稠油地下改质开采技术及发展趋势

稠油作为全球重要的非常规原油资源,是保障我国能源安全、重大工程需求的重要资源。目前常规的热采稠油油藏陆续进入开采后期,高能耗、高污染、高成本问题日趋严重,亟需依靠技术换代实现开发方式升级。稠油地下改质是通过向油藏中注入改质催化剂,使其与稠油发生化学反应,实现稠油地下不可逆降黏并高效采出的一种开采方式,是近十年来最受瞩目的下一代稠油开采技术之一。本文从技术机理、改质催化剂及开采效果影响因素三方面阐述了技术内涵,通过系统调研国内外相关学者和企业的代表性成果,按照催化剂种类、反应温度和降黏效果等进行综合性分类统计,对比了现有矿场试验的开采方式和采油效果,指出制约技术应用的两个关键问题,并展望了技术未来发展方向。

重油的地下改质

液态烃经过低温氧化（LTO）作用后通常会增大粘度，近30年的文献清楚地说明了这一点。在正常条件下，LTO作用可以降低重油粘度。Calgary大学的火烧油层系根据油与气的接触，设想了一种两级LTO处理方法。首先是低温处理，然后是高温处理。第一步低温处理是在一些烃类中加入氧气，产生的不稳定键在低于常温时发生断裂。一旦这些自由基形成，那么第二步的高温作用就使化学键断裂，形成短链烃。在现场条件下，该过程的第一步是在低温状态下将空气注入油层，然后开始蒸汽吞吐或蒸汽驱。对阿萨巴斯卡沥青进行了几轮实验，检测了氧气分压、温度、反应时间以及岩石和盐水的存在对于沥青的影响。在每一轮实验完成后，用气相色谱仪确定气体成分，测定pH值，分析烃类产品中焦碳和沥青质的含量、粘度和密度。实验中观察到了一些粘度降低的情况；这些情况与低氧分压、第二阶段的高温作用和实验时间长等因素有关。本文讨论了实验研究，并对某一给定重油成功降粘的优化条件进行了评价。

稠油地下改质开采技术及发展探析

稠油是原油的一种类型,也是一种非常重要的原油资源。在我国经济健康发展过程中,稠油能够给我国提供更多的能源支撑与保障。在开采稠油的过程中,在开发中后期,其开采成本较高、难度较大,通过改变与优化其开采技术来提升稠油开采效率与水平。本文主要对稠油地下改质开采技术及发展展开探究与分析,通过对稠油以及地下改质开采技术的内容进行研究与分析,促进稠油开采效率与开采水平的更好提升。。

采用THAI技术对稠油进行地下改质

先进改质设备和技术的缺乏限制了稠油和沥青生产规模的扩大。延迟焦化和加氢处理这些主要的地面处理方法资金密集,其成本可能超过油藏工程设施的成本。通过热裂解和相关的反应转化,THAI水平段注空气技术可以在油藏中直接将稠油改质,这是因为它能利用水平井进行短距离驱替,这一机理与SAGD相似。本文论述了采用Wolf Lake稠油进行三维燃烧室实验的结果。当燃烧前缘刚到达水平井时,改质就开始了。产出油运动黏度明显下降,由80000cSt下降到50cSt(平均);相应的重度由10.1°API上升到20.4°API(平均)。对产出油的品质进行了一系列专业分析,包括总酸值(TAN)、溴值、SARA(饱和烃、芳烃、胶质和沥青质)、产出水和气分析。Petrobank能源资源公司的Whitesands Institu稠油分公司进行了首次THAI现场先导试验,地点在加拿大Alberta省的Christina Lake。该试验计划于2006年启动,如果取得成功,那么这一新的THAI技术将革新稠油的采收和冶炼。

芯轴式封隔器金属密封设计及密封性能分析

针对油页岩、页岩油、重质油和富油煤等非常规油气资源采用地下原位改质技术开采,井下存在高温、高压和腐蚀环境,常规封隔器及其密封不能满足工程要求的问题,设计了一种芯轴式金属对金属密封的井下封隔器,密封副采用耐高温和腐蚀的Inconel 625材料,其中密封座采用金属陶瓷涂层结构。进行了封隔器坐封密封原理试验。试验结果表明,封隔器能在油套大环空间隙形成密封,且密封能力随着坐封载荷的增加而增大。基于密封接触能原理,应用ANSYS软件模拟了井下封隔器的密封性能,并对其影响因素进行研究。研究结果表明:涂层厚度和涂层弹性模量对密封能力影响不显著;芯轴密封面椭圆率和过盈量对密封能力影响较大,起决定性作用。基于密封副高温、持久载荷作用下许用应力低和密封能力评价指标,给出了密封结构参数设计方案,密封座涂层材料为Cr_(3)C_(2)-NiCr,涂层弹性模量250 GPa,涂层厚度为0.3 mm,椭圆率为,过盈量为0.02 mm。研究结果可为高温、高压、腐蚀环境下封隔器的开发和应用提供理论指导。

胜利油田稠油未动用储量评价及动用对策

胜利油田稠油资源丰富,经过多年技术攻关和开发建设,仍有近3.20×10^(8)t探明储量未得到有效动用。为实现不同类型稠油未动用储量的有效开发,系统分析了储量特点及开发难点,将其划分为敏感稠油、深层低渗稠油、特超稠油、边底水稠油和超薄层稠油5种类型,综合应用物理模拟、数值模拟、室内实验等方法,制订了不同类型未动用储量的开发对策。研究表明:敏感稠油油藏可采用适度出砂、稠油降黏冷采、火烧油层等技术,深层低渗稠油油藏可采用压裂辅助增溶降黏、降黏引驱技术开发,特超稠油油藏可采用E-SAGD、HECS强化采油技术提高原油流动性,边底水稠油油藏可通过底水蒸汽驱、降黏冷采、微生物采油技术减少边底水对开发的影响,薄层稠油油藏主要考虑短半径水平井、压裂+降黏冷采技术增加单井控制储量。研究形成的技术与认识对国内外相似储量的动用有一定的指导和借鉴意义。