專(zhuān)利名稱(chēng)：一種稠油火驅(qū)采油工藝技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種稠油井火驅(qū)采油工藝技術(shù)，屬火驅(qū)采油開(kāi)采稠油方法類(lèi)。
背景技術(shù)：
遼河油田的稠油儲(chǔ)量約占總儲(chǔ)量60％，主要依賴(lài)蒸汽吞吐開(kāi)發(fā)。由于目前一些斷塊油田稠油區(qū)塊埋藏較淺，薄互層多，稠油開(kāi)采處于蒸汽吞吐階段后期，表現(xiàn)出采出程度高吞吐輪次高，地層壓力低，吞吐油氣比低等特點(diǎn)，如繼續(xù)進(jìn)行蒸汽吞吐很難獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益，以曙光油田的66#井區(qū)為例，目前平均地層壓力為1.05MPa，總壓差達(dá)到9.77MPa，現(xiàn)已進(jìn)入無(wú)法建立驅(qū)動(dòng)壓差階段，造成吞吐效果變差，采出程度只有20.4％，杜163井區(qū)采出程度已高達(dá)34.8％，可動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量中的剩余油已很少，吞吐效果非常不理想，平均吞吐周期只有7-8周期，7周以上吞吐井?dāng)?shù)為162口，占總井?dāng)?shù)71.7％，周期油氣比低于0.2，不可吞吐的油井達(dá)到161口，占油井總數(shù)的71.2％，目前停產(chǎn)油井已達(dá)95口之多，占油井總數(shù)的42.2％，正常生產(chǎn)井133口，平均日產(chǎn)也只有1.1t/d，上述油井如再繼續(xù)采用蒸汽驅(qū)熱水驅(qū)及煙道氣驅(qū)很難取得較好效果，使得整個(gè)區(qū)塊噸油操作成本在提高，原油成本在8美元/桶以上運(yùn)行，經(jīng)濟(jì)效益十分不佳。因此利用火驅(qū)采油對(duì)稠油井開(kāi)采是最好的選擇。據(jù)介紹，火驅(qū)采油與蒸汽驅(qū)采油相比，火驅(qū)采油的明顯優(yōu)勢(shì)是驅(qū)油速度反應(yīng)快，火驅(qū)時(shí)利用油層內(nèi)的原油重質(zhì)成份做燃料，燃燒生熱使注入油井內(nèi)的油層中的原油被驅(qū)出到另一口生產(chǎn)井內(nèi)，流出地面，據(jù)統(tǒng)計(jì)目前世界火驅(qū)產(chǎn)量約為5000t/d，主要集中在美國(guó)、加拿大、羅馬尼亞、委內(nèi)瑞拉等國(guó)，實(shí)踐證明，火驅(qū)能從水驅(qū)過(guò)的輕油油藏中采出大量的原油，世界產(chǎn)油國(guó)成功的火驅(qū)采收率可達(dá)50-80％，目前火驅(qū)油方式在國(guó)外主要針對(duì)500-900米左右的稀油井及粘度較低的油井，以及一些地層滲透率較高的油井內(nèi)進(jìn)行，油井點(diǎn)火方式大都采用電加熱，液化氣及化學(xué)方式進(jìn)行點(diǎn)火，國(guó)內(nèi)新疆油田與遼河油田馬家鋪廟五塊油田采用了電纜連接加熱器送入井內(nèi)點(diǎn)火層位置，進(jìn)行點(diǎn)火，然后通過(guò)壓縮機(jī)往井內(nèi)送入空氣，由于加熱溫度不易控制，下井工藝復(fù)雜，容易燒壞加熱電纜，未獲得成功，目前針對(duì)遼河油田稠油粘度高，油稠以及油層位置埋藏較深的特點(diǎn)，一種利用向稠油井內(nèi)注蒸汽進(jìn)行點(diǎn)火，從而使油層在自燃點(diǎn)火狀態(tài)下提高油井產(chǎn)量的方法，至今未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服上述缺點(diǎn)，而提出的一種稠油井火驅(qū)采油的工藝技術(shù)，該技術(shù)是利用稠油油層中的重質(zhì)成份做燃料，通過(guò)注入高溫蒸汽方式將其引燒，根據(jù)燃燒生熱原理將油層中的原油驅(qū)出至地面的一種工藝方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明提出的任務(wù)，本發(fā)明所述的方法包括如下步驟一、火驅(qū)采油油層物性的選擇本發(fā)明所指稠油物性參數(shù)為稠油粘度值5000～10萬(wàn)mps，75℃下不流動(dòng)，稠油密度0.95～1g/m3，稠油凝固點(diǎn)±10℃，膠質(zhì)含量30～40％以上，高凝油凝固點(diǎn)30～45℃，瀝青膠質(zhì)含量10％以下，含臘量35～50％。
二、火驅(qū)采油稠油井井況確定①點(diǎn)火層即火燒油層應(yīng)選擇油井內(nèi)最下方被射開(kāi)的油層做為點(diǎn)火層；②點(diǎn)火層的厚度應(yīng)按整口油井射開(kāi)總厚度的十分之一厚度來(lái)確定；③點(diǎn)火層位要求射孔后的套管孔眼密度12孔/米，孔眼直徑9毫米以上，且射孔后的套管無(wú)裂縫變形，并保證有足夠的油流通道；三、上述三個(gè)條件滿(mǎn)足后，即可進(jìn)行火驅(qū)采油點(diǎn)火，點(diǎn)火采用自燃點(diǎn)火方式；即通過(guò)現(xiàn)技術(shù)中的稠油井注蒸汽管道向點(diǎn)火層先注入蒸汽300方，使其油層進(jìn)行予熱，此階段稱(chēng)為刺激點(diǎn)火；然后再用空氣壓縮機(jī)向油井內(nèi)注入空氣，注入量按每日1～1.2萬(wàn)立方米計(jì)算，連續(xù)注入6～7天，由于在原油溫度不斷增加，油層內(nèi)氧化速度加快待達(dá)到原油溫度自燃點(diǎn)時(shí)，油層便會(huì)燃燒；四、在確認(rèn)油層被點(diǎn)燃后，需保持點(diǎn)火層燃燒反應(yīng)溫度在350℃以上，為此，要對(duì)油井產(chǎn)出氣連續(xù)監(jiān)測(cè)并對(duì)油層中的烴、氧成份值進(jìn)行分析，以確?；痱?qū)油在熱裂解燃燒模式狀態(tài)下燃燒；所述的火驅(qū)采油油層參數(shù)是，點(diǎn)火井距產(chǎn)油井距為100米；點(diǎn)火驅(qū)油井與生產(chǎn)井之間采用每一口點(diǎn)火井圍繞八口產(chǎn)油井為一井組的反九點(diǎn)法注采井網(wǎng)，點(diǎn)火油層深度900-1300米，點(diǎn)火層厚度1-2米，孔隙度大于30％，滲透率2500～500um2，原油比重0.95～1g/cm3，地層傾角小于4度；所述的火驅(qū)采油井在點(diǎn)火時(shí)蒸汽注入?yún)?shù)為溫度350℃，干度75％，注入壓力3MPa～25MPa。
本發(fā)明的工作方式是火驅(qū)采油前選擇具有注氣合格參數(shù)的稠油井做為點(diǎn)火井，實(shí)踐證明，點(diǎn)火井在注汽階段所采用的注汽鍋爐應(yīng)具有25噸，23噸及11-12噸產(chǎn)氣功能，可用做油井點(diǎn)火。
點(diǎn)火時(shí)首先通過(guò)油井油管向油層內(nèi)注入蒸汽，使油層預(yù)熱，當(dāng)達(dá)到著火溫度時(shí)，原油介面才能與熱空氣接觸，在幾小時(shí)或幾星期內(nèi)可自燃點(diǎn)火，注完蒸汽后再向油井內(nèi)用空氣壓縮機(jī)注入空氣，實(shí)驗(yàn)表明，油井內(nèi)溫度在65.6℃時(shí)，原油在5～40天內(nèi)會(huì)自然燃燒，溫度在93.3℃時(shí)發(fā)生自燃的時(shí)間在十天左右，本發(fā)明以油層內(nèi)的重質(zhì)油成份做燃料，通過(guò)原油不斷燃燒生熱才可將油層中的原油被驅(qū)出到另一口井同一地層中，從而實(shí)現(xiàn)火驅(qū)油的目標(biāo)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有顯著特點(diǎn)由于本發(fā)明通過(guò)稠油注蒸汽井及其鍋爐設(shè)備向所需的點(diǎn)火井內(nèi)油層注入蒸汽方式，將其油層中的稠油點(diǎn)燃，燃燒時(shí)以油層內(nèi)重質(zhì)成份做燃料并不斷燃燒生熱，最終實(shí)現(xiàn)將油層中的原油驅(qū)出地面，從而解決了稠油、特稠油及薄互層、低產(chǎn)層開(kāi)采難題，該方法與注蒸汽開(kāi)采稠油相比，熱驅(qū)油效果高，使用費(fèi)用較低并可依靠油層中自身燃料來(lái)提供熱量，從而提高了井內(nèi)地層死油利用率，減少了能源消耗，另外，本發(fā)明的點(diǎn)火方式采用了自然點(diǎn)火方式，利用現(xiàn)有注氣設(shè)備即可點(diǎn)火，從而減少了地面點(diǎn)火設(shè)備，克服了因設(shè)備結(jié)構(gòu)不適所帶來(lái)的人工點(diǎn)火失敗弊端。


附圖是本發(fā)明燃燒驅(qū)油機(jī)理示意圖。
圖中由1、注入井，2、燃燒帶，3、結(jié)焦帶，4、蒸汽帶，5、輕質(zhì)油帶，6、原始油帶，7、生產(chǎn)井組成。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明由以下實(shí)施例給出，下面結(jié)合附圖予以說(shuō)明。
實(shí)施例1圖中描述了稠油井在火驅(qū)油時(shí)，燃燒驅(qū)油機(jī)理示意，圖中，在對(duì)稠油井進(jìn)行點(diǎn)火時(shí)，應(yīng)首先對(duì)該井地下情況進(jìn)行了解，并對(duì)油井地下連通層位以及生產(chǎn)井與點(diǎn)火井之間的距離，油層物性特征，掌握后再?gòu)淖⑷刖羞x取最低部一油層做為點(diǎn)火層，如該井存在二層以上的射開(kāi)油層，應(yīng)事先對(duì)其另一層進(jìn)行封堵，以避免因?qū)娱g干擾因素而不能取得良好的燃燒效果，在進(jìn)行油層厚度選擇時(shí)應(yīng)選擇整口油井平均有效厚度的十分十一，做為點(diǎn)火層；另外所述的點(diǎn)火層射開(kāi)的油層套管孔密限制在每米12孔，孔眼直徑在9毫米左右范圍內(nèi)，此段套管不變形，無(wú)裂縫，滿(mǎn)足上述條件后即可對(duì)稠油井進(jìn)行點(diǎn)火。
實(shí)施例2點(diǎn)火方式；采用自點(diǎn)燃方式，即層內(nèi)自點(diǎn)火是利用井內(nèi)原油在空氣中會(huì)產(chǎn)生氧化放熱原理，使原油溫度增加，溫度越高氧化速度越快，待溫度升至自燃點(diǎn)時(shí)，在不斷注入空氣條件下油層就會(huì)產(chǎn)生燃燒。為此，在井口用蒸汽鍋爐通過(guò)井下注汽管柱，向油井內(nèi)的點(diǎn)火層預(yù)先注入300方蒸汽，予熱，然后用空氣壓縮機(jī)向油井內(nèi)注入空氣大約1～1.2萬(wàn)立方米/日，經(jīng)過(guò)七天注入后，油層即可自燃。
實(shí)施例3稠油井火驅(qū)采油工藝方法成功因素取決如下條件①火驅(qū)油燃燒機(jī)理是一種碳氧化物生成的過(guò)程，主要分為兩個(gè)階段。
A、低溫加氧反應(yīng)低溫下氧化反應(yīng)在150～350℃以下發(fā)生。反應(yīng)物質(zhì)為原油烴、氧及加氧產(chǎn)物(包含有機(jī)酸乙醛、烷基過(guò)氧化氫等)B、熱裂解燃燒反應(yīng)在350℃以上發(fā)生，烴與氧生成二氧化碳與水反應(yīng)。
為此，在井場(chǎng)必須連續(xù)對(duì)井內(nèi)產(chǎn)出氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以確保火驅(qū)處于熱裂解燃燒模式下。
實(shí)施例4火驅(qū)油井的機(jī)理本發(fā)明可以使油井產(chǎn)油量獲得較高采收率主要依據(jù)是油層被點(diǎn)燃后，通過(guò)不斷向注入井內(nèi)油層內(nèi)注入空氣助燃，形成徑向燃燒帶2(又稱(chēng)火線)。火線前方的原油受熱降粘，其中蒸餾的重質(zhì)成份，在高溫下產(chǎn)生裂化，并進(jìn)行分解，最后在結(jié)焦帶3區(qū)下的裂解產(chǎn)物一焦碳作為燃料維持油層繼續(xù)向前燃燒，在高溫下，油層內(nèi)的束縛水及燃燒生成的水變成蒸汽帶4，攜帶大量熱量傳遞給前方油層，并再次洗刷油層原油，從而形成一個(gè)復(fù)雜的多種驅(qū)動(dòng)過(guò)程。把輕質(zhì)油帶5驅(qū)向生產(chǎn)井7。整個(gè)燃燒過(guò)程被燒掉的裂解殘?jiān)s為原油儲(chǔ)量的10％～15％左右。從驅(qū)油機(jī)理上不難看出，火驅(qū)采油具有注汽保持地層壓力作用，又具有蒸汽驅(qū)、氮?dú)怛?qū)以及熱水驅(qū)的作用，還具有二氧化碳的性質(zhì)，以及具有混相驅(qū)降低原油界面張力的效果。
實(shí)施例5利用火驅(qū)采油的實(shí)例遼河油田曙1-47039#該井組位于遼河斷西斜坡中段，開(kāi)發(fā)層系下第三系河階組，井組控制地質(zhì)儲(chǔ)量61.76×104t，油層平均厚度30.5米，原始地層壓力10MPa，原始地層溫度54℃。
該井組油井9口，其中間開(kāi)井1口，撈油井8口，井組平均生產(chǎn)周期6.6周期，日產(chǎn)油0.7噸，綜合含水57％。
該井按照本文以上所述工作方式，對(duì)稠油井油層在進(jìn)行點(diǎn)火前，先注入300方蒸汽，在油井處于刺激點(diǎn)火狀態(tài)下，一周后，又注入空氣1～1.2萬(wàn)立方米/日，共住七天，通過(guò)分認(rèn)為在距井底6-8米處的油層部位開(kāi)始燃燒，該范圍為蒸汽的吞吐半徑，該段燃燒層面是從蒸汽的前緣與油層中油氣接觸面開(kāi)始進(jìn)行低溫氧化燃燒的，同時(shí)也可判斷從注入空氣始油層已開(kāi)始緩慢燃燒。
該井的稠油熱裂解溫度在350℃以上，因此要在注入蒸汽時(shí)把握蒸汽快速通過(guò)低溫氧化區(qū)(150～350℃)，這樣可避免因氧化反應(yīng)的產(chǎn)物焦碳，在低溫區(qū)反應(yīng)持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成油流被永久地捕集，影響驅(qū)油效率，最后通過(guò)對(duì)油井連續(xù)測(cè)量，根據(jù)溫度與壓力變化，判斷該井已開(kāi)始燃燒，稠油發(fā)生裂變的溫度在350℃以上，該井與火驅(qū)油前后相比，日增產(chǎn)原油目前已上升到5.3t/d，待井網(wǎng)完善后產(chǎn)量還可繼續(xù)上升。
權(quán)利要求
1.一種稠油火驅(qū)采油工藝技術(shù)，其特征在于所述的工藝技術(shù)包括如下步驟一、火驅(qū)采油油層物性的選擇本發(fā)明所指稠油物性參數(shù)為稠油粘度值5000～10萬(wàn)mps，75℃下不流動(dòng)，稠油密度0.95～1g/m3，稠油凝固點(diǎn)±10℃，膠質(zhì)含量30～40％以上，高凝油凝固點(diǎn)30～45℃，瀝青膠質(zhì)含量10％以下，含臘量35～50％；二、火驅(qū)采油稠油井井況確定①點(diǎn)火層即火燒油層應(yīng)選擇油井內(nèi)最下方被射開(kāi)的油層做為點(diǎn)火層；②點(diǎn)火層的厚度應(yīng)按整口油井射開(kāi)總厚度的十分之一厚度來(lái)確定；③點(diǎn)火層位即在射孔后的套管孔眼密度12孔/米，孔眼直徑9毫米以上，且射孔后的套管無(wú)裂縫變形，并保證有足夠的油流通道；三、上述三個(gè)條件滿(mǎn)足后，即可進(jìn)行火驅(qū)采油點(diǎn)火，點(diǎn)火采用自燃點(diǎn)火方式；即通過(guò)現(xiàn)技術(shù)中的稠油井注蒸汽管道向點(diǎn)火層先注入蒸汽300方，使其油層進(jìn)行予熱，此階段稱(chēng)為刺激點(diǎn)火；然后再用空氣壓縮機(jī)向油井內(nèi)注入空氣，注入量按每日1～1.2萬(wàn)立方米計(jì)算，連續(xù)注入6～7天，在原油溫度不斷增加條件下，由于原油溫度逐漸增加，氧化速度加快待原油溫度達(dá)到自燃點(diǎn)時(shí)油層便會(huì)燃燒；四、在確認(rèn)油層被點(diǎn)燃后，需保持點(diǎn)火層燃燒反應(yīng)溫度在350℃以上，為此，要對(duì)油井產(chǎn)出氣連續(xù)監(jiān)測(cè)并對(duì)油層中的烴、氧成份值進(jìn)行分析，以確?；痱?qū)油在熱裂解燃燒模式狀態(tài)燃燒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稠油火驅(qū)采油工藝技術(shù)，其特征在于所述的火驅(qū)采油油層參數(shù)是為點(diǎn)火井距產(chǎn)油井距為100米；每一口點(diǎn)火井圍繞八口產(chǎn)油井為一井組的反九點(diǎn)法注采井網(wǎng)，點(diǎn)火油層深度900-1300米，點(diǎn)火層厚度1-2米，孔隙度大于30％，滲透率2500～500um2，原油比重0.95～1g/cm3，地層傾角小于4度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稠油火驅(qū)采油工藝技術(shù)，其特征在于所述的火驅(qū)采油井在點(diǎn)火時(shí)蒸汽注入?yún)?shù)是溫度350℃，干度75％，注入壓力3MPa～25MPa。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種稠油井火驅(qū)采油工藝技術(shù)，屬火驅(qū)采油開(kāi)采稠油方法類(lèi)。油田開(kāi)發(fā)有多種方式諸如自噴井采油，機(jī)械采油注蒸汽開(kāi)采，化學(xué)開(kāi)采及火驅(qū)采油等，但對(duì)于一些埋藏淺薄互層的稠油區(qū)塊采用蒸汽驅(qū)油方式，已不經(jīng)濟(jì)，如采用火驅(qū)采油可取得明顯效益，據(jù)報(bào)導(dǎo)國(guó)內(nèi)外普遍使用加熱器做為油層點(diǎn)火工具，而且點(diǎn)火層均為低粘度的稀油層，可取得好的效果，對(duì)于稠油油藏以及較深的油井進(jìn)行火驅(qū)采油未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)，本發(fā)明為此根據(jù)油層物性特點(diǎn)采用現(xiàn)技術(shù)中的注蒸汽開(kāi)采稠油的注汽設(shè)備對(duì)單層油層進(jìn)行注汽點(diǎn)火，然后再往井內(nèi)輸入空氣，使油層引燃，利用油層中熱量驅(qū)動(dòng)稠油，從生產(chǎn)井中產(chǎn)出，可有效提高稠油產(chǎn)量，由于本方法使用方便，見(jiàn)效快投資少，利用現(xiàn)有注汽設(shè)備即可進(jìn)行火驅(qū)采油，因此，可廣泛推廣。
文檔編號(hào)E21B43/24GK1789659SQ200510130859
公開(kāi)日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2005年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月21日
發(fā)明者張吉林, 湯姆·麥克羅斯奇 申請(qǐng)人:尤尼斯油氣技術(shù)(中國(guó))有限公司