液氧強刺激點火空氣驅(qū)高溫裂解混相氣體復(fù)合驅(qū)油技術(shù)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種液氧強刺激點火空氣驅(qū)高溫裂解混相氣體復(fù)合驅(qū)油技術(shù)，采用直井采油、水平井采油或直井水平井配合采油的方法，對直井注氣井油層部分頂部和底部分別射孔，通過注氣井向油層中高壓直噴注入適量液氧，使油層高溫裂解自燃，自燃點火后注入空氣，空氣中的氧氣在油層中發(fā)生反應(yīng)，使原油高溫裂解，裂解反應(yīng)中發(fā)生加氧反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)，釋放出大量的熱量和二氧化碳，使油層形成高溫裂解帶，再反向注氣，在注氣井附近油層形成高溫裂解后，通過采油生產(chǎn)井向油層中注入大量空氣、蒸汽，氧氣與油層反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳部分溶于原油中，對原油進行稀釋，高溫裂解產(chǎn)生的氣體在油層頂部形成氣頂，對油層施加壓力，對原油流動起到推動作用。
【專利說明】液氧強刺激點火空氣驅(qū)高溫裂解混相氣體復(fù)合驅(qū)油技術(shù)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種復(fù)合驅(qū)油技術(shù)，尤其是一種混相氣體的復(fù)合驅(qū)油技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，對原油能源的需求與日俱增。中國目前已探明石油儲量高達(dá)200億噸，但我國的石油卻大量依賴進口，這是因為我國油田的采油方式主要是傳統(tǒng)的機械采油法，平均采收率為25%，近四分之三的原油留在地下。特別是低滲油田、(超)稠油油田、高含蠟油田及注水蒸汽驅(qū)油、化學(xué)驅(qū)油過后的油田的采收率不足10%，甚至更低，大量原油無法采出，一方面造成了巨大的能源浪費和配套設(shè)施設(shè)備的閑置，另一方面大量的是由依靠進口，大大增加了我國經(jīng)濟發(fā)展的能源成本。
[0003]傳統(tǒng)的機械采油法，以機械及利用地層原始能量采油為主，附加注水、注化學(xué)藥齊U、注蒸汽、注生物等方法，能源消耗大，成本高，水污染和環(huán)境污染非常嚴(yán)重，但采油率很低，油田經(jīng)過一次、二次采油后，大量的原油仍留在地下無法采出，即使經(jīng)過多種措施，如水驅(qū)采油、蒸汽采油、化學(xué)采油等，采收率的提高仍然十分有限。低滲油田滲透率非常低、流動性差，稠油超稠油油田的粘稠度高、比重大、流動性差，此類油藏基本無法采出，高含蠟油藏、注水蒸汽驅(qū)過的高含水油藏，也同樣存在開采率低的問題。這些問題也是目前困擾我國乃至世界石油開采領(lǐng)域重大難題。據(jù)不完全統(tǒng)計，同類停產(chǎn)、半停產(chǎn)、低產(chǎn)油井有15余萬口，部分油井如能夠采用我們發(fā)明的技術(shù)進行科學(xué)合理有序的開發(fā)，可使該油田延長30余年的采油時間，獲得大量的寶貴原油。
[0004]針對目前低滲油田、稠油超稠油、高含蠟油田、高含水油田無法開采或采收率低的現(xiàn)狀，本發(fā)明提供一種混相氣體復(fù)合驅(qū)油技術(shù)，具有節(jié)能環(huán)保、投資少，大幅度提高采收率的優(yōu)點。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種混相氣體復(fù)合驅(qū)油技術(shù)，可以應(yīng)用于稠油超稠油油藏、低滲稀油藏、高含蠟油藏、注水蒸汽驅(qū)過高含水油藏以及壓裂后氣竄的油藏，提高采油率，降低對環(huán)境的污染和破壞，還可以延長油井的使用年限。對于異常地質(zhì)、低溫低壓、多層薄油層、地層能量極差、采用注水和注蒸汽無法解決采油現(xiàn)狀的油藏，采用液氧強刺激點火空氣驅(qū)高溫裂解混相氣體復(fù)合驅(qū)油技術(shù)，進行空氣驅(qū)結(jié)合蒸汽驅(qū)聯(lián)合配套，在生產(chǎn)井進行汽火吞吐引效，提高采收率。
[0006]本發(fā)明提供的液氧強刺激點火空氣驅(qū)高溫裂解混相氣體復(fù)合驅(qū)油技術(shù)，包括以下步驟:
[0007]本發(fā)明中，由油層高溫裂解產(chǎn)生的推動壓力使可流動的原油和水形成油墻。隨著注氣持續(xù)，高溫裂解帶不斷向外拓展移動，油墻推動原油向生產(chǎn)井方向流動，原油吸收了大量熱量和二氧化碳，油層溫度升高，體積膨脹，粘稠度降低、流動性增強和滲透速度加快。由于高溫裂解壓力差、氣體膨脹作用力、油層膨脹作用力和油墻推動的多重作用下，原油向壓力較低的采油生產(chǎn)井方向流動并由采油生產(chǎn)井采出。實現(xiàn)注液氧刺激點火空氣驅(qū)高溫裂解反向注氣火驅(qū)采油技術(shù)，達(dá)到對油田混向復(fù)合驅(qū)油、增產(chǎn)、增油的目的。[0008]注氣井和采油生產(chǎn)井注氣的方式是本發(fā)明的創(chuàng)新之一，通過采油井反向注氣，可使油層在最短的時間內(nèi)達(dá)到高溫裂解自燃、補充地層壓力、提升油層溫度和膨脹度、增強油層流動性、提高采油速度和采油量的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明實施例的采油井布井示意圖
[0010]圖2是本發(fā)明實施例的注氣示意圖
[0011]圖3是本發(fā)明實施例的壓力/溫度變化示意圖
[0012]圖中:1、注氣井，2、采油直井，3、油層，4、氣躥通道，5、氣體壓力方向，6、采油水平井，7、氣體運動方向，8、地層，9、原油流動方向，10、氣體注入?yún)^(qū)域，11、壓力釋放區(qū)域，12、高溫裂解區(qū)域，13、反應(yīng)作用區(qū)域，14、壓力示意曲線，15、溫度示意曲線，16、油藏運動方向。(請在【具體實施方式】的描述中補充上述幅圖標(biāo)記的說明)
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的闡述。
[0014]根據(jù)地層及油藏勘探資料，選擇滲透率范圍在200毫達(dá)西，孔隙度15，地層溫度40°C以上的油藏，根據(jù)油藏和地面情況，選擇多口直井作為注氣井1，進行優(yōu)化設(shè)計及井組改造，也可根據(jù)實際需要加鉆注氣井I ;選用現(xiàn)有油藏沉積相及地下流動性較好的直井2和水平井作為采油生產(chǎn)井，其滲透率、波及度、油藏吸氣能量較好，采油井和注氣井I的布井方法要根據(jù)油層數(shù)據(jù)、注氣速度、高溫裂解速度、現(xiàn)有井間距等經(jīng)過詳細(xì)研究計算，在設(shè)計工藝路線時對采油井進行具體安排，本實施例中，采用反五點布井方法，直井采油、水平井采油配合采油的方法。如圖1所示，水平井采油井6中安裝控溫控壓監(jiān)測、防結(jié)焦、防燒井保護裝置。注氣壓力范圍為30兆帕，單井注氣量范圍為12萬方/日；根據(jù)油藏情況和厚度，對直井注氣井油層3部分頂部和底部分別射孔20%長度；采油生產(chǎn)井根據(jù)油藏連通情況和氣體分布走向，進行連通方向油層部分全部射孔，水平井注氣井和采油井在油層部位水平段分段間隔射孔，目的是注入的液氧和空氣能夠直接噴入油層中，在油層中快速高溫裂解、增溫增壓，開展混相氣體復(fù)合驅(qū)油，采油生產(chǎn)井底部安裝電加熱裝置，對采油提升起到防凝固作用，可順利采油；
[0015]本實施例中油層中有氣躥通道4，通過向油層中高壓注入化學(xué)封堵劑，對油層中的氣躥通道4進行封堵，防止注氣時發(fā)生氣躥現(xiàn)象，當(dāng)然，如果油層中有小型斷裂帶，也可以采用向油層中高壓注入化學(xué)封堵劑的方法進行封堵。
[0016]如圖2所示，通過注氣井I向油層中高壓直噴注入適量液氧，使油層3高溫裂解自燃，液氧由高壓注氣裝置直接噴射到油層3底部進入油層3后，迅速在油層3產(chǎn)生強烈熱化學(xué)反應(yīng)高溫裂解，產(chǎn)生大量混相氣體，使原油發(fā)生裂解自燃反應(yīng)，完成自燃點火；完成自燃點火后，立即通過注氣井I注入空氣，空氣沿著氣體運動方向7通過注氣井進入油層3，空氣中的氧氣在油層3中迅速發(fā)生反應(yīng)，使原油高溫裂解，在裂解反應(yīng)中先發(fā)生加氧反應(yīng)，釋放熱量，再發(fā)生氧化還原反應(yīng)，釋放出大量的熱量和二氧化碳，使油層3形成以注氣井I為核心向四周有效控制高溫裂解的高溫裂解帶12，根據(jù)油層不同地質(zhì)條件和油層吸氣能力，調(diào)整日注氣量持續(xù)注入空氣，使油層3長期有效持續(xù)高溫裂解，反應(yīng)方程式:碳?xì)浠衔?02 —含氧有機化合物+能量，碳?xì)浠衔?02 — C02/C0+H20+能量；在注氣井附近油層形成持續(xù)穩(wěn)定的高溫裂解后，再通過采油生產(chǎn)井向油層中反向注入大量空氣、蒸汽，當(dāng)采油生產(chǎn)井單井空氣注入量為80萬方時，停止注入空氣，注入800立方米熱蒸汽，進一步提高地層8壓力，氧氣與油層反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳部分溶于原油中，對原油進行稀釋，同時，由于高溫裂解產(chǎn)生的大量氣體，如一氧化碳、二氧化碳、氮氣、水蒸氣等在油層頂部形成氣頂，對油層施加巨大的壓力，使原油按照原油流動方向9向采油生產(chǎn)井流動。
[0017]實現(xiàn)空氣驅(qū)生產(chǎn)井反排聯(lián)合配套高效采油技術(shù)工程，是非常創(chuàng)新有效的采油技術(shù)方法。
[0018]如圖3所示，在氣體注入?yún)^(qū)域10中，空氣中的氧氣與油層反應(yīng)高溫裂解形成高溫裂解區(qū)域12，在前方形成反應(yīng)作用區(qū)域13，產(chǎn)生的推動壓力，如壓力示意曲線14所示，使可流動的原油和水形成油墻。隨著注氣持續(xù)，高溫裂解帶不斷向外拓展移動，油墻推動原油向生產(chǎn)井方向流動，原油吸收了大量熱量和二氧化碳，油層溫度升高，如溫度示意曲線15所示，體積膨脹，粘稠度降低、流動性增強和滲透速度加快。由于高溫裂解壓力差、氣體膨脹作用力、油層膨脹作用力和油墻推動的多重作用下，壓力釋放區(qū)域11原油向壓力較低的采油生產(chǎn)井方向流動并由采油生產(chǎn)井采出，如油藏運動方向16所示。實現(xiàn)注液氧刺激點火空氣驅(qū)高溫裂解反向注氣火驅(qū)采油技術(shù)，達(dá)到對油田混向復(fù)合驅(qū)油、增產(chǎn)、增油的目的。
[0019]注氣井和采油生產(chǎn)井注氣的方式是本發(fā)明的創(chuàng)新之一，通過采油井反向注氣，可使油層在最短的時間內(nèi)達(dá)到高溫裂解自燃、補充地層壓力、提升油層溫度和膨脹度、增強油層流動性、提高采油速度和采油量的目的，對于異常地質(zhì)、低溫低壓、多層薄油層、地層能量極差、采用注水和注蒸汽無法解決采油現(xiàn)狀的油藏，采用液氧強刺激點火空氣驅(qū)高溫裂解混相氣體復(fù)合驅(qū)油技術(shù)，進行空氣驅(qū)結(jié)合蒸汽驅(qū)聯(lián)合配套，在生產(chǎn)井進行汽火吞吐引效，提高采收率。
[0020]采用本發(fā)明，可提高油田采收率50 %以上，大幅提高采油速度，適用范圍廣，可大幅延長油井的使用年限，并且可以使停產(chǎn)、半停產(chǎn)井恢復(fù)生產(chǎn)，改變了二次采油的能耗高的現(xiàn)狀，節(jié)能減排，科學(xué)創(chuàng)新，對中國能源資源充分利用和可持續(xù)發(fā)展將做出巨大貢獻。
[0021]最后應(yīng)說明的是:上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式一一列舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。
[0022]1.選擇滲透率范圍在0.2-3000毫達(dá)西，孔隙度> 5，地層溫度10°C以上的油藏，采用反五點、反九點或排式布井法進行布井；
[0023]2.根據(jù)油藏和地面情況，選擇多口直井或水平井作為注氣井，進行優(yōu)化設(shè)計及井組改造，也可根據(jù)實際需要加鉆注氣井；選用現(xiàn)有直井和/或水平井作為采油生產(chǎn)井，進行優(yōu)化設(shè)計及井組改造，或根據(jù)設(shè)計加鉆采油生產(chǎn)井；
[0024]3.采用直井采油、水平井采油或直井水平井配合采油的方法，注氣壓力范圍為
2-45兆帕，單井注氣量范圍為0.1-20萬方/日；
[0025]4.根據(jù)油藏情況和厚度，對直井注氣井油層部分頂部和底部分別射孔20%長度；采油生產(chǎn)井根據(jù)油藏連通情況和氣體分布走向，進行連通方向油層部分全部射孔，水平井注氣井和采油井在油層部位水平段分段間隔射孔，采油生產(chǎn)井底部安裝電加熱裝置；[0026]5.通過注氣井向油層中高壓直噴注入適量液氧，使油層高溫裂解自燃，液氧由高壓注氣裝置直接噴射到油層底部進入油層后，迅速在油層產(chǎn)生強烈熱化學(xué)反應(yīng)高溫裂解，產(chǎn)生大量混相氣體，使原油發(fā)生裂解自燃反應(yīng)，完成自燃點火；
[0027]6.完成自燃點火后，立即通過注氣井注入空氣，空氣中的氧氣在油層中迅速發(fā)生反應(yīng)，使原油高溫裂解，在裂解反應(yīng)中先發(fā)生加氧反應(yīng)，釋放熱量，再發(fā)生氧化還原反應(yīng)，釋放出大量的熱量和二氧化碳，使油層形成以注氣井為核心向四周有效控制高溫裂解的高溫裂解帶，根據(jù)油層不同地質(zhì)條件和油層吸氣能力，調(diào)整日注氣量持續(xù)注入空氣，使油層長期有效持續(xù)高溫裂解；反應(yīng)方程式:碳?xì)浠衔?02 —含氧有機化合物+能量，碳?xì)浠衔?02 — C02/C0+H20+ 能量
[0028]7.采油井反向注氣，在注氣井附近油層形成持續(xù)穩(wěn)定的高溫裂解后，再通過采油生產(chǎn)井向油層中注入大量空氣、蒸汽，當(dāng)采油生產(chǎn)井單井空氣注入量為50-100萬方時，停止注入空氣，注入300-1000立方米熱蒸汽，進一步提高地層壓力，氧氣與油層反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳部分溶于原油中，對原油進行稀釋，同時，由于高溫裂解產(chǎn)生的大量氣體，如一氧化碳、二氧化碳、氮氣、水蒸氣等在油層頂部形成氣頂，對油層施加巨大的壓力，對原油流動起到推動作用。
[0029]進一步的，步驟2中水平井也可以是SAGD井。
[0030]進一步的，可以在步驟4中向油層中高壓注入化學(xué)封堵劑，對油層中的氣躥通道及小型斷裂帶進行封堵，防止注氣時發(fā)生氣躥現(xiàn)象。
[0031]進一步的，水平井注氣井和水平井采油井中安裝控溫控壓監(jiān)測、防結(jié)焦、防燒井保護裝置。
【權(quán)利要求】
1.一種液氧強刺激點火空氣驅(qū)高溫裂解混相氣體復(fù)合驅(qū)油技術(shù)，其特征在于主要包括以下步驟: . 1.選擇滲透率范圍在0.2-3000毫達(dá)西，孔隙度>5，地層溫度10°C以上的油藏，采用反五點、反九點或排式布井法進行布井； .2.設(shè)置多口直井或水平井作為注氣井，多口直井和/或水平井作為采油生產(chǎn)井；. 3.采用直井采油、水平井采油或直井水平井配合采油的方法，注氣壓力范圍為2-45兆帕，單井注氣量范圍為0.1-20萬方/日；. 4.對直井注氣井油層部分頂部和底部分別射孔20%長度，采油生產(chǎn)井連通方向油層部分全部射孔，水平井注氣井和采油井在油層部位水平段分段間隔射孔，采油生產(chǎn)井底部安裝電加熱裝置；. 5.通過注氣井向油層中高壓直噴注入適量液氧，使油層高溫裂解自燃，液氧由高壓注氣裝置直接噴射到油層底部進入油層后，迅速在油層產(chǎn)生強烈熱化學(xué)反應(yīng)高溫裂解，產(chǎn)生大量混相氣體，使原油發(fā)生裂解自燃反應(yīng)，完成自燃點火；. 6.完成自燃點火后，立即通過注氣井注入空氣，空氣中的氧氣在油層中迅速發(fā)生反應(yīng)，使原油高溫裂解，在裂解反應(yīng)中先發(fā)生加氧反應(yīng)，釋放熱量，再發(fā)生氧化還原反應(yīng)，釋放出大量的熱量和二氧化碳，使油層形成以注氣井為核心向四周有效控制高溫裂解的高溫裂解帶，根據(jù)油層不同地質(zhì)條件和油層吸氣能力，調(diào)整日注氣量持續(xù)注入空氣，使油層長期有效持續(xù)高溫裂解；. 7.向采油井反向注氣，在注氣井附近油層形成持續(xù)穩(wěn)定的高溫裂解后，再通過采油生產(chǎn)井向油層中注入大量空氣、蒸汽，當(dāng)采油生產(chǎn)井單井空氣注入量為50-100萬方時，停止注入空氣，注入300-1000立方米熱蒸汽，氧氣與油層反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳部分溶于原油中，對原油進行稀釋，高溫裂解產(chǎn)生的氣體在油層頂部形成氣頂，對油層施加巨大的壓力，對原油流動起到推動作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混相氣體復(fù)合驅(qū)油技術(shù)，其特征在于，所述步驟2的水平井是否可以是SAGD井。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混相氣體復(fù)合驅(qū)油技術(shù)，其特征在于，所述步驟4可以向油層中高壓注入化學(xué)封堵劑，對油層中的氣躥通道進行封堵。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的混相氣體復(fù)合驅(qū)油技術(shù)，其特征在于，所述的水平井注氣井和水平井采油井中可以安裝控溫控壓監(jiān)測、防結(jié)焦、防燒井保護裝置。
【文檔編號】E21B43/247GK103939072SQ201410189218
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月7日
【發(fā)明者】鄧曉亮, 洪兆, 吳晗菲 申請人:鄧曉亮, 洪兆, 吳晗菲