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一、火烧油层采油机理
1、火烧油层的分类
干式正向燃烧
火 烧 油 层
湿式正向燃烧
反向燃烧 THAI和COSH技术
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一、火烧油层采油机理
干式正向燃烧
注 入 井 生 产 井
已燃区 燃烧区
结焦区 蒸汽区 富油区
原始油区
干式正向燃烧前缘移动方向与空气的流动方向相同。燃烧从注气井开始，燃烧前缘 由注入井向生产井方向移动，从注入井开始至生产井可划分为已燃区、燃烧区、结 焦区、蒸汽区、富油区和原始油区等。这些区带沿空气的流动方向而运动 。
火驱技术可应用于多种油藏类型和不同采油阶段，在某些情 况下可能成为首选开发方式：

不适合注蒸汽开发的深层、超深层稠油油藏 不适合注水、注蒸汽的水敏性油藏； 注水开发后期的普通稠油油藏； 蒸汽吞吐后期不适合蒸汽驱的油藏；

不适合注蒸汽或注汽效果差的薄层、薄互层油藏；
带有底水的稠油油藏； 沙漠等水源缺乏地区的稠油油藏。
火烧油层技术
汇 报 提 纲
一、火烧油层采油机理 二、火驱关键技术 三、国内外典型火驱矿场实例分析 四、火驱技术的油藏适用条件及筛选标准
五、新疆油田火驱矿场试验建议
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一、火烧油层采油机理
火烧油层 火烧油层又称地下燃烧或层内燃烧, 亦称火驱 。火驱就是利用地层原油中的 重质组分作为燃料，利用空气或富氧气 体作助燃剂，通过人工点火等方法使油 层原油达到燃点而燃烧，产生的热量使 油层温度上升至600～700℃ ，重质组分 高温下裂解生成的轻质油，注入的气体 、燃烧生成的气体以及水蒸汽用于驱动 原油向生产井流动，并从生产井采出。
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一、火烧油层采油机理
干式正向燃烧
已燃区 火墙 结焦带 油墙 剩余油区
含油饱和度 氧气饱和度 含水饱和度 温度
P
So Sw
T
压力
压力梯度 f（dP/dx）
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一、火烧油层采油机理
干式正向燃烧
新疆油田红浅-1井区火驱三维物理模拟实验
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一、火烧油层采油机理
湿式正向燃烧
已燃区 △Tmax 流动 着火前缘 冷区 1.0
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二、火驱关键技术
2、注气工艺
国产空气压缩机
• •
国产空气压缩机可以达到的主要技术参数：1.最大排气量75Nm3/min；2.最大排气压力 32MPa；3.排气温度≤60℃；4.电机功率1250kW； 胜利油田目前2台36Nm3/min压缩机多年运转正常，1台72Nm3/min 压缩机尚未投入使用；
适应井斜 ( 0 ) 60 30
耐压 (MPa) 20 30
最大外径 (mm) 140 89
二、火驱关键技术
2、注气工艺
基本要求：
• 连续性（两套以上的压缩机组） • 单向性（单向流动控制装置）
• 递增性（额定功率/最高工作压力/最大排气量选择）
主要影响因素：
• 油藏埋深（地层压力/压力系数）
• 地层吸气能力（油层厚度、原油黏度） • 注采井距
(a) 干式 (b) 正常湿式 (c) 最优湿式 (d) 局部急冷
Fwa 0
Fwa 0.026 m 2水 Nm3空气
So
0
0
凝结前缘
△Tmax 混合汽气区 集油带
1.0
So
0 1.0
0.0026<Fwa<0.0053 m 2水 Fwa 0.053 3 Nm 空气
0 △Tmax
蒸发（汽化）前缘
4、完井及举升工艺
完井：
• 生产井热采完井（固井质量 至关重要）； • 注气井、生产井都要防砂；
机械开启
阀式泵
举升：
• 火驱生产井油气比高、井筒 举升效率低； • 机械开启式阀式抽油泵和气 锚举升工艺，降低气体对泵 效的影响。
气锚
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二、火驱关键技术
5、防腐技术
• 生产井防腐；
• 注气井防腐； • 地面管线及流程防腐； ——生产井及地面流程主要防止CO2腐蚀 ——注气井主要防止长期高压注气情况下的富氧腐蚀
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二、火驱关键技术
3、监测工艺
监测内容：
• 常规油、气、水产量； • 生产井产出气体组分（判断燃烧状况/监测氧气突破）； • 生产井井底流温流压（判断燃烧带前缘位置）； • 产出水PH值、硫酸盐、原油组分等。
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二、火驱关键技术
3、监测工艺
目前国内研制的生产井产出气遥测预警系统，可以实现气体含 量显示、安全等级处理分析结果和预警三者同步。
燃烧气爆炸安全评估系统
温度（℃）
输入参数
压力（atm)
输入参数
一氧化碳含量（%） 输入参数 二氧化碳含量（%） 输入参数 氧气含量（%） 氮气含量（%）
输入参数 输入参数
甲烷含量（%）
输入参数
运
行
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二、火驱关键技术
3、监测工艺
抽油井温度、压力测试图
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自喷井温度、压力测试图
二、火驱关键技术
五、新疆油田火驱矿场试验建议
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二、火驱关键技术
1、点火工艺（ignition）
氧 气 相 对 消 耗 速 率
稠油 轻质油
0
100
200300400源自500600700
温度，℃
稠油与稀油在不同温度区间的氧化反应耗氧速率
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二、火驱关键技术
1、点火工艺（ignition）
点火方式
• 天然气点火器（印度） • 电点火器（胜利油田） • 蒸汽预热/催化点火（尤尼斯） • 自燃点火（深层、低渗透稀油油藏）
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二、火驱关键技术
1、点火工艺（ignition）
SL-Ⅰ型电点火工艺 SL-Ⅱ型电点火工艺
电缆绑在油管外 壁，通过井下连接 器与点火器连接， 油管正注。
电缆在油管内， 通过特殊的对接技术 实现井下对接，油套 注气。
工艺 型号 SL-I SL-Ⅱ
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井底点火功率(KW) 适应井深(m) 60 40 2000 1500
混合汽气区
被 回 收 的热量
在注空气的同时，向地层间歇注水 或连续注水，降低油藏内部的峰值 温度，扩大高温区波及范围、提高
So
0 1.0
0
凝结前缘
△Tmax 反应区和蒸汽区
热效率。减少过高温度对地层及井 筒的伤害。与干式燃烧相比，其控
So
0
0
制过程相对复杂。
距离
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一、火烧油层采油机理
2、火驱技术的应用前景
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一、火烧油层采油机理
3、火驱油层的主要技术难点
对地下真实燃烧状态的控制； 对燃烧带前缘的调整与控制； 点火、注气、举升工艺及其装备的可靠性； 产出流体组分在线监测与安全预警。
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汇 报 提 纲
一、火烧油层采油机理 二、火驱关键技术 三、国内外典型火驱矿场实例分析 四、火驱技术的油藏适用条件及筛选标准