稠油开采技术现状分析和前景

稠油开采技术现状分析和前景

2014-12-02 15:22:00 1

稠油开采冷采注水采油热采水热裂解

文|王学忠

中国石化股份有限公司胜利油田分公司新疆勘探开发中心

如何降低成本，最大限度地把稠油、超稠油开采出来，是世界石油界面临的共同课题。稠油由于粘度高，给开采、集输和加工带来很大困难，国内外学者做了大量研究工作来降低稠油的粘度。我国稠油开采90%以上依靠蒸汽吞吐或蒸汽驱，采收率能达到30%左右。深化热采稠油油藏井网优化调整和水平井整体开发的技术经济研究，配套全过程油层保护技术、水平井均匀注汽、热化学辅助吞吐、高效井筒降粘举升等工艺技术驱动，保障了热采稠油产量的持续增长。

1\制约稠油开发的主要问题

特稠油油藏温度下脱气油粘度为10000～500130mPa·s，超稠油（天然沥青）油藏温度下脱气油粘度一般大于50000mPa·s。

稠油的特点一是胶质和沥青质含量高，如单家寺油田单6块稠油族组分中沥青质占11%，塔河油田稠油族组分中沥青质含量高达23%；二是粘温关系敏感，如陈375井脱水脱气油40%对应粘度133300mPa·s，80℃对应粘度2646mpa·s，100℃对应粘度754mpa·s。

特稠油因含有胶质、沥青质、石蜡等高分子化合物，易形成空间网状结构，具有非牛顿流体的性质，其结构随剪切应力的增大而破坏，且破坏程度与流动速度有关，即当原油流速慢时结构破坏小，粘度相对较大；流速快时则破坏大，粘度相对较小。共用同一渠道的多相流体在流动时会相互干扰，流度比越大，干扰越严重，低流度的水相更易侵入油相，使油相变为孤立的油滴，油滴一旦被滞留下来，要起动它必须克服更大的附加毛管阻力。

特超稠油油藏开发难点在于：注汽压力高于18MPa，常规锅炉不适应；吸汽能力差，小于1t/（MPa·h）；加热动用半径小于50m；转变为牛顿流体温度高（高于100℃）。对于远离油田基地的中小规模特稠油油藏，或许其面临的主要开发瓶颈不是来自钻井技术、热采技术或冷采技术，而是来自地面集输技术，如地面稠油的输送加热、降粘、脱水工艺。

胜利稠油的粘温关系曲线特点是，稠油的粘度对温度敏感性强，在低温范围内随温度增加稠油粘度急剧下降，普通稠油在温度50—800C范围内每升高10℃，稠油粘度降低约一半，特超稠油在温度70～100℃范围内每升高10℃，稠油粘度降低约一半。普通稠油在温度大于80cC和特超稠油在温度大于100℃后，随温度增加，稠油粘度下降缓慢。

2\稠油开采的主要技术

目前提高稠油油藏产量的思路主要是降低稠油粘度、提高油藏渗透率、增大生产压差，主要成熟技术是注蒸汽热采、火烧油层、热水+化学吞吐、携砂冷采，等等。

2.1热采技术

注蒸汽热采的开采机理主要是通过加热降粘改善流变性，高温改善油相渗透率以及热膨胀作用、蒸汽（热水）动力驱油作用、溶解气驱作用。关于稠油的蒸馏、热裂解和混相驱作用，原油和水的蒸汽压随温度升高而升高，当油、水总蒸汽压等于或高于系统压力时，混合物将沸腾，使原油中轻组分分离，即为蒸馏作用。

蒸馏作用引起混合液沸腾产生的扰动效应能使死孔隙中的原油向连通孔隙中转移，从而提高驱油效率。高温水蒸气对稠油的重组分有热裂解作用，即产生分子量较小的烃类。在蒸汽驱过程中，从稠油中馏出的烃馏分和热裂解产生的轻烃进入热水前沿温度较低的地带时，又重新冷凝并与油层中原始油混合将其稀释，降低了原始油的密度和粘度，形成了对原始油的混相驱。

注蒸汽热采的乳化驱作用同样很有意义，蒸汽驱过程中，蒸汽前沿的蒸馏馏分凝析后与水发生乳化作用，形成水包油或油包水乳化液，这种乳化液比水的粘度高得多。在非均质储层中，这种高粘度的乳状液会降低蒸汽和热水的指进，提高驱油的波及体积。热采井完井时的主要问题是，360℃高温蒸汽会导致套管发生断裂和损坏。

为此，采用特超稠油HDCS技术，将胶质、沥青质团状结构分解分散，形成以胶质沥青质为分散相、原油轻质组分为连续相的分散体系。特超稠油HDCS强化采油技术已在胜利油田成功应用。加强注采参数优化研究，针对不同原油性质、不同油层厚度和水平段长度，明晰技术经济政策界限，合理配置降粘剂、C02和蒸汽用量，可提高应用效果和效益。

2.2出砂冷采

1986年，为了降低采油成本，提高稠油开采经济效益，加拿大的一些小石油公司率先开展了稠油出砂冷采的探索性矿场试验。到90年代中期，稠油出砂冷采已成为热点，不注热量、不防砂，采用螺杆泵将原油和砂一起采出。

文献指出，螺杆泵连续抽吸避免了稠油网状结构的恢复，稠油形成稳定的流动地带，在油带前缘，油滴被启动而增溶到油带中，因此，油带具有很好的流动能力，表现到生产上就是含水下降。而抽油泵的脉动抽吸，使得地层孔隙中的油流难以形成连续流，水相侵入到油流通道，微观上表现为降低了油滴前后的压差，油滴更难启动，若水相能量充足，油滴就一直不能流动，表现到生产上就是长期高含水。

稠油出砂冷采技术对地层原油含有溶解气的各类疏松砂岩稠油油藏具有较广泛的适用性，它通过使油层大量出砂形成蚯蚓洞和形成稳定泡沫油而获得较高的原油产量。形成地层中“蚯蚓洞”，可提高油层渗透率；形成泡沫油，则给油层提供了内部驱动能量。乐安油田草13块配套大孔径、深穿透、高孔密射孔、高压充填防砂与螺杆泵冷采配套技术，基本解决了粉细砂岩油藏防砂及稠油抽汲难题。

2.3加降粘剂

王卓飞发现，乳化液在孔隙介质中的流动过程是一个复杂的随机游走过程，降低界面张力、提高毛管数可改善稠油油藏开发效果。向生产井井底注入表面活性物质，降粘剂在井下与原油相混合后产生乳化或分散作用，原油以小油珠的形式分散在水溶液中，形成比较稳定的水包油型乳状液体系。

在流动过程中变原油之间内摩擦力为水之间的内摩擦力，因而流动阻力大大降低，达到了降粘开采的目的。比较常用的有GL、HRV-2、PS、碱法造纸黑液、BM-5、DJH-1、HG系列降粘剂。鲁克沁油田通过加强化学吞吐油井化学降粘、化学吞吐、蒸汽吞吐、天然气吞吐等技术现场攻关试验、形成超深稠油开发技术路线。

2.4电加热

采用电热采油工艺开采稠油、超稠油，在技术上是成熟的。对于远离油田基地的中小规模稠油油藏，由于其面临的主要开发瓶颈主要来自地面稠油的输送加热、降粘、脱水工艺等。因此笔者建议开展地下稠油变稀油技术攻关，将稠油开发转化为稀油开发问题。当然这存在比较突出的成本问题：电热采油工艺单井平均加热功率80kW·h，日耗电费约1000元。

2.5注空气开发

R.G.Mooreetal等研究了重油油藏冷采后采用注空气法（地下燃烧）的潜在应用状况。由于冷采油田在冷采的经济界限内仍遗留大量的原油，而且蚯蚓洞型的通道处于衰竭油藏之中，因此它是注空气的理想候选油藏。蒸汽短时期进入衰竭油藏，会破坏“蚯蚓洞”，从而使受热通道产生较高的渗透率。受热的通道为可流动的原油到达生产井提供流路后，随即实施油藏点火和注空气，蒸汽/燃烧法的综合应用可在薄油藏及持续注蒸汽无经济效益的油藏得到较高的经济效益。

2.6SAGD

SAGD是国际上开发超稠油的一项前沿技术。它是向地下连续注入蒸汽加热油层，将原油驱至周围生产井中，然后采出。利用SAGD技术开发超稠油的方式，已成为国际上超稠油开发的一项成熟技术。

在国外，SAGD技术通常针对成对水平井开发，而辽河油田采用的是直井注汽、水平井生产。这种开发方式的优点有三：

①将原有的直井替代水平井进行注汽，相当于少打一口注汽水平井，经济且实用；

②辽河油田超稠油油藏夹层复杂，油层连续性差，纵向连通不好。国外水平井通常为1000米深，而辽河油田的水平井只有几百米。采用直井注汽，辽河油田原有的井多的特点就成了优势，这口不行就改用另一口。

③监测系统是辽河油田应用SAGD技术的又一创新，改变了国外用两口井进行监测的状况。SAGD先导试验开始以来，辽河油田科技工作者经过不懈努力，解决了高干度注汽技术、大排量举升技术、地面集输系统等诸多难题，且均达国际先进水平，满足了SAGD工艺需要。

2.7掺稀油开采

掺稀油降粘是开采稠油的一种有效的方法，其优点是不伤害油层，不像掺活性水降粘开采，掺水后的油水混合液要到联合站去脱水，脱下的水还要解决出路问题，增加了原油生产成本。

2.8微生物驱油

微生物驱油技术是通过细菌在油藏环境中繁殖、生长、代谢，利用细菌对原油的降解作用，产生的代谢产物使固液界面性质、渗流特性、原油物化性质发生变化，提高洗油效率。微生物作用可降低原油高碳链烃含量，降低原油粘度。美国密苏里大学在2002-2004年开展了浅层重油的微生物采油技术研究；2005年，微生物采油技术列入中国“973”科技项目。

胜利油田已获得耐温80℃、耐盐150000mg/L的驱油菌种，对原油的降粘率最高达到95%。开展了4个区块的微生物驱油现场试验，累计增油6万余吨。F16菌组能降低原油粘度，对粘度3000mPa·s（50℃）的原油的降粘率在30%～85%，经F16菌组作用后，原油的非烃组分减少，同时代谢产物中的生物表面活性剂能有效地改善常规稠油的流动性。大港油田孔二北断块应用本源微生物采油，累计增油17866吨。

2.9地热辅助采油技术

地热采油是利用地热资源，以深层高温开发流体（油、气、水及其混合物）将大量的热量带人浅油层，降低原油粘度，提高原油流动能力。为了减少热损失，最好不进行油、气、水分离，而且不经过地面，直接注入目的油层。

胜利油田稠油热采和注水开发工艺技术非常成熟，开发实践经验也很丰富，这为利用地热资源进行热水采油提供了便利。另外，与地热辅助采油技术相类似，笔者还初步研究了利用太阳能、风能和重力能辅助采油技术。

2.10水热裂解开采稠油新技术

刘永建教授研究开发了水热裂解开采稠油新技术，在实验室内和采油现场取得了一些有意义的研究成果。水热裂解技术通过向油层加入适当的催化剂，使稠油在水热条件下实现部分催化裂解，不可逆地降低重质组分含量或改变其分子结构，降低了稠油的粘度。制备的稠油水热裂解催化剂有较好的催化效果，反应温度更接近于井下的实际温度。这是一个很好的攻关方向。

2.11稠油热采地下复合催化降粘技术

中国石化报2007年10月9日报道了稠油热采地下复合催化降粘技术，该技术集表面活性剂降粘、水热裂解催化降粘和氧化催化降粘剂降粘等功能为一体，注入催化剂后原油就地裂解产生小分子的气体，增加了油层压力，延长了放喷时间，提高了产油量，为超稠油的开发提供了有力的技术支撑。

3\结语

1）稠油因粘度高而开采难，因含杂质而炼制难。但由于国际油价的坚挺及其资源量的巨大，稠油已引起人们越来越多的关注。开采稠油的核心是降低其粘度，而且要大幅降低其粘度，提高原油流动能力。随着中国节能减排力度的加大，以及石油资源供需矛盾日益突出，以燃烧原油产生蒸汽来实现稠油热采的开发方式需要转变，要大力发展稠油冷采技术。建议推广微生物驱油、掺稀油开采和多分支水平井开采技术。如今稠油冷采已形成成熟技术，而实际应用规模还较小，这一状况亟需改变。

2）地热采油方法原理简单、易于实现，广泛适用于各类油藏，安全、节能、环保。其真正应用价值还有待实践检验，建议在全油田范围内普查地热资源，在有利的稠油区块率先开展地热采油先导试验。

3）井下稠油变稀油。建议开展地下稠油变稀油技术攻关，目前电加热和水热裂解已做到这一点。建议充分发挥中国石油企业上下游一体化优势，将稠油热采和稠油炼制两大成熟技术集成起来，在油田井底实现炼油厂的稠油预处理过程，将稠油开采难题转化为稀油开采问题，从而大幅提高稠油产能和最终采收率。（原载《当代石油石化》）

采矿技术的现状及发展趋势

采矿技术的现状及发展趋势 一、世界采矿工业的现状 由于世界上人口的增加和人类生活水平的提高,对各类矿物的需要量逐年在增加，但随着开采技术的进步，矿石的产量增加了，可是品位都在下降，例如：铁矿石平均品位，苏联在65年为40.8%，70年为37.3%，到76年为36.1%；美国51年为49.5%，71年为34％，到77年大部分为20－36％。美国在1900年只开采含铜6％以上的矿石，70年代平均开采品位则为0.7%，80年代开采的斑铜矿平均品位为0.53%，在本世纪（21世纪）预期要降到0.2%，至于边界品位以下的金属资源，回溶浸法生产的铜，已占其年产量的5％，75年美国用此法浸铜，占其年产量的20％，76年开采12,600吨铀，其中用溶浸法的有500吨。用这种方法还可以回收矿石中的钼，镍，金和其他有色金属，能够取得很有希望的成果。 另一个增加矿石的来源，是加大开采深度。现在开采较深的一些矿床，主要是有色金属，其开采深度已超过2000米的地下矿山，有美国南达科塔州的铅矿区为2280米和爱达荷州的科马尔德，艾林铅矿区为2340米；加拿大镍矿有的达到2400米；印度科拉尔金矿已到3240米；南非西部底卜斯金矿开拓深度到达3800米，估计到5000米时，在经济上仍为合算，国外许多金属矿露天开采深度都在增大。最深的老矿—美国宾汉姆露天铜矿，深度已到800米。而我国的某些矿山的开采深度也在逐年增加，例如云锡公司的地下开采也将要达到2000米左右。 由于陆地上矿产资源日益枯竭，人类开发海底矿物的时代已经到来。海底矿产资源储量极为丰富，初步探明深海中的锰结核矿石储量约为2－3万亿吨，其中以太平洋的含矿品位较高，约为150亿吨（含锰24％，镍1.06%，铜0.53%，钼0.9%，钴0.35%）磷结核约100亿吨，软泥为1000万亿吨。而且这些含有多种金属和非金属的矿产储量，均属于自生矿物，如锰结核在一年中的自生量，锰可供世界用三年，钴四年，镍一年。由此可见，海洋采矿的发展，前途是十分壮观的。 矿石的产量增加了，可是矿山数目的增加，远不及矿山规模加大来得快，国外已投产或正在建设中的年产矿石1000万吨以上或采剥总量超过2000万吨的大型露天矿山，至少有60－70座，仅美国和苏联，就各有20座，其中年产矿石4000万吨或采剥总量8000万吨左右的特大型露天矿，即有20多座，如美国明塔克铁矿为年产矿石6000万吨,矿岩采剥总量1亿2千万吨,美国宾汉姆铜矿年产矿石量为3780万吨，矿岩采剥总量1亿6千万吨。至少地下矿山也同样趋向大型化，西方地下开采的矿山，无论是金属矿山及一些主要非金属矿山，从69年到79年的10年内，虽然是产量增加了，但矿山个数却保持在590座左右，年产量大于1百万吨的有197座，其中有56个大于3百万吨。目前最大的地下矿山，有超过2000万吨的，如瑞典基律纳铁矿，有超过1000万吨的，如美国圣曼略耳铜矿和来麦格斯铜矿。 由于矿石开采量大和贫矿多，在开采方式上露天矿得到发展，以美国为例，过去20年来，地下开采平均每年只增加矿石量0.36％，而露天开采却每年平均递增采剥总量80％，按金属品种：铁铜，铝，钼等矿石开采，露天矿的比重较大。以铁为例，苏联为85％，美国94％，澳大利亚为100％，加拿大，巴西，利比里亚，南非，智利，委内瑞拉和印度也主要是露天开采，铜矿方面，美国和苏联也分别各占60％和65％。 二、世界采矿科学技术的成就及发展趋势 世界采矿工业的科学技术成就及发展可归纳为以下几个方面： （一）、机械化、自动化和计算机应用： 矿山规模的扩大，主要取决于贫矿开采和设备大型化，但大型设备的发展，基本趋向于稳定，现在主要是对已有设备进一步改进，特别是注意节能，适当提高效率，加强预防，维修来延长设备寿命，要求具有更好的灵活性和耐用性，以及提高辅助作业的机械化程度，这是当前的奋斗目标。 1、露天矿技术装备水平，在穿孔上普遍采用铅头直径为200－380毫米的牙轮钻机，而最大直

稠油开采技术的最新研究进展

《稠油开采技术的最新研究进展》 油工（2）2001 喻天龙 201013074 近年来，随着塔河油田开发规模的不断扩大，稠油开发的难度越来越高。其中，塔河12区超稠油井越来越多，超稠油油藏开发的形势越来越不容乐观。该厂尽管在稠油深抽、稠油降粘等稠油开采配套技术上不断下大功夫，但稠油井筒举升难的问题依然进度缓慢。根据多方论证和技术分析，其主要原因是12区原油粘度高，在油藏条件下具有较好的流动性。但是，在进入井筒后的垂直流动过程中，随着井筒温度的降低，原油粘度逐步增大，流动性逐渐变差。针对以上客观实际难题，该厂充分发挥地质技术人员攻关优势，紧跟开采开发形势，瞄准10区、12区超稠油举升、掺稀降粘、化学降粘技术难题，展开大胆探索和技术攻关，初步获得了突破性进展。 第一，根据油田快速上产发展要求，不断加大稠油开采工艺自主创新力度。今年以来，先后实施了两级接力举升、深抽减载装置、超深尾管深抽电泵、电加热杆等稠油新工艺，配套实施了18型游梁式抽油机、24型塔式抽油机、皮带式抽油机等配套工艺，试验取得较好效果。目前，已初步形成具有塔河特色的稠油开发采油技术模式。 第二，进一步加大油溶性、水溶性化学降粘剂评价、优选和试验力度。今年以来，筛选出两种水溶性化学降粘剂、三种油溶性化学降粘剂进入现场进行放大样试验。与去年相比较，化学降粘剂的应用效果得到很大提高，极大地缓解了稠油区块稀油紧缺的瓶颈问题，保证了新区稠油井正常投产需要。 第三，加大了中质油混配密度。目前，混配密度达到了0.898g/cm3,日增加中质油300吨。同时，加大掺稀生产井优化力度，分区块、分单元判定不同的掺稀优化目标，还采用低压自喷井提前转抽，提高混配效果等一系列措施，今年上半年，共计节约稀油11万余吨。 1、稠油油田开采历程及开采现状 欢喜岭采油厂稠油开采始于1982年5月。在当时勘探发现油层发育好、油层集中的锦89块、锦203块、锦8块等有效厚度大于10m的范围内布井118口，

稠油油藏提高采收率技术

稠油油藏提高采收率技术 摘要：作为一种非常规石油资源，“重油”又被称为“稠油”。世界上的重油资源非常丰富，已在多个国家发现了重油资源。专家们估计，在全球约10万亿桶的剩余石油资源中，70%以上是重油。我国的石油储量也相当丰富。已建立了辽河油田、新疆油田、胜利油田、河南油田以及海洋油区等五大重油开发生产区，稠油产量占全国原油总产量的10%。但是稠油粘度大，难以流动，阻碍了原油的顺利开采。针对稠油粘度对温度的敏感性，随着温度升高而急剧下降的特点，目前世界上已形成提高稠油采收率四大技术系列，即化学法、气驱、热力和微生物采油。 关键词：稠油油藏；采收率 稠油，国际上称之为重质油或重油。严格地讲，“稠油”和“重油”是两个不同性质的概念。“稠油”是以其粘度高低作为分类标准，而原油粘度的高低取决于原油中胶质、沥青及蜡含量的多少。“重油”是以原油密度的大小进行分类，而原油密度的大小往往取决于其金属、机械混合物及硫含量的多少。 一．稠油的特点 我国稠油油藏分布广泛，类型很多，埋藏深度变化很大，一般在10m～2000m之间，主要是砂岩储集层，其特点与世界各国的稠油特性大体相似，主要有： （1）粘度高、密度大、流动性差。它不仅增加了开采难度和成本，而且使油田的最终采收率非常低。稠油开采的关键是提高其在油层、井筒和集输管线中的流动能力。

（2）稠油的粘度对温度极其敏感。随稠油温度的降低，其粘度显著增加。大量的实验证明，温度每降低10℃，原油粘度约增加1倍。目前国内外稠油采用的热力开采方法正是基于稠油的这一特点。 （3）稠油中轻质组分含量低，而焦质、沥青质含量高 中国稠油资源多数为中新生代陆相沉积，少量为古生代的海相沉积。储层以碎屑岩为主，具有高孔隙、高渗透、胶结疏松的特征。稠油储量最多的是东北的辽河油区，其次是东部的胜利油区和西北的新疆克拉玛依油区。中国重油油藏具有陆相沉积的特点，油层非均质性严重，地质构造复杂，油藏类型多，油藏埋藏深。油藏深度大于800m的稠油油储量约占已探明储量的80%以上，其中约有一半的油藏埋深在1300m～1700m。吐哈油田的稠油油藏埋深在2400m～3400m，而塔里木油田的轮古稠油油藏埋深在5300m左右。 二．国内外提高稠油采收率技术 2.1.1 蒸汽吞吐 蒸汽吞吐是一种相对简单和成熟的注蒸汽开采稠油技术。 蒸汽吞吐技术机理主要是加热近井地带原油，使之粘度降低，当生产压力下降时，为地层束缚水和蒸汽的闪蒸提供气体驱动力。 蒸汽吞吐的工艺过程是先向油井注入一定量的蒸气，关井一段时间，待蒸汽的热能向油层扩散后，再开井生产，即在同一口井进行注入蒸汽、关井浸泡（闷井）及开井生产3个阶段，蒸汽吞吐工艺描述如图2-1。注入蒸汽的量以及闷井的时间是根据井深、油层性质、原油粘度、井筒热损失等条件预先设计好的。 封隔器 吞 蒸汽 蒸汽注入 油砂层 流体采出 吐

露天煤矿开采技术发展趋势

1绪论 1.1选题背景 1.1.1 能源消费格局短期内仍以煤炭消费为主 能源是人类社会发展进步的物质基础。本世纪的头20年是中国经济社会发展的重要战略机遇期，同时也将面临许多新的重要变化和挑战。煤炭一直是我国的基础能源，在一次能源的生产及消费结构中均占到70%，远高于国际能源25％的消费水平。2010年，全国原煤产量完成32.4亿吨，同比增长8.9%；煤炭开采及洗选业完成固定资产投资3770亿元，同比增长23.3%；煤炭出口量完成1903万吨，同比下降15%，出口金额为23亿美元，下降5.2%；煤炭进口量完成16478万吨，同比增长30.9%，进口金额169亿美元，增长60.1%。 [1] 初步核算，2010年能源消费总量32.5亿吨标准煤，比2009年增长5.9%。煤炭消费量增长5.3%。用煤行业的增长速度均超过煤炭行业，来自下游的强劲需求使得煤炭供需缺口有进一步扩大的趋势。"十五"是我国煤炭工业快速恢复和发展时期，2005年煤炭产量已经超过20亿吨。2010年煤炭产量超过30亿吨，由煤炭供应偏紧转向供需基本平衡。"十一五"期间我国煤炭工业转入比较平稳的发展势头，煤炭产量平均每年增长5%左右。 图1-1全国煤炭产量走势图 Fig.1-1The diagram of the coal production of China

1.1.2我国露天采煤量比重将有较大提高 经过了几十年的发展，我们欣喜地看到，现代开采新技术新工艺的引入，使在条件适宜地区露天开采成本大幅度下降，劳动生产率大幅度提高，获得显著经济效益。我国露天煤矿开采技术取得了长足的发展和进步。同时，露天煤矿产量占全国煤矿产量比重逐渐增加，由2002年的4%左右提高到2010年的9%左右。此外，根据《煤炭工业"十一五"发展规划》，全国将重点建设10个千万吨级现代化露天煤矿。在这种大的宏观经济和能源供需背景下，我国煤炭露天开采又进入了新的发展阶段。 1.2研究意义 以煤炭为主的一次能源消费结构格局, 在我国将长期存在, 合理开发煤炭资源, 走可持续发展道路,已成为共识。实现煤炭资源合理持续健康发展, 就开采技术而言, 首先要实现煤炭工业开采技术的现代化, 一方面要科学利用煤炭资源, 降低资源耗竭速度, 延长资源服务年限, 做到相对可持续；另一方面煤炭生产要向集约、高效、洁净、环保方向发展, 在有条件的地区大力发展露天开采。 露天开采具有安全、高效、易复垦、回采率高、成本低,便于采用数字信息技术等特点,世界各产煤大国无一不优先发展露天开采。世界主要产煤国如加拿大露采产量比重为88%、德国78%、美国61. 5%、俄罗斯56%。我国煤炭资源赋存条件相对较差, 煤层埋藏深,从而造成中国煤炭开采主要以井工开采为主, 露天开采产量仅为9%左右。经济发达国家露天开采成本比井工低75%-83%，生产效率比井工高7-9倍。我国露天开采与井工开采相比，吨煤投资比井工低20%-30%，建设工期短1/4-1/3，生产成本低15%-30%，生产效率高1倍以上，煤炭回收率达95%，百万吨死亡率为国有井工矿1/30。如果我国露天采煤比重由目前提高，煤炭资源回收率也会相应提高，在未来可节约可采储量数百亿吨。由此可见，从开采技术方式入手,提高露天采煤产量在总产量中的比重，是实现煤炭资源有序合理开发，提高煤炭资源安全保障程度十分重要的途径之一。[2] 但是，我国露天煤矿开采技术与国外先进水平相比，仍存在着规模小、产业集中度低、经济效益较低，技术工艺与装备水平、设备制造水平相对落后，自动化程度低，大型成套装备国产化程度低、进程较慢等问题。所以，发展我国大型现代化露天开采技术对于我国走新型工业化道路具有重要意义。 [2]王庆一.中国煤炭工业演变及前景[J].中国煤炭,2001

矿山数字化技术现状与发展方向

矿山数字化技术现状与发展方向1 陈建宏，古德生，周智勇 中南大学资源与安全工程学院，长沙（410083） E-mail：cjh@https://www.docsj.com/doc/e95938295.html, 摘要：本文对我国“九五”、“十五”期间我国矿山数字化和信息化研究成果和存在的问题进行了分析；对目前具有一定争议的“数字矿山”建设的目标、内容、思路和方案进行了讨论；对数字矿山和矿业ERP的概念进行了解释和界定；对矿山信息化发展的模式和阶段进行了分析；对我国矿业信息化项目建设的优先顺序进行了论述；对国内外矿山数据仓库技术的发展方向和应用前景进行分析。全文试图对我国矿山数字技术的现状与发展趋势作简要评述，期望对新世纪我国矿山数字化和信息化发展理出一个指导性思路和基本框架。 关键词：矿山数字技术，数字矿山，矿山信息化，建设目标，发展趋势 1 前言 矿产资源的开发对人类赖以生存的环境造成了极大的污染和破坏。因此，如何在有限的资源条件下，在生态系统包容能力允许的条件下，探讨矿产资源开发与环境保护，实现经济的可持续发展是21世纪人类面临的重大课题。如果继续沿袭旧的外延扩张式经济发展模式，而不是转向寻求一种变革性力量，将难以解决矿产资源开发中的诸多矛盾。强化信息资源开发利用，加强矿山数字技术运用是这种巨大变革性力量的主力军。 信息化建设已成为我国的一项重要的战略国策，国家“十五规划”中明确指出：“信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势，也是我国产业升级和实现工业化、现代化的关键环节。要把推进国民经济和社会信息化放在优先位置。”并提出“坚持以信息化带动工业化、以工业化促进信息化，走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染小、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子”的战略方针。因此，充分利用现代信息技术，实现矿业的可持续发展，达到资源开发与环境保护和谐统一，是“十一五”矿业发展规划要解决的重要任务之一。 矿山企业作为资源开发的主体，其信息化是矿业信息化的重要组成部分之一。矿山信息化即是挖掘先进的管理理念，应用先进的信息技术去整合矿山现有的生产、经营、设计、管理，及时地为矿业“三层决策”（战术层、战略层、决策层）系统提供准确而有效的数据信息，以便对市场需求做出迅速反应，进而提升矿业经济核心竞争力的过程。矿山信息化不仅是矿山信息技术的延伸，更重要的是矿业管理、组织结构、业务流程的变革和延伸[1-7]。 近年来，随着我国矿业经济的繁荣以及信息技术的发展，我国矿山企业对信息化软件产品的需求大量增加。上世纪90年代，由于我国矿业经济不景气，矿山企业、高等学校及研究院所在相当长的时间内，对矿业软件产品的研发速度缓慢，除了经济因素外，其中主要原因是矿山行业难以留住高水平的软件开发和管理人员。面对新世纪迅速繁荣的矿业经济和快速发展的采矿工业，目前我国矿山信息化发展存在二大矛盾：一是矿山信息化产品需求空前增加与国内矿山软件产品研发能力相对滞后的供需矛盾；其次是矿山企业领导对“数字矿山”的高期望值与矿山IT人才流失严重，IT技术力量的严重不足，操作维护培训跟不上，难以保证系统良好实施和运行的矛盾[1-3]。 与此同时，面对中国巨大的矿业软件市场，国外矿业软件商的将主要力量转向中国，在1本课题得到全国优秀博士论文专项基金（(200449）的资助。

油气井智能开采技术综述与发展趋势

油气井智能开采技术综述与发展趋势 刘宁(长江大学石油工程学院)王英敏(河南油田勘探开发研究院) 摘要 油田数字化是目前油气田发展的新趋势,而智能井技术是实现油田数字化的主要构成部分,是实时油藏管理的关键结构单元,通过安置在油藏平面上的传感器与控制阀,可以对油藏与油井的动态进行实时监测,分析数据,制定决策,改变完井方式,以及对设备的性能进行优化,从而提高油藏采收率,增加油井产量;减少作业中投入的劳动力,更有效地进行油气藏管理。本文叙述了智能井技术的发展历史、原理及特点,并结合实例说明了其技术优势以及国内外智能井的发展趋势。 关键词 数字油田 智能井 系统 传感器 智能完井 DOI:10 3969/j.issn.1002-641X 2010 11 009 1 简介 智能井技术是为了适应现代油藏经营管理和信息技术应用于油气藏开采而发展起来的新技术,通过生产动态的实时监测和实时控制,达到提高油藏采收率和提高油藏经营管理水平的目的[1] 。 自从1997年世界上第一套智能井系统(SCRAM S)在北海首次安装,全球智能井系统的应用迅速加快,其功能和可靠性有了显著的提高。例如,贝克休斯公司1999年推出的液压智能井系统InForce TM 已商业化;2000年下半年将其全电力智能井系统InCharg efM 推向市场;其他的智能井系统有斯伦贝谢公司的油藏监测和控制(RM C)系统、BJ 公司的系列智能井仪器和威德福公司的Simply Intellig ent TM 智能井系统[2]。 目前,各种类型的电力智能井系统、电力-液压智能井系统与光纤-液压智能井系统均已成功应用,这些技术将油藏动态实时监测与实时控制结合在一起,为提高油藏经营管理水平提供了一条崭新的途径。 2 智能井技术原理及特点 智能井这个术语一般指基本过程控制向井下的 转移,是一个实时注采管理网络,是一种利用放置在井下的永久性传感器实时采集井下压力、温度、流量等参数,通过通信线缆将采集的信号传输到地面,利用软件平台对采集的数据进行挖掘、分析和学习,同时结合油藏数值模拟技术和优化技术,形成油藏管理决策信息,并通过控制系统实时反馈到井下对油层进行生产遥控、提高油井产状的生产系统[2]。智能井系统的主要构成和用途,如图1所示 [3] 。 图1 典型智能井系统组成和用途 在油田开发过程中,智能井的主要优点是: 优化产量和储量采收率; 最大限度地降低基建费用(CAPEX)和作业费用(OPEX);!更加有效地管理油藏。 在油田开发过程中,智能井的基本用途: 控制注入井内的注入水或注入气沿井眼分布; 控制或隔断生产井内无用流体从井眼流出;!通过合采加速生产。 智能井的其他用途: 能够有效地管理油藏采油过程,特别是对二次注水或三次EOR 采油项目尤为重要; 智能井还能控制注入水或注入气在井内层间、隔层间和油藏间的分布,从而限制或隔断无用的流出物从井内不同产层产出,因此,作业者能够管理注水或采油过程,使未波及到的储量得以动用;!控制压降,确保井眼的稳定性;不同储层流体组分混合;控制自流;连接井;气举和自动气举;减少干扰或进行遥控等作用[4]。 总之,智能井技术是一种强有力的工具,它有助于处理油田开发中经常遇到的各种地下不确定因素,解决各种挑战性问题。包括:驱动机理对采收 33 刘宁等:油气井智能开采技术综述与发展趋势

矿山开采技术发展趋势

矿山开采技术发展趋势 摘要：一定时期内采矿技术的主要发展方向为：机械化大规模采矿、深井采矿、 溶浸采矿和充填采矿等工艺和技术。数字化矿山与智能开采将成为未来矿山开采的自然趋势。全面实现采矿的自动化，目前尚有较大的困难。但局部装备实现遥控系统，进行遥控开采，将可能在短期内实现。 关键词：采矿技术自动化趋势 前言 近些年来，全世界开采有用矿物总量约计200亿t，年递增率为4%～5%，其中硬岩约50亿t，由地下开采的矿量为10多亿t，主要是富矿和价值较高的有用矿物。从布局上看，有的矿山公司和钢铁联合企业的矿山几乎全是地下开采。总之，金属矿山地下开采在近期的矿山开采中仍将发挥重要的作用。随着全球性科学技术的突飞猛进，国内外地下采矿技术也发展很快，很多采矿新技术、新工艺、新材料和新设备在地下矿山得到了应用。国内外地下金属矿山采矿工艺技术和设备的发展。主要表现在采用各种采矿方法的比重和回采工艺技术装备有了很大的变化，均沿着高效率、高回采率和机械化的方向发展。采场生产能力和劳动生产率有了较大的提高，损失、贫化指标大幅度降低。笔者就近几年来金属矿山地下采矿开采在采矿方法、深井开采、采矿装备三个方面现状作一介绍,并对今后的研究方向提出一点想法。 一、地下金属矿山采矿方法 现阶段采矿方法仍以充填采矿法、空场采矿法、崩落采矿法为主。对18个重点铁矿山统计, 崩落采矿法占94.1%，空场采矿法占5.9%。黄金矿山充填采矿法占31%，空场采矿法占65%，其它占4%。有色金属矿山空场采矿法占46.1%，充填采矿法占19.6%，崩落采矿法占34.3 %。从以上统计数据看，铁矿地下开采仍以崩落采矿法为主，有色及黄金矿山地下开采仍以空场采矿法和充填采矿法为主。地下采矿技术是取得科技成果最多的一个技术领域，近十多年来，地下金属矿山充填采矿法和充填工艺技术发展迅速，崩落采矿法和空场采矿法在工艺技术上也在不断地改进、创新。因而促进金属矿地下采矿技术得到迅速发展，使部分 矿山的工艺技术达到了国际先进水平。 （一）充填采矿法 我国先后采用干式、分级尾砂胶结、全尾砂胶结、碎石水泥浆胶结等新工艺

稠油开采新工艺

稠油开采新工艺 稠油是世界经济发展的重要来源，稠油油藏的研究和开发技术已日趋成熟，并形成相当大的开采规模。自今年初以来，胜利油田有限公司，在稠油产量占有较大比例的孤岛，孤东，滨难，河口等采油厂，针对自己所管辖经营的稠油油藏的特征和“症结”，采用多种新工艺，新技术配套使用，不断强化稠油开发和技术创新力度，有效地提高了稠油油藏的开发水平，取得了明显的经济效益和技术效果。 孤岛采油常针对所管辖的孤岛油田稠油热采产量已占全年原油生产量的 1/6，开发难度大等实际情况，对该油田的中二北NG5和中二南NG6两个稠油热采老区进行可整体调整，在加密调整方案的编制过程中，地质科技人员充分运用了钻井、测井、测试及油井生产资料，进行了精细油藏描述，建立了底层，构造，储层，流体等模型，摸清了剩余油的分布规律；运用数值模拟技术对加密井点进行可行性分析，编制出了切实可行的热采调整方案，目前，这两个区块已完钻新井15口。其中，中二北NG5热采区的中25-532井，投产后喜获日产320吨的高产油流；中二南NG6调整区的中24-605井也获得了日产21吨的工业油流。 同时，他们对中二北热采单元的蒸汽吞吐开采规律也进行了充分研究，该单元由于底水的进入，导致油井含水大幅度上升、高含水井数的逐年增加，油层水淹严重，造成平面上采出程度差异大，剩余由高度分散，挖潜措施针对性变差。该厂通过对边底水浸入影响分析及泡沫剂的静，动态评价，灵敏性分析及其躯替实验，认为氮气泡沫对治理边底水有较好效果。自2002年初开始，他们运用井下自生气一泡沫辅助注蒸汽技术，在130度下注入引发剂，产生二氧化氮和二氧化碳，达到调整吸气剖面，提高驱有效率的目的，迄今为止，用来试验的3口井，平均日产油量已由3.8吨上升到6.5吨,平均单井日增油2.7吨,累计增油893.6吨,其中GD15*522井日产油量由4.3吨上升到目前的11吨。 孤东采油厂稠油热采稳中有升。为了加快孤东油田的稠油开发，该厂采取地质、作业、注汽、采油、工艺“五位一体”联作制，狠抓注汽质量，取得明显效益。质量监控是注汽的关键，他们对每口注汽井都要做好注汽前、中、后的跟踪工作，注汽前，做好注汽井的经济评价，制定注入方案，加强作业管理监控；注

SAGD技术开采稠油

SAGD技术开采稠油 石油与天然气工程2011级程金金 摘要：蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术以蒸汽作为热源，依靠凝析液的重力作用开采稠油，采收率可达60-80%，在国外特别是在加拿大已获得了商业化应用。 辽河油田曙一区超稠油资源丰富，地层条件下原油粘度超过104 ?，基本没有流动能力，开采难度大。上世纪九十年代末，mpa. s 10 辽河油田曙一区超稠油蒸汽吞吐开采技术获得成功并进行了规模化开采，但蒸汽吞吐开采后期如何进一步提高采收率是一项重要的研究课题。 关键词:超稠油蒸汽辅助重力泄油开发研究 Abstract：Steam assisted gravity drainage (SAGD) uses steam as the hear source and rely on the action of gravity of condensed liquid to recovery heavy oi1，by which the recovery can reach up to 60-80%.The technique has been commercially applied overseas，especially in Canada. The super heavy oi1 resource is very abundant in Block Shu l of Liaohe Oilfield with the crude viscosity under formation conditions over 104 ?，which is basically immobile and hard to develop. Since the 10 mpa. s end of 1990s，steam huff and puff for super heavy oil recovery in Block Shul of Liaohe Oilfield has been successful and has been commercialized. However，how to improve the recovery at the later stage during steam huff and puff is an important research topic. Keywords: the super heavy reservoirs，steam assisted gravity drainage，

稠油微生物开采技术现状及进展

第23卷第3期油　田　化　学Vol.23　No.3 2006年9月25日Oilfield　Chemistry25Sept,2006 文章编号:100024092(2006)0320289204 稠油微生物开采技术现状及进展Ξ 邓　勇1,2,易绍金1,2 (1.油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学);2.长江大学化学与环境工程学院,湖北荆州434023) 摘要:综述了用微生物方法开采稠油的技术现状与进展,论题如下。①概述。②基本方法:异源微生物采油,包括微生物吞吐和微生物驱;本源微生物采油及大港孔店油田的实例。③主要机理,包括产表面活性剂,降解稠油中重质组分及其他。④技术研究,包括机理性、可行性及经济效益研究,列举了国内外6个实例。⑤现场应用,包括国外1个、国内6个实例。⑥该技术的优势及问题。参22。 关键词:稠油油藏;开采方法;微生物采油;菌种筛选;现场试验;进展;综述 中图分类号:TE357.9:TE345 文献标识码:A 稠油是一种高黏度、高密度的原油,国外将其称为重质原油。稠油在世界油气资源中占有较大的比例。据统计,世界稠油、超稠油和天然沥青的储量约为1000×108t,稠油年产量高达1.27×108t以上。加拿大的重质油储量最为丰富,其次还有委内瑞拉、美国、前苏联、中国等国家[1]。我国稠油资源分布广泛,已在12个盆地发现了70多个重质油田,预计我国重质油和沥青资源量达300×108t以上[2],具有很大的开采潜力。 目前,常用的稠油开采技术主要是热力采油法和化学采油法,这些方法均具有一定的实用性,但随着油田开发技术的发展,技术经济和环保等方面的问题日益明显[3,4],开发经济、有效的稠油开采技术势在必行。稠油微生物开采技术是一种稠油开采的新技术,已越来越受到油田的重视。 1　稠油微生物开采技术概述 微生物采油技术已经有70多年的历史,早在上世纪20年代,美国Beckman就指出细菌有利于开采石油[5]。稠油微生物开采技术是微生物采油技术的延伸,也是人们对稠油开采的一种新的尝试。美国、加拿大等欧美国家早在上世纪60～70年代就开始应用这种方法开采稠油,我国起步相对较晚。上世纪末辽河油田率先在国内开展稠油微生物开采技术的室内研究和现场试验,取得一定成果。随后大庆、胜利、新疆、大港、青海等油田相继开始稠油微生物开采技术的研究和应用。从整体上讲,目前该技术在国内外还处于试验研究阶段,真正实现工业化的项目还不多。近年来,随着稠油微生物开采技术研究的不断深入及其在稠油开采领域良好潜力的展现,该技术在国内许多油田开始受到重视[6～8]。 2　稠油微生物开采基本方法 目前,稠油微生物开采技术的基本方法主要是将含有氮、磷盐的培养液及具有降黏作用的微生物注入油层,使微生物与油层发生作用,从而提高稠油采收率,即异源微生物采油法。异源微生物开采稠油又分微生物吞吐和微生物驱两种。 微生物吞吐开采稠油的方法不动管柱,利用地面设备(水泥车、水罐车)从采油井油套环形空间挤入微生物稀释液,挤注结束后关井一段时间,使微生物作用于井筒及近井地层,然后开井采油。该法具有施工简单、不伤害储层的特点,是国内外油田主要采用的方法。 Ξ收稿日期:2006207221。 基金项目:油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学)开放基金资助项目“稠油降粘菌作用机理研究”(项目编号k200610)。 作者简介:邓勇(1982-),男,长江大学环境工程专业学士(2005)、化学与环境工程学院在读硕士研究生(2005-),主要研究方向为油气田应用化学,通讯地址:434023湖北省荆州市南环路1号长江大学化学与环境工程学院,E2mail:dengyong228@https://www.docsj.com/doc/e95938295.html,。

露天开采技术的现状及发展方向

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 露天开采技术的现状及发展方向 我国现有生产露天矿采用的开采程序都比较单一，主要采用缓工作帮、全境界开采方式。铁矿和煤矿绝大多数采用工作线呈平行走向分布，垂直走向推进的纵向开采方式，少数露天铁矿采用工作线沿走向推进横向开采方式；有色矿山采用部分纵向开采，部分横向开采方式；少数金属露天矿采用分期开采和分区开采。露天矿开拓的核心问题是运物方式。目前采用的开拓方法主要有铁路运输、公路运输、铁路与公路联合运输、平确溜井、汽车箕斗联合运输、汽车破碎机带式输送机运输等。穿孔是坚硬矿岩露天矿的主要生产环节之一。目前我国金属矿山主要采用孔径250mm 的牙轮钻和孔径200mm 的潜孔钻，部分矿山使用孔径310mm 的牙轮钻和孔径250mm 的潜孔钻。在矿岩硬度比较大的露天矿，有用牙轮钻更新现有潜孔钻的趋势。在我国摇天开采的铁矿石、有色金属矿石和冶金辅助原料矿石的发展较快，化工及建材系统多数属中小型露天矿。近年来，我国露天矿在爆破技术和新型炸药研制方面取得较大进展。在爆破技术方面推广应用大区微差爆破、压碴爆破、减展爆破和光面爆破。在露天矿基建剥离时，成功地进行了万吨级大爆破和数十次百吨级和千吨级的大爆破，掌握了在各种复杂条件下进行松动爆破、抛掷爆破及定向爆破的技术。在炸药加工方面，成功研制出了多种按油炸药、多孔粒状按油炸药、乳化炸药和防水浆状炸药。我国大、中、小型露天矿一般采用1～4.6m2 挖掘机进行采装。这种挖掘机对大型露天矿来说，规格小，效率低，全年效率一般为100～120 万吨。目前少数大型露天矿采用6m3 和7.6m3 挖掘机装载，全年效率可达400 万吨左右。露天矿铁路运输采用重80 吨、100 吨和150 吨的电机车和载重60 吨的翻斗车。汽车运输一般使用载重20～40 吨级的自卸汽车。少数矿山使用了100 吨级的电动轮汽车，个别矿山还引进了170 吨的载重汽车。

稠油开采国内外现状及开发技术

稠油开采国内外现状及开发技术 随着社会经济的快速发展，世界对于石油资源的需求也在不断提升，而稠油油藏作为分布较广的资源，基本在世界各大产油国都有大量的稠油储藏量，因此对于稠油开采的国内外现状及开放技术进行研究分析，对于满足社会对于油气资源的需求，具有重要的现实意义，并为油田开采效率的提升提供了依据。 标签：稠油开采；开发技术；研究现状 当前我国的石油工业得到了快速的发展，石油开采技术水平也在持续提升，而稠油作为储藏量极大的特殊油藏，对于满足社会需求具有重要意义。由于稠油资源本身的特性，其开采也存在一定的难度，对其开采技术也有较高的要求。为实现对于稠油油藏的更好开发，本文主要对稠油开采的国内外现状与开发技术进行研究。 1 稠油开采的国内外现状 进入21世纪以后，全球经济都得到了飞速的发展，世界对于石油资源的需求量也在迅猛的提升。但常规的石油资源经过多年的大规模开发开采，也正面临着资源枯竭的现状。而随着科学技术水平的不提升，人们发现稠油资源还存在着极为丰富的储量，在世界各国石油开采国都有大量的储存量，如果能够对其进行有效的开采则对于满足社会日益增长的石油需求具有重要的现实意义。 当前，经过勘探发现，稠油资源的潜在地质储存量已经远超出已经探明的常规原油的储量高达6倍之多。而在稠油资源的主要储藏国中，储量最为丰富的国家为加拿大，其次分别为委内瑞拉、前苏联、中东及美国与中国等国家与地区。而我国的陆上稠油转我国的石油总储藏量的20%以上，当前已在我国的12个盆地发现了至少70个稠油油田，以探明和控制储量有40亿吨以上。此外，我国的陆上稠油油藏大多是中新生代陆相沉积，而古代海相沉积则极少。我国稠油储层则存在着高孔隙、高渗透以及胶节疏松等特等，且由于稠油资源本身的粘度较高，且流动性较差，导致对其开采技术也提出了极高的要求。 自上世纪90年代，世界各主要采油国，就开始进行了稠油资源的开采工作，其中，基本所有国家都使用了热采的技术进行了开采，其中美国、委内瑞拉、印尼及中国开采量较大。很多专家表明，稠油资源对于满足世界能源日益增长的需求将具有重要的现实意义，并其重要性将不断增加。但是，当前世界稠油的开采量则只占了石油总产量10%。造成此种现象出现的主要原因是由于稠油开采的成本十分高，且开发技术水平也十分有限，还没有发展成熟，因此基本世界各国在进行开采时，都首先选择进行常规石油资源的开采。 2 稠油资源开发技术 2.1 稠油热采技术

直井火驱提高稠油采收率技术的应用前景

火驱提高稠油采收率技术的应用前景 摘要：中国稠油已开发区普遍进入注蒸汽开发后期，面临采出程度低、油汽比低、吨油操作成本高等问题，亟待探索大幅度提高采收率和经济开发方式。火驱技术操作成本低，但面临原油燃烧过程复杂等问题。中国石油创新室内实验手段，揭示原油火烧机理，攻克井下大功率电点火、火线前缘调控等重大技术难题，直井火驱技术在现场得到工业化应用，将成为稠油开发新一代战略接替技术。本文分析了火驱技术的特点与优势，指出了火驱技术在稠油老区上的应用前景和潜力。 关键词：直井火驱；特点；应用前景；稠油； 前言：火烧油层又称为地下燃烧或层内燃烧，亦称火驱开采法，是一种在油层内部产生热量的热力采油技术．准确的说，是指把空气或氧气体注入到油层里面，使其在油层中与有机燃料起反应，用产生的热量来帮助采收未燃烧的原油。火烧油层技术是一种具有明显技术优势和潜力的热力采油方法，是稠油开采的第二大技术。它具有驱油效率高(一般达80％～90％)、单位热成本与蒸汽相当(注空气、注蒸汽产生1．0×104千卡热量的直接成本分别为1．2元、1．3元)、油藏适应范围广(从薄油层到厚油层、从浅油层到深油层、从稀油到稠油，及已开发油藏)等特点。 美国早在1917年J．O．李威斯就提出了采用热力或注溶剂的方法，驱替地层中的原油以提高采收率的概念。1923年瓦尔科特和霍华德也认识到，把空气注入到油层，使油层在地下燃烧过程的关键是燃烧掉一部分原油，产生热量以降低粘度，同时产生驱替原油的驱动力。他们的这种认识分别在1923年申请到美国专利．当时，由于新油田勘探成功率比较高，投资商无意进行试验．直到1947年才开始了实验室试验研究．进入50年代后，美国的石油资源日见枯竭，新油田勘探成功率降低，这项新技术才得到广泛的关注．从1951年开始，各个石油公司在油田展开了一系列的试验研究，使得火烧油层技术得到了快速的发展。世界上最早的一次火烧油层现场试验是1942年在美国俄克拉荷马州的伯特勒斯维尔油田进行的．50年代以后，据统计，美国已经开展了70多个火烧油层项目．另外还有前苏联，荷兰，罗马尼亚，匈牙利，德国，印度等40多个国家先后开展了火烧油层采油的相关工作。 我国从1958年起，先后在新疆，玉门，胜利，吉林和辽河等油田开展了火烧油层试验研究，因受当时条件的限制，火烧油层技术让位于注蒸气采油，在我国的现场应用直到目前还为数不多．但是，室内研究一直没有停止，特别是在中国石油天然气总公司石油勘探开发科学研究院热力采油研究所，中科院化学所等单位，80年代以来不断开展火烧油层的物理模拟，化学模拟和数学模拟研究，配置了一批研究设备和仪器，开展了大量的室内试验，也进行了现场火烧可行性研究和施工设计与预测．中国石油天然气总公司石油勘探开发科学研究院热力采油研究所还与罗马尼亚开展了有关现场火烧工艺的交流合作研究项目，现已取得了不少可喜的成果。 一、火驱采油的原理及其特点 火驱，国外又叫“就地燃烧”，因为它主要是利用油层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，燃烧生热使温度达到1000。C，实现复杂的多种驱动作用。其驱油原理为：当用空气作为氧源，向注入井注入热空气把油层点燃时，主要燃烧参数是焦炭的燃点；控制 注入气温略高于焦炭的燃点，并依一定的通风强度不断注入空气，会形成一个慢慢向前移动的燃烧前缘及一个有一定大小的燃烧区，当确信油层已被点燃后，可停止注入井的加热。燃烧区的温度会随时间不断增高。有最高温度的燃烧区可视为移动的热源；在燃烧区前缘

深部技术开采及发展趋势

采矿工程学科前沿与进展 ——深部技术开采及发展趋势 姓名： 班级：采矿1101班 学号：1111104007

深部技术开采及发展趋势 随着浅部资源的逐渐消耗殆尽，矿产资源开发向深部发展将成为一种趋势。根据矿床开采工作所面临的地压问题，可按开采深度将矿山分为以下几类。 开采深度小于300m，称浅井开采。在此深度内采矿时，一般地压显现不严重，即使发生地压活动，也属静压问题，易于处理。 开采深度300～800m，称为中深井开采。根据矿体赋存条件、矿岩的物理力学性质，在掘进或开采过程中，可能发生轻度岩爆，如岩石弹射等现象。 开采深度超过800m，为深井开采。在此深度内具有二类变形特征的岩石会发生频繁的岩爆，影响作业安全。 与浅井或中深井开采相比，深井(含超深井)开采这一特殊环境将带来一系列安全问题，主要包括岩爆(即在压力作用下，岩石发生爆裂的现象)、高温、采场闭合和地震活动等，其中尤以岩爆为丰要危害。 预计随着浅部资源町供开发量的减少，深部资源勘探技术发展获得更多深部可开采资源，这一比例将会呈逐步减小的趋势。当代露天采矿工艺的技术发展趋势是开采工艺的综合化。采剥工艺的选择，贵在因地制宜。对于范围广阔、能力巨大的大型矿山，针对不同开采深度、不同地段、不同开采对象的特点，采用不同开采工艺，并组成综合工艺，以实现优化开采效果，已成为现代露天矿山的发展趋势。将机械化、自动化、通信、计算机及优化理论等多学科交叉应用，通过研究、开发，实现露天开采生产的自动调度，生产计划和过程的优化，开拓运输系统和采装系统的优化将是露天开采常用的计划、生产管理手段；在未来几年，数字矿山技术将会得到普及。2.2 地下开采工艺地下开采虽然产量比例小，但数量多，西方国家有地下矿 365 座(2002 年数据)，其中多为小型但却高效的矿山。尽管如此，许多地下矿山十分巨大并装备有非常精致的设备和较高的自动化水平。对传统主要采矿方法的不断改进是地下开采工艺的发展趋势。如大间距集中化无底柱参数的进一步扩展，充填采矿技术中新的充填材料和充填工艺的研究，自然崩落法技术的完善与应用范围的扩展等等；针对特定矿体改进的采矿技术将会不断出现。由于易采资源耗竭，勘探深度的加深，将越来越多地开采深部矿体和难采矿体，深井开采技术、复杂难采矿体开采技术将是今后几年研究的重点，在理论研究和系统开采技术方面都将取得突破。深井开采的岩爆、矿震、冲击地压等动力灾害是深部开采中面临的突出问题，除此之外，安全技术、地质构造、采场布置与采矿方法、降温与通风、采场支护、超深竖井掘进、钢绳提升和无绳提升等都是深部开采面临的关键问题。 对此，深部开采岩爆、矿震、冲击地压等动力灾害控制、预报与防治技术，深部开采的采、掘技术，深部开采通风与降温技术将在对正在或逐步进行的深井矿山开采技术研究及理论研究的基础上获得快速发展。难采矿开采面临一系列特殊的技术难题。如松散破碎矿体顶板与围岩稳定性控制技术，流砂含水层覆盖的

我国采矿技术发展现状及其发展趋势

（采矿狭义上指金属矿石开采，广义上应该包含采煤和石油开采） 采矿机器人：1，特殊煤层（薄煤层）采掘机器人。 2，凿岩机器人（即遥感自动控制的凿岩机）。3，井下喷浆机器人。4，瓦斯、地压检测机器人。 采煤机器人其实是智能型的采矿设备，主要是对三机（采煤机、刮板输送机、液压支架）协调运行的控制。我国已具备自主生产采矿机器人的能力。 目前采矿技术发展现状：国外的发展方向是“无人矿山”（包括具有无人井下设备维护的能力），国内主要向遥控自动化作业方向前进。目前国内不少矿山连全盘机械化还做不到，而国外在上世纪80年代即可实现遥控自动化作业。“无人矿山”国内外都还未实现。（据2015年9月第十届采矿技术装备会议报告） 但是，国外采矿技术在许多方面远远领先我国的采矿技术现状，比如： 国外从凿岩装药到装运，井下全部实现了机械化配套作业，各道工序无手工体力操作，无繁重体力劳动。装备大型化、微型化、系列化、标准化、通用化程度高，以适应机械化成对配套。装备无轨化（车

轮型）、液压化、自动化程度高。国外目前先进的采矿装备已完全实现了无轨化、液压化。在自动化方面，已成功地引进了无人驾驶、机器人作业等新技术。 露天矿机车的遥控自动化运输早已应用。在国外，对于露天矿全部自动化，已具备可能的条件。 地下矿山的自动化难度较大，要完成全部自动化尚有一段距离。但是在瑞典、南非、加拿大、保加利亚、美国等国家的矿山已采用电子计算机控制调度汽车运输系统。在一些技术发达的国家里，矿井的提升、排水、通风、压气等工作环境参数控制早已实现了自动化。在地下凿岩作业已普遍采用一人操纵多机台车；开孔到凿岩结束和钎子退回原位、喷射混凝土等工序已使用遥控自动化控制。预计随着逐步实现连续采矿作业，自动化水平将越来越高。另外，在露天矿采矿生产作业中，如牙轮钻机和皮带运输机的自动控制。边坡监测系统的自动化等，电子计算机的应用，已经是比较成功的。 美国克来麦格斯钼矿在使用阶段自然崩落法中，采用了电子计算机处理矿石数量及质量，合理制订放矿制度，实现均匀持续放矿，以提高采矿回收率和降低贫化率。 信息化建设中，电子计算机已用于地质测探、测量、矿石储量计算、生产、基建、工程服务、供销、财务、计划等方面都有很大成绩。 在研究工作上，澳大利亚南威尔士大学在计算机上模拟地下采场，能分析应力集中，位移以及相互关系，有利于矿柱与矿层的设计。美国利用模拟计算机，在井巷设计中分析整个掘进过程各工序的成本和