[發明專利]一種利用空氣氧化熱破裂提高頁巖油采收率的方法

有效

• 申請號: 201810315546.4
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108252692B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 盛家平;宋巖;姜振學;李根生
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: E21B43/16
• 分類號: E21B43/16;E21B43/247
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本發明提供了一種利用空氣氧化熱破裂提高頁巖油采收率的方法，包括以下步驟：將空氣通過注入井注入至頁巖油藏，頁巖地層熱破裂，頁巖油導流至生產井，采收得到頁巖油；所述頁巖油藏包括富含有機物的油藏，所述有機物包括干酪根；所述空氣的注入量與所述注入井和生產井之間的地層孔隙體積相當。本發明將空氣通過注入井注入至頁巖油藏，空氣和頁巖中的頁巖油、干酪根等有機物反生空氣氧化反應生熱甚至燃燒，頁巖地層溫度升高而熱破裂，頁巖的導流能力得以大幅度提高，頁巖油導流至生產井，采集得到頁巖油。結果表明本發明提供的方法頁巖油的采收率達到80％以上。

技術領域

本發明涉及采集頁巖油技術領域，尤其涉及一種利用空氣氧化熱破裂提高頁巖油采收率的方法。

背景技術

頁巖油是指以頁巖為主的頁巖層系中所含的石油資源，其中包括泥頁巖孔隙和裂縫中的石油，也包括泥頁巖層系中的致密碳酸巖或碎屑巖鄰層和夾層中的石油資源。

注空氣提高采收率技術始于稠油油藏的開發。通過自燃或人工點燃的方式，儲層內的原油得以燃燒，而且主要燃料是原油中的重組分。繼而可以升高油層溫度，降低原油粘度，實現提高稠油采收率的目的。后來，空氣驅技術被引入到輕質油藏的開發中旨在提高其采收率。在美國Williston盆地輕質油田，成功地開展空氣驅的工業化應用(Erickson etal.,1993)。采用空氣驅開采后，雖然沒有測量井下油藏溫度，但生產井的產量中含有超過12％CO₂。Kumar等(2007)指出，在West Buffalo Red River區，有一半以上采出油歸功于注空氣的熱效應。許多生產井的氣油比沒有像常規氣驅那樣呈指數型增高，而且顯微照片顯示有燃燒跡象(Gutierrez等，2008)。這些跡象均表明注氣開發過程中有自燃的發生，燃燒可持續，而且油藏擁用足夠的導流能力(Turta,2013)。早在1956年，在美國加州SouthBeleidge油田就進行了注空氣的礦場試驗。油藏最初的溫度僅為30.6℃，原油地下粘度為2700cP(Gates and Ramey,1958)，但是注空氣3個月后，沒有任何點火措施，觀測井的井溫達到538℃，這充分說明自燃發生了。Fassihi等(2016)報道了在Holt Sand Unit空氣驅的現場測試結果。他們在注入高壓空氣的前后對油藏進行了巖心的取樣觀察；利用熱電偶技術實時監測了油藏溫度；而且應用了3D聲波地震勘探等方法，他們觀察到燃燒前沿在輕質油藏中以條狀呈現，且燃燒的溫度最高達到了230℃，比油藏原始溫度提升了近200℃。

Huang等(2016a,2016b),Zhang and Sheng(2016,2017),and Huang and Sheng(2017a-c)利用熱重分析實驗與差式掃描熱量分析等方法對頁巖油樣進行了分析。實驗結果表明，Wolfcamp的頁巖油與輕質原油具有類似的物化性質以及放熱特征，在大氣壓條件下，Wolfcamp頁巖油在300℃才能表現出放熱的特征。Huang等(2016a,2016b),and Huangand Sheng(2016c)也對頁巖的催化性能進行了研究，研究結果表明，由于黏土礦化物對氧化反應的催化作用，添加頁巖屑在原油之后，其氧化反應速率得到提高，放熱的量也得到增強。從而表明頁巖里所含的黏土礦物能夠提供較好的促進原油氧化反應的條件。

由于頁巖滲透率極低，利用水裂壓裂技術的采油速度遞減很快，采出程度很低(小于10％)為了提高頁巖油藏的采收率，亟待需要開發一種新的方式采收頁巖油，來豐富石油資源。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種利用空氣氧化熱破裂提高頁巖油采收率的方法，該方法具有較高的采收率。

本發明提供了一種利用空氣氧化熱破裂提高頁巖油采收率的方法，包括以下步驟：

將空氣通過注入井注入至頁巖油藏，頁巖地層熱破裂，頁巖油導流至生產井，采收得到頁巖油；所述頁巖油藏包括富含有機物的油藏，所述有機物包括干酪根；

所述空氣的注入量與所述注入井和生產井之間的地層孔隙體積相當。