[發明專利]稠油油藏的蒸汽驅開采方法

無效

• 申請號: 201110202510.3
• 申請日: 2011-07-19
• 公開（公告）號: CN102242626A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: 蔣生健;楊公鵬;郎成山;王少武;曲金明;康黨輝
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B43/24
• 分類號: E21B43/24
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 丁香蘭

技術領域

本發明屬于石油開采領域，涉及稠油油藏的蒸汽驅開采方法，特別涉及中深層稠油注空氣輔助蒸汽驅開采方法。

背景技術

稠油是21世紀重要的石油資源，世界稠油、超稠油和天然瀝青的儲量約為1000×10⁸噸，占世界石油剩余可采儲量的53％，主要分布在加拿大、委內瑞拉、美國、中國等國家和地區。我國石油剩余可采儲量中稠油占40％，其中的中深層稠油占70％。

稠油開采的方式主要是采取措施提高原油流動性、提高油水流度比增加原油驅替效率。目前，稠油開采主要以熱力采油為主，主要包括蒸汽吞吐、蒸汽驅和火燒油層。

火燒油層是將空氣注到油層內發生高溫氧化反應產生熱量以降低原油粘度，由于實施工藝復雜，需要在地下點火并維持高的注氣量，地下燃燒不易控制，現場成功率不高。

蒸汽吞吐開發是周期性地向油井中注入一定量的濕飽和蒸汽，燜井一段時間后，將油層一定范圍內的原油加熱降粘后回采的生產過程。蒸汽吞吐是消耗地層能量的一種開發方式，采收率低，一般為5％～36.5％。

蒸汽驅是蒸汽吞吐的一種有效接替技術，蒸汽驅是按照一定的注采井網，從注汽井連續注入濕飽和蒸汽將原油驅替到生產井中的熱力采油方式。蒸汽驅與蒸汽吞吐相比可提高采收率20％以上，但在開發中后期易存在汽竄和熱利用率低問題，影響開發效果。淺層稠油油藏依靠蒸汽驅開發采收率可達到55％～60％，而中深層稠油蒸汽驅做為世界級難題亟待突破，在工藝技術方面，中深層稠油蒸汽驅開發關鍵需要突破兩大難題：

一是埋藏深，蒸汽沿程熱損失大的問題。對于中深層油藏(500-1400m)，在以往的工藝術條件下，井底干度難以滿足要求。

井筒熱損失理論計算與實測表明：在光油管注汽條件下，800m深度以下變為熱水；在蒸汽吞吐隔熱技術條件下，800m深度以下蒸汽干度降為30～35％，傳統井筒隔熱技術不能滿足中深層蒸汽驅對蒸汽干度的需要。

二是中深層條件下注汽壓力高，蒸汽熱能利用率低的問題。理論計算表明，中深層油藏蒸汽用量是淺層的4倍，油藏可利用蒸汽熱量僅為淺層的50％。

CN101004132提供了一種開采稠油油藏的方法。其技術要點是在蒸汽吞吐的過程中注入空氣提高采收率和工程效益。該方法包括以下工藝步驟：鉆井之后稠油層進行套管防砂完井，以抑制后期開采的出砂；完井過程中建成人工井底，以承受注蒸汽和高壓空氣時的高壓；完井注入熱蒸汽(200℃以上)，增加油層溫度，降低稠油粘度；待油層溫度升高后，可將空氣注入同一油層，然后關井，使原油和氧氣產生氧化反應；待井口壓力穩定后開井生產。此工藝的機理和優點是，空氣中氧氣與原油發生低溫氧化反應放出熱量并產生二氧化碳和氮氣的混合氣，增加驅油能量；氧化反應可裂解稠油改變原油組分，增加原油流動性和油品質量；空氣中的氧氣可大部分被氧化反應消耗掉，不產生油井氧氣引爆引起的安全隱患；空氣資源豐富，可降低經濟成本。

CN101539012提供了一種地層催化氧化稠油熱采方法。該方法是在稠油蒸汽吞吐或蒸汽驅過程中，注入一種具有催化氧化和裂化雙功能的催化劑，并輔以一定量的空氣注入，在燜井或蒸汽驅動期間在地層內發生催化氧化和裂化反應，使原油輕質化降粘，同時生成能改善原油流動性的表面活性劑，從而達到提高稠油開采效果的目的。該方法集稠油蒸汽吞吐或蒸汽驅油、煙道氣驅油、表面活性劑驅油和稀油稀釋法采油多種方式于一體，是一種復合高效采油技術，稠油在催化氧化作用下在油層內就地產生煙道氣，就地裂解輕質化，降低粘度，就地產生表面活性劑，降低油水界面張力。

但是，CN101004132和CN101539012雖然也提及了所公開的方法適于蒸汽驅的過程，但是其僅描述了蒸汽吞吐開采工藝，而沒有解決蒸汽驅開發中后期，特別是在同時注入空氣的情況下注采井間汽竄的問題。

另外，CN101004132和CN101539012描述的方法因是蒸汽吞吐工藝，是在燜井一段時間，使注入的空氣中的氧氣與原油產生充分氧化反應，待井口壓力穩定后，開井生產的，所以對氧氣的注入量沒有要求(見CN101004132說明書第2頁第4段)，不會存在油氣和氧氣混合氣體引爆的安全隱患的問題。因此，該文獻沒有說明在汽驅采油過程中如何控制注入的空氣來避免產生油氣和氧氣混合氣體引爆的安全隱患的問題。