情況下進行的SAGD運行相比,在啟動期間添加溶劑 加快采油速率并減小S0R。
[0050] ?溶劑回收得以改善。在一些情況下,取決于溶劑類型、濃度和操作策略,溶劑回 收可以高達72.1 %和99.5%。當溶劑在SA⑶的啟動階段期間添加時,蒸汽室引發(fā)和生長更 快,使得更快地轉(zhuǎn)換到SAGD運行的后續(xù)階段。
[0051] ?更早開始溶劑注入延長了溶劑-瀝青接觸時間,并因此增加溶劑滲透到瀝青內(nèi) 的深度。
[0052] ?早期注入溶劑允許溶劑有更多的時間來降低被蒸汽室掃過的區(qū)域中的表面張 力和殘余油飽和度。在SAGD運行中早期共同注入多組分溶劑與蒸汽提供了額外的運行靈活 性。
[0053]注入的蒸汽中的溶劑體積可以是蒸汽-溶劑混合物總體積的約0.1體積%至約30 體積%。更特別地,溶劑體積可以是蒸汽-溶劑混合物總體積的5體積%至30體積%。
[0054] 本文所述方法和系統(tǒng)中可以使用各種各樣的溶劑。溶劑應基于在瀝青中的可混溶 性、可獲得性、成本和熱-物理性質(zhì)來進行選擇。蒸汽和氣化溶劑在啟動階段期間一起注入。 在啟動階段期間,很少或者沒有實質(zhì)性井間連通,并且蒸汽室僅僅開始形成。因此,在啟動 階段期間最初使用較重或密度較大的溶劑并且稍后在啟動內(nèi)的后期或在已建立井間連通 之后轉(zhuǎn)換成較輕或密度較小的溶劑應當是可能的。較重的溶劑會傾向于相比于較輕或密度 較小的溶劑更早地冷凝成液相,因此較重的溶劑可以幫助使井間區(qū)流動化。另外,一旦蒸汽 室已經(jīng)形成(例如,在啟動階段完成之后),使用至少直到使得溶劑抵達蒸汽室的瀝青界面 的時間保持為蒸氣相的溶劑將是有用的。通常,當術語"重溶劑"用于本文中時,該術語是指 具有177-343°C的典型沸程并且一般包括ClO至C20范圍內(nèi)的烴液體例如煤油和柴油的溶 劑。"輕溶劑"是指具有36-100°C的典型沸程并一般包括在C5至C7范圍內(nèi)的烴液體例如戊 烷、己烷、環(huán)己烷和甲苯的溶劑。如本領域技術人員應領會的,輕溶劑和重溶劑的不同組合 可以結合,前提是輕溶劑具有更高的輕烴比例并且重溶劑具有更高的重烴比例。
[0055] 雖然在啟動階段使用較重的溶劑可能存在一些益處,但并不是嚴格地說必須要這 樣做,因為使用較輕的溶劑可以看到本方法的益處,并且任何類別的溶劑都可以用于本文 所述的方法??梢允褂玫娜軇┑膶嵗和?、汽油、煤油、石腦油、天然氣體凝析油、二甲 苯、柴油、苯、甲苯、餾分油、C1-C30烴(丁烷、甲烷、戊烷等)及其混合物、裂化石腦油等。所述 溶劑可以是單或多組分溶劑。推薦使用多組分溶劑,因為它們與單組分溶劑相比提供額外 的運行靈活性,并且因為從商業(yè)視角來看,它們與單組分溶劑相比更容易且更廉價地獲得。 多組分溶劑能夠更好地導致壓力波動。舉例而言,含有己烷和較輕組分例如丁烷的多組分 溶劑與單組分相比可以在較寬范圍的壓力下更有效。此外,應選擇溶劑使得瀝青質(zhì)沉淀不 太可能發(fā)生。
[0056]溶劑一般是總蒸汽-溶劑混合物體積的0.1-30體積%。所用溶劑的量基于初始條 件下的油粘度、操作壓力、地層滲透性和溶劑組成。溶劑以蒸氣相注入并且應當在在儲層中 冷凝之前保持為預定時間的蒸氣相。一旦蒸汽室開始生長(例如,當啟動階段完成和已建立 一些井間連通時),隨著溶劑朝向瀝青界面行進,溶劑應當在蒸汽室內(nèi)保持為蒸氣。選擇具 有適合的熱力學特征的溶劑,并且選擇溶劑的量使得溶劑保持為蒸氣相適當?shù)臅r間并在儲 層內(nèi)的期望時間和位置冷凝。
[0057]在SAGD運行期間的不同時間改變?nèi)軇┙M成和/或添加添加劑以導致壓力波動和/ 或操作可變性可以是適當?shù)摹A硗?,可以在SAGD運行的整個過程中改變?nèi)軇舛取R虼?,?照變化的儲層條件和運行要求,本發(fā)明在溶劑添加的時機和溶劑的濃度與類型方面允許 SAGD方法的運行靈活性。
[0058] 在一個實施方式中,將較重的溶劑與蒸汽在啟動期間一起注入到注入井中,同時 將蒸汽-溶劑混合物中的較輕的溶劑注入到開采井中。較重的溶劑會傾向于朝著開采井擴 散,而較輕的溶劑會傾向于朝著注入井擴散。兩種溶劑會協(xié)調(diào)地作用以掃過注入井和開采 井之間的井間區(qū),因此允許在啟動階段期間更快地建立井間連通。
[0059] 可以使用的多組分溶劑的實例包括裂化石腦油和天然氣體凝析油。"裂化石腦油" 一般是指來自精煉工藝,例如催化或熱裂化或減粘裂化的石腦油。存在很多不同的裂化石 腦油組合物,并且代表性實例組合物在實施例中展示。通常,裂化石腦油的烯烴含量高。類 似地,天然氣體凝析油根據(jù)來源可以具有各種各樣的組成,但一般具有0.5至0.8范圍的比 重并由烴例如丙烷、丁烷、戊烷、己烷等組成。氣體凝析油一般具有非常低的粘度,并經(jīng)常用 作稀釋較重的油以符合管線規(guī)格的稀釋劑。
[0060] 溶劑是否是蒸氣相取決于儲層中的溫度和壓力條件。壓力和溫度應當是適合的, 使得溶劑在瀝青中具有最大可混溶性。實踐中,這可以通過控制操作壓力來實現(xiàn)。在啟動階 段期間允許這樣的最優(yōu)壓力一般是注入井的最大操作壓力。開采井將處于儲層壓力。這將 允許啟動階段期間的最大壓差。需要選擇熱力學條件使得允許溶劑在瀝青中的最大溶解 度,無論溶劑濃度如何。
[0061] 雖然注入井在啟動期間通常保持在最大操作壓力,但當蒸汽-溶劑也注入到開采 井中時,轉(zhuǎn)換開采井和注入井的操作壓力是可能的,前提是它們之間的壓差得以維持。這可 以幫助使井間區(qū)中的瀝青更快的流動化。在啟動期間維持大的壓差以促進溶劑和蒸汽傳導 性移動到井間區(qū)中是有用的。增加的壓力允許更多溶劑被瀝青吸收。當溶劑與瀝青混合時, 瀝青粘度降低,并且瀝青被排出。一旦瀝青被排出,新的冷瀝青"層"暴露于溶劑和蒸汽。因 此,增加壓力允許蒸汽和溶劑滲透到傳導性加熱的區(qū)域。因此,維持壓力以允許溶劑暴露于 新鮮的瀝青并避免溶劑回流是重要的。
[0062] 以下實施例說明了本發(fā)明的一些發(fā)明特征,但不旨在限制本發(fā)明的范圍。
[0063]實施例1:使用裂化石腦油的SCIS
[0064]使用來自現(xiàn)場和典型SAO)運行條件的油樣,使用高度儀表化的物理模型進行一系 列高壓實驗,以精確測量壓力、溫度和流體流速。在完成各項實驗時,進行全面的產(chǎn)出流體 及多孔介質(zhì)分析以評估溶劑注入對SAGD性能的影響。實驗室結果證明共同注入溶劑與蒸汽 提高了米油速率并減小了SOR。結果在Al-Murayri,Mohammed Taha(2014) ,Experimental Investigation of Expanding Solvent Steam Assisted Gravity Drainage Using Multicomponent Solvents,(博士論文),卡爾加里大學(University of Calgary)(2014年 12月)中更全面的描述。
[0065] 進行實驗3、4和5以研究共同注入不同量的裂化石腦油與蒸汽對SAGD性能的影響。 裂化石腦油是容易作為Nexen Long Lake升級設施的產(chǎn)品獲得的多組分溶劑。
[0066] ?實驗2是指使用SAO)注入井僅注入蒸汽以建立可與后續(xù)SCIS實驗相比較的SAGD 基線的實驗裝置。
[0067] ?實驗3是指使用與蒸汽組合的10體積%裂化石腦油來增強SAGD性能的實驗裝 置。
[0068] ?實驗4是指使用與蒸汽組合的15體積%裂化石腦油來增強SAGD性能的實驗裝 置。
[0069] ?實驗5是指使用與蒸汽組合的5體積%裂化石腦油來增強SAGD性能的實驗裝置。
[0070] 實驗2至5都通過將蒸汽和裂化石腦油注入到模型裝置的注入井中開始。注入的蒸 汽-溶劑混合物中的裂化石腦油濃度(基于冷液體等價物,根據(jù)總蒸汽與溶劑體積)在5-15 體積%范圍內(nèi)。最初使用低注入速率,然后增加蒸汽-溶劑注入。蒸汽-溶劑注入壓力固定在 2,100kPa并維持蒸汽與溶劑注入速率,使得注入井和開采井之間的壓差在方法的整個壽命 期間保持在合理的水平。在注入物通過蒸汽發(fā)生器以被進一步加熱至過熱蒸汽條件之前, 將其預熱至飽和蒸汽溫度。
[0071] 實驗2至5中所用的裂化石腦油具有以下組成:
[0073] 全面分析來自實驗2、3、4和5的產(chǎn)出流體以評估注入不同量的裂化石腦油對SAGD 性能的影響。
[0074] 如圖3所示,即使只使用5體積%裂化石腦油,在SAGD方法早期共同注入裂化石腦 油也可以潛在地加快啟動階段。當井間區(qū)粘度在600-1200 Cp之間