[0025] 如貫穿本公開全文所用,溶劑的體積或"體積%"溶劑是指溶劑體積/總蒸汽加上 基于冷液體等價物的溶劑體積。
[0026] "溶劑與蒸汽共同注入(SCIS)"是指其中溶劑與蒸汽共同注入以使瀝青通過同時 的傳熱與傳質過程而流動化的SAGD的變化方式。如貫穿本公開全文所用,SCIS是指其中溶 劑與蒸汽一起添加的SAGD運行。
[0027] "含有粘性烴的地層"是指含有高粘度的油的地下地層,并且其很大程度上不能在 不使用熱或稀釋的情況下采收。含有粘性烴的地層的實例是具有瀝青的油砂儲層。
[0028] 許多商業(yè)化SAO)方法涉及不同階段的運行。這些階段有時被分類成啟動、上升、常 規(guī)或正常SA⑶和下降(blow-down)運行。這些階段的每一個簡要描述如下。
[0029] 常規(guī)地,進行SA⑶運行的啟動階段以在SAO)注入井和開采井之間建立熱與水力連 通。最初,儲層含有具有高粘度和有限流動性的冷瀝青,使得在注入井和開采井之間沒有流 體連通。啟動階段可以包括經過注入井和開采井之一或二者的循環(huán)流,由此建立井間連通。 建立流體連通所需要的時間取決于儲層和井對,但是涉及因素例如沿著水平井長的注入井 至開采井的井間距、在其下維持循環(huán)的注入蒸汽的溫度和儲層壓力。典型的流循環(huán)時間為 約120天,但可以更短或更長。一旦建立井間連通,井對就可以轉換到SAO)運行的上升階段。
[0030] SA⑶運行的上升階段一般是指在已建立SAGD注入井和開采井之間的連通之后的 時間段。蒸汽室已經建立,并且垂直向上生長至瀝青區(qū)的頂部。從開采井移出流動化油和 水。井對的整個長度最終被加熱,并且采油速率達到峰值。
[0031] 常規(guī)或正常SAGD運行是指在上升階段之后的階段。在該階段期間,蒸汽室基本上 達到幾乎最大垂直高度并且繼續(xù)側向延伸。采油速率穩(wěn)定或可能開始下降。
[0032] 下降運行是指其中終止注入蒸汽并且往往將不可冷凝的氣體注入到蒸汽室中以 維持壓力的階段。采油速率隨時間下降并且最終運行變得不經濟。其后,SAGD井對可以廢 棄。
[0033] 本發(fā)明涉及通過在SAGD和SAGD相關運行的初期或所謂的啟動階段期間注入溶劑 來增強烴(例如重油)采收的方法和系統(tǒng)。
[0034] 使用相同量的蒸汽,在SAGD運行的啟動階段期間(例如,在已在注入井和開采井之 間建立實質性井間流體連通之前)與蒸汽一起注入溶劑相對于其中未在SAGD的啟動階段期 間添加溶劑的SAGD運行,增加了油采收并減小累積蒸汽-油比率(SOR)。
[0035]在SA⑶運行早期(例如,在SA⑶的啟動階段期間和/或至少在已建立實質性井間連 通之前)添加溶劑加速井間區(qū)中的瀝青的流動化,并促進蒸汽室的快速形成。在啟動階段期 間建立良好井間連通的能力縮短了轉換到上升階段的時間,并允許更有效的SAGD運行(例 如,更早的最高油開采量、減小的SOR等)。一旦建立了良好的連通,就存在蒸汽室的持續(xù)發(fā) 展和生長,增強了 SAGD運行的整體。在SAGD運行早期建立良好的連通允許更好的上升和更 好的總體SAGD性能。當在SAGD運行的啟動階段期間添加溶劑時,在SAGD運行的啟動階段與 SAGD模式運行的上升階段之間轉換所需要的時間減少。更快速和/或增強的瀝青活動化是 因為通過溶劑的傳導和稀釋對井間區(qū)中瀝青粘度的聯(lián)合作用,所有這些作用當溶劑在SAGD 運行中盡可能早地注入時特別明顯。
[0036] 而且,在SAGD的啟動階段期間一起使用溶劑與蒸汽允許流體沿井長更一致地發(fā) 展。這是因為瀝青通過溶劑沿著加熱到更低溫度的井段更大地稀釋而發(fā)生。
[0037] 因此,溶劑注入的時機在決定如何優(yōu)化SA⑶運行的總體效力中是重要的。在許多 現(xiàn)有技術研究中,溶劑注入的時機不在SAGD運行的啟動階段期間注入和/或溶劑只在已建 立至少一些井間連通之后的一些時間注入。另外,在許多現(xiàn)有技術研究中,溶劑在后期如在 已觀察到峰值采油速率之后添加。本發(fā)明與這些在先研究的區(qū)別在于在SAGD的啟動階段期 間開始共同注入溶劑與蒸汽。
[0038]而且,本發(fā)明提供了理解SAGD運行早期的溶劑的作用是如何影響SAGD運行的后 期、以及可能需要進行什么運行變化以幫助優(yōu)化總體SAGD運行的基礎。SAGD運行的啟動階 段期間的溶劑-蒸汽注入可導致烴采收的增強的溶劑回收、更低的SOR和更低的開采時間。 而且,溶劑添加的時機、溶劑組成和溶劑濃度與SA⑶運行階段的匹配可幫助改進總體SA⑶ 運行。
[0039] 作為早期溶劑添加可以如何影響任意給定SAGD運行的運行選擇的實例,根據(jù)本發(fā) 明,較重或密度較大的溶劑可以在SAGD運行的早期添加以協(xié)助建立井間連通。一旦已建立 井間連通,SAGD運行的焦點就轉移到最大化蒸汽室生長和使溶劑對周圍的瀝青具有最大影 響。因此,在SAGD運行的后期,溶劑可以變?yōu)榕c在SAGD運行的啟動階段期間選擇的溶劑相比 較輕或密度較小的溶劑。
[0040] 參考附圖和實施例,本發(fā)明將更詳細地在下文中描述。
[0041]圖1示出了常規(guī)SAGD或SCIS運行。蒸汽10注入到第一水平井20中(也稱為注入井) 可以導致地層40內部的烴30的流動化,所述地層40-般是由具有有限的流動性的粘性烴例 如瀝青構成的地層。一旦施加熱能,流動化烴就可以排到第二水平井50(也稱為開采井),并 作為混合流70移出到表面60?;旌狭?0可以由烴、蒸汽冷凝物和其他物質,例如水、氣體等 組成。當蒸汽10與溶劑在注入期間混合時,混合流70還包括回收的溶劑。
[0042] 來自一個或多個開采井的混合流70可以合并并送到加工設施80。在加工設施80處 可以發(fā)生不同加工操作,但是通常來自混合流70的水和烴可以被分離,并且烴86被送去進 一步精煉。來自分離的水可以被循環(huán)到設施80內的蒸汽發(fā)生單元,進行或不進行進一步處 理,并用來產生用于SAO)運行或SCIS方法的蒸汽10。而且,溶劑可以在設施80內回收并再用 于SAGD運行或SCIS方法。使用現(xiàn)場產生的溶劑以減少摻和需要是有用的。
[0043] 根據(jù)本方法,溶劑在SAGD運行的啟動階段期間添加。在注入和開采井之間很少或 沒有井間連通之前的某一時間,溶劑作為蒸氣(vapor)與蒸汽(steam) -起注入,使得無法 產出流動化烴流體。實踐中,這意味著可以在SAGD運行的最開始,或者至少在SAGD運行轉換 到上升階段之前的某些時刻注入蒸汽-溶劑混合物。
[0044] 預期溶劑與蒸汽注入稍微降低蒸汽的分壓,導致溫度的略微降低(a marginal depression。冷凝時,蒸汽形成單獨的液相,并且溶劑變得可與瀝青混溶。溶劑的冷凝最初 通過溶解于油相中而發(fā)生,以實現(xiàn)局部平衡。當溶劑分壓因水蒸氣冷凝和/或溫度降低而變 得高于其蒸氣壓時,溶劑冷凝并變得可與瀝青混溶。因此,本文所述方法依賴于溶劑效益和 熱效益二者以降低重質原油或瀝青的粘度。溶劑效益通過借助連續(xù)性或間歇性注入可在儲 層操作條件下冷凝的溶劑來稀釋瀝青或重質原油而提供。傳熱過程和傳質過程(分子擴散、 機械分散和對流混合)的組合加快烴粘度的降低,改進烴采收。
[0045] -旦注入第一蒸汽-溶劑混合物,其它具有不同組成或相同組成的蒸汽-溶劑混合 物就可以與所述第一蒸汽-溶劑混合物連續(xù)地或間歇地注入到地層中。也可以注入氣體。換 句話說,在啟動階段期間注入第一蒸汽-溶劑混合物不限制可以在SAGD運行的后期使用的 溶劑。
[0046] 如將在以下實施例中描述的那些,溶劑例如裂化石腦油和氣體凝析油可以用作溶 劑。圖2示出了在使用模型實驗裝置注入不同濃度的裂化石腦油與蒸汽時的累積產出油。當 在SAGD運行的啟動階段期間裂化石腦油與蒸汽一起注入時,采油速率更早達到峰值,并且 一直更高。圖4示出了如在實驗裝置中所模擬的,在SAGD運行的啟動階段期間添加不同濃度 的氣體凝析油時的采油速率。這些結果表明,SAGD運行的啟動階段期間的溶劑注入允許更 快地確立采油速率,并且早期建立良好的連通允許SAO)運行總體上更好的性能。
[0047] 圖3示出了在將不同濃度的裂化石腦油注入到模型實驗裝置中時,泄油速率對時 間的圖。當溶劑與蒸汽共同注入時,泄油速率在更早的時間更高。圖5示出了在將不同濃度 的氣體凝析油注入到模型實驗裝置中時,泄油速率對時間的圖。
[0048] 本發(fā)明的一些益處包括:
[0049] ?與在不將溶劑添加到蒸汽的