试析稠油油藏转火驱开发技术

摘 要：随着全球经济的日益发展， 原油价格开始回升，世界对石油的需求量快速增长，稠油资源以其丰富的储量吸引了世人的注意， 因此稠油油藏的开发技术、开发效果也备受各界关注。多年来欢喜岭采油厂一直采用蒸汽吞吐、蒸汽驱驱替的采油方法开采稠油油藏，但随着蒸汽吞吐轮次的增加，吞吐效果逐渐变差，存在汽窜、套坏井多等问题，影响区块开发效果。为解决吞吐后期，部分剩余油开采困难、采收率低等问题，研究应用火烧油层法提高采收率和油井产量。

关键词：火烧油层；采收率；稠油油藏；蒸汽驱

我国从1958年起，先后在新疆、玉门、胜利、吉林和辽河等油田开展了火烧油层试验研究，因受当时条件的限制，我国主要采取的是注蒸汽采油，火烧油层法使用的比较少。但是，室内研究一直没有停止，特别是在中国石油天然气总公司石油勘探开发科学研究院热力采油研究所，中科院化学所等单位，不断开展火烧油层的物理模拟，化学模拟和数学模拟研究，配置了一批研究设备和仪器，开展了大量的室内试验，也进行了现场火烧可行性研究和施工设计与预测。稠油开采工艺被人们倍受关注，其中的蒸汽驱和火烧油层技术也是人们研究最多的开采工艺方法。我厂地质储层物性差异大，渗透率为200×10-3～3000×10-3μm2；原油黏度跨度大，为100～1×106MPa·s。对于稠油开采可以采用火烧油层法。

1 火烧油层原理

火烧油层又称地下燃烧或层内燃烧，亦称火驱，是三次采油的一种方法。它利用地层原油中的重质组分作为燃料，使用各种点火方式把注气井的油层点燃，并继续向油层中注入氧化剂（空气或富氧气）助燃形成移动的燃烧前缘（又称燃烧带）产生的热量使油层温度上升至600～700℃。燃烧带前后的原油受热降粘、蒸馏，蒸馏的轻质油、蒸汽和燃烧烟气驱向前方，未被蒸馏的重质碳氢化合物在高温下产生裂解作用，最后留下裂解产物-焦炭作为维持油层燃烧的燃料，使油层燃烧不断蔓延扩大。在高温下地层束缚水、注入水蒸发，裂解生成的氢气与注入的氧气合成水蒸汽，携带大量的热量传递给前方的油层，把原油驱向生产井。

2 火烧油层优点与缺点

火烧油层法可以把重质原油开采出来，并通过燃烧部分地裂解重质油分，采出轻质油分。这种方法的采收率很高，可达80%以上。火烧油层法的缺点是施工艺难度大，不易控制地下燃烧，同时高压注入大量空气的成本又十分昂贵。

3 火烧油层法的燃烧方式

火烧油层法一般分为三种形式：干式正向燃烧法、湿式正向燃烧法和反向燃烧法。

干式正向燃烧法：干式正向燃烧前缘移动方向与空气的流动方向相同。当空气连续注入时燃烧从注气井开始，燃烧前缘由注入井向生产井方向移动，从注入井开始至生产井，可划分为已燃区、燃烧区、结焦区、蒸汽区、富油区和原始油区等。干式向前燃烧法过程中的一个重要特征就是已燃区的温度保持较高，因为注入空气的热容量低，不能带走很多热量。湿式正向燃烧法；为了帮助从已燃区带走热量，并把这些热量有效地用于加热下游原油，有时在燃烧过程中或者燃烧过程后进行注水。在注空气的同时，向地层间歇注水或连续注水，降低油藏内部的峰值温度，扩大高温区波及范围、提高热效率、減少过高温度对地层及井筒的伤害。与干式燃烧相比，其控制过程相对复杂，驱油效率也更好。反向燃烧方法：在反向燃烧法中，燃烧前缘是在生产井中点燃的，而且其移动方向与注入空气流动方向相反。在没有形成窜槽的地方，反向燃烧前沿的返向原油趋于突破前缘带，也就是说被驱替的原油必须经过正在燃烧的燃烧区和已燃区，这种方法具有很大的不稳定性，仅适于超稠油开采应用。

4 火烧油层法与蒸汽驱的区别

火烧油层法与较为成熟的注蒸汽相比火烧油层有着一些本质上的优势。它普遍使用的注入剂-空气到处都有，而注蒸汽则需要大量的水，水资源在某些地区可能严重匮乏；火烧油层烧掉的是原油中约10%的重组分，改善了剩余油的性质；火烧油层比注蒸汽有着更为广泛的油藏适用条件；火烧油层的热量就地产生，比注蒸汽的热能利用率要高，并可节省地面和井筒隔热措施的投资；砂岩油层厚度小，压力高；井距大；油藏埋藏深度大。但是火烧油层也存在以下缺点：地下燃烧产生的热量不仅用于加热原油，而且有部分用来加热基岩、上下盖层；产出液中的酸性气体加速了生产井管柱及地面设施的腐蚀；生产井出砂和井壁坍塌造成的油井破坏；生产井的高温导致生产管柱破坏；生产井乳状液的形成，降低了油井产能。

5 结束语

我厂已进入中后期开采阶段，维持生产注蒸汽的方式开采已稍显乏力，其他辅助降粘措施像注二氧化碳、注空气等方式无法大规模单独使用，还要配合注蒸汽。我厂超稠油的性质非常适合转火烧油层法来继续开采。

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作者简介：

柳振峰（1973- ），男，助理工程师，2004年毕业于大庆石油学院专科石油，现任采油作业六区602队技术员。