稠油火驱开采技术分析
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摘 要：石油是现代社会不可或缺的重要资源，其开采技术得到广泛重视，尤其是稠油开采。基于此，本文分别就稠油火驱开采技术的原理和优势、稠油火驱开采技术的方法两方面展开分析，给出开采高效率、低成本、高适应性以及干式正向燃烧、湿式正向燃烧、反向燃烧等内容，以期通过分析为技术后续推广提供参考。
关键词：稠油;火驱开采技术;湿式正向燃烧;反向燃烧
稠油是沥青质和胶质含量较高、粘度较大的原油。按我国标准，相对密度在0.92以上、地下粘度大于50厘泊的原油，均可定义为稠油，稠油的密度相对较大，开采潜力和价值较高，全球70%的剩余石油以稠油的形式存在，总储量达到4884×108t，这也对其有效开采提出了高要求，本文就火驱开采技术进行分析。
1 稠油火驱开采技术的原理和优势
1.1 稠油火驱开采技术的原理
此前石油开采多采用水驱方式，利用石油密度较小、且不溶于水的特点，使其自然与水分离，并上浮至水面。稠油密度可达到0.92以上，且粘度较高，难以通过水驱方式开采。火驱开采技术的原理使利用可燃物质产生加热油层，将稠油中的轻质部分、气体从混合物中裂解、稀出，从而实现驱油。如我国辽宁省高升油田，开采用的过程中，首先利用设备将氧浓度较高的气体注入油层中，之后进行点火作业，并持续注入助燃剂，燃烧带形成后，前方各处的稠油得到蒸馏且流动性明显增加，驱动作用初步得到发挥。此后，未经蒸馏的稠油在加热层的作用下进一步裂解，燃烧带的范围继续扩大，高温蒸汽产生与油层之外差异显著的压强，逐步将稠油趋向生产井。[1]
1.2 稠油火驱开采技术的优势
稠油火驱开采技术的优势可体现在多个方面，包括生产效率高、作业成本较低、适用范围广等。与水驱法相比，火驱法可借助蒸馏和裂解方式，直接于驱油过程中完成洗油，效率理想。在此方式下，热能产生到驱油完成的全过程，均可实现燃烧热能的利用，成本得到控制。进一步分析则表明，燃烧带形成和扩展的过程中，大量二氧化碳的形成实现了提升了驱油效率，稠油表面张力得到控制，这使其对开采井的要求得到降低，无需大规模建设开采井。火驱开采技术下，助燃剂可以是经加工的氧气，也可以是空气，适用范围和成本得到降低
2 稠油火驱开采技术方法
2.1 干式正向燃烧
稠油火驱开采技术应用时间较长，早期主要应用干式正向燃烧驱油法，该方式的技术原理简单，操作简便，但驱油效果相对较差。一般选取稠油油层后，利用设备将干式空气（或纯度较高的氧气）直接注入，无需添加其他成分，之后在注入助燃剂的开采井处进行点火作业，燃烧带以注入方向为核心，向稠油层处扩展，并持续产生推力稠油在此过程中持续升温、裂解，达到开采井处。在此过程中，如果注入助燃剂的區域范围较大，助燃效果难以保证，可能向四周扩散，导致气压不足，稠油仅前驱较小距离，仍无法开采。如果大量注入助燃剂，则可能导致热能利用率低，气压骤然增加后也可能自注入井注散失，热能的利用效率无法保证。干式正向燃烧法的优势在于，对技术的要求较低，因此适用性较广。
2.2 湿式正向燃烧
湿式正向燃烧法是对干式正向燃烧法的优化，在常规干式正向燃烧的基础上，额外采用水相进行驱油辅助，能够提出热能利用效率，提升驱油能力，但对操作技术的要去比较高。该方法下，首先将助燃剂注入的待开采的稠油层处，点火后，选取另一区域注水。利用气压和热能实现初步驱油、提升稠油的流动性，分离的轻质原油和气体，则在液压作用下快速移动至开采井位置。与单一进行干式正向燃烧相比，湿式正向燃烧法可提升开采效率20%-30%，热能利用率则提升15%左右。[2]值得注意的是，燃烧带和注入区域的选取应做好规划，确保注水后不至于影响燃烧带的扩展，二者可通过垂直分布的方式避免相互干扰，使燃烧带处于注水区域的上方，持续产生向上的推动力，使稠油被驱至开采井位置。
2.3 反向燃烧
方向燃烧是指在进行稠油开采时，于注气井位置进行助燃剂的输入，另于生产井中进行点火作业，使热能向多个方向扩散，主要为应对冷油问题，适用范围较小，但能针对实际问题起到处理作用。如我国内蒙古某地，2018年进行稠油开采时，生产井周边存在稠油密度大（密度0.935）、粘度高、温度较低、流动性差的问题，技术人员尝试通过干式正向燃烧、干式正向燃烧进行驱油，效果不够理想，遂改行方向燃烧驱油法。助燃剂自注气井注入后，于开采井内进行点火，之后持续进行助燃剂的注入，热能自开采井向注气井以及其他区域蔓延，对开采井周边的稠油层产生了明显的加热作用，使其中的轻质原油和气体快速得到裂解、稀出，完成了向开采井的高效驱动。该方式对操作技术的要求较高，也需要做好安全管理，尤其是点火方式选取。目前多见的点火方式包括自燃法、电打火法、化学点火法。自燃法借助的是空气与稠油挤压后产生的氧化反应和温度升高作用，电打火和化学点火的安全性更理想。可将一次性设备置入点火位置，以延迟点火的方式，待人员安全撤离后进行引燃作业，从而保证开采过程的可控性和安全性。
3 总结
综上所述，稠油开采存在一定难度和特点，这是火驱开采技术的提出和应用的客观基础。火驱开采技术具有成本低、效率高、适用范围广等优势，原理上也较为明确。具体应用方法包括干式正向燃烧、湿式正向燃烧、反向燃烧等，不同方法的适用性存在少许差异，此外还应注意点火方式，保证作业效率和安全性。
参考文献：
[1]姚晓刚.关于稠油油藏热采水平井均衡采油技术的分析[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（03）：212-213.
[2]赵梓平.X油田F区块烟道气辅助SAGD提高超稠油开发效率研究技术[J].石油地质与工程，2019，33（01）：88-91+96.
作者简介：王梦娜（1991-），女，汉族，湖北随州人，本科，助理工程师，研究方向：稠油开发、火驱开采、蒸汽吞吐。
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