[發明專利]利用變化檢測的烴類開采的方法以及相關設備

無效

• 申請號: 201410442800.9
• 申請日: 2014-09-02
• 公開（公告）號: CN104514533A
• 公開（公告）日: 2015-04-15
• 發明（設計）人: M·拉赫姆斯;M·布魯;M·特勞特曼;K·紐金特
• 申請（專利權）人: 哈里公司
• 主分類號: E21B43/24
• 分類號: E21B43/24;E21B47/00;E21B49/00
• 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: 袁玥

技術領域

本發明涉及烴類資源處理領域，并且更具體而言，涉及用于開采烴類的方法以及相關的設備。

背景技術

世界范圍的能源消耗一般而言越來越大，常規的烴類資源正在被消耗。為了滿足要求，可能希望開采非常規的資源。例如，諸如重油之類的高粘性的烴類資源可能貯藏在沙子中，其中，它們的粘的本質不允許常規的油井生產。這種烴類資源的類別一般被稱為油砂。估計在這樣的油砂巖層中可能會發現數兆桶的石油儲量。

在某些情況下，這些油砂沉積當前通過露天采礦來采掘。用于對于較深的沉積的就地提煉的另一種方法被稱為蒸汽輔助重力泄油(SAGD)。重油在儲油層溫度下是不能移動的，因此，通常將油加熱，以降低其粘度，并使油流能流動。在SAGD中，形成許多對注入井和出油井，以橫向地在地下延伸。每一對注入/出油井都包括下采油井和上注入井。注入/出油井通常位于下伏巖層和覆蓋層之間的地下巖層的產油層中。

上注入井通常被用來注入蒸汽，下出油井收集流出巖層的加熱的原油或瀝青，以及來自注入的蒸汽的凝結的任何水。注入的蒸汽形成在巖層中垂直和水平地延伸的蒸汽室。來自蒸汽的熱量降低重質原油或瀝青的粘性，這使它向下流到下出油井，在那里，它被收集和開采。蒸汽和氣體由于它們的較低的密度而上升。例如，諸如甲烷、二氧化碳，以及氫化硫之類的氣體，可以傾向于在蒸汽室中上升，并填充限定了蒸汽上方的絕緣層的由油留下的空隙空間。油和水流被重力驅動排出到下出油井。

在大致儲油層壓力下操作注入和出油井可以解決對高壓蒸汽過程產生不利的影響的不穩定性問題。SAGD可以產生平穩、均勻的生產量，在合適的儲油層中產量可以高達原油地質儲量(OOIP)的70％到80％。SAGD過程可能對頁巖條紋及其他垂直壁障相對敏感，因為隨著巖石被加熱，微分熱膨脹導致其中斷裂，使蒸汽和液體流過。SAGD的效率可以達到舊的周期注蒸汽吞吐法(CSS)過程的兩倍。

世界上許多國家具有大量的油砂沉積，包括美國、俄羅斯以及中東各國家。油砂可以占世界的總石油資源的高達三分之二，例如，在加拿大阿薩巴斯卡油砂，至少有1.7兆桶。目前，只有加拿大具有大規模的商業油砂工業，雖然在委內瑞拉也從油砂中生產少量的油。由于增加的油砂生產量，加拿大已經成為美國的油和產品的最大的單一供應商。油砂現在是幾乎一半的加拿大采油量的源，而委內瑞拉的生產量近年來已經下降。而在其他國家，還沒有在顯著水平上由油砂生產油。

Banerjee等人的美國公開的專利申請2010/0078163公開了提供了三個井的烴類開采過程：用于注水的最上面的井，用于向儲油層中引入微波的中間的井，以及用于生產的最下面的井。微波發生器生成通過一系列導被指引到中間井上方的區域的微波。微波的頻率是位于大體上基本相當于水的共振頻率的頻率，以便水被加熱。

沿著這些線，Dreher?Jr.等人的美國公開的專利申請2010/0294489公開了使用微波來提供加熱?；钚詣┍蛔⑷氲降乇砻嬉韵?，并被微波加熱，然后，活性劑加熱產油井中的重油。Wheeler等人的美國公開的專利申請2010/0294488公開了類似的方法。

Kasevich的美國專利7,441,597公開了使用射頻發生器來將射頻(RF)能量應用到位于產油/氣井的水平部分上方的RF井的水平部分。由于RF能量，原油的粘度降低，這使得油由于重力而排放。通過產油/氣井開采油。

也是授予Kasevich的美國專利7,891,421公開了耦合到井的水平部分中的同軸電纜的外側導體的油嘴組裝件。同軸電纜的內層導體被耦合到接觸環。絕緣體位于油嘴組裝件和接觸環之間。同軸電纜被耦合到RF源以將RF能量施加到井的水平部分。

令人遺憾的是，例如由于失敗的啟動而造成的使用SAGD提取油的長的生產時間可能會導致向相鄰的土壤的大量的熱損失、過度消耗蒸汽，以及開采成本高。典型地還使用大量的水資源來使用SAGD開采油，這會影響環境。有限的水資源也會限制采油。

也可以從其他地下巖層，諸如，例如，油頁巖，取出烴類資源。油頁巖(油母)是包含烴類，即，頁巖油，的沉積巖。頁巖油提取的一種典型的方法是加熱油頁巖，以蒸發頁巖油，隨后可以收集頁巖油。盡管如此，此方法會十分昂貴，特別是當與其他烴類資源提取方法相比時。希望更有效率地開采這些烴類資源。

發明內容

因此，根據前述的背景，本發明的目標是提供有效率并穩定的用于烴類開采的方法。