[發(fā)明專利]用于蒸汽輔助重力泄油技術(shù)的注蒸汽裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810090893.8
• 申請日: 2008-04-09
• 公開（公告）號: CN101446190A
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 凱文·J·福布斯;尼哈特·奧武特門
• 申請（專利權(quán)）人: 普拉德研究及開發(fā)股份有限公司
• 主分類號: E21B43/24
• 分類號: E21B43/24
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 王新華

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2007年4月11日提交的美國臨時專利申請No.60/911?156的優(yōu)先權(quán)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明通常涉及一種使用蒸汽輔助重力泄油(SAGD)技術(shù)的石油開采方法。

背景技術(shù)

在世界的很多區(qū)域內(nèi)，存在大量的粘性石油(viscous?petroleum)的沉積層(deposits)，并且由于這些沉積層包含的碳?xì)浠衔锏母哒扯龋龀练e層通常被稱為“瀝青砂”(tar?sand)或“重油”(heavy?oil)沉積層。這些瀝青砂會延伸很多英里并存在達(dá)到多于300英尺的厚度變化。盡管瀝青砂沉積層可以位于地表面上或地表面附近，通常瀝青砂沉積層位于堅固的上覆巖層(overburden)之下，所述上覆巖層可以幾千英尺厚。位于所述深度上的瀝青砂構(gòu)成一些目前已知的世界最大的石油沉積層。所述瀝青砂包含一種通常被稱為瀝青的粘性碳?xì)浠衔镂镔|(zhì)，在量上，所述粘性碳?xì)浠衔镂镔|(zhì)的重量百分比一般為5％至20％。盡管瀝青在一般的儲層溫度下通常不移動，但是在較高溫度下瀝青通常可以流動并且瀝青在較高溫度下通常具有比在較低溫度下低很多的粘度。

因?yàn)榇蠖鄶?shù)瀝青砂沉積層位置太深以致于不能經(jīng)濟(jì)地開采(挖掘)，所以迫切需要存在一種其中在地層中將瀝青與砂分離并且通過鉆進(jìn)所述沉積層的井開采瀝青的就地開采(in?situ?recovery)方法。任何就地開采方法必須滿足兩個基本技術(shù)要求：(1)必須充分降低瀝青的粘度使得瀝青可以流向生產(chǎn)井；和(2)必須給流動的瀝青施加足夠的驅(qū)動力以進(jìn)行開采。

通過使用SAGD可以改進(jìn)在某些重油或?yàn)r青儲層中的碳?xì)浠衔锏拈_采。當(dāng)使用SAGD時，將水平開采井眼和注蒸汽井眼被鉆進(jìn)所述碳?xì)浠衔飪拥貙硬⑶覍⒄羝⑷氲剿鲎⒄羝壑小Ｋ鲩_采井眼和所述注蒸汽井眼在垂直方向上相對靠近地間隔開，并且由于在就地降低了所述碳?xì)浠衔锏恼扯龋哉羝⑷氲阶⒄羝壑惺沟瞄_采井眼中的重的碳?xì)浠衔锟梢粤鲃印AGD相比于傳統(tǒng)的二次熱采技術(shù)(thermal?recoverytechniques)的優(yōu)點(diǎn)包括具有相對于所使用的井眼數(shù)量的較高生產(chǎn)率和現(xiàn)場石油的較高最終采收率(ultimate?recovery)。

美國專利No.6988549論述了與典型SAGD方案有關(guān)的某些問題。根據(jù)專利No.6988549：(a)產(chǎn)生蒸汽的相關(guān)成本嚴(yán)重地影響了所述SAGD方案的經(jīng)濟(jì)性；(b)由于使用傳統(tǒng)的碳?xì)浠衔锘鸸苠仩t產(chǎn)生過飽和蒸汽成本很高，SAGD沒有典型地使用所述過飽和蒸汽，從而導(dǎo)致使用了以較低效率將熱傳遞到重油儲層的蒸汽；和(c)與從所述操作中的碳?xì)浠衔镩_采相關(guān)的產(chǎn)出的水典型地在付費(fèi)商業(yè)操作的污水處理井中被處理。

應(yīng)該相信，迄今為止用于注射蒸汽的機(jī)構(gòu)不利地影響了SAGD的經(jīng)濟(jì)性，而通過提供在注蒸汽井眼中的蒸汽的均勻分布可以大幅增加所述經(jīng)濟(jì)性。使用本發(fā)明的裝置可以實(shí)現(xiàn)上述新穎的和有用的結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明，提供了在蒸汽輔助重力泄油(SAGD)操作中在注蒸汽井眼中使用的一種注蒸汽管柱裝置。根據(jù)本發(fā)明的注蒸汽管柱包括插入到注蒸汽井眼中并且用于給所述井眼提供蒸汽的細(xì)長管狀結(jié)構(gòu)，所述細(xì)長管狀結(jié)構(gòu)具有第一和第二端。根據(jù)本發(fā)明的注蒸汽管柱包括例如布置在所述細(xì)長管狀結(jié)構(gòu)中和沿所述細(xì)長管狀結(jié)構(gòu)布置的噴嘴的多個孔。所述噴嘴的尺寸在所述細(xì)長管狀結(jié)構(gòu)的第一端與第二端之間變化，并且，在一個實(shí)施例中，所述噴嘴的尺寸在所述細(xì)長管狀結(jié)構(gòu)的第一端與第二端之間增加。在所述細(xì)長管狀結(jié)構(gòu)中的孔尺寸形成為沿所述注蒸汽井眼在每個部分上產(chǎn)生相等壓力/溫度的蒸汽噴射。

根據(jù)本發(fā)明的注蒸汽管柱可以通過使用彼此螺紋連接的多個空管(blank?pipe)實(shí)現(xiàn)。可以使用銑削技術(shù)或通過在空管中形成螺紋孔并且將噴嘴安裝在每個螺紋孔中在空管中形成噴嘴。

可選地，根據(jù)本發(fā)明的管柱裝置可以通過將多個接頭連接在一起而形成。在后者情況下，每個接頭根據(jù)其在所述注蒸汽管柱中的位置而具有不同尺寸的噴嘴。

另外，可以使用砂篩部件實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的注蒸汽管柱裝置，其中，噴嘴布置成平行于所述井眼引導(dǎo)注入的蒸汽扼流(choked?flow)。通過使用所述砂篩裝置，蒸汽流在離開注蒸汽管柱時稍微分散從而不會侵蝕井眼。換言之，使用砂篩裝置將蒸汽注入到注蒸汽井眼中減少了對井眼的侵蝕。