熟的开采技二、稠油油藏成熟的开采技术术 一般一般认为认为蒸汽吞吐提高开采效果的机理有两点:一是降低原油粘度蒸汽吞吐提高开采效果的机理有两点:一是降低原油粘度和水的粘度,提高油水渗流能力;
7、二是清洗井眼及近井地和水的粘度,提高油水渗流能力;二是清洗井眼及近井地带带,改善油井,改善油井的完善程度,而的完善程度,而后者一般在第一、二个吞吐周期后就不再有大的后者一般在第一、二个吞吐周期后就不再有大的变变化了化了。蒸汽吞吐在每个周期都要注蒸汽吞吐在每个周期都要注进进大量的蒸汽,而后又要采出大量的油大量的蒸汽,而后又要采出大量的油和水,它是一个不断和水,它是一个不断补补充充热热能和能和压压能的能的过过程,同程,同时时又是不断泄又是不断泄压压和排出和排出热热流体的流体的过过程。但它是一个程。但它是一个产产出量高于注入量、排出流体的出量高于注入量、排出流体的热焓热焓低于注低于注入流体的入流体的
8、热焓这样热焓这样一个油一个油层压层压力力渐渐次衰竭而油次衰竭而油层层温度温度缓缓慢升高的开采慢升高的开采过过程,它与自然衰竭式开采不同。程,它与自然衰竭式开采不同。世界稠油开采世界稠油开采现现状及开采技状及开采技术进术进展展10.因此,蒸汽吞吐因此,蒸汽吞吐对对油油层层能量的影响有两点:能量的影响有两点:1.从蒸汽吞吐的全从蒸汽吞吐的全过过程看,蒸汽吞吐油程看,蒸汽吞吐油层层的的压压力不断降低,油力不断降低,油层层的温的温度不断提高;度不断提高;2.从从单单个蒸汽吞吐周期看,蒸汽吞吐是先个蒸汽吞吐周期看,蒸汽吞吐是先补补充充压压能和能和热热能,能,焖焖井后开井后开井排液泄井排液泄压压。普通稠油
9、蒸汽吞吐的采收率一般在普通稠油蒸汽吞吐的采收率一般在2525左右,不会超左右,不会超过过3030,这这主要主要是采大于注,油是采大于注,油层压层压力衰竭造成的。力衰竭造成的。为为了提高蒸汽吞吐的采收率,人了提高蒸汽吞吐的采收率,人们们采采取了多种改取了多种改进进的蒸汽吞吐方式,如多井整体蒸汽吞吐。(的蒸汽吞吐方式,如多井整体蒸汽吞吐。(吴淑吴淑红红 博士博士)二、稠油油藏成熟的开采技二、稠油油藏成熟的开采技术术1 1、蒸汽吞吐开采、蒸汽吞吐开采世界稠油开采世界稠油开采现现状及开采技状及开采技术进术进展展11.世界稠油开采世界稠油开采现现状及开采技状及开采技术进术进展展周期数产油量(t)普通稠油
10、井不同蒸汽吞吐周期生普通稠油井不同蒸汽吞吐周期生产产曲曲线线 (统计统计平均平均值值)12.世界稠油开采世界稠油开采现现状及开采技状及开采技术进术进展展产产油量油量(t)周期数周期数超稠油井不同吞吐周期生超稠油井不同吞吐周期生产产曲曲线线13.二、稠油油藏成熟的开采技二、稠油油藏成熟的开采技术术2 2、蒸汽、蒸汽驱驱开采开采 蒸汽蒸汽驱驱开采石油是世界上目前开采石油是世界上目前规规模最大的模最大的热热力三次采油,力三次采油,据不完全据不完全统计统计,到,到2002年正在开展的注蒸汽采油年正在开展的注蒸汽采油项项目有目有136个,个,其中美国有其中美国有55个个项项目,加拿大有目,加拿大有13个
11、个项项目,委内瑞拉有目,委内瑞拉有49个个项项目。目。2002年的蒸汽年的蒸汽驱热驱热力三采的原油力三采的原油产产量量约约7288.3万吨。万吨。著名的蒸汽著名的蒸汽驱驱油田有,美国的克恩河油田,印尼的杜油田有,美国的克恩河油田,印尼的杜尔尔油油田。田。世界稠油开采世界稠油开采现现状及开采技状及开采技术进术进展展14.二、稠油油藏成熟的开采技二、稠油油藏成熟的开采技术术蒸汽蒸汽驱驱开采方式描述开采方式描述 蒸汽蒸汽驱驱如同水如同水驱驱一一样样由注采井由注采井组组构成注采井网,注汽井和构成注采井网,注汽井和生生产产井可按行列式井网或面井可按行列式井网或面积积井网(五点、反七点、反九点)井网(五点
12、、反七点、反九点)布井。一般情况下布井。一般情况下,在蒸汽在蒸汽驱驱之前要之前要进进行蒸汽吞吐,通行蒸汽吞吐,通过过蒸汽蒸汽吞吐可以吞吐可以预热预热部分地部分地层层,并可解除油,并可解除油层层近井地近井地带带的的污污染,染,为为汽汽驱创驱创造有利条件。如果能深入的分析研究蒸汽吞吐造有利条件。如果能深入的分析研究蒸汽吞吐过过程,程,还还会加深会加深对对油藏的油藏的认识认识,为为更好地更好地实现实现汽汽驱驱提供新的信息。提供新的信息。世界稠油开采世界稠油开采现现状及开采技状及开采技术进术进展展15.二、稠油油藏成熟的开采技二、稠油油藏成熟的开采技术术蒸汽蒸汽驱驱开采的特点开采的特点 蒸汽蒸汽驱驱不
13、同于蒸汽吞吐,它是以不同于蒸汽吞吐,它是以较较充分的充分的补补充地充地层层能量能量为为前提的,因此蒸汽前提的,因此蒸汽驱驱的采收率比蒸汽吞吐的采收率高,的采收率比蒸汽吞吐的采收率高,经过经过蒸蒸汽吞吐后,通汽吞吐后,通过过蒸汽蒸汽驱驱提高的采出程度一般提高的采出程度一般为为30 OO IP左右,左右,汽汽驱结驱结束后的束后的总总采收率,一般在采收率,一般在50OOIP以上,平均采油速以上,平均采油速度一般在度一般在46之之间间。蒸汽吞吐后蒸汽吞吐后转转汽汽驱驱,一般,一般经历经历三个三个过过程:汽程:汽驱驱启启动阶动阶段、段、热热流体控制流体控制阶阶段、以及蒸汽突破后段、以及蒸汽突破后阶阶段。
14、段。世界稠油开采世界稠油开采现现状及开采技状及开采技术进术进展展16.二、稠油油藏成熟的开采技二、稠油油藏成熟的开采技术术蒸汽蒸汽驱驱开采的特点开采的特点 蒸汽蒸汽驱驱的采收率尽管的采收率尽管较较高,由于注汽高,由于注汽过过程中地面和井筒程中地面和井筒热损热损失、加失、加热热的的地地层层向向顶顶底岩底岩层层的的热损热损失、蒸汽突失、蒸汽突进进生生产产井后的蒸汽井后的蒸汽损损失、以及采出高温液失、以及采出高温液体的体的热损热损失,蒸汽失,蒸汽驱驱的累的累积积生生产产油汽比一般在油汽比一般在0.150.25之之间间,因此,提高,因此,提高系系统热统热效率是改善效率是改善热热采效果和降低采效果和降低
15、热热采成本的重要保采成本的重要保证证。(。(李松林李松林 博士博士)对对于适合汽于适合汽驱驱的油藏,要的油藏,要实现实现成功的汽成功的汽驱驱,在汽,在汽驱驱的三个不同的三个不同阶阶段,必段,必须须同同时满时满足四个条件:合理的注汽速度、合理的井底蒸汽干度、合理的注入足四个条件:合理的注汽速度、合理的井底蒸汽干度、合理的注入压压力和地力和地层压层压力、以及合理的采注比。力、以及合理的采注比。这这是我国稠油油藏汽是我国稠油油藏汽驱实驱实践中一践中一项项很很重要的重要的经验总结经验总结。(。(李秀李秀娈娈 高工高工)世界稠油开采世界稠油开采现现状及开采技状及开采技术进术进展展17.世界稠油开采世界稠
16、油开采现现状及开采技状及开采技术进术进展展齐齐4040扩扩大大试验试验区三个区三个阶阶段段预测预测的生的生产产曲曲线线18.二、稠油油藏成熟的开采技二、稠油油藏成熟的开采技术术3.3.注水水注水水驱驱世界稠油开采世界稠油开采现现状及开采技状及开采技术进术进展展不符合不符合热热采条件采条件薄互薄互层层,不适合汽,不适合汽驱驱19.二、稠油油藏成熟的开采技二、稠油油藏成熟的开采技术术3.3.注水水注水水驱驱(1)常常规规水水驱驱(冷水冷水驱驱)常常规规水水驱驱稠油油藏的生稠油油藏的生产产特点:特点:(1)见见水早,低含水期短;水早,低含水期短;(2)中期含水上升快;)中期含水上升快;(3)采出程度
17、大多在)采出程度大多在1025;(4)510采出程度的原油在高含水期采出程度的原油在高含水期间间采出,水油比高,采出期采出,水油比高,采出期长长,成本高。,成本高。因此,常因此,常规规水水驱驱的稠油油藏的稠油油藏转热转热采是大幅度提高采收率的采是大幅度提高采收率的出路之一。出路之一。(王(王晓晓春春 工程工程师师)世界稠油开采世界稠油开采现现状及开采技状及开采技术进术进展展20.二、稠油油藏成熟的开采技二、稠油油藏成熟的开采技术术3.3.注水水注水水驱驱(2)热热水水水水驱驱 注注热热水采油是人水采油是人们们最易想到的开采稠油的方法,之后才最易想到的开采稠油的方法,之后才转为转为注注蒸汽采油。
18、蒸汽采油。热热水水驱驱采油的主要机理是:原油受采油的主要机理是:原油受热热降粘,原油及岩石降粘,原油及岩石体体积积受受热热膨膨胀胀,促,促进进岩石水湿以及降低残余油岩石水湿以及降低残余油饱饱和度等。和度等。虽虽然然热热水水驱对驱对稠油的开采效果不如注蒸汽稠油的开采效果不如注蒸汽显显著,但由于其操作著,但由于其操作简单简单,与常,与常规规水水驱驱基本相同,因此一直被人基本相同,因此一直被人们们所所应应用,只不用,只不过规过规模小些。美国有模小些。美国有4个个热热水水驱驱采油采油项项目目进进行,行,项项目的目的评评价都是成功的。价都是成功的。世界稠油开采世界稠油开采现现状及开采技状及开采技术进术进
19、展展21.世界稠油开采世界稠油开采现现状及开采技状及开采技术进术进展展 4.4.天然水天然水驱驱及衰竭式开采及衰竭式开采主要储层:白垩系 Main Hollin砂岩储层孔隙度:平均18%渗透率:2003000 mD油藏类型:厚块状油藏含油饱和度:90%最大含油高度:355ft(108.3 m)原油性质:1821 API 密度 0.9280.946 g/cm3 粘度 1340 cp(油藏条件下)油藏深度:11150ft(3399m)地层压力:4830 psia(33.3MPa)油藏温度:215 F(107C)Main Hollin 层 顶面构造图油藏基本情况油藏基本情况22.二、稠油油藏成熟的开
20、采技二、稠油油藏成熟的开采技术术 边边底水油藏底水油藏 底水与地面水底水与地面水头头相相连连 水体活水体活跃跃 底水面底水面倾倾斜斜 倾倾角角 1.451.45 倾倾向向 N 60N 60 E E(1 1)天然水)天然水驱驱油藏基本情况油藏基本情况世界稠油开采世界稠油开采现现状及开采技状及开采技术进术进展展23.世界稠油开采世界稠油开采现现状及开采技状及开采技术进术进展展 生生产产平台平台2 2个个 生生产产井井9 9口口垂直井垂直井2 2口口水平井水平井7 7口口 注水井注水井2 2口口 勘探井勘探井1 1口口 计计划生划生产产井井4 4口口 水平井段水平井段12001500ft生生产产井段
21、距离油水界面井段距离油水界面高度高度100200ftShell Villano#1Villano#2DVillano#7HHollin Reservoir200Villano#3D300Villano#5HVillano#4HVillano#6HVillano#8HVillano#11HVillano#10HVILLANO B PLAT.NVillano#12DVillano#16HVillano 15HVillano#14HVillano 9DVillano 13HVILLANO A PLAT.(1 1)天然水)天然水驱驱油井分布油井分布24.Villano油田采收率水驱特征法:15%曲线对
22、比法:25%公式法1:35.5%公式法2:37.6%数值模拟:20.931.1%推荐采收率:25%稠油水驱特点:高含水阶段将采出多数原油世界稠油开采世界稠油开采现现状及开采技状及开采技术进术进展展25.世界稠油开采世界稠油开采现现状及开采技状及开采技术进术进展展(2)衰竭式开采)衰竭式开采 出砂冷采是衰竭式开采中最被人推崇的开采方式,如果出砂冷采是衰竭式开采中最被人推崇的开采方式,如果油油层层在形成蚯蚓洞的同在形成蚯蚓洞的同时时,能有,能有较较丰富的泡沫油丰富的泡沫油产产生,不生,不仅仅采油速度采油速度较较高,而且采收率可达高,而且采收率可达15左右,生左右,生产产成本低。成本低。但是,如果油
23、但是,如果油层层很浅,油很浅,油层层物性差,油物性差,油层层条件下形不成泡条件下形不成泡沫油,出砂冷采的采出程度会大打折扣。沫油,出砂冷采的采出程度会大打折扣。26.出砂冷采出砂冷采世界稠油开采世界稠油开采现现状及开采技状及开采技术进术进展展27.出砂冷采技出砂冷采技术术与与应应用用 稠油出砂冷采稠油出砂冷采就是不注就是不注热热、不防砂,利用螺杆、不防砂,利用螺杆泵泵将将原油和砂一起采出。原油和砂一起采出。主要开采机理及特点:主要开采机理及特点:u一是形成一是形成“蚯蚓洞蚯蚓洞”,提高油,提高油层层的渗透率的渗透率u二是形成了泡沫油,二是形成了泡沫油,给给原油提供内部原油提供内部驱动驱动能量能
24、量u三是上覆地三是上覆地层层的的压实压实作用作用u四是四是远远距离距离边边底水的底水的驱动驱动作用。作用。出砂冷采定出砂冷采定义义:28.出砂冷采技出砂冷采技术术与与应应用用u这这种开种开发发方式在加拿大和委内瑞拉是一种方式在加拿大和委内瑞拉是一种较较普遍的稠普遍的稠油冷采开油冷采开发发方式。方式。u国内的河南油田和吉林套保油田都有出砂冷采区国内的河南油田和吉林套保油田都有出砂冷采区块块。u它的突出它的突出优优点:成本低、点:成本低、产产能高、能高、风险风险小。小。u不利的一面:采收率低,一般不利的一面:采收率低,一般为为15%15%左右;另外左右;另外对对油砂油砂的的处处理是个理是个较较大的
25、大的问题问题。油砂。油砂处处理理费费占开采成本的比占开采成本的比例最高。例最高。出砂冷采出砂冷采29.世界稠油开采世界稠油开采现现状及开采技状及开采技术进术进展展蒸汽蒸汽辅辅助重力泄油布井方式助重力泄油布井方式三、三、发发展中的技展中的技术术 SAGDSAGD开采超稠油技开采超稠油技术术30.三、三、发发展中的技展中的技术术 SAGDSAGD开采超稠油技开采超稠油技术术世界稠油开采世界稠油开采现现状及开采技状及开采技术进术进展展31.世界稠油开采世界稠油开采现现状及开采技状及开采技术进术进展展 蒸汽蒸汽蒸汽蒸汽辅辅辅辅助重力泄油(助重力泄油(助重力泄油(助重力泄油(SAGD)SAGD)SAGD
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