稠 油 蒸 汽 吞 吐 技 术
- 1 - 第一节 稠油的特性及分类
一、稠油的一般特性
１.稠油中的胶质与沥青质含量高，轻质馏分少。
我国主要稠油油田原油中的胶质与沥青含量在25%-50%之间，而原油轻质馏分（300℃）一般仅10%左右。
２.稠油对温度的敏感性强。
由粘温曲线可见：
随温度升高，其粘度急剧下降。
这一特性也是进行注蒸汽的原因。
３.稠油中的石蜡含量一般较低。
我国多数稠油油田原油中的石蜡含量仅５％左右，因而凝固点也较低。
４.同一稠油油藏其原油性质在平面、垂向上常有较大差别。
５.稠油中的硫、氧、氮等杂原子的含量高，并含有较多的稀有金属。
二、稠油的分类标准
１.国际重油分类标准
２.我国稠油的分类标准
- 2 - ３.应强调的几点：
①国际上称重油、轻油，适于商业贸易的称谓。
我国称稠油、稀油。适于开采方法的称谓。
②粘度值是指油藏温度条件下的脱气粘度。
③原油粘度为主要指标，相对密度为辅助指标。
④井口取油样时，必须确保油样没有受到化学剂或掺入轻油的污染，并设法含有的水及机械杂质清除干净。
第二节 水及水蒸汽的热特性
一、水是最好的注热载体
1.除液态氨外，其余任何液体
的比热（或热容）都比水小。
水的比热是1卡/kg.℃。
2.水的饱和温度随压力的增加
而增加，当压力确定后，饱和
温度只有唯一值。
3.当水的温度低于此压力下的饱和温度，则水是热水；
如果水的温度等于饱和温度，称为饱和水。
当饱和水逐渐被加热，液态水开始沸腾或汽化，称为水与汽两相混合液体，此时的温度并不增加，而吸收的热量用于水的汽化，汽化所需的热能很大，称为汽化潜热。
当将饱和水继续加热达到完全汽化时，此时蒸汽称为饱和蒸汽。
如果继续加热，饱和蒸汽吸收更多的热量后，在固定压力下，蒸汽的温度将升高，超过了饱和温度，此时蒸汽称为过热蒸汽。
二、湿饱和蒸汽的特性
1.干度：
汽相占有的质量分数称为蒸汽的干度，用X表示。 - 3 - 一般直流式注汽锅炉出口的干度控制在80%，而不是再高；因为这可使炉管中有20%左右的水相，以携带走结垢物质，防止结垢。
2.湿饱和蒸汽的热焓（或比热焓）
Hs=Xs·Lv+Hws
式中：
Hs——总热焓
Xs——蒸汽干度
Lv——汽化潜热焓
Hws——水的显热焓
由图中看出：
·显热随压力增加而增加，汽化潜热随压力增加而减小；
·当1MPa时，汽化潜热占总热焓的近5/6，显热仅占1/6；
当20Mpa时，汽化潜热占总热焓的1/4，显热占3/4；
这也是为何千方百计降低注汽压力的原因之一。
3.不同压力、不同干度的热焓
由图中看出： - 4 - ·在相同压力下，蒸汽干度越高，热焓越大；
·随压力升高，汽化潜热焓和显热焓的差值变小。
4.湿饱和蒸汽的比容：
饱和蒸汽比容：
单位重量的饱和蒸汽
占据的体积：Vs
饱和水的比容：
单位重量的饱和水
占据的体积：Vw
湿饱和蒸汽的比容Vws就是干蒸汽与饱和水的比容之和。
Vws=Xs·Vs+（1-Xs）Vw
由图中看出：
·蒸汽的比容远比饱和水的比容要大得多；
·干度越高，比容越大，波及体积越大，加热范围越大；
·随着压力升高，蒸汽比容与饱和水的比容差值变小。例如：1Mpa时，蒸汽比容是饱和水比容的近200倍，而20Mpa时只有近2倍。
所以注湿蒸汽，一是追求高干度，二是千方百计追求降低注汽压力。
5.要善于使用饱和蒸汽和水的热物理参数表。
实例一： - 5 - 实例一
在锅炉出口或井口上测得温度和压力值分别是
（1）温度为364℃，压力为20Mpa；
（2）温度为349℃，压力为18Mpa；
（3）温度为360℃，压力为17Mpa。 试判断其蒸汽状态
由表可以查出：
（1）测得值和查表完全吻合。说明资料真实准确。蒸汽是饱和状态。蒸汽有一定干度。
（2）当温度为349℃，其对应饱和压力应为16.8Mpa，而实测值为18Mpa，高于饱和压力，说明有几种可能：
·当锅炉出口确实是饱和蒸汽时，其压力、温度两值或其中一值肯定错误，或是假资料。
·若资料无误，锅炉出口肯定是热水而非湿蒸汽。
（3）当温度为360℃，其对应饱和压力应为19.2Mpa，而实测值为17Mpa，明显低于饱和压力，说明有几种可能：
·如果资料无误，说明锅炉出口已是过热蒸汽。这是锅炉安全操作所不允许的，将引起炉管结垢而破坏。
·若锅炉出口确实湿饱和蒸汽，其压力、温度两值或其中一值肯定错误，或是假资料。
实例二：
有某井注蒸汽，在锅炉出口测得压力为17Mpa，温度为350℃，干度为50%，在井口测得压力为16.8Mpa，温度为340℃。试判断井口蒸汽状态
由表可查出：锅炉出口压力，温度值是对的，说明确实是有一定干度的湿蒸汽。但井口压力是16.8Mpa时的饱和温度应为349℃，说明井口已不是湿蒸汽，而是热水。何以如此？一种可能长距离输送，管线裸露无保温，散热过多所致；二种可能中间半路分配，到这井口的量很小；三种可能，资料不准。 - 6 - 实例三：
有某井注蒸汽，井口蒸汽干度为50%，注汽压力为18Mpa，注入速度为8T/h，求出每天注入热量是多少？
解：每天注入热量∑Hs=24×qs×1000(Xs·Lv+Hws)
式中qs—注入速度T/h
Xs—干度
由表查出，当注入压力为18Mpa时，其对应的饱和水比焓Hws为1717KJ/kg
汽化潜热Lv为2523KJ/kg，则
∑Hs=24×8×1000（0.5×2523+1717）=571872000（KJ）
合：571872000÷4.1868×1000=1.36亿（大卡）
第三节 蒸汽吞吐技术
一、蒸汽吞吐概念
周期性的向油井口注入一定量的蒸汽，通过焖井，而后开井产油的一种开采方式。
注汽时，地层分为3个带：
蒸汽带、热水带和冷水带。
传热方式：
热对流是主要传热机理，
把蒸汽的热焓传递给油层。
热传导，油层的部分热量传
递给顶底盖层。
二、蒸汽吞吐机理
降粘作用：温度升高粘度下降。
解堵作用：高温高速蒸汽对近井储层的冲刷作用，可解除井筒附近钻井液等的污染。 降低界面张力：高温蒸汽将使油水界面张力降低，从而改善液阻和气 - 7 - 阻效应（即贾敏效应）。
热膨胀作用：高温将导致原油和水发生膨胀，也导致岩石膨胀，使孔隙体积减少，增加油的产出量。
三、适宜蒸汽吞吐的油藏条件
1.原油粘度：
高原油粘度：
·流动性差
·泄油半径小
·吞吐周期短
·采油量少
2.油层有效厚度
厚油层：
·周期长
·产量大
·油汽比高
薄油层：
·热损失大
·产量低
·油汽比低 - 8 -
3.净总厚度比
·净总厚度比：油藏有效厚度（净厚度）与油藏总厚度之比。
·净总厚度比越小，热损失越大，吞吐效果越差；
·经验认为：小于0.4时不适合吞吐开采。
4.原始含油饱和度
5.油层渗透率
6.边底水
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7.蒸汽吞吐的筛选标准
四、适宜蒸汽吞吐的操作条件
1.蒸汽干度
2.注汽速度
- 10 -
3.周期注入强度
4.焖井时间
五、蒸汽吞吐开采规律