[發明專利]提高采油率的電磁加熱處理

無效

• 申請號: 201280029905.0
• 申請日: 2012-06-11
• 公開（公告）號: CN103732856A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: F·E·帕謝
• 申請（專利權）人: 哈里公司
• 主分類號: E21B43/24
• 分類號: E21B43/24;E21B43/14;E21B43/26
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 白皎

技術領域

本發明的電磁加熱處理的方法和設備涉及壓裂地下巖層，以接觸油藏并使用射頻(“RF”，)能量加熱地下地質巖層，從而有助于從這些油藏中產油。具體地，本發明涉及使用RF能量的方法，以便于從通過巖石層與其他油層分隔開的油層產油。

背景技術

瀝青質礦、含油砂巖、焦油砂和稠油中通常被發現砂或粘土和粘稠原油的天然混合物。最近，由于世界油藏的損耗，油價更高，并且需求增加，已經努力開采和精煉這些類型的油礦作為石油資源的替代品。然而，因為瀝青質礦、含油砂巖、油頁巖、焦油砂和稠油的粘度極高，開采標準原油中使用的鉆采和提煉方法通常是不適用的。因而，瀝青質礦、含油砂巖、油頁巖、焦油砂和稠油通常通過露天開采提取，或者使用現場技術從而借助在井中注入蒸汽或者溶劑使得粘度降低以能夠對物質進行泵送。然而在任一種途徑下，從這些油藏開采的物質可能是粘稠的、固體或者半固體形式，不容易在正常的油管溫度下流動，使其難以輸送到市場且將其加工成為汽油、柴油燃料和其他產品花費較大。通常要在油砂中加入熱水和苛生鈉(NaOH)來使物質便于運輸，這會形成可以通過管道送入提煉工廠的漿料，在工廠里對其進行攪拌，且從上部將原生瀝青油沫撇開。此外，通常對物質進行熱處理，從而將含油砂巖、油頁巖、焦油砂或稠油分離為更為粘稠的瀝青原油，并對瀝青原油進行蒸餾、裂解或精煉為可用的石油產品。

蒸汽常常被用于提供這種熱量，其被稱為蒸汽輔助重力泄油系統或者SAGD系統。也可以采用電加熱。加熱瀝青質礦、含油砂巖、焦油砂和稠油的這些傳統方法具有多種缺點。比如，傳統方法通常會使用大量水，也需要大量的能量。此外，使用傳統方法，已經難以獲得均勻和快速的加熱，這限制了瀝青質礦、油頁巖、含油砂巖、焦油砂和稠油的成功處理。SAGD系統在以下情況中也許不實用：(1)蓋層不足以用來容納蒸汽的情況；(2)在永久凍土地區；或(3)蒸汽可能會流失到漏失帶的情況。啟動流體運動以使得蒸汽對流需要傳導加熱，而傳導加熱較慢且不可靠，這樣SAGD井可能不會啟動。出于環境原因和效率/成本原因都需要減少或者取消用于處理瀝青質礦、油頁巖、含油砂巖、焦油砂和稠油的水的數量，并提供有效且環保的加熱方法，這適于瀝青、油頁巖、含油砂巖、焦油砂和稠油的開發后處理。加熱和處理可現場進行，或者露天采油藏之后在其他位置進行。

加熱瀝青時，RF加熱可提供很多克服上述方法中問題的優點。RF能量可以針對目標，并減少或者取消很多其他方法中所用的很大的用水量。不像蒸汽，RF加熱不需要對流來傳遞熱量。因此，啟動是可靠的。

在先的地下地層中稠油RF加熱所用的天線通常是偶極天線。美國專利4140179和4508168公開了在先偶極天線定位在地下稠油油藏中以加熱那些油藏。偶極天線陣列也已經被用于加熱地下地層。美國專利4196329公開了成組的偶極天線，它們被逐步排出從而加熱地下地層。

為了從含在頁巖中的油原產出氣體和頁巖油的目的，RF能量已經被用于加熱油頁巖。美國專利4193451公開了將油頁巖的主體置于交替電場形式的RF中，該電場具有100千赫到100兆赫范圍內的頻率，從而在油頁巖中形成油原的可控加熱。這種加熱可在油頁巖中產生裂縫，然而，美國專利4485869公開了那些裂縫是不需要的，且其教導了相對較慢地加熱油頁巖從而產生相對較少的油頁巖裂縫。

地下滲透在含油砂巖地層中經常是不足夠的，很大程度上是因為地層中存在巖石層。通常由頁巖組成，當使用傳統的處理方法時，比如SAGD系統之時，這些巖層會阻礙烴從含油地層中產生。這樣的分離的區域在阿薩巴斯卡油砂中是很大的問題。地下地層中的頁巖是多孔巖石，其通常含有內部水分，且以內部薄層為特征。在非油砂地層處理中，巖石層有的時候使用水力壓裂、化學物質或者爆破來斷裂。然而，斷裂巖石層的這些方法不太適于從含油砂巖中采油，因為，它們分別需要現場的水資源而現場可能卻沒有，它們需要危險且昂貴的化學物質，或者在這些油藏中的薄的含油礦可能被用于斷裂地層中存在的巖石層的爆炸物損害。

發明內容

在一個實施方式中，提供一種使用RF能量以便于從烴層開采烴的方法，在烴層中烴被巖石層從RF能量中分隔開來，該方法包括操作將RF能量發射到烴層，烴層由在天線之上并靠近天線的含有烴的第一烴部分、位于第一烴部分之上的含有烴的第二烴部分以及位于第一烴部分和第二烴部分之間的巖石層組成。RF能量加熱第一和第二烴部分，并借助加熱巖石層中的水從而產生使巖石斷裂的蒸汽而在巖石中形成裂縫。第二烴部分中的加熱過的烴流經巖石層中的裂縫，并與自第一烴部分中的烴一起被采收。