[發明專利]用蒸汽和二氧化碳采出粘性烴的方法

有效

• 申請號: 201210188630.7
• 申請日: 2007-02-19
• 公開（公告）號: CN102767354A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 查爾斯·H·威爾;麥倫·I·庫爾曼
• 申請（專利權）人: 世界能源系統有限公司
• 主分類號: E21B43/24
• 分類號: E21B43/24;E21B43/16
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 李劍

本申請是申請日為2007年2月19日、發明名稱為“用蒸汽和二氧化碳采出粘性烴的方法”的發明專利申請第200780014387.4號的分案申請。

技術領域

本發明一般性地涉及采出高粘性烴的方法，具體涉及將部分飽和的蒸汽泵送到井底燃燒器以使所述蒸汽過熱并將蒸汽和二氧化碳注入水平或垂直的破裂帶(fractured?zone)。

背景技術

全世界存在大量的粘性烴儲礦(reservoir)。這些儲礦包含極粘的烴，通常稱為“焦油”、“重油”或“超重油”，其在100°F下測量的粘度通常為3000-1000000厘泊。高粘度使得烴的回收困難且昂貴。對于淺層焦油沙采用露天開采。對于更深的儲礦，已經采用原位加熱重油來降低粘度。

在一種技術中，部分飽和的蒸汽從表面處的蒸汽發生器注入礦井。通過在蒸汽注入后使儲礦浸透選定的時間然后對其進行開采，可以從注入蒸汽的該礦井采出重油。當產量降低時，操作者重復上述過程。可能需要井下泵將被加熱的重油泵送到表面。在此情況下，需要每次在注入蒸汽之前將泵從礦井中取出，然后在注入之后再置入使其重新工作。也可以通過與注入器礦井隔開的第二礦井來采出重油。

另一種技術使用兩個水平的礦井，其中一個礦井位于另一個礦井上方數英尺的位置并與其平行。每個礦井都具有割縫襯管。蒸汽被連續注入上方井孔以加熱重油并使其流入下方井孔。其它建議包括將蒸汽連續注入被垂直采出井包圍的垂直注入井。

美國專利6016867公開了使用一個或更多個注入和采出井孔。還原氣體、氧化氣體和蒸汽的混合物被供給到位于注入井孔中的井下燃燒裝置。還原氣體、氧化氣體混合物進行燃燒生成過熱蒸汽和熱氣體，用于注入地層以使重質原油或瀝青轉化和升級為輕質烴。過熱蒸汽的溫度足以引起熱解和/或加氫減粘(如果存在氫)，這在原位增大了烴的API重力并且降低了粘度。’867專利聲稱，替代性的還原氣體可以主要由氫以及少量的一氧化碳、二氧化碳和烴氣組成。

’867專利還公開了在注入蒸汽之前使地層破裂。’867專利同時公開了注入和采出發生在同一礦井中的循環工藝和包括通過井下燃燒器將蒸汽泵送到包圍采出井的礦井中的連續驅動工藝。在連續驅動工藝中，’867專利教導了將破裂帶延伸至相鄰的礦井。

發明內容

井下燃燒器被固定在礦井中。操作者將燃料(例如氫)泵送到燃燒器中，并通過獨立于燃料的管道將氧泵送到燃燒器中。操作者使燃料在燃燒器中燃燒并在燃燒器中生成過熱蒸汽，這優選通過將部分飽和的蒸汽泵送至燃燒器來實現。部分飽和的蒸汽將燃燒器冷卻而變得過熱。操作者還將二氧化碳泵送到燃燒器的燃燒室中或其周圍，并將二氧化碳和過熱蒸汽注入地層以加熱其中的烴。

優選地，操作者首先使礦井破裂以形成水平或垂直的直徑有限的破裂帶。破裂帶優選不與相鄰礦井的任何排水區或破裂帶交叉。破裂帶周圍的未破裂地層防止了氣態產品在浸泡期間從破裂帶滲漏。在浸泡期間，操作者可以將燃料和蒸汽間歇地泵送至燃燒器，從而在破裂帶中保持期望的壓力值。

在浸泡期間過后，操作者開啟井頭處的閥門以使烴流入井孔并沿礦井向上流動。在此過程中經受了熱解和/或加氫減粘的粘性烴流至表面用于進一步處理。優選地，破裂帶中由蒸汽、二氧化碳和殘余氫氣生成的溶解氣體導致了流動發生。也可以使用井下泵。二氧化碳提高了產量，這是因為二氧化碳比蒸汽或氫或其混合物更易溶于重質烴。這種溶解使烴的粘度下降，并且二氧化碳增加了更多溶解氣體以驅動采出。優選地，將返回到表面的二氧化碳、氫氣和熱水部分與回收的烴分離并循環。在某些儲礦中，蒸汽與碳酸鹽在巖層中反應并釋放二氧化碳，但是釋放量僅為進入重油儲礦的二氧化碳的所需量的一小部分。

當產量降至足夠低時，操作者可以重復將來自燃燒器的蒸汽、二氧化碳和燃燒產物注入破裂帶的過程。操作者也可以再次破裂地層從而擴大破裂帶。

附圖說明

圖1為根據本發明采出重油的礦井和工藝的示意圖；

圖2示出了與相鄰礦井緊鄰的圖1的礦井，該相鄰礦井也可以根據本發明進行采出；

圖3為本發明的工藝中采用的燃燒裝置的示意圖。

具體實施方式