過熱蒸汽性質(zhì)及其在稠油油藏吞吐開發(fā)中的應(yīng)用

1、過熱蒸汽性質(zhì)及其在稠油油藏吞吐開發(fā)中的應(yīng)用,,,,,,（一）過熱蒸汽的性質(zhì)（二）過熱蒸汽吞吐機(jī)理初步認(rèn)識（三）過熱蒸汽吞吐現(xiàn)場試驗及開發(fā)效果（四）結(jié) 論,主要內(nèi)容,,一、過熱蒸汽的性質(zhì),1、過熱蒸汽的定義,濕蒸汽；飽和蒸汽；過熱蒸汽；,未飽和水 飽和水 濕蒸汽 飽和蒸汽 過熱蒸汽 0 417 2

2、675kJ/kg,,,,,過熱蒸汽的熱焓大于飽和蒸汽和濕蒸汽。在4MPa條件下，過熱度50℃ 時，過熱蒸汽的熱焓為2956kJ/kg，飽和蒸汽的熱焓為2800kJ/kg，干度為90％的濕蒸汽的熱焓為2628kJ/kg, 分別高5.57%和12.4%。,,過熱蒸汽,飽和蒸汽,濕蒸汽,2、過熱蒸汽的性質(zhì),一、過熱蒸汽的性質(zhì),,,,,2、過熱蒸汽的性質(zhì),過熱蒸汽的比容大于飽和蒸汽和濕蒸汽。 過熱蒸汽比容為0.057m3/kg；飽和蒸汽比容

3、為0.048m3/kg。 干度50％的蒸汽比容為0.030m3/kg。,過熱蒸汽,飽和蒸汽,濕蒸汽,一、過熱蒸汽的性質(zhì),,,,,二、過熱蒸汽吞吐機(jī)理的初步認(rèn)識,1、井底蒸汽干度,井口蒸汽干度為100%，井底的蒸汽干度為80～90％；井口蒸汽干度為70%，井底的蒸汽干度為45～55％。,,,,,二、過熱蒸汽吞吐機(jī)理的初步認(rèn)識,2、降黏作用,過熱蒸汽吞吐時，蒸汽的熱焓比不同蒸汽的熱焓增加了500kJ/kg，因此，加熱半徑內(nèi)的溫度較高。

4、過熱蒸汽降黏作用、熱膨脹作用、解堵作用要高于普通蒸汽。油水流度比的降低，有利于提高波及體積。,,,,,二、過熱蒸汽吞吐機(jī)理的初步認(rèn)識,3、蒸餾作用,,壓力:1.55MPa, 溫度:200℃,19OAPI,壓力:8.58MPa , 溫度:300℃,,19OAPI,飽和條件下當(dāng)溫度從200℃升到300℃時，原油蒸餾率提高5.3%,,,,,二、過熱蒸汽吞吐機(jī)理的初步認(rèn)識,3、蒸餾作用,1.53MPa壓力下，蒸汽溫度從200℃升高到300℃（

5、過熱度100 ℃）時，19OAPI和28OAPI兩種原油的蒸餾率分別提高28.9%和17.5%。,,,,,二、過熱蒸汽吞吐機(jī)理的初步認(rèn)識,4、驅(qū)油效率,溫度越高，驅(qū)油效率越高。,,,,,二、過熱蒸汽吞吐機(jī)理的初步認(rèn)識,4、驅(qū)油效率,溫度越高，巖石的水潤濕程度越高，束縛水飽和度越高；溫度越高，驅(qū)油效率越高，殘余油飽和度越低。改變了油水運動關(guān)系。,,,,,二、過熱蒸汽吞吐機(jī)理的初步認(rèn)識,5、波及體積,相同注汽量，過熱蒸汽吞吐時蒸汽的比容

6、較大，為0.042m3/kg，普通蒸汽吞吐時蒸汽的比容為0.030m3/kg，前者是后者的1.4倍。提高了波及體積，油水流度比的降低更進(jìn)一步提高了波及系數(shù)。,過熱蒸汽 普通蒸汽 蒸汽吞吐壓力場分布,過熱蒸汽 普通蒸汽 蒸汽吞吐溫度場分布,,,,,二、過熱蒸汽吞吐機(jī)理的初步認(rèn)識,6、水熱裂解作用,過熱蒸汽吞吐過程中，蒸汽帶和蒸汽凝結(jié)帶范圍內(nèi)的高溫油層足

7、以使稠油發(fā)生某些化學(xué)反應(yīng)，如裂解、加氫、水熱裂解等。稠油水熱裂解反應(yīng)能夠?qū)Τ碛驼扯群土髯冃缘刃再|(zhì)、組成、結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重要影響，反應(yīng)的主要特征是粘度不可逆降低。Hyne等人在研究中報道了水熱裂解（240℃）對阿薩巴斯卡樣品SARA組分的影響：①瀝青質(zhì)含量降低；②膠質(zhì)含量減少約30%；③飽和烴和芳香烴含量增加；④平均分子量下降、硫含量明顯降低、氧含量降低；⑤總環(huán)數(shù)減少，脫掉部分烷基側(cè)鏈；⑥反應(yīng)中主要生成 CO2、H2S、H2、CO、CH4等

8、氣體。,,,,,,三、過熱蒸汽吞吐現(xiàn)場試驗及開發(fā)效果,含油層位：中侏羅統(tǒng)油藏底部埋深：290 ～380 m沉積厚度： 100～130m平均油層厚度：18 m含油巖性：中—細(xì)砂巖孔隙類型：粒間孔油層平均孔隙度：36.6％油層平均滲透率：1875×10-3μm2,1、鹽上油藏基本情況,,,,,,三、過熱蒸汽吞吐現(xiàn)場試驗及開發(fā)效果,原油黏度：20℃地面脫氣油粘度為144～690mPa·s原油密度： 0.90

9、47～0.9284 g/m3膠質(zhì)含量：21%～28%含硫量：0.542%～0.792%凝固點低： -37～-50℃瀝青含量低： 0.26%～0.43%石蠟含量低：0.086%～0.467%。 地層溫度：19℃ 原始地層壓力：2.44～3.17MPa,1、鹽上油藏基本情況,,,,,,三、過熱蒸汽吞吐現(xiàn)場試驗及開發(fā)效果,2、現(xiàn)場試驗情況,采用直流注汽鍋爐＋蒸汽再加熱裝置產(chǎn)生過熱蒸汽。 工藝流程為：注汽鍋爐產(chǎn)生干度為80

10、%的濕蒸汽，輸出到安裝在井口的蒸汽再加熱裝置，首先對濕蒸汽進(jìn)行“汽水分離”，分離后的“干飽和蒸汽”通過蒸汽再加熱裝置繼續(xù)加熱生產(chǎn)過熱蒸汽。,,,,,,三、過熱蒸汽吞吐現(xiàn)場試驗及開發(fā)效果,2、現(xiàn)場試驗情況,蒸汽再加熱裝置于2005年10月6日正式通汽點火調(diào)試，對43井進(jìn)行注汽試驗，歷時20d，累計運行372h，累計注入過熱蒸汽1920t，累計注入濕飽和蒸汽1050t，累計注入蒸汽總量2970t。采油工作制度：57mm泵徑，沖程2m，沖次每

11、分鐘4次，理論排量30 m3/d。,43井不同吞吐周期的注汽參數(shù),,,,,,三、過熱蒸汽吞吐現(xiàn)場試驗及開發(fā)效果,3、試驗生產(chǎn)及開發(fā)效果,肯基亞克鹽上43井注過熱蒸汽吞吐開發(fā)曲線,截至2006年10月30日，該井累積生產(chǎn)357d，累積產(chǎn)油4021.1t，油汽比1.35，過熱蒸汽吞吐的產(chǎn)量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過濕蒸汽吞吐的產(chǎn)量，過熱蒸汽吞吐增產(chǎn)效果明顯。,43井過熱蒸汽吞吐第1個月（2005年11月）為吐水期，日產(chǎn)量無明顯變化；但第2、3個月含水大幅度

12、下降，日產(chǎn)油量從3.3t/d大幅度增加到10t/d以上；2006年2月進(jìn)行檢泵沖砂作業(yè)后，產(chǎn)液能力有所下降，生產(chǎn)正常后產(chǎn)液量逐漸上升到20t/d左右，含水由60%持續(xù)下降到40%，日產(chǎn)油維持在10～16t/d。,,肯基亞克鹽上過熱蒸汽吞吐井生產(chǎn)數(shù)據(jù)表,三、過熱蒸汽吞吐現(xiàn)場試驗及開發(fā)效果,3、試驗生產(chǎn)及開發(fā)效果,根據(jù)43井的吞吐效果，又先后對9口井進(jìn)行了過熱蒸汽吞吐擴(kuò)大試驗。其中55井投產(chǎn)后一直頻繁修井，生產(chǎn)不正常，過熱蒸汽吞吐效果沒有完

13、全發(fā)揮；49和38井在射孔時射開了底部的水淹層，由于地層水的影響，其吞吐效果不明顯。,,三、過熱蒸汽吞吐現(xiàn)場試驗及開發(fā)效果,3、試驗生產(chǎn)及開發(fā)效果,鹽上油藏普通蒸汽(1周期)與過熱蒸汽(2周期)吞吐生產(chǎn)效果對比圖,從正常生產(chǎn)井的生產(chǎn)效果看，過熱蒸汽吞吐具有明顯的增產(chǎn)效果，主要表現(xiàn)為產(chǎn)液量增加，含水下降，產(chǎn)油量大幅升高。在相同生產(chǎn)時間下，過熱蒸汽吞吐比普通濕蒸汽的增產(chǎn)效果明顯,,四、結(jié) 論,（1）鹽上油藏進(jìn)行過熱蒸汽吞吐試驗取得了較好的

14、開發(fā)效果。（2）與普通蒸汽吞吐相比，過熱蒸汽具有更高的熱焓和更大的比容； 在注汽量相同的情況下，過熱蒸汽的井底干度、加熱半徑更大， 蒸餾率更高，驅(qū)油效率更好，增產(chǎn)效果更顯著。（3）同鹽上油藏類似的稠油油藏可開展過熱蒸汽吞吐先導(dǎo)試驗，提 高稠油油藏的開發(fā)效果。,參考文獻(xiàn)：[1] 閔 娜, 過熱蒸汽性質(zhì)及應(yīng)用[J]. 電器工程設(shè)計，2005. [2] 張義堂等，熱力采油提高采收率技術(shù)[M]. 北京：石油

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