内蒙两干地区

稠油火烧油层技术油藏适应性研究

白亮

（中国石化中原油田分公司内蒙采油厂，河南 濮阳 457001）

摘要：内蒙采油厂在白音查干、查干共有四个区块投入稠油试采工作，进行了多项热采试验，均未突破效益关。本文通过对“两干”资源的系统评价，结合重点油藏特点，对开发方式进行了论证。评价火烧油层技术对两干地区油藏实用性，为“两干”稠油资源有效动用和效益开发提供新的开发技术对策，有效解决稠油开采中影响效果及效益的三个矛盾（压力低、温度低，地层强水敏）。

关键词 ：稠油；技术对策；火烧油层

1 火烧油层技术与油藏的适应性研究

火烧油层是最早用于开发稠油的热力采油技术,在国内外已有较大规模的矿场应用实践。火烧油层主要是利用地层原油本身的部分燃烧裂化产物作为燃料，利用外加的氧气源和人为的加热点火手段把油层点燃，并维持不断的燃烧，实现复杂的多种驱动作用，是一种获得更高的采收率的采油方法^[1]。

1.1 火烧油层技术与油藏的适应性

查干凹陷毛8块位于乌力吉构造带中南部，构造受控于毛西断层。银根组（k1y）是该区的主要含油层系，埋深590～970 m。自上而下分5个砂层组，各砂层组厚度横向分布较为稳定。

银根组属扇三角洲沉积，发育有水上分流河道、水上分流河道间、河口坝等微相。储层平面上具有继承性发育的特征，在构造高部位沿毛西断层储层发育，沉积厚度大，呈现东厚西薄的趋势。该区域隔夹层较发育。隔层一般在2m以上，最大为10m左右，夹层厚度较薄，一般小于0.5m，分布不稳定。

该区银根组储层埋藏浅，分选较差，胶结疏松，孔隙发育。主要岩石类型以中粗粒长石岩屑砂岩、细砾岩为主，含砾不等粒长石岩屑砂岩次之。粘土矿物含量较高，组分以高岭石为主，其次为伊利石及绿泥石。储层渗透率分布区间很大，从低渗到高渗均有分布。各砂层组的孔隙度基本符合正态分布，总体属于中高孔储层。

银根组储层具有中等偏强～极强水敏；2、4、5砂层组为弱速敏，3砂层组为弱速敏—中等偏强速敏；2～4砂层组具有强～极强酸敏，5砂层组具有中等偏弱～极强酸敏。

银根组油层压力系数在0.48—0.72之间，为低压异常。地温梯度为2.3℃/100m，为低温异常。20℃地面原油密度0.9454-0.9490 g/cm³，地面原油粘度(50℃)550-1805mPa.s。凝固点6-11℃。地层水矿化度5326～6560mg/L，水型为Na₂SO₄。

综合研究，毛8块油藏主要为浅层、中孔、中-低渗、低温、低压、强敏感性砂砾岩普通稠油油藏。

火烧油层技术主要适用的油藏主要特点是[2]：

（1）注蒸汽开发井筒热损失大的深层、超深层稠油油藏；

（2）不适合注水、注蒸汽的水敏性油藏；

（3）注水开发后期经济效益差的普通稠油油藏；

（4）蒸汽吞吐后期不适合蒸汽驱的油藏；

（5）不适合注蒸汽或注汽效果差的薄层、薄互层油藏；

（6）带有底水的稠油油藏；

（7）沙漠等水源缺乏地区的稠油油藏。

由于火烧油层注入的介质为空气，开发过程中不会出现注蒸汽过程中严重的水敏性伤害问题，从而避免前期HDCA/HDNS技术在注汽吞吐中过程中由强水敏造成的压力高、污染堵塞问题。此外，火烧油层还能够改善储层的敏感性，（表1-1），火烧油层之后的岩心中高岭石降低21%，伊/蒙混层比降低25%，从而降低储层的水敏性，提高开发效果。根据毛8区块渗透率和原油粘度的特点，火烧油层开发采用注空气高温裂解改质吞吐（简称火烧吞吐）+火驱的方式进行。火烧吞吐能够弥补直接火驱见效慢的缺点，从而提高采油速度，同时火烧吞吐能够为后续的火驱改善井间联通，降低注气压力，研究认为：毛8块稠油油藏可以通过火烧油层技术进行稠油的有效开发动用。

表1-1：燃烧管实验前后岩石组分变化

样品	条件	全岩分析(%)					粘土组成(%)
		石英	钾长 石	斜长 石	方 解 石	粘 土	伊/蒙 混层	伊 利 石	高 岭 石	绿 泥 石	伊/蒙 混层比
郑408 岩心	实验前	51	18	25		6	18	10	65	7	65
	实验后	51	22	20	2	5	12	36	44	8	40

1.2 火烧油层技术的可行性研究

火烧油层技术就是通过火驱进行采油，通过注入地层的空气在热化学辅助下，与地层中少量原油发生高温氧化和裂解反应，放出大量热量并产生CO2和N2（烟道气），稠油经过裂解改质吞吐粘度大大降低，其作用机理优越于HDCS^[2]。

火烧油层吞吐技术的主要优点包括：

一是热效率高、见效快，迅速形成产能。火烧油层吞吐和火驱过程类似，是通过燃烧地层一部分原油来产生热量，在井筒和地面几乎没有能量消耗，因此热效率高。近井地带原油燃烧产生的高温，有效对回采原油进行加热。火烧油层吞吐产生的烟道气在地层中的扩散增加了吞吐作用半径，提高了地层的膨胀能量，见效时间和效果比火驱要早很多。

二是补充注水后同时具有高干度蒸汽吞吐的机理。在注气结束后，可以向地层中补充注水，注入地层中的水经过燃烧带前缘时被加热，产生湿蒸汽和热水，被加热的蒸汽扩展半径要大于常规蒸汽吞吐，相当于高干度蒸汽或者过热蒸汽吞吐；

三是间歇注气，可有效降低工程风险。火烧油层吞吐的一个最重要的好处是连续高压注气时间短，一般一到两个月。这样就可以有效降低连续高压注气带来的地面及工程风险。

2 火烧油层技术的经济可行性研究

火烧油层技术的经济可行性研究主要考虑四个方面：前期投入、产出、生产维护、对资源的消耗^[3]。

火烧油层需要的空气压缩机为一次性设备投入，且注剂（空气）资源丰富，成本远远低于注入天然气和其它非凝结气体。

技术应用后，可以大幅度提高单井产能，预计毛8块单井吞吐单周期产油800-1200吨，火驱井组产油3000-5000吨，同时有效减低含水，采出原油通过裂解改质后，原油粘度大幅度降低，有效减少了处理、拉运后期过程中的投入成本费用。

在火驱吞吐中，注气井是点火井，也是采油井。一个周期结束后，可以进行下一个周期的火烧油层吞吐。下一个周期仍旧在该井上进行注气、点火、焖井和回采，设备的运行及保养成本较低，可以大幅度降低人工成本费用。

火烧油层技术消耗的主要是沥青、蜡质充分，在地下参与燃烧的仅为原油中难以开采的重质组分，对资源的消耗量极低。

3 结论和认识

（1）火烧油层采油技术相对于HDC(N)S技术有较多的优势，可以解决稠油油藏的水敏、欠压等问题，并且后期开采成本较低，对地层的伤害较小，对于普通稠油开采具有较好的技术优势。

（2）火驱采油技术在目前的试验中还存在一定的问题需要解决，如井网、井距、井型的设计；如何调整注气量控制火线的推进速度；生产过程中油井的管理和作业等技术难题还需进一步研究解决。

（3）加强基础研究，做好稠油热采试验的研究工作，研究不同稠油特征的稠油开发方式，为开发稠油做好技术储备，为稠油有效开发方及提高采收率奠定基础。

参考文献

[1]李少池.火烧油层物理模拟研究[J]．石油勘探与开发，1997，(2)：73-79.

[2]王弥康，张毅.火烧油层热采的筛选标准和经济指标[J]．油气采收率技术，1999，(3)：7-11.

[3]王弥康，张毅，黄善波，等.火烧油层热力采油[M]，山东东营：石油大学出版社，1998.

作者简介：白亮（1987-），男，本科，工程师，2009年6月毕业于中国石油大学（北京）石油工程专业，现工作于中原油田分公司内蒙采油厂两干项目部，研究方向为油气田开发。

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