反向燃燒法，火燒油層方法的一種，是指空氣從注入井注入，而點火在生產井進行，燃燒前緣逆向注氣方向移動的火燒油層方法。反向燃燒可以彌補正向燃燒中靠近生產井的原油難於流動的缺陷，可以開採超稠原油。它與正向燃燒的一個區別在於燃燒的是相對較輕的烴類，而不是像正向燃燒那樣燃燒的是相對較重的烴類。
基本介紹
- 中文名：反向燃燒法
- 外文名：Reverse combustion method
- 類別：火燒油層技術
- 學科：石油工程
- 特點：燃燒前緣逆向注氣方向移動
- 別稱：逆燒法
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方法原理
反向燃燒法又稱逆燒法，其過程是先在生產井點火後，在生產井注入空氣，讓點火井向外燃燒一段距離後，再將點火井轉為生產井，並轉為在鄰近井注空氣，驅動原油向原來的點火井(即生產井)推進，而燃燒前緣卻從點火井向鄰近注氣井方向移動，與原油流動方向恰好相反，如下圖所示。
通常進行的反向燃燒法，將原油加熱至260～270℃時，粘度則可減少到原始粘度的1/1000以下，從而可以采出極稠的原油，採收率通常可達50%。一般反燒法所需的空氣量為正向燃燒法的兩倍，並且還會燒掉原油的中間餾分。
反向燃燒法在燃燒很短的一段距離之後，便停火停注空氣，然後再轉到鄰井注空氣，前面的一口井便成為生產井。這種進程雖然在實驗室一般都很成功，但現場試驗卻相當複雜，其主要原因是因為空氣注入井後周圍容易形成自燃，從而引起正燃和反燃共存的複雜情況。
驅油特點
(1)注氣保持油層壓力的作用，但面積波及係數比氣驅要高得多。
(2)火驅具有注蒸汽驅和熱水驅的作用，但熱利用率更高。同時由於高溫蒸餾、裂解的結果，提高了產物的輕質油組分。
(3)火燒具有二氧化碳驅的性質，但節省了製造二氧化碳的配套裝置和投資。
(4)有混相驅降低原油界面張力的效果。
影響因素
(1)原油粘度。高粘度的原油膠質含量高，最終結焦物生成較多，空氣消耗量增加，驅油效率降低。
(2)孔隙度。孔隙度大，意味著需加熱的岩石骨架少，因此吸熱少，在相同的焦炭生成量與空氣消耗量下，燃燒溫度高。而孔隙度小，岩石骨架多，這時生成熱少而吸熱量大，燃燒難以達到高溫狀態，效果差。經驗表明，火燒油層的孔隙度不能低於20%。
(3)原油飽和度。原油飽和度高意味著單位體積油層內消耗同樣的空氣可以驅出更多的原油，經濟效益好。經驗表明，含油飽和度不能低於50%。
(4)點火溫度。火燒油層的核心問題是燃料生成與空氣耗量在維持穩定燃燒的前提下，燃料生成和空氣耗量越少越好，提高燃燒溫度是穩定燃燒和減少空氣消耗的最有效方法，達到高溫燃燒的條件是有足夠的點火溫度。
(5)通風強度。通風強度越大，水驅前緣推進越快，單位時間參與燃燒的物質越多，但通風強度太大，也會造成空氣耗量略有增加。雖然增加空氣耗量，但是，由於通風強度增大，燃燒強度增加，使燃燒前緣中蒸餾量增加，更多的油進入油牆。由於油藏的非均質性，則高滲帶首先形成很厚的油牆，形成空氣通過阻力，迫使空氣進入低滲帶，因此加大通風強度雖然使空氣耗量有所增加，但是可以起到擴大波及係數並且提高採油速度的作用，總的結果還是有利的。
(6)濕燒水氣比。
技術發展
美國早在1917年J.O.李威斯就提出了採用熱力或注溶劑的方法，驅替地層中的原油以提高採收率的概念。 1923年瓦爾科特(Wolcott)和霍華德 (Howard)也認識到，把空氣注入到油層，使油層在地下燃燒過程的關鍵是燃燒掉一部分原油，產生熱量以降低粘度，同時產生驅替原油的驅動力。1947年開始了實驗室試驗研究。50年代後，美國的石油資源日見枯竭，新油田勘探成功率降低，這項新技術得到廣泛的關注.從1951年開始，各個石油公司在油田展開了一系列的試驗研究，使得火燒油層技術得到了快速的發展。世界上最早的一次火燒油層現場試驗是1942年在美國俄克拉荷馬州的伯特勒斯維爾油田進行的.50年代以後，據統計，美國已經開展了70多個火燒油層項目。另外還有前蘇聯，荷蘭，羅馬尼亞，匈牙利，德國，印度等40多個國家先後開展了火燒油層採油的相關工作。
我國從1958年起，先後在新疆、玉門、勝利、吉林和遼河等油田開展了火燒油層試驗研究，因受當時條件的限制，火燒油層技術讓位於注蒸汽採油，在我國的現場套用直到目前還為數不多。但是，室內研究一直沒有停止，特別是在中國石油天然氣總公司石油勘探開發科學研究院熱力採油研究所，中科院化學所等單位，80年代以來不斷開展火燒油層的物理模擬，化學模擬和數學模擬研究，配置了一批研究設備和儀器，開展了大量的室內試驗，也進行了現場火燒可行性研究和施工設計與預測。中國石油天然氣總公司石油勘探開發科學研究院熱力採油研究所也與羅馬尼亞開展了有關現場火燒工藝的交流合作研究項目。
火燒油層採油法從本世紀20年代起，至今已經經歷了70多年。在世界上150~160多個稠油和輕質油油藏上進行了現場試驗，並取得了一定的成果。據資料統計，1998年全世界共有29個火驅項目，火驅開發日產原油4800t，單井日產油4.8t。其中，美國的8個火驅項目日產油960t；加拿大的3個項目日產油1040t，火驅產能規模占非蒸汽開採的50%以上；印度與羅馬尼亞各有5個火驅項目，羅馬尼亞原油總產量中10%以上的產量是用該方法開採出的。現今全球範圍內還有14個大規模的工業性火燒油層項目正在進行之中。
