[發明專利]一種利用石蠟介質開采油砂的方法

有效

• 申請號: 201410808240.4
• 申請日: 2014-12-22
• 公開（公告）號: CN104533365A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 董智勇;王祎
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: E21B43/24
• 分類號: E21B43/24;E21B43/22
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 韓蕾

技術領域

本發明涉及一種利用石蠟介質開采油砂的方法，屬于油砂開采領域。

背景技術

油砂又稱為瀝青砂或焦油砂，即含有瀝青或焦油的砂或砂巖，是非常規石油資源之一。油砂中的原油粘度高，必須通過加熱或稀釋以便流動。

根據油砂礦的不同條件，國際上通常采取的開采方式有露頭開采、就地開采以及其他方式開采，其中前兩種為主要的開采方式。就地開采方式包括出砂冷采技術、蒸汽吞吐和蒸汽驅技術以及蒸汽輔助重力泄油技術、地下水平井注氣體溶劑萃取油砂技術等等，其中以蒸汽吞吐和蒸汽驅技術以及蒸汽輔助重力泄油技術為主要的開采方式，其原理主要是通過高溫過熱水蒸汽攜帶熱量，通過與含油砂地層接觸熱交換，軟化瀝青使之流動被采出。使用水作為熱量載體開采油砂，存在能耗高、水耗大和環境不友好等缺點。首先，生產過熱水蒸汽能耗巨大，燃料主要為天然氣、煤炭或瀝青殘渣，燃料成本高，二氧化碳排放量大，此外，由于水蒸汽潛熱不高，攜帶同樣熱量需要消耗大量淡水，從地面到井下的輸送過程中熱量損失嚴重，對于埋藏較深，地質條件復雜的油藏，水蒸汽可能未到達含油地層就部分冷凝，或者受到地下水影響，導致熱量損失較大，加熱周期過長，嚴重時導致驅油失敗。

電加熱是另一種發展中的油砂就地開采技術。目前的電加熱技術尚未解決井下局部溫度過高、溫度場不均勻、和熱量損失過大、加熱周期過長等問題，同時，大量電力消耗成本過高也是限制這一技術商業化的根本原因。

發明內容

本發明的目的在于開發一種開采油砂的新方法，以避免現有技術中利用水作為熱量載體，在地面使用鍋爐生成蒸汽通過管路輸送到油層，導致油砂開采過程中能耗高、能量損失大、水耗大和不環保等缺陷，同時克服電加熱開采油砂過程中溫度過高、溫度場不均勻和熱量損失過大、加熱周期過長等問題。

為達上述目的，本發明提供一種利用石蠟介質開采油砂的方法，該方法包括至少一個周期的如下步驟：

(1)在油井井筒內油藏段設置中心管，中心管外部設置套管，在垂直方向上套管的下沿高于或等于中心管的下沿，套管下沿與中心管管壁之間密封連接，中心管與套管之間所形成的環形空間用于容納液態水；中心管上端設置通汽孔，其位置高于中心管與套管之間環空內液態水的工作液面；中心管下端設置水蒸汽出汽孔，其位置低于套管下沿與中心管管壁之間密封連接處；

并且，井筒與套管之間的環空是用于容納石蠟介質；且設置有能將石蠟介質加熱的加熱系統；

(2)在井筒與套管之間的環空內注入石蠟介質，維持油層壓力，通過加熱系統將石蠟介質加熱；在中心管與套管所形成的環形空間內持續注入液態水；使石蠟介質與液態水換熱產生水蒸汽，水蒸汽通過中心管通汽孔進入中心管、并從出汽孔流出與油藏接觸換熱；

(3)當水蒸汽的注入量達到油田蒸汽驅周期供熱要求后，停止加熱通水，燜井3～15天后開始采油。

根據本發明的具體實施方式，在所述的利用石蠟介質開采油砂的方法中，本發明所述的“至少一個周期”指的在利用本發明的方法進行一次采油后，可重復本發明所述的方法的步驟多次注入蒸汽再次采油。

根據本發明的具體實施方式，在所述的利用石蠟介質開采油砂的方法中，步驟(2)的目的在于持續產生水蒸汽，步驟(2)中所述的“通過加熱系統將石蠟介質加熱”與“在中心管與套管所形成的環形空間內持續注入液態水”的先后順序不作限定，亦即無論是先加熱后注入液態水，還是先注入液態水后加熱均包含在所述的步驟(2)中。

根據本發明的具體實施方式，在所述的利用石蠟介質開采油砂的方法中，其中，中心管的內徑為35～60mm，其長度為15～25m；套管的內徑為55～100mm，其長度為15～25m；套管下沿與中心管管壁之間密封連接處離中心管下沿的距離為80～120mm，通汽孔距中心管上沿的距離為40～60mm處，水蒸汽出汽孔離中心管下沿的距離為40～60mm。

本發明采用了不溶于水、潛熱高的石蠟介質為儲熱材料和傳熱介質，由于石蠟相變潛熱大，釋放熱量穩定，能保持蒸汽生成的穩定性，減少水的消耗，使油砂就地開發能在干旱缺水的沙漠等環境下實施。

石蠟是石油中的低價值副產品，不溶于水，揮發性小，不污染地下水和大氣，輔助改質設備可從油砂瀝青中提取，使用現有溶劑脫蠟工藝生產，脫蠟后的油砂瀝青改質油品質更高，具備較強的經濟性，并且所得石蠟可循環注入新開辟的油井內，或儲備備用。