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1、第一章 蒸汽驱概述1. 蒸汽驱概念蒸汽驱：是指按优选的开发系统 开发层系、井网、井距、射孔层段等，由注入井连续向油层注入高温湿蒸汽，加热并驱替原油由生产井采出的开采方式。当瞬时油汽比达到经济界限时，蒸汽驱结束或转变为其他开采方式。注入的蒸汽不断加热井筒周围的地层，随着蒸汽的连续注入，在油藏中形成并逐步扩展的蒸汽带；当注入蒸汽从注入井向生产井运动时，形成几个不同的温度带和流体饱和度带。2. 蒸汽驱开采机理蒸汽驱过程中，有多种机理在不同程度的起作用，蒸汽驱的驱油效率比较高，一般在80-90，由于蒸汽前沿的稳定性比水要好，所以在非均质油层中的波及效率比水要大的多，因此，蒸汽驱的最终采收率一般可达50
2、-60。作用有降粘作用，蒸汽的蒸馏作用，热膨胀作用，脱气作用，油的混相驱作用，溶解气驱作用，乳化驱作用。（1）降粘作用：温度升高使原油粘度降低，是蒸汽驱开采重油的最重要的机理。主要是随着蒸汽的注入，油藏温度升高，油和水的粘度都要降低，但水粘度的降低程度与油相比则小得多，其结果是改善了水油流度比： M=moKw/mwKo，在油的粘度较低时，驱替效率和波及效率都得到改善，这也是热水驱、蒸汽驱提高采收率的原因所在。（2）蒸汽的蒸馏作用蒸汽的蒸馏作用是蒸汽带中的重要采油机理。它降低了油藏液体的沸点温度。当温度等于或超过系统的沸点温度时，混合物将沸腾，引起油被剥蚀（因混合物的沸腾所引起的扰动），使油从死
3、孔隙向连通孔隙转移，增加了驱油的机会。蒸汽蒸馏在采轻质油中将起更大作用。（3）热膨胀作用热膨胀是热水带中的重要采油机理。这一机理可采出510%的原油，其大小取决于原油类型、初始含油饱和度和受热带的温度。随着温度的升高，油发生膨胀，而且变得更具流动性。油的膨胀量取决于它的组成。轻质油的膨胀率大于重油，因此，热膨胀作用在采轻油中所起的作用比重油更大。（4）油的混相驱作用水蒸汽蒸馏出的大部分轻质馏分，通过蒸汽带和热水带被带入较冷的区域凝析下来，凝析的热水与油一块流动，形成热水驱。凝析的轻质馏分与地层中的原始油混合并将其稀释，降低了油的密度和粘度。随着蒸汽前沿的推进，凝析的轻质馏分也不断向前推进，其结
4、果形成了油的混相驱。由混相机理而增加的采收率，对重油来说大约35OIP。3. 蒸 汽 驱 的 意 义采用蒸汽驱开采技术，能够及时补充地层能量，降低油层的亏空速度，使整个区块地层压力保持稳定。采用蒸汽驱开采技术，能够提高蒸汽波及系数，有效开采井间剩余油。采用蒸汽驱开采技术，能够降低微孔道原油粘度和残余油饱和度，提高驱油效率，从而达到较高的采收率。第二章 欢喜岭油田齐40块目前生产情况欢喜岭油田齐40块位于辽河断陷西部凹陷西斜坡南段，欢曙上台阶上倾部位。开发目的层为沙三下莲花油层莲I、莲II两个油层组。试验区选择在下层系的主体部位。试验区面积0.08km2，地质储量 86104t。主要地质参数 ：
5、油层埋深： 900m924m；有效厚度： 12m48m，平均 32.2m；层数：5层8层，平均 7层；孔隙度： 29%34%，平均 32%； 渗透率：1.92.5m2 ，平均 2.1m2；原油粘度(50脱气)：原始3200 mPas，转驱前4800mPas；油层连通系数：86.6% 。4个先导试验井组（截至到2006年9月14日） 区内有各类井27口（注汽井4口，生产井21口，观察井2口）。注汽井开井2口，日注汽260吨，生产开井19口，日产液285吨，日产油46吨，含水83.8%，瞬时采注比1.1，瞬时油汽比0.18。7个扩大试验井组，区内共有各类井38口（注汽井7口，生产井29口，观察井2
6、口）。注汽井开井7口，日注汽780吨；生产井开井23口，日产液603吨，日产油107吨，含水82.3%，瞬时采注比0.77，瞬时油汽比0.14。2.1 先导试验方案要点井网井距 70m70m井距反九点注采井网，利用老井9口，钻加密井16口，总井数达到27口。其中注汽井4口，采油井21口，观察井2口。试验前：吞吐阶段累积注汽26.6104t，累积产油30.5104t，累积产水24.0104t，累积油汽比1.1，采出程度24.0%.。试验阶段：注汽92.9104t，产油16.79104t，产水59.5104t,采注比0.82，油汽比0.18，采出程度33.6%（吞吐+汽驱：57.7%)。注采参数井
7、底干度50%注汽速度：1.8t/(d.ha.m)井组日注蒸汽540t(CWE)/d井组配产液量641m3/d平均单井53m3/d采 注 比：1.2方案指标油汽比0.18汽驱阶段累产油16.79104t汽驱阶段采收率33.6%开采年限8年 齐40块蒸汽驱试验的生产动态曲 大样含水分析的日产油量 蒸汽驱试验井组的跟踪模拟曲线2.2 国外成功实现蒸汽驱的四项重要技术参数：a.采注比1.2b.注汽速度：2.010-4t/m.m2.dc.井底蒸汽干度：0.4d.油层压力降低到原始地层压力的50-60%第三章 蒸汽驱配套工艺研究3.1 蒸汽驱注汽工艺研究这是前提，需全井段均匀注入高干度蒸汽要求l 井底蒸汽
8、干度40%l 全井段均匀吸汽l 满足动态测试的要求3.1.1 井筒隔热工艺研究隔热油管选择：4 1/2in高真空隔热油管配套隔热衬套工艺隔热衬套：在管柱连接过程中,腔体两端与隔热管端部压紧,使接箍与内隔层之间形成由具有较好隔热性能的材料所填充的密闭隔热层。l 影响隔热效果的因素蒸汽参数模拟计算（压力12MPa，速度5t/h）管柱类型井口干度（%）接箍隔热情况井底干度（%）高真空隔热管(环空密封)80接箍未隔热32接箍隔热523.1.2 注汽管柱优化 压力补偿式隔热型伸缩管 多级长效汽驱密封器 Y441强制解封汽驱封隔器 喇叭口 隔热管接箍(配接箍密封器) 油层 油层 真空隔热管 蒸汽驱高温长效
9、隔热管柱结构图各类配汽器优缺点配汽器类型优点缺点自调节配汽器配汽误差小不能测试节流配汽器可以测试吸汽剖面井下汽水分离器抑制蒸汽超覆不能测试1.3 提高注汽干度工艺研究FLQ20-21/K型汽水分离器要求：入口干度在65%75%时，出口蒸汽干度达95%以上，分离器额定工作压力5-21Mpa，分离器处理蒸汽的额定能力20t/h3.2 监测工艺研究动态跟踪分析和方案调整的基础 注汽动态测试 ：井口、井底注汽参数测试及隔热管性能测试。 生产动态测试 ：实时了解生产井产量、温度、井底压力等，为分析动态提供依据。 监测井动态测试 ：对观察井温度、压力进行实时、长期测试，监测井底蒸汽动态。3.3 选择性深部
10、调剖工艺研究这是保障3.3.1 蒸汽驱调剖要求l 能进行选择性调剖l 能进行深部调剖l 对大孔道实现永久封堵氮气泡沫调剖 视粘度高 选择性封堵汽窜 提高富集油地带的动用程度 遇水稳定 遇油不稳定强的再生能力地层吸附小 实现地层深部封堵调剖固相调剖 当两个或两个以上方向汽窜严重且调整注采参数不见效的时候，则停止注汽，对中心注汽井采取封堵调剖即封堵特大窜流通道的措施。 3.3.2 蒸汽驱技术保障措施（1）该项技术在欢喜岭齐40蒸汽驱试验现场得到成功应用，井筒隔热效果显著，900m井深蒸汽干度可达54%，使用寿命超过3年，满足了蒸汽驱开采长期可靠连续注汽的需要，并达到了国际领先水平。保障措施（2）蒸
11、汽驱耐高温、耐腐蚀举升技术 目前，汽驱井高温陶瓷泵应用52井次；金属高温泵应用40井次；浮环泵推广应用300多井次，施工成功率100%，有效率80%以上。 先导试验和扩大试验的平均泵效由原来的20.5%提高到46.12%，平均单井日产液由原来的6.23t/d提高到24.1t/d，检泵周期大幅度延长，最高井口温度达到100以上。证明汽驱井高温泵设计合理，在井下高温的工作环境下，能够满足不卡泵、耐腐蚀、耐磨损，具有较长的使用寿命和较高泵效的要求。 保障措施（3）蒸汽驱防砂技术（1）地层深部防砂技术 防砂与压裂结合，防砂的同时提高油井产能（机械、化学），是一种主动式的防砂技术，它能将地层砂固定在地层
12、之中，防止其运移，因而更有利于对细粉砂的防治。应用情况及效果评价2000年应用此项技术以来，分别在辽河油田的海外河区块、小洼区块、冷43块、锦16块、杜212、杜84、杜32块等进行应用，现场实施300余井次，其中恢复出砂长停井34口井。措施有效率92%以上。五年来，累计增产原油15.9万吨，创效益6500万元，投入产出比1：3。（2）复合射孔防砂技术1、射孔防砂一次完成，施工简便; 2、早期防砂、最大限度维持地层原始状态、地层伤害小、防砂效果好;3、井内无残余管柱，便于后期增产措施、分层处理。应用情况及效果评价 该技术自1999年10月份投入现场试验，在辽河油田锦7、锦8、锦45块，杜84块
13、，高18、高246块，齐108、齐40块，欢127等区块及大港油田、冀东油田、胜利油田现场试验200余井次。防砂措施的成功率提高到95%以上，防砂生产效果良好，累计增油已达5万吨，创效4850万元。应用范围： 蒸汽吞吐、蒸汽驱、混相驱（液化石油气、富气、干气、二氧化碳气、氮气）、非混相驱、火烧油层及天然气开采。特点： 用量少（几十公斤），施工简便，检测灵敏度高，对工艺技术无影响。保障措施（4）分层测压技术根据蒸汽驱井组内的观察井所测得的数据，可正确评价汽驱动态，进而作出相应调整，通过几年的汽驱试验，我们不断完善了观察井监测技术，从最初的定点、定时、笼统测试发展到目前的分层、连续、直读测试技术，
14、观察井分层测压工艺主要由毛细管保护器，毛细管内外转换器，高温封隔器和传压筒组成。保障措施（5）等干度分配技术可同时对14口井蒸汽流量进行等干度分配。或者 计量范围420t/h，误差小于5。第四章 存在问题 (1)根据蒸汽驱的生产特点，更换管柱、检泵等作业，均需在高温蒸汽环境下进行，给作业施工带来极大难度。采取压井作业，不但会影响蒸汽驱井组已经形成的温场，还会污染油层， 目前，注汽井高温不压井作业技术，经现场试验验证可以满足蒸汽驱注汽井高温作业的要求。但随着汽驱规模的扩大，蒸汽驱生产井的温度将提高很快（特别是汽窜井），作业工作量将逐渐加大，采用常规的修井作业将由此引起对油层污染以及存在极大的安全
15、隐患,而目前还没有能适合蒸汽驱生产井的高温不压井作业装置。(2)蒸汽驱中后期，由于层间物性差异以及初期开采过程中的合注合采，导致蒸汽超覆和单层突进加剧，油藏纵向和平面动用严重不均，影响汽驱整体效果，为解决这一问题，研制了分层注汽管柱，合理分配注汽量，改善吸汽剖面、提高油层纵向动用程度。目前该工艺技术正在进行现场试验。而对于不能进行分层的油藏，该技术是不适用的。(3)汽驱井高温泵在汽驱井组的应用中取得了较好的效果，总体上满足了汽驱井组高温举升的要求，但在排砂性、防汽性以及汽驱大排量泵等方面还有待进一步研究和完善。 (4)随着蒸汽驱的工业化推广，对蒸汽驱采油工艺实施方案的优化设计，跟踪调整水平也提
16、出了更高的要求，如何能够高效率、高水平地设计、优化以及跟踪调整方案，评价工艺效果，是目前面临的问题之一。第五章 下步攻关方向（1）高温不压井技术完善与配套 包括注汽井高温不压井技术完善和目前现场急需的高温生产井不压井作业技术配套。（2）分层汽驱工艺技术改进与完善 包括分层汽驱工艺管柱完善、喷嘴设计改进、配汽阀投捞工艺完善等，加快现场试验进度，争取早日在全面转汽驱中应用。（3）蒸汽驱高温举升技术完善与应用 包括对目前汽驱现场高温阶段使用的蒸汽驱井高温陶瓷泵采油技术完善与推广应用：汽驱井高温大排量泵完善与应用（泵径系列：83mm、 95mm、127mm），目的在于形成系列化、提高大泵防砂、防气性以
17、及提高泵效。（4）高干度蒸汽地面分配计量技术 1）、蒸汽均相器研究 2）、小流量汽水分离器研究 3）、分相计量研究（5）蒸汽驱工艺设计平台开发与应用 包括软件平台系统总体设计；对注汽、举升、射孔、配套辅助技术等各项工艺分析计算、优化设计；井筒注入系统工艺优化设计软件模块研制；蒸汽驱单井数值模拟软件模块研制；蒸汽驱井筒举升优化设计软件模块研制。（6）蒸汽驱工艺技术现场跟踪评价 在数据（包括生产数据、配套工艺资料、管理数据等）实时采集与维护的基础上，建立蒸汽驱工艺技术效果跟踪评价系统，提高整个项目管理的规范性、科学性，提高效率，及时跟踪、评价、动态调整。（7）蒸汽驱高温调剖技术 对于不适合分层汽驱
18、的油藏，需要进行低成本、大剂量高温调剖技术的研究。（8）蒸汽驱提高汽驱效果及后期接替技术研究随着蒸汽驱配套工艺技术的不断成熟，在汽驱中后期对提高汽驱效果技术以及后期接替技术的研究对提高汽驱最终经济效益有重要的意义。包括新型化学添加剂提高汽驱效果研究等各种复合型蒸汽驱技术以及汽驱后期接替技术研究。第六章 齐40蒸汽驱先导试验取得的经验及认识A、 井况是制约汽驱效果的重要因素，良好的井况是汽驱取得较好效果的先决条件。 B、 高度泄压油藏的钻井和完井，必须采取有效的油层保护措施，以保证油井的应有产能。 C、 汽驱中油藏压力保持较低水平，并实现油井排空生产，是保证汽驱成功的重要操作条件。D、 蒸汽驱是
19、项大的系统工程，要使汽驱顺利进行并取得应有的效果，一定要保证每项工程的质量。 E、 试验的跟踪研究和及时调整是保障蒸汽驱取得成功的必要条件。F、一个强有力的领导组织机构是项目正常运行的保障。 第七章 结束语要搞好一个蒸汽驱，一是选择好油藏，这主要是要选择油藏条件适合汽驱的油藏；二是要有合理的蒸汽驱开发方案，它包括合理的蒸汽驱的井网、井距、注采工艺参数等。三是必须在蒸汽驱实施过程中有严格的油藏管理，从注入到生产的每一环节，都要实现技术的系统配套和技术的科学化运行。总之，热力采油是强化采油中的老技术，但还在不断发展，其应用范围在不断扩大，热力采油以及稠油的开发在今后的采油中将占据重要地位。致 谢在我的毕业设计的撰写过程中，指导老师李海燕老师给我解答疑问，提供资料，校正论文，同学邢涛、贾佑华也给了我很多的帮助，在此对以上老师、同学致以衷心的感谢!参考文献
