专利名称：一种稠油井多元热流体热采工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种稠油井多元热流体热采工艺。
背景技术：
我国稠油资源分布很广，目前已在松辽盆地、渤海湾盆地、准葛尔盆地、二连盆地等15个大中型含油盆地和地区发现了数量众多的陆上稠油油藏；而海洋油田中稠油占 60%以上，其中渤海湾地区稠油储量更是占该区域总储量的80%左右。目前使用的稠油开采技术主要有热力采油技术(蒸汽吞吐、蒸汽驱、SGAD、SAGP、FAST、热水驱、电磁加热、火烧油层等)、出砂冷采技术、二氧化碳吞吐采油技术以及井筒降粘采油技术，其中蒸汽吞吐、蒸汽驱应用最为广泛。由于蒸汽吞吐热采技术是一种降压开采的热采技术，随着吞吐轮次的增加，其开采效果逐渐变差，不能达到经济高效开采稠油的目的。而对海上稠油井来说，由于勘探开发费用高、平台空间狭小和使用寿命短等特点，客观上要求在较短时间内取得较高原油采收率。目前采用的常规注水冷采开发难以大幅度提高稠油采收率，预计的采油速度及最终采收率远远低于油田开发规划的预期值，经济效益较差。按照海上平台寿命及冷采平均20 %的最终采收率计算，这些油田冷采至开发年限后，还将有大量的剩余油不能采出，如何在有限的平台寿命期内提高采油速度以提高最终采收率，是一个迫切需要解决的问题。因此，需要一种改进的稠油井开采工艺。
发明内容
本发明的目的是提供一种稠油井多元热流体热采工艺。本发明的另一个目的是提供一种海上稠油井多元热流体热采工艺。本发明的又一个目的是提供多元热流体用于开采陆上或海上稠油井的用途。本发明提供的稠油井多元热流体热采工艺包括将多元热流体与环空注入氮气一同注入油层中。本发明提供的海上稠油井多元热流体热采工艺包括下述步骤将燃料加压后注入发生装置中与加压的空气混合，待发生装置中的点火器点火后，燃料燃烧，与注入的处理后的水进行热交换来产生多元热流体；然后将产生的多元热流体与环空注入氮气一同注入油层中。对于直井和斜井，注入多元热流体的量为20_80t/m油层；对于水平井，注入多元热流体的量为10-50t/m井段。正如本文中使用的，术语“稠油井”一般指油藏埋深度为150-2000m的陆上或海上稠油井，包括但不限于下述油井常规完井稠油井和热采完井稠油井。正如本文中使用的，术语“多元热流体”指一种含有蒸汽、氮气、二氧化碳及化学药剂的温度范围可达120°C -350°c的热流体。本文中使用的多元热流体可以是由多元热流体发生系统现场产生，例如可以通过注入燃料在发生装置中高压燃烧，燃烧后产生高温高压燃气，再通入水与之混合进行热交换，使水吸热汽化，形成高温高压的蒸汽与燃烧烟气混合气体来生产多元热流体。正如本文中使用的，术语“燃料”包括本领域常用的燃料，包括但不限于柴油、天然飞寸。本发明将多元热流体注入油层中，通过加热稠油，增大油藏压力并利用稠油与气体重力差异来激励开采稠油。本发明注入的多元热流体携带的大量热量加热油层，氮气和二氧化碳在携带热量、扩大加热范围的同时，能够增大油藏压力，在油层顶部捕集的混合气能够有效降低向上覆岩层的散热损失。油管与套管环空注入的氮气不仅能够减小井筒热损失，还能增大油藏压力，起到助排和增产作用。氮气和二氧化碳能够提高采油过程的驱油效率，另外，稠油与氮气和二氧化碳之间的重力差异也可为驱油提供动力，尤其是厚油藏和水平井。在具体开采时，通常根据油藏地质条件，确定合理的多元热流体温度。对于油藏条件下稠油粘度小于2000mPa 的稠油井，注入多元热流体的温度一般在150°C以上即可；对于油藏条件下稠油粘度大于2000mPa · s的稠油井，注入多元热流体的温度一般在250°C以上。具体温度要求可根据稠油的粘度和温度关系、油井深度及油管隔热效果等来确定。一般直井防砂时可在油层部位安装防砂筛管，水平井则主要采用筛管+砾石充填完井。当采用普通油管注气或者为了减小隔热油管热损失时，可在普通油管或者隔热油管与套管环空注入氮气隔热。此外，注入油层的多元热流体一般为1000 5000t，注入时间为10 30天，注入
多元热流体的量需要根据直井(或斜井)的油层厚度或者水平井的井段长度等来确定，对于直井和斜井，注入多元热流体的量为20 80t/m油层；对于水平井，注入多元热流体的量为10 50t/m井段。完成注入多元热流体量后，关闭发生装置内的发生装置、停止注水、注氮，关井3 5天，开井放喷采油，当产量低于一定值后，下入电潜泵等抽油泵采油。注入、关井和采油的过程为一个注多元热流体吞吐采油的循环周期。当日产油量低于一定值后，重新开始上述注入、关井和采油的循环过程。一口稠油井可以循环注多元热流体开采10个周期以上，周期平均日产油量可达常规电潜泵冷采抽油日产油量的2 3倍以上，采收率可达20%以上。当本发明用于开采海上稠油井时，本发明采用了模块化的平台(钻井平台或采油平台)多元热流体发生系统，由体积小、重量轻的水处理系统、空气压缩机和增压机、发生装置、注油/水泵及连接管线等组成，另外如果需要防腐等化学措施，还可以安装药剂舱和注入泵。此发生系统在平台上安装和拆卸容易，适合空间有限的海上平台条件，从而解决了海上稠油井热流体源的难题。该方法与采用常规蒸汽发生器循环注蒸汽激励开采稠油相比，具有如下优点(1)节能减排、热效率高。气体发生器无烟道气排放，热效率高达95%。能耗小， 每产生一吨气体的能耗只有蒸汽锅炉的一半。产生的气体全部注入地下、环境污染小。(2)占地面积小、重量轻，撬装方式易于车载和吊装，可在井口旁边直接注气，十分灵活。(3)自手动控制结合、全封闭燃烧系统，安全性较高。发生装置采用全封闭性燃烧系统，无明火隐患，特别适用于海上平台小面积，可燃性气体富集的环境。
4
(4)出口多元热流体温度可达300°C以上，在相同注入质量下，比热容较大，提高了油层的加热范围。(5)注多元热流体的速度可达100 400t/d以上，井口压力可达16MPa以上。(6)产生的(X)2和N2部分溶解在原油中，起降粘作用，提高采收率。(7)由于注入气体可提高地层压力，且产生了气体与稠油之间的重力差异作用，属于强化开采技术。本发明的采油工艺适用于多种类型的陆上或海上稠油井，施用方便，且显著提高了稠油井产油量和油藏采收率。附图简述
图1是根据本发明一个实施方案的海上平台多元热流体的发生系统的示意图，其中1、燃料舱，2、水处理系统，3、空气压缩机和增压机，4、注油泵，5、注水泵，6、发生装置，7、 监测和控制系统，8、多元热流体，9、药剂舱和注入泵；图2是根据本发明一个实施方案的海上稠油井多元热流体注入系统的示意图，其中1、多元热流体，2、氮气，3、套管，4，普通油管或隔热油管，5、封隔器，6、筛管或衬管，7、射孔炮眼，8，油层。
具体实施例方式以下关于渤海湾某海上稠油井为例阐释了本发明的一般原理，但应该注意，本发明绝不限于海上稠油井。该稠油井为水平分支井，斜深1195-1703m(油层中部垂深941m)，水平井段长 517. 25m，油层平均垂厚7. 9m，采用绕丝筛管完井，50°C稠油粘度1500mPa · s。该稠油井采用电潜泵冷采时平均日产油量为35t/d。首先参考图1，通过注油泵4以70_90kg/h的速率从燃料舱1向发生装置6中输送柴油，通过空气压缩机和增压机3以1000-1200kg/h的速率向发生装置6中输送加压的空气(压力小于25MPa)，待发生装置中的点火器点火后，柴油燃烧，放出大量热量并产生高温混合气，同时通过注水泵5以6-8t/h的速率向发生装置6中输送经由水处理系统2处理后的水(水处理系统根据反渗透膜分离的原理，对来水中的钙、镁、钠等离子进行分离，降低电导率，从而使水软化达到使用要求)。通过柴油燃烧放出大量的热量，并与水进行热交换而产生多元热流体8，其中由监测和控制系统7监测和控制柴油、空气和水的注入速度和压力(使柴油、空气、水的压力保持在正常工作压力下即可，在本实施例中柴油、水的压力小于35MPa，空气压力小于25MPa)。测得所产生的多元热流体中氮气为25% -35%，二氧化碳为&% _10%，水和蒸汽为50% -65%。接着参考图2，将产生的温度为120°C，压力为9-llMPa的多元热流体1经地面管线输送至井口，由普通油管或者隔热油管4输送至井底，在井底处经过射孔炮眼7将多元热流体1注入油层8，注入速度为175m3/d-190m7d，注入总量为5170t。同时向油管4与套管 3的环空连续注入氮气2，注入速度为400-600Nm3/h。完成注入后，关闭发生装置、停止注水、注氮，关井4天，开井放喷采油，自喷6天后，下入电潜泵生产，当产量低于30方后，重新开始上述注入、关井和采油的循环过程，可以进行10个周期以上。
按照本发明以上所述工作方式对该稠油井油层进行注入多元热流体吞吐采油，平均日产油61t/d。本发明可用其它的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。因此，无论从哪一点来看，本发明的上述实施方式都只能认为是对本发明的示例性说明而不是限制本发明，权利要求书指出了本发明的范围，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都认为是包括在权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种稠油井多元热流体热采工艺，包括将所述多元热流体与环空注入氮气一同注入油层中。
2.一种海上稠油井多元热流体热采工艺，包括下述步骤将燃料加压后注入发生装置中与加压的空气混合，待所述发生装置中的点火器点火后，燃料燃烧，与注入的处理后的水进行热交换来产生多元热流体；然后将产生的多元热流体与环空注入氮气一同注入油层中。
3.如权利要求2所述的工艺，其特征在于，在所述步骤中，对于直井和斜井，注入所述多元热流体的量为20-80t/m油层；对于水平井，注入所述多元热流体的量为10-50t/m井段。
4.多元热流体用于开采陆上或海上稠油井的用途。
全文摘要
本发明涉及一种稠油井多元热流体热采工艺，包括将所述多元热流体与环空注入氮气一同注入油层中。本发明还涉及一种海上稠油井多元热流体热采工艺。
文档编号E21B43/243GK102230372SQ20111017300
公开日2011年11月2日 申请日期2011年6月24日 优先权日2011年6月24日
发明者刘海涛, 孙永涛, 孙玉豹, 张伟, 张玉久, 林涛, 王少华, 顾启林, 马增华 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油田服务股份有限公司