蒸汽驅

蒸汽驅

蒸汽驅採油是稠油油藏經過蒸汽吞吐採油之後,為進一步提高採收率而採取的一項熱采方法,因為蒸汽吞吐採油只能采出各個油井附近油層中的原油,在油井與油井之間還留有大量的死油區。蒸汽驅採油,就是由注入井連續不斷地往油層中注入高幹度的蒸汽,蒸汽不斷地加熱油層,從而大大降低了地層原油的粘度。注入的蒸汽在地層中變為熱的流體,將原油驅趕到生產井的周圍,並被採到地面上來。

套用

蒸汽驅油技術是稠油油藏經過蒸汽吞吐開採以後,進一步提高原油採收率的主要熱采階段,依靠蒸汽吞吐開採,只能采出各個油井井點附近油層中的原油,採收率一般為18%~26%,井間留有大量的剩餘油富集區,採用蒸汽驅開採可以擴大波及體積,從而提高驅油效率,達到提高最終採收率目的。

使用條件

稠油在經過一定時間的蒸汽吞吐開採形成熱連通後,只能采出各油井井點附近油層中的原油,井間留有大量的死油區,如單靠吞吐,其加熱範圍很有限。蒸汽驅是稠油油藏蒸汽吞吐後進一步提高採收率的主要手段之一,蒸汽吞吐採收率一般在10%~20%,蒸汽驅的最終採收率一般可達50%~60%,該技術在國外已得到廣泛套用。蒸汽驅技術可使高壓、低壓蒸汽脈衝周期性作用於地層,迫使蒸汽由高滲層、高滲段、高滲帶,進入低滲層、低滲段、低滲帶,擴大蒸汽的波及體積。當不同的井組之間交替改變注采周期時,地下的壓力場不斷變化,使注入蒸汽冷凝後的熱水不斷改變流動方向,提高了蒸汽波及係數驅油機理

蒸汽驅是把高溫蒸汽作為載熱流體和驅動介質,從注氣井持續注氣,從相鄰生產井持續產油,利用注入的熱量和質量提高驅油效率的過程。從驅油方式看,蒸汽驅全過程由三種不同驅油方式組成。油層先經過冷水驅,然後經過熱水驅,最後經過蒸汽驅。經B.T.威爾曼等人實驗研究[8],證明熱水驅的採收率高於普通冷水驅的採收率,蒸汽驅採收率高於同溫度的熱水驅的採收率,高壓蒸汽驅的採收率高於低壓蒸汽驅採收率。

根據蒸汽的熱動力學性質,經實驗研究,蒸汽驅的主要增產機理有:蒸汽動力驅、蒸汽的蒸餾作用、加熱降粘作用、熱膨脹作用、脫氣作用、油的混相驅作用、溶解氣驅作用、乳化驅作用以及高溫時油相滲透率得以改善。

開發機理

採用面積井網形式,由注入井連續注汽,生產井連續采出原油。蒸汽驅過程中,有多種機理在不同程度地起作用,包括降黏作用、蒸汽的蒸餾作用、熱膨脹作用、油的混相驅作用、溶解氣驅作用和乳化驅作用等,各項機理共同作用,驅油效率一般高達80%~90%。其中起主導作用的是降黏作用、蒸汽的蒸餾作用、熱膨脹作用和油的混相驅作用。

——降黏作用。溫度升高時原油黏度降低,是蒸汽驅開採稠油的最重要的機理,主要是隨著蒸汽的注入,油藏溫度升高,油和水的黏度都要降低,但水黏度的降低程度與油相比則小得多,其結果是改善了水油流度比;在油的黏度降低時,驅替效果和波及效率都得到改善,這也是熱水驅、蒸汽驅提高採收率的原因所在。

——蒸汽的蒸餾作用。高溫高壓蒸汽降低了油藏液體的沸點溫度,當溫度等於或超過系統的沸點溫度時,混合物將沸騰,引起油被剝蝕,使油從死孔隙向連通孔隙轉移,增加了驅油的機會。

——熱膨脹作用。隨著蒸汽的注入,地層溫度升高,油發生膨脹,變得更具流動性。這一機理可采出5%~10%的原油。

——油的混相驅作用。水蒸汽蒸餾出的餾分,通過蒸汽帶和熱水帶被帶入較冷的區域凝析下來,凝析的熱水與油一塊流動,形成熱水驅。凝析的輕質餾分與地層中的原始油混合併將其稀釋,降低了油的密度和黏度,隨著蒸汽前沿的推進,凝析的輕質餾分也不斷向前推進,其結果形成了油的混相驅。由混相驅而增加的採收率,大約在3%~5%左右。

適宜於蒸汽驅開採的油藏條件

主要有原油黏度、油層厚度、含油飽和度和邊底水等因素:

——原油黏度。原油黏度是影響蒸汽區效果的重要因素,隨著原油黏度的增高,蒸汽驅的效果明顯變差。。

——油層厚度。在一定範圍內,油層厚度大,汽驅效果好。

——含油飽和度。油層含油飽和度對汽驅採收率影響較大,隨含油飽和度的增加,蒸汽驅採收率增加。

——邊底水的影響。具有活躍邊、底水的稠油油藏,在熱採過程中,由於水體導熱性能好以及水、油黏度懸殊,對蒸汽驅將帶來不利的影響。對蒸汽驅來說,隨著邊、底水體積的增加,有效生產期縮短,油汽比和採收率下降。

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