[發明專利]一種用于油氣開采過程中高溫解除水鎖的方法

有效

• 申請號: 201410030640.7
• 申請日: 2014-01-22
• 公開（公告）號: CN103790552A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 陳一健;李皋;王希勇;李誠;李永杰;孟英峰;楊旭;肖貴林;毛迪
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B36/04
• 分類號: E21B36/04
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

技術領域

本發明涉及油氣開采領域用于解除地層水鎖的方法，能夠有效地提高采收率。

背景技術

在鉆井、完井、修井及開采作業過程中，在許多情況下都會出現外來流體在多孔介質中滯留的現象稱為水鎖現象。水鎖現象會引起近井地帶含水飽和度增加或者多孔介質中原有不相混溶相飽和度增大，巖石孔隙中油水界面的毛管阻力增加，以及賈敏效應，使原油在地層中比正常生產狀態下產生一個附加的流動阻力，損害油氣的相對滲透率，宏觀上表現為油井原油產量下降，有礙于油氣開采。

目前解除水鎖的方法有很多：注入干燥氣體、酸化以及加入某些表面活性劑等方法。但是均沒有涉及采用高溫蒸發的方法。

較專利CN102536165A“用于解除低滲透致密砂巖氣層水鎖損害的方法及裝置”而言，微波加熱特點在于微波穿透能力強使得加熱深度深，但是所需功率大，在井下的狹小空間內，難以下入大功率微波發生裝置，因此具有較大的局限性。較專利CN2290692Y“井下無電纜變頻電加熱采油裝置”、專利CN202611662U“井下渦輪發電機電加熱稠油短節”等稠油開發所用的電加熱增產而言，將電加熱方式應用于稠油開采，通過加熱地層稠油，增加稠油流動能力，從而增加稠油產量的增產原理與解除水鎖不同。解除水鎖的原理是通過依靠高溫，使得水鎖區域液體蒸發，較遠段地層中氣體膨脹，對孔隙中封堵液體的推動能力使得水鎖液體流入井筒，解決水鎖效益從而達到增產的目的。

在解除水鎖的工藝上還沒有采用電加熱方式解除水鎖的先例。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于油氣開采過程中高溫解除水鎖的方法，通過在儲集層段下入一種電加熱棒，利用電加熱棒加熱井筒近井地帶地層，蒸發近井地層孔隙中流體來解除氣層、尤其是低滲透氣層的水鎖損害，該方法原理可靠，操作簡便，成本低，可有效解決地層水鎖的問題，不但適用于裸眼完井，同樣也可用于套管完井，具有廣闊的應用前景。

為達到以上技術目的，本發明提供以下技術方案。

在儲集層段下入一種電加熱棒，利用高溫電加熱棒加熱近井地帶0～3米地層及孔隙流體，使得地層近井地帶孔隙中流體蒸發流入井筒來解除氣層、尤其是低滲透氣層水鎖損害。不僅降低了低滲透砂巖氣層井筒周圍水鎖損害帶含水飽和度，恢復和改善近井區域地層氣相滲透率，同時在加熱過程中，地層巖石同樣會受到加熱，發生膨脹，由于溫度不均，膨脹程度不同，在近井地帶會產生各個方向的微裂紋。當溫度降低后，由于裂紋的方向不一致，在巖石壓力作用下，不會全部閉合。因此，此方法不但解除了氣井水鎖損害，還構造了一些微裂縫，有助于提高產量。

一種用于油氣開采過程中高溫解除水鎖的方法，通過在儲集層段下入電加熱棒，利用加熱電加熱棒到一定溫度，熱量通過套管、水泥環傳入地層水鎖區域，加熱孔隙中地層流體使之蒸發并流入井筒，從而解除水鎖損害。

所述電加熱棒的直徑為儲集層段套管內徑的4/5，使電加熱棒表面盡量貼近套管，還能讓套管有一定變形空間，以防套管變形將加熱棒卡死；電加熱棒的長度應與儲集層段厚度相同，可由多根定長加熱棒串聯組成，且電加熱棒下入方向應與儲集層段平行。

通過傳熱傳質公式，計算出將地層水鎖地帶加熱到液體蒸發所需溫度；根據地質資料選擇地層熱力學參數（地層綜合導熱系數、綜合比熱容等），確定電加熱的功率，建立瞬態地層溫度場計算模型，計算不同時間下地層溫度分布情況，用以確定加熱時間與地層溫度的關系。

電加熱棒的溫度應該滿足套管可以承受且能夠加熱蒸發近井地帶水的溫度。射孔后，地層近井壁壓力與井筒壓力相等，電加熱棒的發熱溫度通常選取為300℃～600℃，通過地面調節控制。通過下式預測加熱時間t：