專利名稱：一種多元熱流體驅替工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及采油工藝領域，且特別涉及稠油油藏的多元熱流體驅替工藝。背景工藝稠油熱采工藝是提高稠油油藏采收率的較佳方式。蒸汽驅替工藝是繼蒸汽吞吐之后進一步提高稠油油藏采收率的熱采工藝，解決了單井蒸汽吞吐井間留有大量的剩余油及多輪次吞吐后期地層壓力的下降及近井地帶含水飽和度增加的問題。其作用機理是按照一定的井網形式，從注入井中連續注入蒸汽，把油驅向周圍的生產井，并在這一過程中將原油加熱，降低其粘度。蒸汽驅替工藝有效解決了井間大量剩余油難以驅替的問題，擴大了蒸汽波及范圍，采收率可達40 % -50 %。目前，蒸汽驅工藝已成功在國內外獲得了廣泛應用，在不同類型的油田中已經開展了多個先導試驗區，中國遼河油田、勝利油田先后順利開展了蒸汽驅替現場試驗。蒸汽驅作為一項采收率高、潛力大的稠油熱采工藝，具有良好的應用前
旦
-5^ O但是常規蒸汽驅替過程中也遇到了諸多問題(I)單一注蒸汽驅在深層稠油油藏中難以滿足注汽干度的要求；(2)大多采用直井注蒸汽，直井生產開采，采注比難以達到要求；(3)在蒸汽驅生產過程中，當蒸汽腔擴展到達油層頂部后，會加熱上覆巖層，造成熱量的無效浪費；(4)對于存在頂水/邊底水的油藏，在蒸汽驅生產過程中，容易引起頂水/邊底水突破，造成蒸汽氣竄。針對常規蒸汽驅存在的問題，中國專利公開號CN101139923A，提供了 “二氧化碳輔助蒸汽驅開發深層稠油油藏方法”，采取在注蒸汽的同時注入二氧化碳氣體，解決深層稠油油藏傳統單一注蒸汽干度難以滿足汽驅要求，致使油汽比低、采收率低的問題。中國專利公開號CN102242626A，提供了 “稠油油藏的蒸汽驅開采方法”，在中深層稠油蒸汽驅生產過程中，在注汽井中，按照一定的質量比同時連續地注入蒸汽和空氣，使原油和氧氣產生低溫氧化反應；可以提高中深層稠油蒸汽驅熱利用效率和采收率，減緩注采井間汽竄問題，提高蒸汽驅開發效果。但是上述改進仍存在一些問題，二氧化碳輔助蒸汽驅受到氣源條件及復雜處理工藝的限制；注空氣輔助蒸汽驅則受油井安全控制的限制，工藝推廣使用有許多困難。因此，需要一種改進的驅替工藝來開采稠油油藏。
發明內容
本發明的首要目的是提供一種用于開采稠油油藏的多元熱流體驅替工藝。本發明用于開采稠油油藏的多元熱流體驅替工藝包括在注采井組內通過注入井向稠油油藏內注入多元熱流體，然后從水平式生產井中開采稠油。正如本文中使用的，術語“稠油油藏”一般指油藏溫度下地下原油的粘度大于 50mPa · s的油藏。正如本文中使用的，術語“注入井” 一般指通過該井向地層注入多元熱流體；術語 “生產井”一般指通過該井從地層產出原油及其他產物。
正如本文中使用的，術語“多元熱流體”指一種含有蒸汽、氮氣、二氧化碳及化學藥劑的溫度范圍可達120°C _350°C的熱流體。本文中使用的多元熱流體可以是由多元熱流體發生系統現場產生，例如可以通過注入燃料在發生裝置中高壓燃燒，燃燒后產生高溫高壓燃氣，再通入水與之混合進行熱交換，使水吸熱汽化，形成高溫高壓的蒸汽與燃氣的混合氣體來生產多元熱流體。優選地，本發明采用在多元熱流體發生系統中燃燒燃料，燃燒產生的高溫高壓混合物將水加熱汽化，成為水蒸汽、熱水、N2及CO2的氣/汽/液混合物。正如本文中使用的，術語“燃料”包括本領域常用的燃料，包括但不限于柴油、天然
與坐
Vi寸O優選地，在所述注采井組內布置一口注入井，布置多口生產井，所述注入井可為水平式注入井或豎直式注入井，生產井為水平式生產井。優選地，為了獲得最佳的生產效果，在所述生產井中保持采注比在I. 1-1.5的范圍內。優選地，多元熱流體的注入速度為150m3/d-350m3/d。在一個實施方案中，本發明的多元熱流體熱采驅替工藝還包括向所述注入井注入輔助化學添加劑，所述輔助化學添加劑選自本領域常用的為實現調整吸液剖面、提高驅油效率等作用采用的化學添加劑，如表面活性劑、驅油劑等，這進一步提高了所注入的多元熱流體的綜合利用效率和稠油熱采采收率。本發明的工藝通過多元熱流體發生系統生成多元熱流體，在注入井中通過油管正注,將多元熱流體注入油層,其注入速度一般為150m3/d-350mVd，注入方式可采用段塞形式注入，采用如下步驟I)注入多元熱流體連續向注入井中注入多元熱流體，將油層中的原油驅向周圍的生廣井；2)注入熱水或氣體連續向注入井中注入熱水或氣體，將前期注入的多元熱流體驅向遠端，進一步推動油層中的原油驅向生產井。3)注入多元熱流體連續向注入井中注入多元熱流體，將前期注入的多元熱流體驅和熱水或氣體進一步驅向遠端；4)重復步驟I)和2) ο注入量需根據具體油藏條件確定，一般為每公頃面積每米厚度的日注入量為 I. 2-3m3。為減小注入井井筒內的熱損失，保證驅替效果，采用環空隔熱方式；可采取環空連續注氮隔熱的方式，通過油套環空連續或間歇注入地層，其注入速度一般為400Nm3/ h-600Nm3/h ;也可采用加封隔器環空充氮或者環空補氮的方式。本發明采用多元熱流體注入方式，通過注入井的流體通道向油層內注入高壓多元熱流體，多元熱流體中的蒸汽和煙道氣組分攜帶熱量在油層內擴散，形成氣體與熱協同作用下的氣腔和加熱體積，降低了油層內的稠油粘度，增大了原油流動性；同時補充地層能量，維持較高的驅替壓力，提高采油速度；此外，在注入井與生產井之間形成熱連通，從而將具有流動性的稠油沿著被加熱的通道驅替至生產井，達到提高稠油采收率的目的。本發明的多元熱流體驅替工藝除了具有常規蒸汽驅替工藝的加熱降粘作用、熱膨脹、混相驅替外，還具有N2的增能保壓及氣驅作用；此外氮氣攜帶一部分熱量進入地層，從而減少了注入過程中的熱損失；C02的降粘、溶解作用；氮氣和二氧化碳溶于原油提高原油膨脹系數；泡沫的調剖驅油作用；化學添加劑的洗油降粘作用等；正是多元熱流體中各種組分的復合作用提高了稠油油田采收率。本發明注入的多元熱流體中的氣體與蒸汽產生重力分異作用，非凝析氣體上升、 蒸汽下落，形成氣體聚集帶，減少了蒸汽向上覆巖層的熱損失，提高熱利用率。本發明的采油工藝適用于多種類型的陸上或海上稠油水平井，施用方便，可適用于第一輪次熱采后直接轉為多元熱流體驅，顯著提高了稠油井產油量和油藏采收率。附圖
簡述圖I顯示了根據本發明一個實施方案的多元熱流體產生流程的示意圖；圖2顯示了根據本發明一個實施方案的多元熱流體驅替工藝的機理示意圖。圖3顯示了根據本發明一個實施方案的多元熱流體驅替工藝與現有技術的蒸汽驅替工藝相比的累產油量圖。
具體實施例方式以下關于渤海灣某海上稠油井為例闡釋了本發明的一般原理，但應該注意，本發明絕不限于海上稠油井。該稠油油藏埋深為1000m，油藏溫度下的原油粘度為4000mPa *s，原始地層壓力約 10. OMPa，油層厚度為10-15m，滲透率為2_3μπι2，孔隙度為33%，含油飽和度為71%。多元熱流體的產生流程如圖I所示，水源水進入泥漿池1，泥漿池I作為暫時存儲和輸送水源水的載體，并同時在泥漿池I內脫氣和進行初步雜質沉淀，水源水在冷卻系統2 中進行冷卻，經過冷卻系統處理后水源水的水溫在40°C以下；冷卻后的水源水通過離心泵 3將其送入水處理系統4，在水處理系統內通過三級處理將其處理為合格的水質，能夠滿足熱采多元熱流體工藝要求，處理后的合格水進入多元熱流體設備的藥劑倉5中的水倉；藥劑倉5中包括3個小的分倉水倉、燃油倉、化學添加劑倉；通過藥劑倉5中水倉將處理后的水輸送進入多元熱流體發生器6 ;空氣經過空氣壓縮機和增壓機7后，增壓后的壓縮空氣進入多元熱流體發生器6 ;同時通過藥劑倉5中的燃油倉送入柴油，在多元熱流體發生器6中燃燒反應生成多元熱流體。可采取反五點法、反九點法等井網方式生產，該注采井組實施采用如圖2所示的一注兩采的簡單井網(反五點、反九點中的部分井網)，11為注入井，12和13為生產井。井距170m，通過注入井11注入上述過程產生的多元熱流體，井口注入溫度260°C，注入速度為 150m3/d-350m3/d,采用段塞式注入，先注入多元熱流體3個月，注水I個月，再注入多元熱流體2個月，在注入的同時，兩口生產井12和13正常生產，生產周期以一年計，其采注比為
I.4。按照本發明以上所述工作方式對該稠油井油層注入多元熱流體，兩口生產井單井平均日產油50t/d ；圖3中的曲線31和32分別表示在相同條件下采用本發明的多元熱流體驅替工藝與現有技術的蒸汽驅替工藝的累產油量關系。從圖3可以看出，與常規的蒸汽驅替工藝相比，采用多元熱流體驅替工藝的累產油量提高了 2% -9%。本發明可用其它不違背本發明的精神或主要特征的具體形式來概述。因此，無論從哪一點來看，本發明的上述實施方式都只能認為是對本發明的示例性說明而不是限制本發明，權利要求指出了本發明的范圍。因此，在與本發明的權利要求相當的含義和范圍內的任何改變都被認為包括在權利要求的范圍內。
權利要求
1.一種用于開采稠油油藏的多元熱流體驅替工藝，其包括在注采井組內通過注入井向稠油油藏內注入多元熱流體，然后從水平式生產井中開采稠油。
2.如權利要求I所述的多元熱流體熱采驅替工藝，其中所述注入井為豎直式注入井。
3.如權利要求I所述的多元熱流體熱采驅替工藝，其中所述注入井為水平式注入井。
4.如權利要求I所述的多元熱流體驅替工藝，其中所述多元熱流體是通過在多元熱流體發生系統中燃燒燃料，燃燒產生的高溫高壓混合物將水加熱汽化得到的。
5.如權利要求I所述的多元熱流體驅替工藝，其中所述多元熱流體的注入速度為 150m3/d_350m3/d。
6.如權利要求I所述的多元熱流體驅替工藝，其中在所述水平式生產井中保持采注比在I. 1-1. 5的范圍內。
7.如權利要求I所述的多元熱流體驅替工藝，其中所述多元熱流體的注入方式為段塞形式注入，采用如下步驟1)注入多元熱流體連續向注入井中注入多元熱流體，將油層中的原油驅向周圍的生廣井;2)注入熱水或氣體連續向注入井中注入熱水或氣體，將步驟I)中注入的多元熱流體驅向遠端，進一步推動油層中的原油驅向生產井；3)注入多元熱流體連續向注入井中注入多元熱流體，將步驟I)和2)中注入的多元熱流體和熱水或氣體進一步驅向遠端；4)重復步驟I)和2)。
8.如權利要求I所述的多元熱流體驅替工藝，還包括向所述注入井中注入輔助化學添加劑，所述輔助化學添加劑優選地選自表面活性劑和驅油劑。
9.如權利要求I所述的多元熱流體驅替工藝，還包括隔熱措施。
10.如權利要求9所述的多元熱流體驅替工藝，其中所述隔熱措施包括采用環空連續注氮或間歇注氮的方式，或采用加封隔器環空充氮或者環空補氮的方式進行隔熱。
全文摘要
本發明涉及一種用于開采稠油油藏的多元熱流體驅替工藝，包括在注采井組內通過注入井向稠油油藏內注入多元熱流體，然后從水平式生產井中開采稠油。本發明公開的多元熱流體驅替工藝改善了稠油熱采的效果，擴大熱量波及體積，保持地層的壓力，提高稠油采收率，保證稠油油藏的高速高效開發。
文檔編號E21B43/22GK102587877SQ20121006007
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月8日 優先權日2012年3月8日
發明者劉海濤, 孫永濤, 張偉, 文權, 林濤, 段凱濱, 王少華, 趙利昌 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油田服務股份有限公司