稠油的開採方法與流程

2024-02-23 22:39:15

本發明涉及石油開採領域，具體而言，涉及一種稠油的開採方法。

背景技術：

SAGD(蒸汽輔助重力洩油)技術是未來超稠油的主要開發方式，其普遍採用兩口水平井開採，即在同一油層內上下同時打兩口水平井，兩口水平井水平段相距約5米，上部水平井為注汽井，下部水平井為生產井，其主要生產過程及機理為：首先，井組轉入預熱階段，加熱井間油層，目的是在注汽井與生產井之間形成均勻的熱連通，為原油提供洩油通道，通常是在注、採水平井中循環注蒸汽達到此目的，循環預熱效果決定SAGD生產階段產油量及調控難易程度；然後，井組轉入SAGD生產階段，即從上部注汽水平井注入高幹度蒸汽，與冷油區接觸，釋放汽化潛熱加熱原油，被加熱的原油粘度降低和蒸汽冷凝水在重力作用下向下流動，從下部水平生產井中採出，該步驟中蒸汽腔在生產過程中持續擴展，佔據產出原油空間。決定SAGD開發效果的最重要的兩個因素就是水平段的連通長度以及蒸汽腔的擴展速度。

風城油田在2008、2009年相繼開闢了重32、重37井區SAGD先導試驗區，均採用SAGD開採方式，其中重32井區SAGD先導試驗區是國內首個採用開採的SAGD先導試驗區，取得成功後在2012年開始規模化推廣應用，至今已經建成百萬噸產能。但在現場生產過程中會出現部分低產井，且日產油水平低於正常井組平均水平10t/d以上，且通過常規調控手段無法有效改善開發效果。如何解決上述問題，成為目前亟待解決的技術問題。

技術實現要素：

本發明的主要目的在於提供一種稠油的開採方法，以提高油層的開發效果。

為了實現上述目的，本發明提供了一種稠油的開採方法，包括對油層進行循環預熱，以及向注汽井中注入蒸汽至原油從生產井中採出的步驟，且在循環預熱的步驟之前，開採方法還包括：進行至少一次油層預處理步驟，油層預處理步驟為向注汽井注入採油助劑，採油助劑的種類為非凝析氣體、氣相烴或降粘試劑。

進一步地，進行多次油層預處理步驟時，每次油層預處理步驟所採用的採油助劑的種類不同。

進一步地，進行兩次油層預處理步驟，且第一次油層預處理步驟採用的採油助劑為非凝析氣體，第二次油層預處理步驟採用的採油助劑為降粘試劑。

進一步地，進行兩次油層預處理步驟，且第一次油層預處理步驟採用的採油助劑為氣相烴，第二次油層預處理步驟採用的採油助劑為降粘試劑。

進一步地，當採用非凝析氣體作為採油助劑時，注入所述非凝析氣體至充滿蒸汽腔。

進一步地，當採用氣相烴作為採油助劑時，將採油助劑和蒸汽同時注入至注汽井中。

進一步地，當採用降粘試劑作為採油助劑時，將採油助劑同時注入至注汽井和生產井中。

進一步地，非凝析氣體為氮氣、二氧化碳和煙道氣中的一種或多種；降粘試劑為甲醯胺、氯化銨和亞硝酸鈉中的一種或多種；氣相烴為丁烷、丙烷和甲烷中的一種或多種。

應用本發明的技術方案，本發明通過在循環預熱的步驟之前，向注汽井注入非凝析氣體、氣相烴或降粘試劑，從而改善SAGD水平段(即注入井和生產井的水平段)的動用程度，並加快蒸汽腔擴展速度，縮短油層中隔夾層對蒸汽腔擴展的阻擋時間，提高蒸汽熱利用率和蒸汽腔洩油速度，有效提高了油層的開發效果。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1示出了根據本發明的實施例提供的稠油的開採方法的流程示意圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本申請。

需要注意的是，這裡所使用的術語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據本申請的示例性實施方式。如在這裡所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式也意圖包括複數形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語「包含」和/或「包括」時，其指明存在特徵、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

由背景技術可知，現場生產過程中會出現部分低產井，且日產油水平低於正常井組平均水平10t/d以上，且通過常規調控手段無法有效改善開發效果。本申請的發明人經過大量實驗研究和理論研究後終於發現，主要受井間或者注汽井上方隔夾層連續發育、水平段連通程度低及蒸汽腔擴展速度緩慢影響。

為了解決上述問題，本申請的發明人提供了一種稠油的開採方法。如圖1所示，該開採方法包括對油層進行循環預熱，以及向注汽井中注入蒸汽至原油從生產井中採出的步驟，且在循環預熱的步驟之前，開採方法還包括：進行至少一次油層預處理步驟，油層預處理步驟為向注汽井注入採油助劑，採油助劑的種類為非凝析氣體、氣相烴或降粘試劑。其中，氣相烴是指低濃度的烴類添加劑(溶劑),如丙烷、丁烷等，降粘試劑是指具有明顯降粘作用的降粘試劑，如稠油催化裂解降粘、加鹼降粘、表面活性劑降粘、降凝劑降粘及油溶性降粘劑降粘等。

而且，本發明通過在循環預熱的步驟之前，向注汽井注入非凝析氣體、氣相烴或降粘試劑，從而改善SAGD水平段(即注入井和生產井的水平段)的動用程度，並加快蒸汽腔擴展速度，縮短油層中隔夾層對蒸汽腔擴展的阻擋時間，提高蒸汽熱利用率和蒸汽腔洩油速度，有效提高了油層的開發效果。

下面將更詳細地描述根據本發明提供的稠油的開採方法的示例性實施方式。然而，這些示例性實施方式可以由多種不同的形式來實施，並且不應當被解釋為只限於這裡所闡述的實施方式。應當理解的是，提供這些實施方式是為了使得本申請的公開徹底且完整，並且將這些示例性實施方式的構思充分傳達給本領域普通技術人員。

本發明提供的稠油的開採方法中，進行多次油層預處理步驟時，優選地，每次油層預處理步驟所採用的採油助劑的種類不同。此處，採油助劑的種類包括非凝析氣體、氣相烴或降粘試劑。當然，每次油層預處理步驟所採用的採油助劑的種類也可以相同。

在一種優選的實施方式中，進行兩次油層預處理步驟，且第一次油層預處理步驟採用的採油助劑為非凝析氣體，第二次油層預處理步驟採用的採油助劑為降粘試劑。發明人發現這兩次預處理步驟之間會產生相同協同作用，即不但進一步縮短油層中隔夾層對蒸汽腔擴展的阻擋時間，還進一步提高了蒸汽熱利用率和蒸汽腔洩油速度，並進一步提高了油層的開發效果。

在另一種優選的實施方式中，進行兩次油層預處理步驟，且第一次油層預處理步驟採用的採油助劑為氣相烴，第二次油層預處理步驟採用的採油助劑為降粘試劑。發明人發現這兩次預處理步驟之間會產生相同協同作用，即不但進一步縮短油層中隔夾層對蒸汽腔擴展的阻擋時間，還進一步提高了蒸汽熱利用率和蒸汽腔洩油速度，並進一步提高了油層的開發效果。

本發明提供的稠油的開採方法中，當採用非凝析氣體作為採油助劑時，非凝析氣體的注入量可以根據實際需求進行設定。優選地，注入非凝析氣體至充滿蒸汽腔。

當採用氣相烴作為採油助劑時，氣相烴的注入量也可以根據實際需求進行設定。優選地，將採油助劑和蒸汽同時注入至注汽井中。優選的，注入氣相烴至充滿蒸汽腔，蒸汽的注入量為水平段不動用段吸汽量，主要受注蒸汽速度和水平段長度及蒸汽腔大小有關，需通過數值模擬軟體進行計算。

當採用降粘試劑作為採油助劑時，可以將採油助劑同時注入至注汽井和生產井中。降粘試劑的注入量為所選井組油藏的油層孔隙度為、含油飽和度、原油密度、水平段未連通段長度及上下水平井間距離計算沿水平段方向兩個圓柱體空間的原油質量，再通過所選降粘試劑達到最佳暫堵、調剖、降粘等效果時的與原油質量比標準，即可計算出降粘試劑的最優注入量。

上述稠油的開採方法中，優選地，非凝析氣體為氮氣、二氧化碳和煙道氣中的一種或多種；降粘試劑為甲醯胺、氯化銨和亞硝酸鈉中的一種或多種；氣相烴為丁烷、丙烷和甲烷中的一種或多種。

下面將結合具體實例進一步說明本發明提供的稠油的開採方法。

本發明提供的稠油的開採方法由非凝析氣體輔助蒸汽腔擴展技術、氣相烴提高蒸汽腔洩油速度技術和降粘試劑輔助吞吐改善水平段動用程度技術組合而成，針對不同類型的低產井組三項技術可單獨實施，也可組合實施，並且系統的形成了一套技術實施流程和參數優化方法。

非凝析氣體輔助蒸汽腔擴展技術是指單獨向注汽井注入非凝析氣體，再恢復SAGD生產方式(包括循環預熱和蒸汽採油)或者開展降粘試劑輔助吞吐改善水平段動用程度技術。非凝析氣體點選擇注汽井上部油藏物性差、隔夾層發育的部位，縮短蒸汽腔受隔夾層阻擋的時間，保證非凝析氣體輔助蒸汽腔擴展效果達到最佳，同時考慮井組水平段連通情況及井下管柱結構，綜合考慮以上因素確定合理注氣點。非凝析氣體注入量優化考慮兩個原則，一是非凝析氣體進入井組水平段未動用段地層，二是非凝析氣體充滿已有蒸汽腔並完全覆蓋腔體，充分利用非凝析氣體非混相驅替作用強、導熱係數低的作用，提高未連通水平段儲層的驅油效率，提高SAGD生產熱利用率，加快蒸汽腔擴展速率。

氣相烴提高蒸汽腔洩油速度技術一般選擇將氣相烴和蒸汽同時注入至注汽井中，再恢復SAGD生產方式(包括循環預熱和蒸汽採油)或者開展降粘試劑輔助吞吐改善水平段動用程度技術。注溶劑點選擇注汽井上部蒸汽腔較發育的部位，氣相烴與水蒸汽沿蒸汽腔邊緣稀釋原油，使原油粘度進一步降低，提高蒸汽腔洩油速度，同時考慮井組水平段連通情況及井下管柱結構，綜合考慮以上因素確定合理注溶劑點。氣相烴注入量優化考慮一個原則，氣相烴能夠完全覆蓋蒸汽腔體邊緣，充分利用氣相烴的降粘效果，降低蒸汽用量，提高蒸汽腔洩油速度。

降粘試劑輔助吞吐改善水平段動用程度技術的注入方式為：將降粘試劑同時從上部注汽井和下部生產井(一般按1:1的比例)在每輪吞吐前注入，而注入位置選擇井組水平段連通情況較差的部位，保證降粘試劑輔助改善連通段效果達到最佳，同時綜合考慮井下管柱結構確定合理注入點。降粘試劑注入量優化原則為先通過所選井組油藏的油層孔隙度為、含油飽和度、原油密度、水平段未連通段長度及上下水平井間距離計算沿水平段方向兩個圓柱體空間的原油質量，再通過所選降粘試劑達到最佳暫堵、調剖、降粘等效果時的與原油質量比標準，即可計算出降粘試劑的最優注入量。吞吐參數設計由井底注汽壓力設計、注汽速度設計、輪次及輪注採指標設計、燜井時間設計及採液速度設計組成，井底注汽壓力設計原則為井底注汽壓力越高，水平段未動用段吸汽能力越好，熱擴散半徑越大，但不能超過油藏破裂壓力。注汽速度設計原則為注汽速度越高越利於水平段不動用段吸汽，現場實施時，在保證井底注汽壓力不超限定壓力的情況下，應儘可能提高注汽速度；輪次及輪注採指標設計，吞吐輪次設計原則為當注採井間未連通部位達到熱連通要求，對應井段流體開始具有流動性為止，而輪注採指標中注汽量則按照所優化的注汽速度進行各輪注汽後，井底注汽壓力逐漸升高至最高限定壓力為最優的原則進行設計，採液量則按照採注比1.0確定即可。燜井時間設計原則為未動用段充分熱交換，熱效率達到最佳，一般隨著燜井時間的增加，熱效率增加，當超過一定時間後(油藏物性不同時間不同)，熱效率不再增加；採液速度設計原則為採液 速度越高，越利於腳尖處未動用段被加熱的地層原油回採至地面，使未動用段儲層逐漸形成蒸汽腔並加強未動用段下一輪吞吐的吸汽能力，進一步提高吞吐效果，但在回採過程中，採液速度過高將導致汽竄，抑制未動用段地層原油的產出，因此在生產過程中應控制井下Sub-cool值不低於15℃的前提下，儘可能的提高產液速度。

發明人還將本發明提供的稠油的開採方法在風城油田重32、重37井區SAGD先導試驗區進行實驗，且應用到兩井組。其中一井組單獨實施非凝析氣體輔助蒸汽腔擴展技術，平均單井日產油水平較實施前提高17t/d；另一井組實施立體綜合治理措施技術(即先後實施非凝析氣體輔助蒸汽腔擴展技術、氣相烴提高蒸汽腔洩油速度技術和降粘試劑輔助吞吐改善水平段動用程度技術)，平均單井日產油水平較實施前提高12t/d。

從以上實施例可以看出，本發明上述的實例實現了如下技術效果：

1、明確了造成SAGD井組低產的主要影響因素。

2、形成了非凝析氣體輔助蒸汽腔擴展技術，對於受隔夾層發育影響蒸汽腔擴展的井組改善效果明顯。

3、形成了氣相烴提高蒸汽腔洩油速度技術，對於降低蒸汽用量，提高井組產油速率效果冥想。

4、形成了降粘試劑輔助吞吐改善水平段動用程度技術，對於水平段連通程度低的井組改善效果明顯。

5、三項技術組合實施形成SAGD立體綜合治理措施技術，實施後，平均單井日產油水平較實施前增加10t/d以上。

以上僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。