第一篇：RMRS在稠油超稠油開發(fā)中的應(yīng)用

旋轉(zhuǎn)磁場測距導(dǎo)向系統(tǒng)在稠油/超稠油開發(fā)中的應(yīng)用

摘要：在稠油/超稠油開發(fā)中，SAGD雙水平井對采收率的貢獻最大，但是僅SAGD依靠雙水平井井型具有一定的限制，而雙水平井加連通井的方案為淺層稠油/超稠油（特別是淺層稠油/超稠油）開發(fā)提供了新的技術(shù)途徑。旋轉(zhuǎn)磁場測距導(dǎo)向系統(tǒng)是在20世紀90年代發(fā)展起來的鄰井距離探測新技術(shù)，可以直接探測鉆頭到目標井的距離和方位，可用于SAGD雙水平井和連通井的井眼軌跡控制，而且旋轉(zhuǎn)磁場測距導(dǎo)向系統(tǒng)在雙水平井加連通井方案的施工中具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。因此，旋轉(zhuǎn)磁場測距導(dǎo)向系統(tǒng)在稠油/超稠油（特別是淺層稠油/超稠油）開發(fā)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)磁場測距導(dǎo)向系統(tǒng)；SAGD；雙水平井；連通井；淺層

RMRS Application in Heavy Oil / Ultra-heavy Oil Reservoirs

Developments

SUN Dongkui, GAO Deli, DIAO Binbin(Key Laboratory for Petroleum Engineering of the Ministry of Education, China University of Petroleum，Beijing 102249, China)

Abstract: In heavy oil / ultra-heavy oil reservoirs developments, twin parallel horizontal SAGD wells play the most important role in enhancing oil recovery, but the twin parallel horizontal SAGD wells technology also has some disadvantages.However, the combination of the twin parallel horizontal SAGD wells technology and the connected well technology offered the new way for developing heavy oil / ultra-heavy oil reservoirs(especially shallow heavy oil / ultra-heavy oil reservoirs).RMRS, which is a new technology for detecting adjacent well distance and developed in 1990s, can be utilized to detect the distance and direction from drilling bit to target well and can be used in the well path control of twin parallel horizontal wells and connected wells.Moreover, RMRS enjoys obvious advantages in the project of combining twin parallel horizontal wells and connected wells.RMRS, therefore, has broad application prospects in heavy oil / ultra-heavy oil reservoirs(especially shallow heavy oil / ultra-heavy oil reservoirs)developments.Key Words: RMRS;SAGD;twin parallel horizontal wells;connected wells;shallow layer

稠油是世界經(jīng)濟發(fā)展的重要資源，其儲量約有4000億~6000億立方米。我國也有著豐富的稠油資源，據(jù)不完全統(tǒng)計，在我國新增儲量中稠油、低滲透、小斷塊等復(fù)雜油氣藏所占比例在90%以上。隨著我國對稠油開發(fā)力度的不斷增加，SAGD（蒸汽輔助重力泄油）技術(shù)作為一項開發(fā)稠油/超稠油油藏的前沿技術(shù)，正在我國得到推廣應(yīng)用。目前，SAGD技術(shù)主要分為以下四種井組類型：①直井井組聯(lián)采；②叢式井/斜直水平井聯(lián)合開采；③U型井聯(lián)采，直井火燒油層，水平井采油；④雙水平井聯(lián)采，上注下采。其中以雙水平井聯(lián)采方式對采收率的貢獻最大。為了保證SAGD雙水平井技術(shù)的成功，鉆井時保持SAGD兩水平井水平段平行、間距誤差不得超過±1.0m和注入井位于生產(chǎn)井正上方是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。為了滿足現(xiàn)場需求，國外研發(fā)了旋轉(zhuǎn)磁場測距導(dǎo)向系統(tǒng)（RMRS）和磁導(dǎo)向工具（MGT），并得到了廣泛應(yīng)用的研究[12-13][2-11][2]

[1]。為了打破國外對該類技術(shù)的壟斷，我國目前也正大力開展這類技術(shù)。RMRS的組成

RMRS主要由磁短節(jié)、探管和信號采集與數(shù)據(jù)分析軟件組成，如圖1所示。磁短節(jié)是由無磁鉆鋌以及若干永磁體等組成的一個短節(jié)，永磁體軸向相對磁短節(jié)軸向垂直放置，這個短節(jié)緊跟在鉆頭的后面，隨著鉆頭旋轉(zhuǎn)，可以在周圍空間產(chǎn)生一個交變磁場，是RMRS的信號源。探管主要由三部分組成：傳感器組件（三軸交變磁場傳感器、三軸加速度傳感器、三軸磁通門傳感器和溫度傳感器）、電路及無磁外殼，其外徑約為44.5mm、長度約為1.4m，放于已鉆井中。探管不僅可以探測地磁場和重力場，以確定探管自身的擺放姿態(tài)，而且可以探測由磁短節(jié)產(chǎn)生的交變磁場，并將探測數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛嬗嬎銠C中。安裝在計算機中的信號采集與數(shù)據(jù)分析軟件可以對測量信息進行處理與分析，將鉆頭相對目標井的位置測量信息轉(zhuǎn)化為工程師可讀的數(shù)據(jù)。

圖1 RMRS的主要組成部分 RMRS的技術(shù)規(guī)范與優(yōu)勢

目前，用于SAGD雙水平井間距探測的工具有RMRS和MGT，它們的技術(shù)規(guī)范如表1所示。RMRS和MGT都可以直接探測鉆頭到目標井的距離和方位，不會產(chǎn)生傳統(tǒng)測斜工具的累積誤差。雖然，在國外有95%的SAGD雙水平都采用了MGT來控制注入井與生產(chǎn)井的間距，而且MGT相比RMRS主要還具有以下技術(shù)優(yōu)勢：①應(yīng)用電磁引導(dǎo)工具可以很方便

[6]地探測正鉆井水平段任意一點到已鉆井水平段的間距；②電磁引導(dǎo)工具探測數(shù)據(jù)量小，更容易與電磁傳輸技術(shù)相結(jié)合；③需要重復(fù)測量時，電磁引導(dǎo)工具更為方便；④如果SAGD雙水平井需要重鉆時，電磁引導(dǎo)工具可以在注過蒸汽的地層正常工作。但是，RMRS也有以下MGT無法取代的技術(shù)優(yōu)勢：①RMRS磁短節(jié)直接與鉆頭相接，而MGT探測磁信號的工具距鉆頭在10米以上，因此RMRS的測量結(jié)果更精確反映鉆頭相對已鉆井的位置；②RMRS測量過程中無需停鉆，節(jié)省了綜合鉆井時間；③RMRS不僅可以探測兩口平行水平井的間距和方位，而且可以探測鉆頭到靶點的距離和方位（即RMRS不僅可以用于SAGD雙水平井井眼軌跡控制，而且可以用于連通井的井眼軌跡控制）。

表1 RMRS和MGT的技術(shù)規(guī)范

工具外徑 長度 適用井眼尺寸 極限工作溫度 最大工作壓力 5m~15m的測量精度 15m~25m的測量精度 25m以上的測量精度

最大測量距離

RMRS 1.75 in 4.9 m —— 140℃ 15000 PSI 2%~4% 5% 超出測量范圍 m

MGT 2 in 2.5 m 3-7/8 in 以上

85℃ 15000 PSI 5% 5% 5% 80 m 由RMRS和MGT的技術(shù)規(guī)范和技術(shù)優(yōu)勢可知：在稠油/超稠油的開發(fā)中，如果僅用SAGD雙水平井，那么鄰井距離探測工具可選RMRS或MGT，但是如果用雙水平井和連通井的組合井型來開采稠油/超稠油，顯然使用RMRS是最佳的選擇。當然也可以在雙水平井中用MGT進行井眼軌跡控制，而在連通井中用RMRS進行軌跡控制，但是租用兩套工具顯然增加了鉆井成本。在我國的稠油/超稠油開發(fā)中，僅依靠雙水平井具有一定的限制，特別是在淺層稠油/超稠油開發(fā)中，由于水平井井眼曲率過大導(dǎo)致的采油泵下入困難以及沉沒度不夠等一些列問題，采用雙水平井和連通井的組合井型可以很好的解決這些問題，也為稠油/超稠油的開發(fā)提供了新的技術(shù)途徑。因此，RMRS在稠油/超稠油（特別是淺層稠油/超稠油）開發(fā)中具有廣闊的應(yīng)用前景。RMRS在SAGD雙水平井中的工作原理[5]

圖2 RMRS在SAGD雙水平井中的工作示意圖

圖3 RMRS探測的三軸磁場強度

RMRS與MGT相比，磁源和磁信號探測器的位置進行了對調(diào)，RMRS在SAGD雙水平井中的工作示意圖，如圖2所示。檢測RMRS信號的探管放置在已鉆井中，隨著鉆頭和磁短節(jié)開始旋轉(zhuǎn)鉆進，探管實時記錄下由旋轉(zhuǎn)磁短節(jié)產(chǎn)生的三軸變化磁場強度，如圖3所示。當旋轉(zhuǎn)磁短節(jié)經(jīng)過探管時，磁場強度軸向分量（Hz）的振幅經(jīng)歷一個最小值和兩個最大值。兩個軸向磁場強度分量振幅最大值間的距離等于正鉆井到已鉆井的間距。兩個振幅最大值的相對大小也是正鉆井鉆向已鉆井或鉆離已鉆井的指示器。當前一時刻軸向磁場強度分量振幅最大值大于后一時刻的振幅最大值，那么表明鉆頭鉆離已鉆井；反之，當前一時刻軸向磁場強度分量振幅最大值小于后一時刻的振幅最大值，那么表明鉆頭鉆向已鉆井。理想測距結(jié)果的獲得需要測得包含兩個完整振幅最大值的數(shù)據(jù)。例如：為了獲得理想的測距結(jié)果，如果兩井在設(shè)計時相距5米，那么磁短節(jié)周圍7~8米區(qū)域的信號都需要獲得。雖然用信號處理的技術(shù)對短信號進行處理也可以得到兩井間距，但是這會降低測量精度。

探管探測的磁場強度徑向分量（Hx和Hy）的幅值遠小于磁場強度軸向分量（Hz），這是因為磁場強度徑向分量穿過生產(chǎn)井中的套管或油管時會快速衰減，但是磁場強度徑向分量可以用來確定注入井相對生產(chǎn)井的方位。4 RMRS在連通井中的工作原理[7-8]

圖4 RMRS在連通井中的工作示意圖

RMRS可以直接探測鉆頭到連通點的距離和方位，是引導(dǎo)一口水平井與一口洞穴井連通的前沿技術(shù)。目前，在我國煤層氣連通井鉆井中RMRS已得到了廣泛用。RMRS在連通井中的工作原理：RMRS的最測距范圍為80m，有效測距范圍為50m，因此RMRS適用于水平井最后50m的導(dǎo)向鉆進，垂直井的鉆進和水平井前期鉆進工作均保持不變。連通過程中首先在直井中下入探管，在鉆頭后直接連接一個磁短節(jié)。連通前首先將兩口井所測的測斜數(shù)據(jù)輸入到地面計算軟件中，初始化坐標系。當鉆頭進入到探管的測量范圍后，探管不斷地探測由磁短節(jié)產(chǎn)生的三軸交變磁場，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛嬗嬎銠C。計算機中的計算軟件結(jié)合探管探測三軸交變磁場強度和兩口井的測斜數(shù)據(jù)進行分析計算，可得到鉆頭與洞穴的距離及方位偏差。根據(jù)計算結(jié)果調(diào)整工具面，可以及時地將正鉆井井眼方向糾正至洞穴中心的位置。當鉆頭距洞穴5米左右時，RMRS不能正常工作，需要根據(jù)防碰原理和鄰井距離掃描計算，利用專用的軌跡計算軟件進行法面距離掃描和最近距離掃描，判斷水平井與洞穴中心的距離，并結(jié)合井眼軌跡三維視圖上分析軌跡每接近洞穴一步的變化趨勢，以達到連通的目的?，F(xiàn)場應(yīng)用分析

某油田超稠油資源十分豐富，利用直井和水平井熱采開發(fā)采收率不理想。2008年，該油田進行了多口SAGD雙水平井鉆井試驗，采收率得了顯著提升。X-IP井組是其中的一組試驗井，X-P井（生產(chǎn)井）應(yīng)用傳統(tǒng)的MWD進行井眼軌跡控制施工；X-I井（注入井）未進入水平段以前，也MWD進行井眼軌跡控制施工，進入水平段以后，采用RMRS進行井眼軌跡控制鉆進。X-IP井組要求兩井水平段間距為5m，軌跡距靶心垂向誤差不超過±1.0m，平面上水平段軌跡距靶心誤差不超過±2.0m。

X-IP井組井眼軌跡的三維視圖，如圖5所示。由圖可知，X-I井和X-P井的井眼軌跡走向基本一致，兩口井的水平段基本平行。以X-I井為參考井，X-P井為比較井，進行最近距離掃描，可得最近距離掃描圖（如圖6所示）和最近距離隨參考井井深的變化關(guān)系圖（如圖7所示）。由圖6和圖7可知，X-I井水平段基本位于X-P井正上方，兩口井水平段的最大間距為5.89m，誤差0.89m；最小間距為4.65m，誤差0.35m；平均間距為5.27m，誤差0.27m。因此，X-IP井組井眼軌跡控制精度完全達到了設(shè)計精度要求。

隨后，該油田設(shè)計了幾組試驗井，由于某組雙水平井的曲率過大，導(dǎo)致采油泵下入困難以及沉沒度不夠等一些列問題。為了解決這些問題，該油田采用于SAGD雙水平井加連通井的方案（即下方的生產(chǎn)井與鄰近的一口直井連通），利用直井采油，從而簡化了有桿泵舉升工藝。利用RMRS該油田很好完成了SAGD雙水平井加連通井方案的施工，如圖8所示。

圖5 X-IP井組井眼軌跡三維視圖

圖6最近距離掃描圖

圖7 最近距離隨參考井井深的變化關(guān)系

圖8 某井組垂直剖面圖 結(jié) 論

（1）RMRS可以直接探測鉆頭到目標井的距離和方位，隨著井深的增加不會產(chǎn)生累積誤差，可用于SAGD雙水平井和連通井的井眼軌跡控制中。

（2）在稠油/超稠油（特別是淺層稠油/超稠油）開發(fā)中，SAGD雙水平井對采收率的貢獻最大，但是僅依靠雙水平井井型具有一定的限制，而雙水平井加連通井的方案為淺層稠油/超稠油開發(fā)提供了新的技術(shù)途徑，開拓了思路。

（3）在雙水平井加連通井方案的施工中，可以只用RMRS一種工具完成雙水平井水段和水平井與直井連通的井眼軌跡探測，這是MGT等工具沒有的技術(shù)優(yōu)勢。因此，RMRS在稠油/超稠油（特別是淺層稠油/超稠油）開發(fā)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻

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第二篇：遼河油田稠油開發(fā)技術(shù)特色

遼河油田稠油開發(fā)特色技術(shù)

遼河油田位于美麗的渤海之濱、素有“濕地之都”之稱的遼寧盤錦。這里有瑰麗似火的紅海灘，高貴輕盈的丹頂鶴，葦浪連天的大葦田，玲瓏剔透的盤錦大米，自然環(huán)境獨特，四季分明，風(fēng)景如畫。作為一個油田的孩子，從小在父輩的耳濡目染之下，對石油有著深厚的感情，一直夢想著將來有一天也能像父輩們一樣，為了祖國的石油事業(yè)奉獻自己的青春，所以緊張的學(xué)習(xí)之余，對遼河油田的勘探開發(fā)知識進行了一些學(xué)習(xí)和認識。

1955年，遼河盆地開始進行地質(zhì)普查，1964年鉆成第一口探井，1966年鉆探的遼6井獲工業(yè)油氣流，1967年3月大慶派來一支隊伍進行勘探開發(fā)，稱“大慶六七三廠”，正式拉開了遼河油田勘探開發(fā)的大幕。今年是遼河油田開發(fā)建設(shè)45周年，遼河油田45年的歷史，是一部石油勘探開發(fā)史，也是一部石油科技的進步史。經(jīng)過45年的勘探開發(fā)歷程，遼河油田逐漸形成了具有遼河特色的勘探開發(fā)技術(shù)。

遼河盆地是一個開發(fā)對象十分復(fù)雜的復(fù)式油氣區(qū)，堪稱地質(zhì)大觀園。其地質(zhì)特征用一句話概括可為“五多一深”，即含油層系多、斷塊斷裂多、儲層類型多、油藏類型多、油品類型多、油層埋藏深。從太古界到新生界共發(fā)育14套含油層系；僅盆地陸上就發(fā)育2-4級斷層300余條，四級斷塊450多個；儲層巖性較多，碎屑巖、碳酸鹽巖、火成巖、變質(zhì)巖均有出現(xiàn)；稀油、高凝油、普通稠油、特稠油及超稠油具有發(fā)育。

遼河油田1986年原油產(chǎn)量達到千萬噸，截至2014年底已經(jīng)在千萬噸以上穩(wěn)產(chǎn)29年。遼河油田是國內(nèi)最大的稠油生產(chǎn)基地，探明稠油地質(zhì)儲量與稠油年產(chǎn)量所占比重較大。全國22.9億噸的稠油探明儲量，遼河油田占了10.86億噸，占到了47.5%。平面上主要分布在遼河斷餡西部凹陷西斜坡、東部陡坡帶和中央隆起南部傾末帶。

稠油是指在油層條件下原油粘度大于50mPa.s、相對密度大于0.92的原油，國外稱之為“重油（heavy oil）”。我國稠油瀝青質(zhì)含量低，膠質(zhì)含量高，粘度偏高，相對密度較低。根據(jù)我國稠油的特征，將稠油分為三類。在稠油分類時，以原油粘度為第一指標，相對密度作為輔助指標。

遼河油田稠油油藏主要有4個特點：

（1）原油粘度跨度大。普通稠油、特稠油、超稠油均有；

（2）油藏埋藏深。既有中深層（600-900m）、深層（900-1300m），又有 深層（1300-1700m）、超深層（大于1700m）。遼河油田稠油油藏埋深以中深層-深層為主；

（3）儲集層類型以碎屑巖為主；

（4）含油井段長。層狀油藏含油井段長達150-350m,塊狀油藏油層厚度達 35-190m。

稠油的最大特性體現(xiàn)在以下兩點：一是原油粘度對溫度非常敏感，隨溫度的升高而大幅度降低；二是隨著溫度的升高，原油體積發(fā)生膨脹，因此產(chǎn)生驅(qū)油作用。

根據(jù)稠油的特性，一般采用熱力開采。根據(jù)對油層加熱的方式可分為兩類，一是把流體注入油層，如熱水驅(qū)、蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)等；另一種是在油層內(nèi)燃燒產(chǎn)生熱量，稱火燒油層。

經(jīng)過四十多年的探索實踐，遼河油田形成了蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)、SAGD以及火驅(qū)等為主導(dǎo)的稠油開發(fā)核心技術(shù)，有力支撐了油田持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)。

（1）蒸汽吞吐

蒸汽吞吐就是先向油井注入一定量的蒸汽，關(guān)井一段時間，待蒸汽的熱能向油層擴散后，再開井生產(chǎn)的一種開采重油的增產(chǎn)方法。蒸汽吞吐作業(yè)的過程可分為三個階段，即注汽、燜井及回采。

蒸汽吞吐常作為注蒸汽開采的第一階段，熱采稠油區(qū)塊投入開發(fā)的初期，基本上采用蒸汽吞吐開發(fā)。自上個世紀80年代，蒸汽吞吐開啟了遼河稠油走向高產(chǎn)的傳奇之旅，這也成為了遼河油田稠油油藏主蒸汽開發(fā)的主體技術(shù)。目前，遼河油田每年稠油吞吐產(chǎn)量約330萬噸，占到總產(chǎn)量的三分之一。但經(jīng)過30余年的開發(fā)，原油產(chǎn)量下降，地層能量大大降低。目前遼河油田正在探索非烴類氣體輔助蒸汽吞吐技術(shù)，這是是一種將空氣、氮氣、二氧化碳等非烴類氣體注入蒸汽吞吐井中，發(fā)揮其補充地層能量、減少蒸汽使用、降低油水液面張力等作用，從而改善蒸汽吞吐生產(chǎn)效果的技術(shù)手段。（2）蒸汽驅(qū)

蒸汽驅(qū)就是蒸汽由注入井被連續(xù)不斷地注入到油層中，把原油驅(qū)向周圍的生產(chǎn)井。蒸汽吞吐屬衰竭式開采方式，當蒸汽吞吐到一定程度時，要進一步提高原油采收率，必須向油層補充驅(qū)替能量，由蒸汽吞吐轉(zhuǎn)為蒸汽驅(qū)。

齊40是遼河油田最早啟動的蒸汽驅(qū)開發(fā)試驗區(qū)塊。齊40塊于1987年以蒸汽吞吐方式投入開發(fā)，1998年10月開展了蒸汽驅(qū)先導(dǎo)試驗，2003年開始進行蒸汽驅(qū)擴大試驗，2005年12月齊40塊蒸汽驅(qū)正式啟動。經(jīng)過十多年的開發(fā)實踐，齊40塊蒸汽驅(qū)取得了成功，開創(chuàng)了中深層稠油油藏蒸汽驅(qū)先例，為國內(nèi)同類型油藏轉(zhuǎn)換開發(fā)方式，提高采收率積累了豐富的經(jīng)驗。（3）SAGD--蒸汽輔助重力泄油

SAGD（Steam Assisted Gravity Drainage）簡稱蒸汽輔助重力泄油是一種將蒸汽從位于油藏底部附近的水平生產(chǎn)井上方的一口直井或一口水平井注入油藏，被加熱的原油和蒸汽冷凝液從油藏底部的水平井產(chǎn)出的采油方法，具有高的采油能力、高油汽比、較高的最終采收率及降低井間干擾，避免過早井間竄通的優(yōu)點。SAGD 是蒸汽吞吐后期大幅度提高采收率的一種有效的接替技術(shù)。

目前SAGD 有三種布井方式, 即平行水平井方式、直井與水平井組合方式和單管水平井SAGD。遼河油田是國內(nèi)最早一批開展SAGD開發(fā)試驗、并順利轉(zhuǎn)入工業(yè)化推廣的油田。遼河油田于1996 年在杜84 塊興隆臺油藏成功地完鉆了中國第一對雙水平井, 開展了國內(nèi)第一個蒸汽輔助重力泄油SAGD 先導(dǎo)試驗,即水平井注汽、水平井采油組合方式進行的蒸汽輔助重力泄油。

直井與水平井組合SAGD就是采用直井注汽, 水平井采油的SAGD 技術(shù)。其生產(chǎn)特征表現(xiàn)為蒸汽腔上升較快, 當上升到一定高度時, 沿水平生產(chǎn)井方向和橫向方向在油層中擴展。2005 年，遼河油田首次在杜84塊館陶組油層開展了直井與水平井SAGD 先導(dǎo)試驗, 取得了成功, 目前該區(qū)塊館陶油層已全面進入SAGD 開發(fā)階段。

（4）火燒油層

火燒油層（又稱火驅(qū)）是把空氣、富氧空氣或氧氣注入到油層,使其在油層中與原油中的重質(zhì)成分起氧化反應(yīng)，釋放大量的熱和氣體，來驅(qū)替未燃燒的原油。

火驅(qū)作為提高稠油采收率的重要方法之一，具有采收率高、成本低、應(yīng)用范圍廣的優(yōu)勢。據(jù)了解，目前國內(nèi)進行火驅(qū)開發(fā)試驗的主要有遼河、新疆、吉林等

油田。遼河油田在上世紀末就開展過火驅(qū)探索，但正式進行先導(dǎo)試驗始于2005年。目前，遼河油田是國內(nèi)火驅(qū)試驗規(guī)模最大、產(chǎn)量最高的油田，火驅(qū)年產(chǎn)油達33.6萬噸。預(yù)計到2020年，中石油火驅(qū)年產(chǎn)量要達到100萬噸，屆時遼河油田火驅(qū)產(chǎn)量將達到67萬噸，占據(jù)中石油火驅(qū)年總產(chǎn)量的一半以上。

40多年以來，為實現(xiàn)遼河油田的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，遼河人一直沒有停止創(chuàng)新探索的步伐，重力火驅(qū)、火驅(qū)與蒸汽復(fù)合驅(qū)室內(nèi)研究取得重要進展，為深層稠油探索了新的接替方式；注二氧化碳輔助水平井蒸汽吞吐技術(shù)展開初步嘗試，煙道氣輔助SAGD、注熱空氣輔助稠油熱采等“潛力股”技術(shù)也已提上日程，一系列創(chuàng)新技術(shù)為遼河油田穩(wěn)產(chǎn)提供了重要的技術(shù)支持。

第三篇：新技術(shù)對提升稠油開發(fā)效果的探討

新技術(shù)對提升稠油開發(fā)效果的探討

[摘 要]開發(fā)稠油井低成本高效攀升新技術(shù)已成為各油田稠油生產(chǎn)提質(zhì)增效的一項重要研究課題。某油田提出了應(yīng)用稠油開發(fā)新技術(shù)提升稠油開發(fā)效果，提升稠油井開發(fā)整體系統(tǒng)效率，實現(xiàn)稠油生產(chǎn)井低成本開發(fā)；介紹了泵下旋流降黏技術(shù)、氮氣增能技術(shù)、稠油特超稠油區(qū)塊配套注采一體化技術(shù)，保溫技術(shù)，以及防砂注汽一體化工藝技術(shù)等5項稠油開發(fā)新技術(shù)的技術(shù)原理，使用條件和現(xiàn)場應(yīng)用效果。實踐證明，這些稠油開發(fā)新技術(shù)措施對稠油開發(fā)提質(zhì)增效均十分有效。

[關(guān)鍵詞]稠油；泵下旋流；氮氣增能；高溫起泡劑；一體化技術(shù)；效果

中圖分類號：S525 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）28-0373-01

隨著某油田開發(fā)整體進入特高含水期深度開發(fā)階段，稠油開發(fā)已經(jīng)成為重要產(chǎn)能接替陣地。目前，油田稠油資源探明地質(zhì)儲量6.6×108t，其中東部探明地質(zhì)儲量5.78×108t，動用4.86×108t，西部發(fā)現(xiàn)春風(fēng)、春暉等油田，探明地質(zhì)儲量8209×104t，動用4139×104t。經(jīng)過反復(fù)研究論證，探索出一套從油藏、井筒到地面的低成本配套新技術(shù)，大大提升了開發(fā)效果，降低了噸油操作成本，增加了稠油開發(fā)利潤單元，減少了無效稠油開發(fā)單元。隨著稠油開發(fā)新技術(shù)的不斷應(yīng)用，稠油區(qū)塊開發(fā)效益顯著提高，提升了稠油井開發(fā)整體系統(tǒng)效率，實現(xiàn)稠油生產(chǎn)井低成本開發(fā)，并取得了良好的實踐效果。

1泵下旋流降黏技術(shù)

1.1技術(shù)原理

稠油井存在井筒流體流動難、桿柱阻力大、泵效低等問題，開發(fā)難度大，在生產(chǎn)過程中，需要采取添加降黏劑等井筒降黏措施，才能正常生產(chǎn)。而現(xiàn)用的降黏劑由油套環(huán)空添加，無法實現(xiàn)泵下攪拌，導(dǎo)致降黏劑與原油混合均勻性差、降黏效果不穩(wěn)定、泵效低等問題，既耗本又減效。在低油價形勢下，為實現(xiàn)稠油降本增效開采，科研人員開展了稠油井過泵旋流降黏高效舉升技術(shù)研究。

1.2使用條件

該技術(shù)適用于所有采用添加降黏劑、電加熱等井筒降黏措施的稠油開發(fā)油井。

2氮氣增能技術(shù)

2.1技術(shù)原理

氮氣泡沫調(diào)剖技術(shù)在注蒸汽過程中注入氮氣和泡沫劑，通過泡沫的“賈敏效應(yīng)”，增加蒸汽流動阻力，達到減緩汽竄，提高注入蒸汽的波及效率和驅(qū)替效率的目的。泡沫劑具有很強的選擇封堵性能，在殘余油飽和度較高的地帶發(fā)泡性較差甚至不具備發(fā)泡性，而在殘余油飽和度較低的地帶具有很好的發(fā)泡性，這種選擇封堵的特性非常適用于多輪次?淄潞篤誄磧陀筒?。伴随讙仮入蒸?的驅(qū)進，在流體滲流速度高的地帶，形成高強度的致密泡沫帶，封堵壓力增強，降低流體的滲流速度，迫使后續(xù)蒸汽轉(zhuǎn)向富含油的低滲透帶。由于殘余油飽和度高的低滲透帶泡沫劑無法形成穩(wěn)定泡沫，蒸汽不斷進入，從而提高了該部分的運用程度。注入的氮氣可以增強地層的驅(qū)動能量，抑制底水的推進，溶解入地層原油后降低原油黏度，增加流體的流動性。泡沫驅(qū)既具有聚合物驅(qū)的高流度控制能力和微觀調(diào)剖作用，又具有表面活性劑驅(qū)的乳化和降低界面張力的作用。泡沫體系良好的封堵性能同表面活性劑提高驅(qū)替效率有機地結(jié)合起來，使泡沫體系具有封堵、調(diào)剖、降黏、洗油的綜合作用機理。

2.2使用條件

泡沫是一種高黏度流體，具有“堵水不堵油”的特性，即遇水起泡、遇油消泡。當含油飽和度低時，泡沫能形成較高的封堵壓差，當含油飽和度高于一定值時，泡沫破滅難于形成較高的封堵壓差，利用這一特點，在蒸汽驅(qū)過程中加入泡沫體系，可以發(fā)揮選擇性封堵的作用，封堵高含水區(qū)域，迫使蒸汽更多地進入含油飽和度高的區(qū)域，擴大汽驅(qū)波及體積。泡沫對高滲層具有較強的封堵作用，而對低滲層的封堵較弱。加入泡沫后，優(yōu)先進入高滲透大孔道，封堵高滲層，高滲透大孔道中滲流阻力增大，流量降低，蒸汽更多地進入低滲透帶，提高低滲層流量，泡沫改善地層非均質(zhì)性帶來的滲流差異，提高波及率。

3稠油、特超稠油區(qū)塊配套注采一體化技術(shù)

3.1技術(shù)原理以往，部分油井因為井間距小，作業(yè)注汽經(jīng)常相互干擾，注汽周期長，部分油井甚至要等1個月才能轉(zhuǎn)周，浪費了有效生產(chǎn)時間。根據(jù)稠油油藏注汽熱采經(jīng)驗，在稠油、特超稠油區(qū)塊配套注采一體化技?g。該技術(shù)是在蒸汽吞吐之前下入一體化管柱，此后只需要通過起下管柱中的固定閥和泵芯即可實現(xiàn)多輪次注汽、采油。注采一體化技術(shù)就是稠油熱采井蒸汽吞吐轉(zhuǎn)周時不動管柱，上提光桿注汽，下放光桿采油。

3.2使用條件

該技術(shù)適用于所有稠油、特超稠油區(qū)塊油井的注汽開發(fā)生產(chǎn)過程。

3.3應(yīng)用效果

該技術(shù)在某油田成功應(yīng)用，這種技術(shù)不僅提高效率，加快注汽轉(zhuǎn)周時間，大大縮短停井時間，而且有效減少地層熱損失和冷傷害，節(jié)省各種費用，年節(jié)約轉(zhuǎn)周作業(yè)費達3000余萬元。

4保溫技術(shù)

4.1技術(shù)原理

除了井筒內(nèi)的熱損失要減少，在注汽生產(chǎn)運行中，產(chǎn)汽、輸汽、注汽等各環(huán)節(jié)的熱量損失同樣需要降到最低。蒸汽輸送主要依靠活動注汽管線和熱脹補償器進行連接，地面工藝全程保干的薄弱環(huán)節(jié)主要在于活動注汽管線、熱力補償器、注汽井口及卡箍連接部位的保溫。為了全面提升地面流程全程保干水平，技術(shù)人員對活動注汽管線、保溫被、補償器開展了研制、實驗。通過改良、研制新型活動注汽管線、利用可重復(fù)使用的新型輕便保溫材料改進保溫棉被、研制新型保溫?zé)崦浹a償器、加大隔熱管的更新等措施，進一步減少沿程的熱量損失，切實提高了保溫效果。

4.2使用條件

該技術(shù)適用于所有稠油開發(fā)注汽生產(chǎn)運行中，產(chǎn)汽、輸汽、注汽等各環(huán)節(jié)的保溫技術(shù)措施環(huán)節(jié)，主要用于活動注汽管線、熱力補償器、注汽井口及卡箍連接部位的保溫等。

4.3應(yīng)用效果

該技術(shù)用于某油田，使注汽系統(tǒng)效率提高了5個百分點。針對稠油開采中暴露出來的注汽過程保溫效果不佳的問題，更新了隔熱管，并在重點吞吐井上推廣了隔熱管接箍密封器。這些技術(shù)的應(yīng)用，最大限度地減少了注汽熱量的損失，從而提高注汽保溫效果和注汽質(zhì)量。

5防砂注汽一體化工藝技術(shù)

5.1技術(shù)原理

稠油井帶防砂管轉(zhuǎn)周工藝具有占井周期短、成本低等特點，但帶防砂管轉(zhuǎn)周工藝也存在著許多不適應(yīng)性：注汽封隔器到油層上界之間存在裸套管段，蒸汽直接加熱套管易產(chǎn)生熱損失和套管損壞；注汽后地層虧空嚴重時，無法進行重復(fù)充填；缺少防漏設(shè)計，壓井液漏失會造成地層冷傷害，既影響注汽效果又會加劇套損等問題。通過集成創(chuàng)新，成功研制出一種用于稠油熱采的“注汽防砂一體化封隔裝置”，實現(xiàn)了帶防砂管密閉注汽、注汽后補砂以及防漏失洗井功能，使井筒熱損失和轉(zhuǎn)周成本得到有效降低。

5.2使用條件

該技術(shù)是針對稠油井防砂管密閉注汽、注汽后補砂以及防漏失洗井功能缺失，井筒熱損失大，轉(zhuǎn)周成本高等問題而開發(fā)應(yīng)用的。適用于防砂工藝單井漏失量大、油井作業(yè)成本高、井筒熱損失大等低效稠油開發(fā)井的應(yīng)用。

5.3應(yīng)用效果

防砂、閉式注汽管柱一體化工藝技術(shù)主要是利用防砂管柱的懸掛封隔器，再下入配套的密閉插管，從而實現(xiàn)注汽管柱密閉，提高后續(xù)注入蒸汽熱焓值的利用率。對比單獨丟熱采封隔器、再下入密插的閉式管柱這樣的常規(guī)作業(yè)工序，減少了一趟丟封作業(yè)工序，縮短了作業(yè)占井周期。目前該項工藝技術(shù)已在某油田現(xiàn)場應(yīng)用77井次，不但降低了勞動強度，縮短了作業(yè)占井周期，而且單井材料成本節(jié)約率高達58.9%，大大提高了油井生產(chǎn)效益，為實現(xiàn)低成本開發(fā)稠油油藏提供了有力的技術(shù)支持。

6結(jié)束語

實踐證明，應(yīng)用稠油開發(fā)生產(chǎn)新技術(shù)是應(yīng)對低油價市場條件下油田稠油開發(fā)生產(chǎn)的必然選擇，這些新技術(shù)的應(yīng)用可以有效提升稠油開發(fā)質(zhì)量和效果。泵下旋流降黏的技術(shù)可以使泵下原油與降黏劑充分混合，從而有效降低泵下原油黏度，提高泵效，有效解決了井筒原油黏度大、提液難的問題，為低油價下稠油井降本增效提供了有力的技術(shù)支持。氮氣增能技術(shù)可以有效擴大蒸汽波及范圍、優(yōu)化高溫起泡劑，提高單井周期油汽比。稠油、特超稠油區(qū)塊配套注采一體化技術(shù)不僅提高了效率，加快了注汽轉(zhuǎn)周時間，大大縮短停井時間，而且有效減少了地層熱損失和冷傷害，節(jié)省各種費用。

第四篇：奈莫泵在含沙稠油輸送中的應(yīng)用

奈莫泵在含沙稠油輸送中的應(yīng)用

目前，國內(nèi)各高粘原油線上大部分采用的是離心泵、稠油泵、雙螺桿泵、齒輪泵等。離心泵效率低、能耗大、輸油成本高(目前離心泵輸送稠油的效率很低，最高為40％左右)，目前世界上最先進的離心泵效率也只有80％左右(清水效率)，在輸送高粘油品時的效率也只有40％～50％；轉(zhuǎn)子式稠油泵、雙螺桿泵、齒輪泵在輸送含沙稠油雖然效率較高，但存在著不耐磨、運行不可靠、維修工作量大的問題。這是我們含砂稠油輸送面臨的一大難題。因此，在輸送高粘度含沙原油時使用單螺桿泵是降低成本最有效、最直接的辦法。

單螺桿泵的原理

單螺桿泵是一種工作可靠而結(jié)構(gòu)簡單的偏心轉(zhuǎn)子式空積泵。泵的主要部件由一定外型面的轉(zhuǎn)子（螺桿）和對應(yīng)內(nèi)型面的定子組成。轉(zhuǎn)子是一個具有大導(dǎo)程、大齒高和小螺紋內(nèi)徑的螺桿，定子是一個具有雙頭螺旋線的彈性襯套。由于定子導(dǎo)程為轉(zhuǎn)子螺距的兩倍，轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)嚙合形成特殊的接觸線（密封線）將定子腔分成互不相通、相角180°的密封腔。當轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)轉(zhuǎn)動時，密封腔沿軸向由泵的吸入端向排出部方向動，介質(zhì)在空腔內(nèi)連續(xù)地由吸入端輸向排出端。

由于定子采用彈性良好的橡膠制成，當介質(zhì)中含有固體顆粒，若固體顆粒擠在密封線中時，由于橡膠定子的彈性作用，定子橡膠表面被壓縮，固體顆粒越過密封線，定子橡膠回彈恢復(fù)原來的形狀。因此單螺桿泵可以輸送含有固體顆粒的介質(zhì)。

奈莫NEMO(r)泵的特點

耐馳生產(chǎn)的奈莫NEMO(r)泵轉(zhuǎn)子用普通材料及特殊材料制成，具有耐磨及防腐蝕性。經(jīng)過表面硬化處理后的轉(zhuǎn)子更適合油田含沙介質(zhì)的輸送。采用圓柱銷型、齒形等多種結(jié)構(gòu)的萬向節(jié)傳動軸設(shè)計，強度高、壽命長、傳動穩(wěn)定性好。定子選用不同配方的橡膠滿足耐油、耐磨、耐高溫等不同的工況需要。

1、適合用于腐蝕性介質(zhì)、含氣介質(zhì)、含泥沙固體顆粒介質(zhì)和高粘度介質(zhì)的輸送。含氣量可達75％，介質(zhì)粘度可達50000mPa.S，含固量可達60％，允許固體顆粒直徑≤3.5~32mm，允許纖維長度≤37~272mm。在輸送管路配置合理的情況下，對油氣介質(zhì)可降低加熱件或不加熱進行輸送，從而提高經(jīng)濟效益。

2、自吸能力強，吸上高度可達8.5m。啟動無需灌引水，因此可以方便地輸送地面油池內(nèi)的原油及污水。

3、泵內(nèi)液體流動時容積不發(fā)生變化，沒有湍流、攪動和脈動。泵轉(zhuǎn)速低、震動小、噪聲低、運行平穩(wěn)可靠。定子和轉(zhuǎn)子使用壽命長。

4、流量與轉(zhuǎn)速成正比，在低轉(zhuǎn)速低流量下可保持壓力的穩(wěn)定，具有良好的調(diào)節(jié)性能，便于實現(xiàn)自動化控制。

5、系統(tǒng)效率高，達82％以上，不需要出口控制閥門，減小了管路阻力，提高了經(jīng)濟效益。

6、運行可靠、結(jié)構(gòu)簡單，維修方便。

單螺桿泵輸油流程

單螺桿泵作為一種容積式泵，所以在做原油輸送時，對流程設(shè)計有特殊的要求。

當發(fā)生出口管路堵塞或操作不當時，會造成泵超壓運行，很容易損壞零部件。因此，必須在泵的排出管到吸入管之間安裝安全閥，或在出口管路上安裝壓力開關(guān)。

在無來液或進口管路堵塞時，會造成泵的干運行，造成定子因磨擦溫度升高，橡膠老化，甚至燒壞。因此在進口管路上要裝壓力開關(guān)或在定子上配溫控開關(guān)。

為了防止在停泵時出口管路液體回流，設(shè)計流程時，應(yīng)在出口管路上安裝止回閥。

結(jié)論

奈莫NEMO(r)泵的特點決定了它在含沙稠油輸送中表現(xiàn)出良好的性能?，F(xiàn)場應(yīng)用表明，泵效高、震動小、噪聲低、運行平穩(wěn)可靠，維修方便，使用壽命長，克服了其它類型泵在輸送含沙稠油時存在的各種問題。非常適宜在含砂稠輸送中推廣應(yīng)用。

第五篇：零散稠油區(qū)塊應(yīng)用水力噴射泵效果好

零散稠油區(qū)塊應(yīng)用水力噴射泵效果好

針對零散稠油區(qū)塊油井原油黏度高，原油性質(zhì)相對較差，常規(guī)注水開發(fā)效果較差的特點，勝利油田孤東采油廠技術(shù)人員經(jīng)過可行性論證及近半年的現(xiàn)場試驗，水力噴射泵得到了廣泛應(yīng)用，證明該工藝對開采零散稠油區(qū)塊有較好的適應(yīng)性，并取得了良好的效果。

水力噴射泵結(jié)構(gòu)：水力噴射泵分為泵座、泵芯兩大部分。泵芯又分為提升總成、泵體和測壓部件三部分。泵芯的核心部件是噴嘴、喉管和擴散器。泵座隨油管下井到設(shè)計深度。泵芯可以通過動力液的正反循環(huán)來達到投入和提升的目的。

水力噴射泵工作原理：水力噴射泵是依據(jù)Venti原理工作的，即高壓水動力液，經(jīng)過流量控制和計量后，從井口沿油管下行，到達井下水力泵機組，驅(qū)動噴射泵工作；當高壓動力液通過噴嘴時，由于噴嘴的節(jié)流作用，壓力急劇下降在噴嘴周圍形成低壓區(qū)，地層液在沉沒壓力作用下進入噴射泵內(nèi)“負壓”區(qū)，與噴嘴出口的調(diào)整射流混合后進入喉管、擴散器。在喉管、擴散管內(nèi)，地層液從高壓動力液中獲得能量，將速能轉(zhuǎn)換為壓能，其壓力值將混合液沿油管環(huán)形空間舉升至地面。

水力噴射泵采油工藝的優(yōu)缺點：

優(yōu)點：不存在偏磨現(xiàn)象，動力液溫度高（70℃以上），處理方便，處理后的動力液不會對管柱產(chǎn)生腐蝕結(jié)構(gòu)現(xiàn)象，該工藝有部分攜砂采油的功能，管理方便，檢泵時活塞可以由動力液沖出，節(jié)約作業(yè)費用。

缺點：地面配套需要上2臺動力液泵，需要50立方米儲油罐兩座，占地面積較大。

水力噴射泵采油工藝是一種無桿采油方式，沒有抽油桿，對高腐蝕井及偏磨嚴重井來說，不存在桿管的磨損，克服了抽油機井偏磨和抽油桿斷脫等現(xiàn)象的發(fā)生。它的主要部件采用耐磨抗腐蝕材料制成，泵芯的主要部位采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼，噴嘴采用滲鈮合金，從根本上解決了地層液腐蝕的問題，能大幅度提高泵的使用壽命。同時，噴射泵水動力液礦化度為6000－7000毫克/升，對地層液起到稀釋作用，延長了油管使用壽命。

對于油藏埋深較淺，原始地層壓力高，地層滲透率較高，供液能力強的井，保證了噴射泵生產(chǎn)所需較高的吸入壓力，又適應(yīng)了它提液范圍大的特點。

水力噴射泵結(jié)構(gòu)緊湊，地面流程簡單，易于施工，運轉(zhuǎn)可靠性高，對動力液的質(zhì)量要求不高。由于沒有井液與泵筒的接觸，對含砂井的適用性較強，具有普通抽油泵不可替代的工藝技術(shù)優(yōu)勢，現(xiàn)場實施簡單易行，操作方便，無環(huán)境污染。并且，隨著人們對噴射技術(shù)的研究和認識的不斷深入，現(xiàn)有噴射技術(shù)已不僅僅應(yīng)用于井下采油生產(chǎn)，在井下排酸、解堵、降低抽油機井口回壓等諸多非直接采油領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用。

孤東油田KD641區(qū)塊含油面積為1.45平方公里，有效厚度為9.1米，石油地質(zhì)260萬噸。KD641井區(qū)含油砂體呈零散分布，砂體分布面積較小，平均孔隙度35.9%，滲透率為1.08達西，為高孔中高滲巖性構(gòu)造稠油油藏。該區(qū)塊油層埋藏淺，油藏深度為1334－1418米，地面黏度約8163毫帕/秒。該區(qū)塊7口水力噴射泵井，自2006年11月全部投產(chǎn)以來，作業(yè)成功率及有效率均達到100%，單井平均日液17.2t/d，日油8.3t/d，含水51.9%，取得了較好的開發(fā)效果。