[發(fā)明專利]一種組成可調(diào)節(jié)的多元熱流體采油工藝

在審

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• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN103590788A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫永濤;喻貴民;劉海濤;姜杰;林濤;馬增華;孫玉豹;劉花軍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋石油總公司;中海油田服務(wù)股份有限公司
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 蘇蕾;楊淑媛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多元熱流體采油工藝，且尤其涉及一種組成可調(diào)節(jié)的多元熱流體采油工藝。

背景技術(shù)

稠油資源在世界范圍內(nèi)分布廣泛，儲量巨大，僅加拿大的稠油原始地址儲量即達到4000億立方米，是中東原油儲量的2倍。但是稠油膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量高，粘度大，流動性差，采收困難。蒸汽熱采是一種被證實的有效提高稠油采收率的方法。該方法是在地面通過蒸汽鍋爐產(chǎn)生高溫（300℃以上）蒸汽，再將蒸汽通過油管注入地層，蒸汽進入地層后冷凝放熱，將地層巖石及流體加熱。原油升溫后粘度降低，流動性增加，易于產(chǎn)出。

油田所用蒸汽鍋爐一般以重油（或原油）為燃料，燃燒產(chǎn)生的煙氣直接排放。這種鍋爐存在三個問題：首先，燃料燃燒產(chǎn)生大量的二氧化碳，直接排放會產(chǎn)生溫室效應(yīng)；其次，原油未經(jīng)深化加工直接燃燒會產(chǎn)生大量酸性氣體（SO₂和NO_x），造成嚴(yán)重的環(huán)境污染；最后，有部分熱能被廢氣帶走，熱能利用率低，目前油田注汽鍋爐的熱效率只有80%～87%。若一口熱采井需要注入3000t蒸汽，則需要燃燒180t原油，產(chǎn)生560t二氧化碳、1.8t二氧化硫（原油含硫按質(zhì)量計1%）、0.47t?NO_x，這些氣體直接排放會造成環(huán)境問題，回收又大大增加采油成本。

有研究表明，向蒸汽中添加二氧化碳、氮氣等非凝析氣體形成多元熱流體可以提高熱采產(chǎn)量。這是因為，二氧化碳進入油層后易溶于原油中，對稠油具有顯著降粘作用，二氧化碳溶解于水之后形成的碳酸對地層具有解堵作用；而氮氣難于壓縮，進入油層后具有擴大多元熱流體的地下波及范圍、對地層增能保壓、提高熱采過程中回采水率的作用。

最新的研究表明將燃料與空氣直接燃燒產(chǎn)生的煙氣與水蒸汽混合后形成多元熱流體注入油藏中，可以解決傳統(tǒng)蒸汽鍋爐所面臨的三個問題，既能夠降低有害氣體排放、增加熱能利用率，又可以將煙氣有效利用，提高稠油熱采產(chǎn)量。

然而，由于燃料與空氣直接燃燒產(chǎn)生的煙氣組成較為固定，即煙氣的主要成分二氧化碳和氮氣的質(zhì)量比是固定的，不能隨意改變，因此煙氣與水蒸汽混合后形成的多元熱流體具有固定的組成，即具有固定的二氧化碳、氮氣與水蒸汽的質(zhì)量比。二氧化碳可以易溶于原油油藏中起降粘的作用，從而提高油藏采收率。而氮氣在原油及地層水中溶解能力較弱，進入地層后以游離氣體形式存在，這會降低油藏的平均溫度，弱化降粘作用的效果，從而影響熱采效果，但氮氣另一方面卻可以增加地層能量，擴大加熱范圍，對提高原油熱采效果也具有積極的作用。對于開采粘度較高的原油來說，降低粘度最為重要；而對于開采粘度較低且油藏虧空明顯的原油來說，補充地層能量更為重要。因此，在開發(fā)不同類型的油藏時，除了對溫度進行調(diào)整外，還應(yīng)該對多元熱流體的組成進行調(diào)整，以獲得最佳的熱采效果。顯然，現(xiàn)有的多元熱流體采油工藝因多元熱流體的組成相對固定，無法針對不同類型的油藏進行組成調(diào)節(jié)，因而無法獲得實現(xiàn)不同類型油藏的最佳熱采效果所應(yīng)具有的最佳組成的多元熱流體，從而使現(xiàn)有的多元熱流體采油工藝的應(yīng)用范圍和效益受到限制。

因此，需要一種組成可調(diào)節(jié)的多元熱流體采油工藝以適應(yīng)多種不同類型原油油藏的開采并均獲得極佳的熱采效果和采收率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種組成可調(diào)節(jié)的多元熱流體采油工藝。

本發(fā)明所述的一種組成可調(diào)節(jié)的多元熱流體采油工藝包括將空氣產(chǎn)生的氧氣與燃料和水一起加入到反應(yīng)器中，氧氣與燃料燃燒產(chǎn)生煙氣和熱，熱將水加熱生成熱水/水蒸汽，所產(chǎn)生的煙氣與熱水/水蒸汽混合后形成多元熱流體，其中通過控制加入到所述反應(yīng)器中的氧氣的純度而獲得具有不同質(zhì)量比的煙氣與熱水/水蒸汽的多元熱流體；接著，將所述具有不同質(zhì)量比的煙氣與熱水/水蒸汽的多元熱流體注入不同類型的油藏中進行采油。

在本發(fā)明的一個實施方案中，控制加入到所述反應(yīng)器中的氧氣的純度為50%-90%，獲得具有質(zhì)量比為0.20-0.37的煙氣與水蒸汽的多元熱流體，將溫度在250℃-350℃的所述多元熱流體注入粘度＞10000mP·s的油藏中，采用多元熱流體輔助重力驅(qū)熱采方式進行采油。

在本發(fā)明的一個實施方案中，控制加入到所述反應(yīng)器中的氧氣的純度為30%-50%，獲得具有質(zhì)量比為0.36-0.61的煙氣與水蒸汽的多元熱流體，將溫度在250℃-350℃的所述多元熱流體注入粘度在150-10000mPa·s的油藏中，采用多元熱流體吞吐熱采方式進行采油。