效开发的技术。
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HDCS技术构成四要素
H ---- 水平井(Horizontal well) D ---- 高效油溶性复合降粘剂(Dissolver)
C ---- CO2(Carbon dioxide) S ---- 蒸汽(Steam)
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各要素单项作用——水平井
1)水平井与直井相比，大幅 增加了吸汽能力和泄油面积。
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 压力2兆帕以上。
28
焖井过程
2、大幅度扩大热波及和前缘低粘区范围——确保注汽质量 1）滚动降粘接替：
粘 度
注汽前C、D先期降粘
饱和 C、D区
不饱和 C、D区
原始冷油区
r
低温不饱和CO2区： CO2溶解降粘
中温饱和CO2及乳化区： CO2溶解降粘、乳化降粘
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 20 溶性复合降粘剂的波及范围。
3）在中深层（大于1000m）油藏中，CO2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 体的100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。 4）油藏条件下CO2溶于原油，可使原油体积增大10-30% 左右，提高回采能力。 5）在举升及集输过程中，压力降低使CO2析出形成泡沫 油，降低举升工艺难度。
表面张力低 比热容大
夹带剂 密度接近液体
压力
粘度接近气体
scC
在深入研究其影响因素 的基础上采取增效措施
温度
优良的 传质特性
体积比
25
扩散系数是液体状态 的近100倍
HDCS强化采油技术混合传质机理示意图
scC
地温回升 scC溶解 度降低
D
萃 取 扩 散
高效热传递
滚动降粘接替
3
2
低温不饱和CO2区： CO2溶解降粘
27
1、大幅度降低近井地带粘度—降低注汽启动压力
先期注入的油溶性复合降粘剂
饱和 溶解
扩散 不 饱 和 原 油 溶解
油溶性复合降粘 剂受到二氧化碳 的扩散作用影 响，进一步提高 降粘范围
和CO2对水平井近井地带的特超
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7
注入过程
温度回升 扩散 溶解度下降 不 饱 和 原 油 溶解
3
概 况
中深层特超稠油油藏开发难点
注汽压力高 热波及范围小 热损失大
油层薄、油水关系复杂
（单层5m且油水层间互）
油层埋藏深 （>1000m） 原油粘度高
（50℃大于20×104mPa.s）
注 不 进
采 不 出
、
回采效果差
储 量 无 法 动 用
4
概 况
国内外 开发稠 油油藏
油藏埋深 m
——国内外稠油开发现状 国外主要热采油藏
胜利特超稠油SLKF与其它降粘剂降粘率对比曲线
90
降 粘 70 60 率 % 50
40 30 20 10 0
80
74.1
47.0
28.0
活性柴油
77.5 SLKF
1＃ 柴油
二甲苯
58.5 34.3 27.1
SLKF 4＃
二甲苯
3#
2#
90
60 脱水原油，降粘剂浓度5%
3.5 80
温度℃
14
不同含水原油粘温曲线
1000000 脱水原油 含水10% 含水30% 含水50%
粘度/mpa.s
含水原油降粘率与温度关系曲线
1000000 原油粘度 添加1%降粘剂 100000
粘度/mpa.s
100000
10000
含水10% 降粘率35倍
10000
含水10% 加入降粘剂后降粘率＞200倍
1000
80 90
1000 40 50 60 温度/℃ 70
碳溶解萃取能力呈级数增长。 5）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。 6）安全性好，闪点达到65℃以上。
17
各要素单项作用——二氧化碳
选用先进的高温高压PVT釜（带磁力搅拌及恒温功能）、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。
高温高压PVT釜
携带热量
b、在CO2快速扩散的同时，由于CO2
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。
scC不断析出，S+scC+D扩散
30
3、大幅度改善地层及流体的渗流能力——提高回采能力
混合气顶驱动
核 心 内 容
随压力降低混合气顶溶解降粘 二氧化碳与蒸汽改善地层渗透率 随压力降低原油体积膨胀，增加驱动力
纵向对 流上移 形成顶 部富集 中温饱和CO2及乳化区： CO2溶解降粘、乳化降粘 高温蒸汽降粘区： 热力降粘为主
携带热量 携带轻组分 滚 动 扩 散 前 移
1
横向穿 过饱和 带向前 推进
扰动
降粘范围扩大
S
地层温度持续升高scC溶解度降低
scC不断析出，S+scC+D扩散
26
3、增能助排作用
1）超覆的CO2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 机理对薄层特超稠油油藏热采有着重要意义。 2）CO2溶于原油使原油体积膨胀10-30%，为原油流动提供驱替动 力的同时增加采收率。
特超稠油HDCS强化采油技术研究
胜利油田石油开发中心
SHENGLI OILFIELD
1
汇报内容
国内外超稠油开发概况 特超稠油HDCS强化采油技术研究
应用及效果分析
结 论
2
概 况
世界稠油 资源分布图
世界上稠油储量约40000×108t，国内预计79.5×108t，在已探明的稠
油储量中，有近1/3的储量未实现有效动用，这部分储量大多以中深层特超 稠油为主。
国内稠油主产地
辽河油田、河南油田 新疆克拉玛依油田
美国Midmay、委内瑞拉B.E.Peerro Negro、Jobo、Main Tia Juana和加拿 大Cold Lake、Peace River
＜ 600—800
从10000到上百万粘度
＜ 1000—1500
原油粘度 mPa.s
一般在10000— 20000(50℃) 埋藏深 粘度小
5
埋藏浅
粘度大
概 况
——国内外稠油开发现状 SAGD筛选标准 与胜利特超稠油油藏指标对比表
筛选项目 油藏埋深 m 50℃原油粘度 mPa•s 有效厚度 m 渗透率 ×10-3μ m2 油藏条件 筛选 标准 胜利油区 典型特超稠油区块条件
<1000
>10×104
1300－1500
>20×104
>20
>250
＜10
500-4000
无边底水
有边底水
6
概 况 对于油层埋深大于1000m，原
油粘度大于20×104mPa.s的特超稠 油油藏，在05年该技术发明以前国 内外尚无有效开采技术。
7
汇报内容
国内外稠油开发概况 特超稠油HDCS强化采油技术研究 应用及效果分析 结 论
8
技术思路
通过大幅度降低近井地带原油粘度
蒸汽
29
2）高效热传递：
高效热传递
a、从油藏条件到注汽条件（压力 20MPa、温度300℃）下，CO2溶解 度下降42sm3/m3。析出的超临界 CO2携带着热量以远高于蒸汽的速 度穿过CO2饱和区向远端扩散，并 将大部分热量传递给远端的原油 。
横向穿 过饱和 带向前 推进
扰动
纵向对 流上移 形成顶 部富集
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2）传质作用
胜利特超稠油CO2溶解度与温度、压力关系图版
120 100
/m 溶解度 sm
油藏条件 (80sm3/m3)
60℃ 80℃ 100℃ 120℃ 200℃ 250℃ 300℃
80 60 40 20 0
3
3
注汽条件 (38sm3/m3 ) 0 5 10 15 20 25 30
35
饱和压力 MPa
31Leabharlann 注汽驱替剖面对比示意图T
热 水 + 热 油 区
低温水+
高粘乳化油
高粘度地层冷油区 水平井常规注汽（HS）
r
T
蒸汽+
饱和CO2 热油+ 降粘剂 热水 +饱和CO2热油 低温水+饱和 CO2低温油+降 粘剂
热波及范围及低粘区 域大大增加
不饱和CO2冷油+ 少量降粘剂 高粘度
地层冷油区
+降粘剂
HDCS技术
适用范围 温度：0-200℃ 压力：＜70Mpa 粘度：＜10000mPa.s
高温高压落球式粘度计
温度范围：0-200℃；压力范围：＜70Mpa 粘度范围：＜10000mPa.s
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1）溶解降粘作用
胜利特超稠油气（CO2）油比—降粘率关系曲线
120
降 100 粘 80 率 %
60 40 20 0 0 5 10
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各要素单项作用——蒸汽
1）降低原油粘度、解堵、降低界面张力。 2)使流体及岩石发生热膨胀，提高原油产出量。
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协同 降粘
油溶性复合降粘剂
混合 传质
二氧化碳 蒸汽
增能 助排
地层原油
HDCS的三项协同作用
23
1、协同降粘作用