[發明專利]水平井行列式石油采收過程

無效

• 申請號: 201180076077.1
• 申請日: 2011-11-25
• 公開（公告）號: CN104024570A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 康拉德·阿亞斯
• 申請（專利權）人: 亞康科技股份有限公司
• 主分類號: E21B43/30
• 分類號: E21B43/30;E21B43/24
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司 11204
• 代理人: 余朦;王艷春

技術領域

本發明涉及石油開采過程，更具體地，涉及使用水平井從地下烴沉積開采石油的方法。

背景技術

基于蒸汽的石油采收過程通常用于采收重油和瀝青。例如，采用蒸汽輔助重力泄油(SAGD)和周期蒸汽注入來采收重油和冷瀝青。當石油作為天然油流動或通過一些原地預處理呈現為流動時，也可使用蒸汽驅動過程。蒸汽過程的重大缺點是在地表生成蒸汽的低效率性，因為損耗了大量由燃料產生的熱量而沒有在儲層提供有用的熱量。Roger?Butler在其《石油和瀝青的熱采收》(Thermal?Recovery?of?oil?and?Bitumen')一書中的第415、416頁中，估計了在蒸汽注入過程的各階段的熱效率如下：蒸汽發生器：75-85％；傳輸至井：75-95％；從井向下流向儲層：80-95％；在儲層中流向凝結前緣：25-75％。有必要將在注入器和前進凝結前緣之間的儲層保持在蒸汽溫度，以使得可從在石油表面的蒸汽凝結進行主要能量傳遞。總之，在熱量到達油表面之前可丟失50％或更多的燃料能量。與蒸汽注入相比，空氣注入在儲層中基于BTU的能量消耗低2.6-4.4倍。隨著基于蒸汽的石油采收過程出現了幾個其他缺點：可能無法用天然氣點燃蒸汽鍋爐，可能缺乏淡水，并且將凈化所產生的水用于再循環至鍋爐的成本很高。總之，基于蒸汽的石油采收過程熱效率低下、成本高且對環境不利。

有許多井模式可用于從地下儲層生產石油。這些井模式中的一些使用垂直井或將垂直井與水平井相結合。模式過程的示例為：已經采用的、使用垂直井的蒸汽、溶劑和基于燃燒的過程的反向7點井模式；已經采用的、美國專利5,273,111的交錯水平井模式(僅限于使用蒸汽注入的過程)。

美國專利5,626,191公開了重復性的方法，該方法被稱作“水平段注(toe-to-heel)”空氣注入(THAI^TM)，由此，水平井隨后轉換為空氣注入井以協助通過相鄰的水平井采收流動的石油，隨后將相鄰的水平井同樣轉換為空氣注入井，并重復該過程。

美國專利6,167,966采用了使用垂直井和水平井的組合的注水過程。

美國專利4,598,770(Shu等人，1986)公開了蒸汽驅動模式過程，其中，交替的水平注入井和水平生產井都置于儲層的低處。未考慮原位燃燒過程。

Joshi?in?Joshi,S.D.，“采用水平井的石油熱采收綜述(A?Review?of?Thermal?oil?Recovery?Using?Horizontal?wells)”在In?Situ11(2&3)，211-259(1987)中公開了使用交錯的和垂直移位的水平注入井和生產井模式的、基于蒸汽的石油采收過程。關注的重點是當在儲層頂部注入蒸汽時，至蓋層的熱損耗很高。

美國專利5,273,111(Brannan等人,1993)教導了用于在石油儲層中采收流動石油的、基于蒸汽的模式過程。平行偏移水平井的模式采用蒸汽注入裝置。注入井的水平部分置于儲層中生產井的水平部分之上，并且生產井的水平部分在儲層的基底和儲層的中點之間的點處鉆入儲層中。蒸汽通過上注入井連續注入，同時，通過下注入井生產石油。未提及原位燃燒過程。

美國專利5,803,171(McCaffery等人，1998)教導了對Brennan專利的改進，其中，使用周期蒸汽吞吐，以在應用連續蒸汽注入之前實現在注入井和生產井之間的連通。未提及原位燃燒過程。

美國專利7,717,175(Chung等人，2010)公開了利用水平井模式的、基于溶劑的過程，其中水平井交替地置于儲層的較高處和較低處，并且上井用于生產溶劑稀釋的石油，下井用于溶劑注入。油與溶劑的逆流流動引起重力引起的油-溶劑混合。井設有流控制裝置來實現沿井孔的均勻注入和生產剖面。流控制裝置補償了沿井孔的壓降，該壓降可引起井孔中流體的不均勻分布并降低儲層波及效率。未提及原位燃燒過程。

WO/2009/090477(Xiai和Mauduit，2009)公開了一種原位燃燒模式過程，其中，將在頂部完成的一系列垂直井置于具體在儲水層之上的水平生產井之間。聲稱井的這種排列在存在含水層時可用于石油生產。

美國專利申請2010/0326656(Menard，2010)公開了導致使用交替的水平注入井和水平生產井的蒸汽模式過程，其中，沿流體出口和入口的各自的井孔創建流體出口和入口的隔離區域，以實現均勻的儲層波及。交替的井孔可處于同一垂直平面或在儲層中的低處與高處之間交替，如美國專利5,803,171中所述。熱汽注入上井中(例如，蒸汽)。