式中：Sors为蒸汽驱残余油
μ os对应Ts时的原油粘度mPa.s
Ts、Ti分别为蒸汽温度和原始油层温度℃
油层注蒸汽传热机理 1.由于注入流体的运动引起的能量传递。
2.在油层中，由高温向低温的热传导。
3.在注入流体与地层中原始流体之间，由
于地层的渗透性引起的热对流。
当流体的运动速度较小时，主要传热机理是1、2。
●已知原油的相对密度γo，温度T(℃)，求λo： λ o＝10.124(1－0.00054×T)/γo 设γo=0.98，T=300℃，则λo=8.66(kJ/d.m.℃) ●已知温度T(273+℃)，求饱和水及蒸汽的导热系数：
1000
蒸汽体积/水
100
10
1 0 5 10 压力(MPa) 15 20 25
随压力的降低，蒸汽与水的体积倍数快速增大。因 此对蒸汽驱来说，油层压力尽可能降低。在较低压力
下注蒸汽，蒸汽带的体积较大，蒸汽波及体积较高，
开发效果较好。
2.原油的热特性
⑴原油粘度随温度的变化
⑵原油的比热及热容量
⑶原油的导热系数
热焓(kJ/kg)
⑷湿饱和蒸汽的比容(m3/kg) ●单位质量的饱和水占据的体积称作饱和水的比
容Vw。
●单位质量的干饱和蒸汽占据的体积称作饱和蒸
汽的比容Vs。
●湿饱和蒸汽的比容Vws：Vws＝(1-X)Vw＋X×Vs
湿饱和蒸汽的比容(m3/kg)
不同压力下不同干度蒸汽的比容 10 干度0 干度20% 干度40% 干度60% 干度80% 干度100%
粘度(mPa.s)
1000 100
y = 4.5029E+12x -4.9992E+00 R 2 = 9.9816E-01
10
1 0 50 100 温度(℃) 150 200 250
稠油的粘度随温度的变化非常敏感，温度升高，粘度 急剧下降。加热降粘是注蒸汽热采稠油的主要机理。
加热降粘
建立地层原油粘温关系的步骤为： ⑴ 取得地面脱气原油油样，并测定其粘温数据。
粘度(mPa.s)
粘度(mPa.s)
2.热膨胀作用 当高温蒸汽注入油层后，油藏中的流体
和岩石产生热膨胀作用，孔隙体积缩小，
流体体积增大，维持原油生产的弹性能量 增加。
4.高温相对渗透率变化
单2-1井高温相对渗透率曲线 1 Krw(50℃) Krow(50℃) Krw(200℃) Krow(200℃) 0.8
三、热力采油机理 四、蒸汽、水、油及油藏岩石的热特性 五、井口注汽参数对井底注热参数的影响 六、蒸汽吞吐采油方法
七、蒸汽驱开采方法
三、热力采油机理 1.加热降粘
2.热膨胀作用
3.蒸汽蒸馏作用
4.高温相对渗透率变化
5.乳化驱替 6.重力泄油
1.加热降粘
单2-1井原油粘温曲线 100000
10000
1
蒸汽比容(m3/kg)
0.1
0.01
0.001 0 5 10 压力(MPa) 15 20 25
蒸汽的比容比饱和水的比容大得多，而且干度越高，
蒸汽的比容越大。因此在注蒸汽开采过程中，注入蒸汽
的干度越高，蒸汽带的扩展体积越大，加热范围越大，
开发效果越好。
湿饱和蒸汽的比容(m3/kg)
不同压力下饱和蒸汽与饱和水的体积倍数 10000
相对渗透率
0.60.4Fra bibliotek0.2
0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 含水饱和度 0.6 0.7 0.8 0.9
⑴随温度升高，束缚水Swc增大，残余油Sorw减少。 ⑵随温度升高，油相渗透率增强，水相渗透率降低。
高温相对渗透率变化
由于高温相对渗透率资料较少，高温下的残余油可 由下式求取： Sors=0.13253+0.025956lnμ os-0.000317(Ts-Ti)
4.热化学法
4.热化学方法 ⑴热化学吞吐
CO2吞吐
N2吞吐
降粘剂＋CO2＋蒸汽吞吐(DCSH)
⑵热化学驱
表活剂＋CO2＋蒸汽吞吐
蒸汽＋CO2吞吐
蒸汽＋丙烷吞吐
蒸汽＋柴油吞吐
4.热化学方法 ⑴热化学吞吐
N2泡沫蒸汽驱 蒸汽＋烟道气驱
⑵热化学驱
蒸汽＋尿素
稠油热采技术交流 一、稠油分类
二、热力采油技术
Ts=280.034+14.0856lnP+1.38075(lnP) 2-0.101806(lnP)3+0.019017(lnP)4
⑵水的比热
除液态氨外，其它任何液体的比热都比水小。
同时水具有最大的汽化潜热焓，因此水是最好的
注热载体。
水的比热为1.0 kcal/kg.℃
＝4.1868 kJ/kg.℃
水蒸汽的热焓(kJ/kg)
不同压力下饱和蒸汽的热焓 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0 5 10 压力(MPa) 15 20 25 饱和水显热Hws 蒸汽潜热Lv 干蒸汽热焓Hs
随压力增加，饱和水显热增大，而蒸汽潜热减小。 当压力<9MPa时，饱和水显热<蒸汽潜热。
当压力=9MPa时，饱和水显热=蒸汽潜热。 当压力>9MPa时，饱和水显热>蒸汽潜热。
稠油热采技术交流
2008年3月
稠油热采技术交流 一、稠油分类
二、热力采油技术
三、热力采油机理 四、蒸汽、水、油及油藏岩石的热特性 五、井口注汽参数对井底注热参数的影响 六、蒸汽吞吐采油方法
七、蒸汽驱开采方法
一、稠油分类
在油层条件下，粘度大于50mPa.s或脱气原油粘度
大于100mPa.s的原油称为稠油。
注：*指油层条件下的粘度，无*时指油层温度下的脱气粘度。
稠油热采技术交流 一、稠油分类
二、热力采油技术
三、热力采油机理 四、蒸汽、水、油及油藏岩石的热特性 五、井口注汽参数对井底注热参数的影响 六、蒸汽吞吐采油方法
七、蒸汽驱开采方法
二、热力采油技术 1.蒸汽吞吐
蒸汽吞吐是指在本井中完成注
蒸汽、焖井和开井生产三个过程
注：油层条件下脱气原油粘度
二、热力采油技术 1.蒸汽吞吐
蒸汽驱是指通过适当井网，由
注汽井连续注汽，在注汽井周围
形成蒸汽带，注入的蒸汽将地下
2.蒸汽驱
3.火烧油层
原油加热并驱到周围生产井后产
出。
4.热化学法
蒸汽驱采收率一般为20%～30%。
蒸汽驱筛选标准
油藏参数 原油粘度（mPa.s） 原油相对密度 油层深度（m） 一等 50～10000 0.92～0.95 150～1400 二等 10000～50000 0.95～0.98 150～1600 三等 >50000 >0.98 ≤1800
1.蒸汽、水的热特性
⑴饱和蒸汽温度和压力的关系
⑵水的比热
⑶水蒸汽的热焓
⑷湿饱和蒸汽的比容
⑴饱和蒸汽温度Ts与压力P的关系
不同压力下水的饱和温度或沸点 400 350 300
过热蒸汽 饱和温度线 热水
温度(℃)
250 200 150 100 0 2 4 6 8 10 12 压力(MPa) 14 16 18 20 22 24
粘度(mPa.s)
1000 100
10
1 0 50 100 温度(℃) 单2块脱气油粘温曲线 100000 10000 1000 100 10 1 0.1 0 50 100 150 200 温度(℃) 250 300 350 400 实测粘度 回归粘度 100000 10000 1000 100 10 1 0.1 0 50 100 150 200 温度(℃) 250 300 350 400 单2块粘温曲线 脱气油粘度 含气油粘度 150 200 250
和水变成热水。
水蒸汽的热焓(kJ/kg)
不同压力不同干度下的蒸汽热焓 3000 2500 2000 1500 1000 干度0 干度20% 干度40% 干度60% 干度80% 干度100%
过热蒸汽
热焓(kJ/kg)
热水
500 0 0 5 10 压力(MPa) 15 20
25
在相同压力下，蒸汽干度越高，蒸汽热焓越大。当压力为5MPa 时，蒸汽干度为40%的热焓为1810kJ/kg，为饱和水的1.57倍；当 蒸汽干度为80%的热焓为2466kJ/kg，为饱和水的2.14倍。
二、热力采油技术 1.蒸汽吞吐
2.蒸汽驱
3.火烧油层
火烧油层是指通过注入井向油 层注入空气，使油层中的一部分
原油燃烧而产生热量，加热和驱
替未燃烧区的大部分原油，并从 生产井中开采出来。
4.热化学法
二、热力采油技术 1.蒸汽吞吐
2.蒸汽驱
3.火烧油层
热化学方法是指向油井注入化
学剂，以达到降低原油粘度的采 油方法。
中国稠油的分类标准
稠油分类
名称 类别 Ⅰ-1 普通稠油 Ⅰ-2 特稠油 超稠油 Ⅱ Ⅲ 150*～10000 10000～50000 大于50000 大于0.92 大于0.95 大于0.98 热采 热采 热采
主要指标
粘度mPa.s 50*～150*
辅助指标
相对密度(20℃) 大于0.92
开采方式
可以先注水
⑵ 利用数学回归方法建立粘温关系。
⑶ 进行溶解气修正。
μ os＝A×μ odB A＝10.715(5.615Rs+100)-0.515
B＝5.44(5.615Rs+150)-0.338
式中：μ os含气原油粘度mPa.s μ od脱气原油粘度mPa.s Rs溶解气油比m3/m3
加热降粘
单2-1井原油粘温曲线 100000 10000 y = 4.5029E+12x -4.9992E+00 R 2 = 9.9816E-01