浅谈国内外蒸汽吞吐+蒸汽驱稠油开采技术

杨宇勇　张昱

【摘 要】全球稠油储量巨大，但是开发成本较高，开发技术也较复杂，本文主要介绍蒸汽吞吐+蒸汽驱稠油开发技术，该技术是目前稠油开发的主流技术，且发展比较成熟，开发效果好，得到了广泛的应用，该技术分为直井蒸汽吞吐+蒸汽驱技术和水平井蒸汽吞吐+蒸汽驱技术。水平井特超稠油注蒸汽吞吐HDCS技术在国内的王庄油田发展成为特超稠油注蒸汽吞吐HDCS技术。

【关键词】稠油；蒸汽吞吐；蒸汽驱

1.引言

稠油又称为重油，“稠”指的是粘度，“重”指的是密度。对开发来说，粘度是影响产能和采收率的重要指标，粘度越大，开发难度越大，经济效益也越低。同时稠油中金属和其它元素的含量较高，需要投入更多的成本来提取有用产品，除去杂质。所以稠油开采和炼制难度大且成本高。但是稠油的储量巨大，全球石油资源大概是1.4-2.1×108m3（9-13万亿桶），常规原油只占其中的大约30%，其余都是稠油、超稠油和沥青（如图1所示）[1]。

稠油将在未来的石油工业中扮演一个重要的角色，现在许多国家正转向稠油开发来增加产量、更新储量评估、测试新技术、投资基础设施建设，使其稠油资源的开发不至于落后。目前国内外超稠油主体开发技术主要有双水平井SAGD、直井与水平井组合SAGD、直井蒸汽吞吐+蒸汽驱、水平井蒸汽吞吐+蒸汽驱 、露天开采五种。下面分别介绍五种技术的国内外技术现状和发展趋势。

2.直井蒸汽吞吐+蒸汽驱

直井循环蒸汽吞吐（CSS），也叫做蒸汽浸泡，是在单井中分阶段实施的一种开采方法（如图2所示）。

蒸汽吞吐后续的开发方式是蒸汽驱，需要在多个井之间进行。蒸汽从不同井网井距中的注入井注入，油从生产井中产出，如图3所示。该方法面临的挑战是，低密度蒸汽的重力超覆，储层非均质性和蒸汽前缘监测等。采用注蒸汽开采的油田有印度尼西亚的Duri油田、加里福尼亚的KernRiver 油田和加拿大的Pikes PeakLloydminster 油田等[2-4]。

国内比较典型的区块为辽河齐40块，它齐40块位于辽河断陷盆地西部凹陷西斜坡上台阶中段，开发目的层为莲花油层。油层埋深625m～1050m，平均孔隙度31.5%，平均渗透率2.06μm2，平均单井有效厚度37.7m。原始地层压力8MPa～11MPa，原始温度36℃～43.6℃。

该块按开采方式可划分为两个开发阶段，如图4所示。第一阶段：1987年～2006年底，为蒸汽吞吐开发阶段，期间共进行三次井网加密，阶段吞吐采出程度33.3%；第二阶段：2006年底～目前，为分批转入蒸汽驱开发阶段，期间2006年12月至2007年3月转驱65个井组，2007年12月至2008年3月转驱74个井组（后停注1个井组），加上提前开展转驱试验的先导、扩大11个井组，井组规模达到150个。蒸汽驱阶段的产量远大于蒸汽吞吐阶段产量，如图5所示。

3.水平井蒸汽吞吐+蒸汽驱

目前，中石化胜利油田王庄区块采用纯水平井网热采开发特超稠油油藏。如图所示为郑411区块的井位部署图，主要采用长短井交错行列式井网的方式，同时短井在垂向上高于长井，可以充分利用重力的作用泄油，如图6所示。

王庄油田上报探明+控制储量规模达到1.1×108t。其中坨826块沙三段、郑411块沙三段、郑39块和郑409块沙一段为原油粘度大于100000mPa·s的特超稠油油藏，总储量4175×104t。自2005年开始，在王庄油田郑411块开展了特超稠油强化采油技术攻关，利用水平井降低注汽压力、增加吸汽能力，利用降粘剂降低井筒附近粘度、提高注汽质量，利用CO2增加泄油半径、提高蒸汽体积，通过提高注汽质量、扩大蒸汽波及范围，实现了特超稠油的有效动用，形成了特超稠油注蒸汽吞吐HDCS技术，即水平井（Horizontal well）+油溶降粘剂（Dissolver）+CO2（Carbon dioxide）+亚临界蒸汽（Steam）[5]。

利用HDCS技术，郑411块沙三上1砂体规划部署水平井34口，动用储量270×104t ，建产能9.3×104t。已钻水平井31口，已累积产油10.7×104t，区块油汽比0.43t/t，平均单井日油能力10.2t/d。

4.结论

（1）本文对国内外蒸汽吞吐+蒸汽驱的开发方式，技术现状，关键技术和应用状况进行了全面的介绍。

（2）为国内外类似油藏开发方式筛选和适用性研究提供了借鉴，具有指导意义。

（3）蒸汽吞吐+蒸汽驱是目前普通稠油主要的开发方式，且技术比较成熟，开发效果比较好。

参考文献：

[1]Belani A： “It s Time for an Industry Initiative on Heavy Oil”，Journal of Petroleum Technology[J]，58卷，第6期（2006 年6月）：40-42.

[2]Siu A L. Modelling steam-assisted gravity drainage process in the UTF. SPE 22895.

[3]Guihua Yang，Butler R M. Effects of reservoir heterogeneities on heavy oil recovery by steam-assisted gravity drainage. JCPT，1992.

[4]Sarathi P.S. and Roak D.Light Oil Stramflooding：A Laboratory Study.SPE17447.

[5]李宾飞.超稠油HDCS高效开采技术研究[J].钻采工艺钻采工艺，2009，32（6）：52-55.

作者简介：

杨宇勇（1992-），男，北京，大学本科，中国地质大学（北京）能源学院，学生。

张昱（1993-），女，北京，大学本科，中国地质大学（北京）人文经管学院。