水平井電加熱油藏邊底水層熱採方法
2024-02-21 21:10:15
水平井電加熱油藏邊底水層熱採方法
【專利摘要】目前，油藏熱採方法均屬於局部油層加熱方法，熱力持效時間短，油層受熱不均，剩餘油含油飽和度高，主要富集在熱力未波及區及熱效低區域，特別是深層-特深層油藏熱採，由於熱損失嚴重熱採開發效果不明顯，成本高效益差，但這部分油藏儲量所佔比重大，難採程度高。本發明通過研究生活中4類加熱現象及其內在熱傳遞規律，從多個角度論證電加熱油藏的可行性問題，設計出水平井電加熱油藏邊底水層熱採方法及電加熱設備結構圖，以實現對油藏集中供熱、提高原油最終採收率問題。該方法簡便、快捷、高效、安全、環保、經濟，能有效開發特別是中深層至特深層稠油及高凝油油藏，解決蒸汽及熱水長距離運輸而導致的熱損失問題。
【專利說明】水平井電加熱油藏邊底水層熱採方法
【技術領域】
[0001] 本方法適用於石油行業中利用熱採方法開發的邊底水稠油油藏、高凝油油藏。主要針對油藏原油黏度高或含蠟量高、原油蒸汽吞吐或蒸汽驅熱採效率低、穩產時間短、遞減率高及採出程度低等問題而提出的熱採方法。
【背景技術】
[0002]蒸汽吞吐、蒸汽驅、熱水驅及火燒油層等方法是熱採開發油藏有效技術手段，但隨著開發的不斷深入，生產中暴露出越來越多的問題，特別是對中深層至特超深層油藏(深度600-2300米)來說，生產中的矛盾表現更為突出:I)蒸汽吞吐、蒸汽驅、熱水驅因長距離運輸而熱損失嚴重，熱效低，生產井出水率高，產量低，遞減率高，油藏最終採出程度受影響；
2)火燒油層方法儘管在部分普通稠油斷塊試採有效，能夠滿足工業生產需求，但大部分特超稠油油藏並不適用，而且這種開發方式是破壞性開採，不亞於竭澤而漁、剎雞取卵，油藏一旦破壞，未來先進的熱採方法便不再有可能實施，實乃沒辦法的辦法；3)目前電加熱採油方法局限於抽油杆及井筒加熱方式，其目的是提升採油井油氣舉升能力，降低原油黏度及結蠟現象；4)國外水平井水力壓裂電加熱油頁巖原位熱採方法，技術不完全成熟，推廣到稠油油藏實施起來難度大、成本高、環境汙染嚴重，國內長慶低滲超低滲油田只借鑑了水平井水力壓裂部分，但電加熱油層方法難以得到有效應用；5)稠油油藏及高凝油油藏，這部分油藏儲量所佔比重高，儲量大，分布範圍廣，高效開發油藏，對今後滿足能源需求有著重要意義；6)目前熱採方法均屬於局部加熱油層方法，油層受熱不均勻，熱力持效時間短，效率低，剩餘油含油飽和度高，主要富集在熱力未波及區及熱效低區域。如何提高熱採開發效率，提高原油最終採收率，是本次方法研究及技術設備要解決的終極目標。
[0003]
【發明內容】
方法原理基礎及可行性論證:
1.集中供暖嚴寒中，一個人穿棉衣取暖，一家人用房屋圍火取暖，而一棟大樓，最佳的取暖方式是集中供暖，這三者中，最經濟、最有效、最方便的是集中供暖。油藏熱採過程中，單井吞吐類似一個人的取暖，組合吞吐加熱類似房屋取暖，如果整個油藏能作為一個單元實現集中供暖，地層溫度得到整體提升，那麼單井熱採問題就會得到很好地解決；
2.「熱得快」是生活中常用的一種電加熱器，可以用來燒開水、熱牛奶、煮咖啡等，改變傳統從容器外部加熱容器這一生熱方式，用一隻簡單到差不多只需經過防水處理的電阻伸進容器中，即可做到省時、省水、省電、省力，兼顧了價廉、方便和高效。對於邊底水油藏來說，水是天然的，使電加熱水層成為可能，這種方法經濟、環保、操作簡單同時熱效高，熱能將很好地滿足生產需求；
3.「籠屜蒸包子」是生活中底水加熱取得熱效應的典型例子，只要底水持續加熱，蒸幾屜都沒關係，蒸鍋裡的壓力、溫度隨包子取出而得到釋放。邊底水油藏底水受熱，溫度會逐漸向上熱傳遞到整個油藏，而逐漸積累的油藏壓力(儲層及流體熱膨脹、溶解氣釋放氣壓)、溫度上升，可隨原油生產得到有效釋放，同時，控制加熱時間、溫度即可控制油藏溫度、壓力上升程度，操作簡便易行。當邊底水油藏整體溫度介於80°C ~10(TC，即為地層原油可流動狀態，就能實現原油熱採；
4.冷熱水重力分異現象海洋受陽光照射，表層溫度高，而向底層水溫逐漸降低，除受洋流影響，冷熱水呈重力分異現象，不會出現冷熱水上下滾動現象，熱損失僅表現為冷熱水熱傳遞。因此，在地層水上部近油層處，持續電加熱，油藏整體溫度會有效提升；
5.地溫梯度在2.5~4.50C /1OOm條件下，中深層、特深層油層地溫介於35~103.5°C，甚至更高，電加熱地層水溫度至原油可動條件80~150°C，溫差在23.5~47.5°C，地層水越深，所需電能越少，電加熱器功率越高，水溫提升越快。另一方面，可以用多個電熱水器同時加熱，可快速提高地層溫度；
6.邊底水油藏作為一個統一的油氣水系統，儲層連通性好是油氣成藏的前提，油氣所能到達孔隙均為有效通道，儲層熱傳遞較周圍的泥巖快，熱量向上傳遞，能快速實現整個油藏的「集中供暖」；
7.目前管線集膚電伴熱、井筒或抽油杆等電加熱技術相對成熟，溫度可控、材料耐高溫，能夠滿足長距離輸送電能，給油井加熱，導線散熱問題能得到很好的解決和利用；
8.「熱得快」浸沒在液體中，熱量通過液體很快散發出來，這樣使液體很快被加熱，而且也不會燒壞電熱絲，安全、環保、經濟、有效。
[0004]9.電加熱磁鐵除垢技術能有效解決電加熱過程中產生的水垢現象。水垢的產生，源於水質較硬，磁鐵能夠將水軟化，環保、經濟、方便而又安全。鐵養體磁體，主要原料包括BaFel2019和SrFel2019，通過陶瓷工藝法製造而成，具有較好的耐溫性、價格低廉、性能適用，為廣泛的永久磁體；
方法:水平井電加熱油藏邊底水層熱採方法 方法說明:
1)在邊底水油藏水層上部距油層20~30m處鑽水平井，這樣可存蓄足夠熱能使油層溫度整體上升，延緩地層水過早沸騰，壓力過大致地層破裂，從而出現邊底水錐進現象；
2)篩管上半管內置彈簧狀螺旋式電加熱器，為適應水平井長度問題，電組絲可以是多個串聯在一起；
3)篩管內側懸掛固定數條鐵養體磁體棒、篩管水平直徑處放置隔熱板，下半部分篩管中空密封，起隔熱作用(如圖1);
4)水平井數量、長度及走向根據水體及油藏體積大小決定，礫石填充裸眼完井；
5)水平井如果利用油井進行側鑽，導線部分即可用做井筒或抽油杆電加熱器，以此達到散熱和加熱的目的；如果單獨鑽水平井，導線需用集膚伴熱裝置，優先耐高溫材料以防止井筒內導線過熱。
[0005]【專利附圖】
【附圖說明】:
圖1是水平井篩管結構示意圖 其中:①割縫篩管；
②鐵養體永久磁鐵棒；
③彈簧狀螺旋式電加熱器；
④隔熱板；
⑤篩管密封板，內中空，與隔熱板一起防止電熱能向下方傳遞。
【權利要求】
1.水平井電加熱油藏邊底水層熱採方法的特點是在油藏邊底水層上部靠近油層20?30m處鑽數口水平井對水層進行電加熱，以此達到整個油藏溫度均衡上升至地層原油可流動狀態，實現熱採集中供暖、提高單井熱採效率的目的，不同於目前採油井筒及油杆電加熱方法，後者的目的僅僅是降低井筒內稠油粘度或高凝油結蠟程度，提升抽油井舉升能力。
2.水平井電加熱結構設計的特點是篩管內側上部置數根鐵養體永久磁體，中間放置串聯在一起的彈簧狀螺旋式電加熱棒，水平直徑位置放置隔熱板，下半篩管密封中空，與隔熱板共同起隔熱作用，減少電熱能向下傳遞損失；對於油井側鑽水平井，電加熱導線部分採用耐高溫材料，同時可用做井筒或油杆電加熱器；對於單獨鑽的水平井，選用集膚伴熱耐高溫材料，防止井筒溫度過高。
【文檔編號】E21B36/04GK103615215SQ201310689685
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月12日 優先權日:2013年12月12日
【發明者】於文英, 王義剛 申請人:於文英