前言
前 言
石油是世界经济最重要的能源和原材料之一，消费量居所有能源之首。但是，作为一种消耗性的化石能源，石油能源危机正在来临，剩余未开采石油的质量也必然越来越差，将主要以稠油为主。尽管人们正在努力寻求新的可替代能源，但是预计本世纪，甚至更长一段时间内，仍会以石油为主要能源，其中稠油开采必将日益受到重视。
随着对石油开采程度的加深，原油变稠变重成为世界性的不可逆转的趋势，这种状况在我国表现得尤为突出，辽河、胜利、新疆等稠油资源开发后，矛盾更加尖锐。密度大、凝点高、粘度大、流动困难是我国稠油资源突出的特点。稠油的这些特性给开采和运输带来很大的困难，随着油田开发时间增加，油田产出油的轻质组分会相对减少，重质组分如蜡质、沥青质、胶质在原油中所占比例会越来越大。这使得原油的凝固点会相应变高，原油会越稠，且随着石油工业的发展，稠油在原油生产中占比例会越来越大。但稠油的天然高枯高凝性能使其在生产、运输、储存等方面比轻质油困难的多。 我国的稠油开发工作起步较晚，但发展很快，从70年代后期开始进行稠油开发技术研究，到1997年实现稠油生产1300万吨，只用了20年时间，产量占陆上原油总产量的90%。但目前全国已开发油田平均采收率仅为30%多一点，存在较大的提高空间。全国的平均采收率每提高1个百分点，就等于增加可采储量1.8亿t，相当于我国目前一年的原油产量。
作为一种非常规石油资源，“重油”又被称为“稠油”。世界上的重油资源非常丰富，已在多个国家发现了重油资源。专家们估计，在全球约10万亿桶的剩余石油资源中，70%以上是重油。我国的石油储量也相当丰富。已建立了辽河油田、新疆油田、胜利油田、河南油田以及海洋油区等五大重油开发生产区，稠油产量占全国原油总产量的10%。2005年中国重油年产量占石油总年产量的13.2%。但是稠油粘度大，难以流动，阻碍了原油的顺利开采。针对稠油粘度对温度的敏感性，随着温度升高而急剧下降的特点，目前世界上已形成提高稠油采收率四大技术系列，即化学法、气驱、热力和微生物采油。
本文通过调研，在分析了提高采收率技术的同时，又探讨、总结了一些解决问题的工艺。事实证明，新技术转换了稠油开采思路，研究新方法，转
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前言
换稠油开发方式使稠油油藏采收率最大化，以成为石油开采的趋势。
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稠油油藏概述
第1章 稠油油藏概述
1.1 稠油的定义及划分标准
1.1.1 稠油的定义
稠油，国际上称之为重质油或重油。严格地讲，“稠油”和“重油”是两个不同性质的概念。“稠油”是以其粘度高低作为分类标准，而原油粘度的高低取决于原油中胶质、沥青及蜡含量的多少。“重油”是以原油密度的大小进行分类，而原油密度的大小往往取决于其金属、机械混合物及硫含量的多少。
1.1.2 国内外稠油的划分标准
为避免不同国家稠油定义标准的不同给国际间技术交流带来的不便，在联合国培训研究署(UNITAR)主持下，经各国科学家的充分论证，1982年制定了以原油粘度为主要指标，相对密度为辅助指标的分类标准，并把原油粘度不小于1000mPa·s、相对密度不小于0.934的原油称为重油[1]。
稠油分类 名称 重油 沥青 注：①℉=(
表1-1 UNITAR推荐的重油及沥青分类标准 第一指标 第二指标 ①3粘度，mPa·s 密度(60℉)，㎏/m API重度(60℉)，°API 100～10000 934～1000 20～10 ＞10000 ＞1000 ＜10 5℃)。 9在我国，所谓稠油是指地层原油粘度大于50mPa·s(地层温度下脱气原油粘度大于100mPa·s)，原油相对密度大于0.92的原油[1]。
表1-2 中国石油行业稠油分类试行标准 稠油分类 主要指标 辅助指标 名称 类别 粘度，mPa·s 相对密度，20℃，g/m3 Ⅰ 50*(或100)- 10000 ＞0.9200 ①①普通稠油 Ⅰ-1 50- 150 ＞0.9200 亚类 Ⅰ-2 150 – 10000 ＞0.9200 特稠油 Ⅱ 10000 – 50000 ＞0.9500 超稠油(天然沥青) Ⅲ ＞50000 ＞0.9800 注：*指油层条件下粘度；其他指油层温度下的脱气原油粘度。 3
稠油油藏概述
1.2 稠油的特点
稠油与普通原油(轻质原油)相比，既具有石油共性，又具有自己的特性。稠油与普通原油一样，主要由直链烷烃、环烷经、芳香烃、胶质和沥青质组成。除含有C，H元素外，还含有N，S，0，P及少量金属元素。与普通原油不同的是稠油中烷烃含量低，而沥青、胶质含量高，N，S，0，P以及金属元素的含量也比普通原油高。正是由于这些化学组成和元素含量上的不同，以及其化学结合形式上的差异，导致稠油的分子量和相对密度较高，表现为粘度高、流动性差的特点。
稠油与普通轻质原油之间存在某些特殊的差别，主要表现在以下几个方面：
(1)稠油中的胶质和沥青质含量高，轻质组份(烃类)少。且随着胶质和沥青质含量增多，稠油的相对密度及粘度也增加，稠油中烃的组成一般小于60％，最少的可以在20％以下。而我国陆相正常原油中，烃的组成一般大于60％，最高可达95％。烃类组成的差别是区分稠油和常规原油的显著标志之一。重质原油中沥青含量一般在10％～30％，而正常原油中一般不超过5％。与国外稠油相比，我国稠油的沥青含量较低而胶质含量很高，胶质含量甚至可以达到占50％左右。
(2)稠油的粘度对温度的敏感性强。随着温度增加，稠油粘度急剧下降。通常稠油温度每升10℃，则稠油粘度降低约一半。这也是用热采法开采稠油的关键依据所在。
(3)稠油中的硫、氧、氮等杂原子和稀有金属含量较多，石蜡含量一般较低。也有一些稠油沥青胶质含量高，石蜡含量也高，称高粘度高凝固点原油，这种“双高”原油也属稠油。若仅含蜡量高，而沥青质胶质含量低，则称高凝原油，不属于稠油。
(4)稠油具有复杂的流变特性。在不同的温度下，原油中的胶质、沥青质和蜡质所处形态及数量不同，引起原油相态的变化，表现为不同的流变行为。随着温度的增加，稠油由具有触变性的带屈服值的假塑性非牛顿流体逐渐变为牛顿流体。
(5)同一稠油油藏，其稠油性质在纵向和横向上大多有很大差别，非均质性很强。在评定原油性质时，必须取得有代表性油井及层段的原油进行分
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稠油油藏概述
析。
我国稠油油藏分布广泛，类型很多，埋藏深度变化很大，一般在10m～2000m之间，主要是砂岩储集层，其特点与世界各国的稠油特性大体相似，主要有：
(1)油藏埋藏浅。
(2)储层胶结疏松、物性好。
(3)稠油组分中胶质、沥青质含量高、轻质馏分含量低。
1.3 中国稠油油藏分布
中国稠油资源多数为中新生代陆相沉积，少量为古生代的海相沉积。储层以碎屑岩为主，具有高孔隙、高渗透、胶结疏松的特征。
中国稠油资源比较丰富，陆上稠油、沥青资源约占石油资源总量的20%以上。目前，我国已探明重油地质储量为20.6亿t，已动用地质储量13.59亿t，剩余未动用地质储量7.01亿t。已在松辽盆地、二连盆地、渤海湾盆地、南阳盆地、苏北盆地、江汉盆地、四川盆地、准格尔盆地、塔里木盆地、吐哈盆地等12个盆地中发现了70多个稠油油田，稠油储量最多的是东北的辽河油区，其次是东部的胜利油区和西北的新疆克拉玛依油区。中国重油油藏具有陆相沉积的特点，油层非均质性严重，地质构造复杂，油藏类型多，油藏埋藏深。油藏深度大于800m的稠油油储量约占已探明储量的80%以上，其中约有一半的油藏埋深在1300m～1700m。吐哈油田的稠油油藏埋深在2400m～3400m，而塔里木油田的轮古稠油油藏埋深在5300m左右。
1.4 中国稠油油藏开采现状
1.4.1 辽河油田
(1)注水条件下的常规抽油生产：主要适用于埋深1200m以下的普通稠油开发。如曙16-12块大凌河油层，1980年采用反九点井网注水后效果明显，油井日产由19t上升为48t。
(2)先抽油生产降压后再注汽吞吐开采：如高升油田莲花油层埋1500～1700m，粘度2000～3000mPa·s，油层为厚一巨厚块状浊积砂岩，压力高，不利于发挥蒸汽热采的效率。采用先期防砂、大泵抽油降压后，再注蒸汽吞吐开采获得很好效果。稠油日产水平由1983年865t，上升为1986年3000t，单井
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