[發明專利]地層加熱提取油氣系統及方法

有效

• 申請號: 201810291707.0
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN110318722B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 王益維;蘇建政;龍秋蓮;孟祥龍;汪友平;高誠;陳瞰瞰
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院
• 主分類號: E21B43/24
• 分類號: E21B43/24
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

公開了一種地層加熱提取油氣系統及方法。該系統可以包括多個加熱井與多個生產井，其中：多個加熱井以陣列形式設置，每列加熱井的數量為N個，其中N為偶數；每列加熱井中的相鄰兩個加熱井通過水平井段連接，相鄰兩個加熱井與水平井段通過U型管連接；多個生產井以陣列形式設置，且生產井設于兩兩相鄰的四個加熱井所形成的矩形區域的中心。本發明通過在目標層段內部設置水平井段，增加加熱接觸范圍，顯著提高富含有機質地層原位開采過程中的油氣采收率，解決了單純加熱依靠地層能量采出油氣油收率低的問題。

技術領域

本發明涉及富含有機質地層技術領域，更具體地，涉及一種地層加熱提取油氣系統及方法。

背景技術

自上世紀七八十年以來，國內外公司、研究機構和學者提出了多種富含有機質地層開采的方法如流體加熱、輻射加熱、燃燒加熱等，Shell公司采用了電加熱技術，通過進行大量的實驗室和野外工作，證明采用井下電加熱器進行地下加熱能夠采出油氣，提出了ICP技術，并陸續開展了7次現場試驗；IVE工藝是采用熱的流體加熱，需要建設輸氣管道，成本高昂，如果注入熱蒸汽注入設備系統龐大，日常耗費高，地面將流體加熱難度大，注入井下熱損失大；ICP工藝加熱方式簡單，施工方便，加熱溫度可以調節，但由于富含有機質地層熱傳導系數較低，加熱時間長，能量散失大，并且油氣流出的驅動力完全依賴地層壓力，最終采收率低，因此電加熱的方法最終經濟效益不盡人意未能進行商業推廣；其他世界多家石油公司以及科研機構也開展了大量關于富含有機質地層原位開采的研究工作，但都停留在實驗室研究和理念提出階段。

目前較成熟的技術為電加熱技術和流體加熱技術。電加熱依賴熱傳導加熱地層，依賴地層熱膨脹和有機質熱解產生油氣來產生壓力差，油氣壓差下流向生產井而產出，因此驅替壓差有限，沒有外來能量補充，驅替能量小，最終采收率低，根據猶他大學得研究，單純電加熱依靠熱膨脹產生的壓差進行開采，其采收率約為20-30％。而氣體加熱以熱對流和傳導方式加熱地層，加熱面積大，加熱效率高，且能夠提供一定地層能量，但對于滲透率低的地層，在加熱初期注入困難，該技術存在一定局限性。因此，有必要開發一種地層加熱提取油氣系統及方法。

公開于本發明背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明提出了一種地層加熱提取油氣系統及方法，通過在目標層段內部設置水平井段，增加加熱接觸范圍，顯著提高富含有機質地層原位開采過程中的油氣采收率，解決了單純加熱依靠地層能量采出油氣油收率低的問題。

根據本發明的一方面，提出了一種地層加熱提取油氣系統，包括多個加熱井與多個生產井，其中：所述多個加熱井以陣列形式設置，每列加熱井的數量為N個，其中N為偶數；每列加熱井中的相鄰兩個加熱井通過水平井段連接，相鄰兩個加熱井與水平井段通過U型管連接；所述多個生產井以陣列形式設置，且所述生產井設于兩兩相鄰的四個加熱井所形成的矩形區域的中心。

優選地，所述加熱井包括油管。

優選地，加熱井還包括套管，環繞于所述油管的外側。

優選地，所述加熱井通過封隔器封隔所述油管與所述套管之間的環形空間。

優選地，還包括：電纜，位于所述油管的內部；接頭，位于所述電纜的下端，連接所述電纜與加熱器；所述加熱器，位于加熱目標層段內部。

優選地，所述水平井段內填充有導熱顆粒。

優選地，所述油管設于所述目標層段的頂部，所述加熱器設于所述油管內部。