1、1汇报内容汇报内容2世界稠油世界稠油资源分布图资源分布图 世界上稠油储量约世界上稠油储量约400004000010108 8t t，国内预计，国内预计79.579.510108 8t t，在已探明的稠油，在已探明的稠油储量中，有近储量中，有近1/31/3的储量未实现有效动用，这部分储量大多以中深层特超稠的储量未实现有效动用，这部分储量大多以中深层特超稠油为主。油为主。3 、4从从1000010000到上百万粘度到上百万粘度国外主要热采油藏国外主要热采油藏国内稠油主产地国内稠油主产地油藏埋深油藏埋深m m原油粘度原油粘度mPa.smPa.s美国美国MidmayMidmay、委内瑞拉、委内瑞拉B.
2、E.Peerro B.E.Peerro NegroNegro、JoboJobo、Main Tia JuanaMain Tia Juana和加拿大和加拿大Cold LakeCold Lake、Peace River Peace River 辽河油田、河南油田辽河油田、河南油田新疆克拉玛依油田新疆克拉玛依油田 600800600800 1000150010001500一般在一般在100001000020000(50)20000(50)埋藏浅埋藏浅 粘度大粘度大埋藏深埋藏深 粘度小粘度小国内外国内外开发稠开发稠油油藏油油藏5筛选项目筛选项目筛选筛选标准标准胜利油区胜利油区典型特超稠油区块条件典型特超
3、稠油区块条件油藏埋深油藏埋深m m1000101010104 4202010104 4有效厚度有效厚度m m20201010渗透率渗透率1010-3-3mm2 2250250500-4000500-4000油藏条件油藏条件无边底水无边底水有边底水有边底水SAGDSAGD筛选标准筛选标准与胜利特超稠油油藏指标对比表与胜利特超稠油油藏指标对比表67汇报内容汇报内容8通过大幅度降低近井地带原油粘度通过大幅度降低近井地带原油粘度降低注汽启动压力降低注汽启动压力通过大幅度扩大热波及范围和前缘低粘区通过大幅度扩大热波及范围和前缘低粘区确保注汽质量确保注汽质量通过大幅度改善地层的渗流条件通过大幅度改善地层的
4、渗流条件提高回采能力提高回采能力应用水平井和配套相应工艺技术应用水平井和配套相应工艺技术提高热利用率提高热利用率确保技术思路实现确保技术思路实现9 是一种采用高效油溶性复合降粘剂和是一种采用高效油溶性复合降粘剂和COCO2 2辅助水平井蒸汽吞吐，利用其协同降粘、混辅助水平井蒸汽吞吐，利用其协同降粘、混合传质及增能助排作用，降低注汽压力、扩合传质及增能助排作用，降低注汽压力、扩大波及范围，实现中深层、特超稠油油藏有大波及范围，实现中深层、特超稠油油藏有效开发的技术。效开发的技术。10HDCSHDCS技术构成四要素技术构成四要素111)水平井与直井相比，大幅增加了吸汽能力和泄油面积。2)针对直井蒸
5、汽超覆造成的垂向动用不均，能有效利用上浮在水平井上部的混合汽能量，提高纵向动用程度。水锥（脊）水锥（脊）3)水平井能有效抑制边底水油藏水侵速度，延长油井低含水生产时间；通过管外压裂充填防砂可大幅度提高地层渗流能力。各要素单项作用各要素单项作用水平井水平井12 1)1)自主研发的自主研发的SLKFSLKF系列油溶性复系列油溶性复合降粘剂对胶质沥青质聚集体具有合降粘剂对胶质沥青质聚集体具有更强的分散解聚能力，且能有效疏更强的分散解聚能力，且能有效疏通因通因COCO2 2析出而引起的重质成分沉积析出而引起的重质成分沉积堵塞。堵塞。加入加入SLKFSLKF降粘剂后，大聚集体数量明显减降粘剂后，大聚集体
6、数量明显减少，且单个聚集体体积明显变小（实测结少，且单个聚集体体积明显变小（实测结果：降低果：降低46-55046-550倍）倍）胜利特超稠油原子力电镜扫描成像图片胜利特超稠油原子力电镜扫描成像图片加降粘剂前、后空白沥青质成像对比加降粘剂前、后空白沥青质成像对比加强粘剂前、后空白沥青质三维成像对比加强粘剂前、后空白沥青质三维成像对比各要素单项作用各要素单项作用SLKFSLKF油溶性降粘剂油溶性降粘剂132 2）克服了常规油溶性降粘剂随温度升高，降粘效果变差的问题，）克服了常规油溶性降粘剂随温度升高，降粘效果变差的问题，随温度升高，复合降粘剂降粘效果更好。随温度升高，复合降粘剂降粘效果更好。温度
7、温度降降粘粘率率%0 01010202030304040505060607070808090906060808090901 1柴油柴油SLKFSLKF4 4二甲苯二甲苯3#3#2#2#47.047.074.174.177.577.528.028.058.558.534.334.327.127.13.53.5SLKFSLKF二甲苯二甲苯活性柴油活性柴油脱水原油，降粘剂浓度5%胜利特超稠油胜利特超稠油SLKFSLKF与其它降粘剂降粘率对比曲线与其它降粘剂降粘率对比曲线14实验结果表明，加入降粘剂后的降粘效果提高近实验结果表明，加入降粘剂后的降粘效果提高近6 6倍。倍。不同含水原油粘温曲线不同含水原
8、油粘温曲线含水含水10%10%降粘率降粘率3535倍倍含水原油降粘率与温度关系曲线含水原油降粘率与温度关系曲线含水含水10%10%加入降粘剂后降粘率加入降粘剂后降粘率200200倍倍153 3）随含水升高，降粘效果增强，当含水大于）随含水升高，降粘效果增强，当含水大于50%50%，可形成水包，可形成水包油的乳状液，进一步降低地层流体流动阻力；具有良好的防乳油的乳状液，进一步降低地层流体流动阻力；具有良好的防乳破乳性能，能抑制和消除注汽过程中前缘乳化带的形成。破乳性能，能抑制和消除注汽过程中前缘乳化带的形成。胜利特超稠油原油含水与粘度关系曲线胜利特超稠油原油含水与粘度关系曲线粘 度mpa.s含水
9、(%)164 4）SLKFSLKF系列降粘剂活性成分可以使超临界二氧化系列降粘剂活性成分可以使超临界二氧化 碳溶解萃取能力呈级数增长。碳溶解萃取能力呈级数增长。5 5）解聚降粘的不可逆性大大降低了井筒举升工艺）解聚降粘的不可逆性大大降低了井筒举升工艺 和集输工艺难度。和集输工艺难度。6 6）安全性好，闪点达到）安全性好，闪点达到6565以上。以上。17 选用先进的高温高压选用先进的高温高压PVTPVT釜（釜（带磁力搅拌及恒温功能带磁力搅拌及恒温功能）、国内温压等级最高的）、国内温压等级最高的落球式粘度计等实验设备，开展二氧化碳在特超稠油的机理研究。落球式粘度计等实验设备，开展二氧化碳在特超稠油
10、的机理研究。高温高压高温高压PVTPVT釜釜 适用范围适用范围温度：温度：0-2000-200压力：压力：70Mpa70Mpa粘度：粘度：10000mPa.s10000mPa.s温度范围：温度范围：0-2000-200；压力范围：；压力范围：70Mpa70Mpa粘度范围：粘度范围：10000mPa.s10000mPa.s高温高压落球式粘度计高温高压落球式粘度计各要素单项作用各要素单项作用二氧化碳二氧化碳181 1）溶解降粘作用）溶解降粘作用 实验模拟地层条件：70、13MPa降 粘 率%CO2气油比胜利特超稠油气（胜利特超稠油气（COCO2 2）油比）油比降粘率关系曲线降粘率关系曲线 随随CO
11、CO2 2溶解气油比的增加，原油粘度快速下降。当气油比达到溶解气油比的增加，原油粘度快速下降。当气油比达到30sm30sm3 3/m/m3 3时，时，其降粘率达其降粘率达92.16%92.16%，之后降粘幅度变缓。油藏条件下，饱和，之后降粘幅度变缓。油藏条件下，饱和COCO2 2超稠油的降粘率超稠油的降粘率超过超过99%99%。19 2 2）传质作用）传质作用油藏条件(80sm3/m3)注汽条件(38sm3/m3)胜利特超稠油胜利特超稠油COCO2 2溶解度与温度、压力关系图版溶解度与温度、压力关系图版02040608010012005101520253035饱和压力 MPa溶解度 sm3/m
12、36080100120200250300 随温度增加，CO2溶解度迅速下降。注汽条件下，郑411区块的1体积原油析出42m3 CO2。析出的大量CO2具有良好的传质能力，可大幅度提高注入蒸汽和油溶性复合降粘剂的波及范围。203 3）在中深层（大于）在中深层（大于1000m1000m）油藏中，）油藏中，COCO2 2始终处于超临界始终处于超临界 状态，密度近于液体，粘度近于气体，扩散系数为液状态，密度近于液体，粘度近于气体，扩散系数为液 体的体的100100倍左右，同时具有极强的溶解能力，可大量倍左右，同时具有极强的溶解能力，可大量 萃取超稠油轻质组分。萃取超稠油轻质组分。4 4）油藏条件下）油
13、藏条件下COCO2 2溶于原油，可使原油体积增大溶于原油，可使原油体积增大10-30%10-30%左右，提高回采能力。左右，提高回采能力。5 5）在举升及集输过程中，压力降低使）在举升及集输过程中，压力降低使COCO2 2析出形成泡沫析出形成泡沫 油，降低举升工艺难度。油，降低举升工艺难度。211 1）降低原油粘度、解堵、降低界面张力。）降低原油粘度、解堵、降低界面张力。2)2)使流体及岩石发生热膨胀，提高原油产出量。使流体及岩石发生热膨胀，提高原油产出量。各要素单项作用各要素单项作用蒸汽蒸汽22231 1、协同降粘作用、协同降粘作用scCDS水包油乳化水包油乳化解聚降粘能力增加解聚降粘能力增
14、加降粘效果增强降粘效果增强温度上升温度上升含水上升含水上升scCD提高扩散能力提高扩散能力S提高萃取能力提高萃取能力降低溶解度降低溶解度扩大降粘范围扩大降粘范围析出扩散析出扩散携带携带242 2、混合传质作用、混合传质作用1 1）超临界二氧化碳兼有液体和气体的双重特点，密度接近液体，粘度接近）超临界二氧化碳兼有液体和气体的双重特点，密度接近液体，粘度接近气体，扩散系数是液体状态的近气体，扩散系数是液体状态的近100100倍，具有良好的溶解性和传质特性。倍，具有良好的溶解性和传质特性。2 2）超临界二氧化碳在稠油中的溶解度对温度、压力极为敏感，溶解度变化）超临界二氧化碳在稠油中的溶解度对温度、压
15、力极为敏感，溶解度变化引起超临界二氧化碳携带热量、萃取溶质快速扩散，带动蒸汽、降粘剂一起引起超临界二氧化碳携带热量、萃取溶质快速扩散，带动蒸汽、降粘剂一起发生复杂的热量、动量变化发生复杂的热量、动量变化 。3 3）在深入研究影响超临界二氧化碳传质性质受夹带剂、温度、压力、溶质）在深入研究影响超临界二氧化碳传质性质受夹带剂、温度、压力、溶质分子量或粒度、体积比因素的基础上，通过夹带剂和参数优化大幅度提高了分子量或粒度、体积比因素的基础上，通过夹带剂和参数优化大幅度提高了传质效果。传质效果。scC密度接近液体密度接近液体粘度接近气体粘度接近气体扩散系数是液体状态扩散系数是液体状态的近的近10010
16、0倍倍表面张力低表面张力低比热容大比热容大优良的优良的传质特性传质特性体积比体积比压力压力温度温度夹带剂夹带剂在深入研究其影响因素在深入研究其影响因素的基础上采取增效措施的基础上采取增效措施25scCscCD DS S地温回升地温回升scCscC溶解溶解度降低度降低降粘范围扩大降粘范围扩大地层温度持续升高地层温度持续升高scCscC溶解度降低溶解度降低scCscC不断析出，不断析出，S+scC+DS+scC+D扩散扩散1HDCS强化采油技术混合传质机理示意图强化采油技术混合传质机理示意图萃萃取取扩扩散散横向穿横向穿过饱和过饱和带向前带向前推进推进携带热量携带热量纵向对纵向对流上移流上移形成顶形
17、成顶部富集部富集高效热传递高效热传递高温蒸汽降粘区：高温蒸汽降粘区：热力降粘为主热力降粘为主扰动扰动携带轻组分携带轻组分中温饱和中温饱和COCO2 2及乳化区：及乳化区：COCO2 2溶解降粘、乳化降粘溶解降粘、乳化降粘2低温不饱和低温不饱和COCO2 2区：区：COCO2 2溶解降粘溶解降粘滚滚动动扩扩散散前前移移滚动降粘接替滚动降粘接替3263 3、增能助排作用、增能助排作用1 1）超覆的）超覆的COCO2 2在油层顶部富集，形成了隔热带，降低了蒸汽热损在油层顶部富集，形成了隔热带，降低了蒸汽热损 失，同时在回采期间可以提供驱动力和溶解降粘。这一传质失，同时在回采期间可以提供驱动力和溶解降
18、粘。这一传质 机理对薄层特超稠油油藏热采有着重要意义。机理对薄层特超稠油油藏热采有着重要意义。2 2）COCO2 2溶于原油使原油体积膨胀溶于原油使原油体积膨胀10-30%10-30%，为原油流动提供驱替动，为原油流动提供驱替动 力的同时增加采收率。力的同时增加采收率。271 1、大幅度降低近井地带粘度、大幅度降低近井地带粘度降低注汽启动压力降低注汽启动压力 先期注入的油溶性复合降粘剂先期注入的油溶性复合降粘剂和和COCO2 2对水平井近井地带的特超对水平井近井地带的特超稠油有效降粘，根据数模研究结稠油有效降粘，根据数模研究结果，二者的协同作用在水平井果，二者的协同作用在水平井7 7米半径内原
19、油粘度下降到几百甚米半径内原油粘度下降到几百甚至几十毫帕秒，可降低注汽启动至几十毫帕秒，可降低注汽启动压力压力2 2兆帕以上。兆帕以上。281 1）滚动降粘接替：）滚动降粘接替：scC不断析出，不断析出，S+scC+D扩散扩散高温区饱和二氧化碳区：高温区饱和二氧化碳区：热力降粘为主热力降粘为主携带轻组分携带轻组分中温饱和中温饱和COCO2 2及乳化区：及乳化区：CO2溶解降粘、乳化降粘溶解降粘、乳化降粘低温不饱和低温不饱和CO2区：区：COCO2 2溶解降粘溶解降粘滚动滚动前移前移，接替接替降粘降粘2 2、大幅度扩大热波及和前缘低粘区范围、大幅度扩大热波及和前缘低粘区范围确保注汽质量确保注汽质
20、量粘度粘度粘度粘度粘度粘度饱和饱和C C、D D区区不饱和不饱和C C、D D区区原始冷油区原始冷油区中温饱和中温饱和C C、D D区区低温不饱和低温不饱和C C、D D区区原始冷油区原始冷油区高温饱和高温饱和C C、D D区区中温饱和中温饱和C C、D D区区低温不饱和低温不饱和C C、D D区区原始冷油区原始冷油区高温饱和高温饱和C C、D D区区注汽前注汽前C C、D D先期降粘先期降粘注汽中注汽中S S、C C、D D滚动接替降粘滚动接替降粘蒸汽蒸汽注汽末注汽末S S、C C、D D滚动接替降粘滚动接替降粘292 2）高效热传递：）高效热传递：横向穿横向穿过饱和过饱和带向前带向前推进推
21、进携带热量携带热量纵向对纵向对流上移流上移形成顶形成顶部富集部富集高效热传递高效热传递扰动扰动scC不断析出，不断析出，S+scC+D扩散扩散a a、从油藏条件到注汽条件（压力、从油藏条件到注汽条件（压力20MPa20MPa、温度、温度300300）下，）下，COCO2 2溶解溶解度下降度下降42sm42sm3 3/m/m3 3。析出的超临界。析出的超临界COCO2 2携带着热量以远高于蒸汽的速携带着热量以远高于蒸汽的速度穿过度穿过COCO2 2饱和区向远端扩散，并饱和区向远端扩散，并将大部分热量传递给远端的原油将大部分热量传递给远端的原油。b b、在、在CO2CO2快速扩散的同时，由于快速扩
22、散的同时，由于COCO2 2与原油、蒸汽的密度差异造成重力分异与原油、蒸汽的密度差异造成重力分异，形成纵向热对流，提高了换热效率。，形成纵向热对流，提高了换热效率。30 核心内容核心内容 混合气顶驱动混合气顶驱动二氧化碳与蒸汽改善地层渗透率二氧化碳与蒸汽改善地层渗透率随压力降低混合气顶溶解降粘随压力降低混合气顶溶解降粘随压力降低原油体积膨胀，增加驱动力随压力降低原油体积膨胀，增加驱动力3 3、大幅度改善地层及流体的渗流能力、大幅度改善地层及流体的渗流能力提高回采能力提高回采能力31热热水水 +热热油油区区低温水低温水+高粘乳化油高粘乳化油高粘度地层冷油区高粘度地层冷油区蒸汽蒸汽+饱和饱和COC
23、O2 2热油热油+降粘剂降粘剂热水热水+饱和饱和COCO2 2热油热油+降粘剂降粘剂低温水低温水+饱和饱和COCO2 2低温油低温油+降降粘剂粘剂不饱和不饱和COCO2 2冷油冷油+少量降粘剂少量降粘剂高粘度高粘度地层冷油区地层冷油区热波及范围及低粘区热波及范围及低粘区域大大增加域大大增加32单纯蒸汽驱N2+蒸汽HDCSCO2+蒸汽不同注入方式驱替效率对比表不同注入方式驱替效率对比表驱替方驱替方式式单纯蒸汽单纯蒸汽驱驱氮气氮气+蒸汽蒸汽驱驱CO2+蒸汽驱蒸汽驱DCS驱替效驱替效率率30%43%62%94%试验表明：采用试验表明：采用HDCSHDCS强化采油技术能够强化采油技术能够大幅度提高采收
24、率，与常规蒸汽驱相比，室大幅度提高采收率，与常规蒸汽驱相比，室内单管试验驱替效率由内单管试验驱替效率由30%30%上升至上升至94%94%。在前。在前期蒸汽驱转期蒸汽驱转DCSDCS驱替单管试验中，更换方式后驱替单管试验中，更换方式后也可提高采收率也可提高采收率40%40%以上。以上。33汇报内容汇报内容34 已在胜利已在胜利7 7个个特超稠油区块新增动用储量特超稠油区块新增动用储量6919691910104 4t t，新建产能，新建产能93.293.210104 4t t。胜利油田油区分布图郑郑411411块块坨坨826826块块草草109109块块草草705705块块草南草南单单11311
25、3草草104104块块35HDCSHDCS技术在不同开采方式下注汽情况对比技术在不同开采方式下注汽情况对比36不同开发技术周期生产情况对比表不同开发技术周期生产情况对比表类型类型周期周期 井数井数注汽量注汽量注汽干度注汽干度 生产时间生产时间 周期产油周期产油 日油水平日油水平 油汽比油汽比HSHS1 12 25615610 0222267673.0 3.0 0.12 0.12 NSNS1 11 1157815780 082 82 1811812.2 2.2 0.11 0.11 CSCS1 13 315021502151593 93 3243243.5 3.5 0.22 0.22 DCSDCS
26、1 15 5121712173535116 116 4754754.1 4.1 0.39 0.39 HDCHDCS S1 194942057205772721361361494149411110.750.752 262621818181872721961962015201510.310.31.021.02372/24 3/1 10204/1 10205/1 10206/1 10207/1 10208/1 10209/1 1020 10/1 10 2011/1 1020 12/1 1020 08/1/110202/1 2015001000500004080020406003060900.498.
27、230.523.021.457.847.9306090120110120106334.9 3416.516.112.112.27.67.929.923.215.414.110.496.378.514.714.114.714.615.114.715.110098999690809092346411510882992106010.23.650.735.827.217 16.413.614.312.89.865.9026.4037.728.320.913 13.1011.410.47.54.7 4.7100.056.3100.025.621.023.223.620.2100.020.018.623.
28、821.520.892707090888493859191909190247351743 734100010409859999811054坨 826-P1井 采 油 曲 线温度 日 产 液 量(t/d)日 产 油 量(t/d)含 水(%)液面m2/24 3/1 10204/1 10205/1 10206/1 10207/1 10208/1 10209/1 1020 10/1 10 2011/1 1020 12/1 1020 08/1/110202/1 2015001000500004080020406003060900.498.230.523.021.457.847.9306090120110
29、120106334.9 3416.516.112.112.27.67.929.923.215.414.110.496.378.514.714.114.714.615.114.715.110098999690809092346411510882992106010.23.650.735.827.217 16.413.614.312.89.865.9026.4037.728.320.913 13.1011.410.47.54.7 4.7100.056.3100.025.621.023.223.620.2100.020.018.623.821.520.8927070908884938591919091
30、90247351743 734100010409859999811054坨 826-P1井 采 油 曲 线温度 日 产 液 量(t/d)日 产 油 量(t/d)含 水(%)液面m坨坨826-P1826-P1井生产情况井生产情况38汇报内容汇报内容39 1 1、HDCSHDCS强化采油技术是经过长期的攻关强化采油技术是经过长期的攻关创新与实践，逐步形成的一套适合中深层特超创新与实践，逐步形成的一套适合中深层特超稠油开发的配套技术。该技术能实现稠油开发的配套技术。该技术能实现5050地面地面脱气原油粘度在脱气原油粘度在202010104 4mPa.smPa.s以上、埋深以上、埋深大大于于1000m
31、1000m特超稠油油藏的有效开发。特超稠油油藏的有效开发。结结 论论40 2 2、首创了、首创了HDCSHDCS强化采油技术理论，创建了强化采油技术理论，创建了水平井、降粘剂、二氧化碳与蒸汽四者之间协同水平井、降粘剂、二氧化碳与蒸汽四者之间协同降粘、混合传质和增能助排的新型开发模式，为降粘、混合传质和增能助排的新型开发模式，为中深层特超稠油的开发提供了科学依据。中深层特超稠油的开发提供了科学依据。结结 论论41 3 3、系统研究了超临界二氧化碳在特超稠油不、系统研究了超临界二氧化碳在特超稠油不同状况下的物性特征和对原油性质的影响，为同状况下的物性特征和对原油性质的影响，为HDCSHDCS强化采
32、油技术的机理研究和注采参数设计强化采油技术的机理研究和注采参数设计提供了基础。提供了基础。结结 论论42 4 4、研发了、研发了SLKFSLKF高效油溶性复合降粘剂，油高效油溶性复合降粘剂，油层条件下特超稠油降粘率达到层条件下特超稠油降粘率达到80%80%以上，且随温以上，且随温度、含水上升，降粘率持续增强。度、含水上升，降粘率持续增强。结结 论论43 5 5、发展了与、发展了与HDCSHDCS强化采油技术相配套的工艺强化采油技术相配套的工艺技术，保障了技术，保障了HDCSHDCS在隔层薄、强出砂、强边底水在隔层薄、强出砂、强边底水等复杂特超稠油油藏的有效应用。同时，各单体技等复杂特超稠油油藏的有效应用。同时，各单体技术也拓展了该技术的实用范围，从而具有更加广泛术也拓展了该技术的实用范围，从而具有更加广泛的适应性。的适应性。结结 论论44 6 6、HDCSHDCS强化采油技术探索了热化学复合驱提强化采油技术探索了热化学复合驱提高采收率的新方法，为稠油油藏不同开发方式转换高采收率的新方法，为稠油油藏不同开发方式转换提供了技术思路。提供了技术思路。结结 论论
