一種低滲透油藏空氣驅採油方法
2024-02-21 22:32:15
專利名稱：一種低滲透油藏空氣驅採油方法
技術領域：
本發明涉及一種空氣驅採油方法，尤其涉及一種低滲透油藏空氣驅採油方法，屬於油田採油技術領域。
背景技術：
低滲透油藏空氣驅採油是利用注氣井把空氣注入油層，以補充和保持油層壓力， 地層原油與注入空氣中的氧氣在油藏條件下(溫度、壓力)發生的氧化反應，利用氧化產物煙道氣驅效應、氧化生熱效應採油的一種措施。所述低溫氧化是指在油藏條件下地層原油與注入空氣中的氧氣發生的氧化反應，反應消耗掉大部分氧氣生成醛、酮、酸和少量CO、(X)2 和CH4等氣體以及熱，反應溫度和累計溫度不超過350°C。而低滲透油藏空氣驅一般具有以下幾種驅替機理1、注空氣提高或維持油藏壓力；2、通過原油低溫氧化將空氣中的氧氣全部消耗掉，實現間接的煙道氣驅；3、通過氧化反應的熱效應產生原油降粘、熱膨脹效應；4、使煙道氣在高壓下與原油之間發展為近混相驅。20世紀60年代以來，世界上許多國家包括美國、俄羅斯等都開展過低滲透油藏注空氣技術研究，許多深層輕質油藏開展了注空氣礦場試驗，均取得了技術上和經濟上的成功。輕質油藏低溫氧化開採在我國雖然起步較晚，但由於空氣來源廣，成本低廉，近幾年來受到廣泛關注。常規低滲透輕質油藏空氣驅開採的缺點主要有以下幾個方面1、注入井存在不安全因素即注入空氣和原油在注空氣井附近直接接觸，現場試驗開始時注氣設備和管線容易出現問題，一旦出現問題，空氣中的氧氣還沒來得及發生低溫氧化反應而消耗，地層中烴類氣體和氧氣出現返流在井筒中混合很容易發生爆炸；2、採油井存在不安全因素即由於氣體指進或者地層裂縫造成氣竄，使得當注入空氣中的氧氣和原油未完全發生低溫氧化反應時，油井產出氣中的烴類氣體和氧氣混合容易發生爆炸；3、由於空氣和原油混相壓力較高，即使空氣中的氧氣發生完全低溫氧化形成煙道氣，煙道氣和原油混相壓力也較高，因此一般油藏中所採用的空氣驅為非混相氣驅，驅油效率較低。
發明內容
為解決上述技術問題，本發明的目的在於提供一種改進的低滲透油藏空氣驅採油方法，通過首先注入部分CO2,再進行注空氣，保證注空氣開發的安全性，提高油藏的採收率和開發效果。為達到上述目的，本發明提供了一種低滲透油藏空氣驅採油方法，其包括以下步驟
3
通過注氣井向油藏中注入(X)2形成易混相段塞；然後通過注氣井向油井中注入空氣進行開採。在上述方法中，注空氣開採可以按照常規的注空氣開採方法進行。在本發明所提供的上述方法中，優選地，注入空氣的步驟可以採用一直注空氣的方式，或者採用氣態(X)2和空氣交替注入的方式。當(X)2資源比較豐富時，優選採用氣態CO2 和空氣交替注入方式進行，以更好地保證生產的安全性。在本發明所提供的上述方法中，優選地，易混相前置段塞CO2的注入量控制為 0.05PV-0. IPV。在本發明所提供的上述方法中，優選地，採用氣態CO2和空氣交替注入的方式，空氣和氣態CO2的體積比控制為20 1以上。本發明所提供的上述空氣驅採油方法適用於低滲透油藏，尤其適合於滿足以下條件的油藏油藏深度> 1500m，油層厚度> 3m，油層滲透率 60°C，原油粘度< IOmPa. s，原油密度 30%，滲透率變異係數 < 0. 7。在本發明中，在進行空氣驅採油之前，首先注入部分CO2形成易混相段塞，具有以下優點1、降低注入井和採油井的安全風險，保障空氣驅安全順利實施(1)降低注入井不安全風險先注(X)2前置段塞再後續注空氣，注入空氣和原油在注空氣井附近被(X)2段塞隔離而不直接接觸，現場試驗開始時注氣設備和管線最容易出現問題，一旦出現問題，注入的空氣和先注的(X)2前置段塞首先返流，地層中烴類氣體出現返流的時間進一步延長，給地面事故處理留出了充足的時間，同時CO2的存在進一步稀釋了返流出的空氣中的氧氣含量，使得氧含量達不到爆炸極限，降低了注入井安全風險；(2)降低採油井不安全風險由於氣體指進或者地層裂縫造成氣竄，使得注入空氣中的氧氣和原油未完全發生低溫氧化反應時，油井產出氣中烴類氣體和氧氣混合容易發生爆炸，先注入的CO2前置段塞具有前沿穩定性，能夠減少氣竄發生的可能，使得地層中的空氣有充足時間消耗，同時CO2的存在，產出氣的氧氣含量也能被0)2進一步稀釋，很難超過或達到安全氧含量的極限值；(3)降低氣竄造成的風險先注入(X)2前置段塞再後續注入空氣的驅替方式能更有效地發揮(X)2改善原油與水的流度比的作用，大量的(X)2溶於原油和水，將使原油和水碳酸化，原油碳酸化後，其粘度隨之降低，同時也增加了原油的流度；水碳酸化以後，水的粘度增加，同時也降低了水的流度，因為碳酸化以後油和水的流度趨向靠近，改善了油與水流度比，使得氣驅前沿更趨於穩定，和單純空氣非混相驅相比，減少了氣竄的發生，擴大了波及體積；2、先注(X)2前置段塞再後續注空氣的驅替方式能更有效地發揮(X)2增溶膨脹、降粘、混相和空氣驅的彈性膨脹和熱膨脹驅油的雙重優勢，其驅油效率能夠達到甚至超過單純注ω2的驅油效率；3、先注(X)2前置段塞再後續注空氣的驅替方式能更有效地發揮CO2溶於水形成碳酸改善儲層物性的作用，CO2溶於水形成碳酸有利於抑制粘度膨脹，還可以溶解部分膠質和巖石，起到弱酸化作用，提高低滲透油藏的滲透率。
本發明提供的低滲透油藏空氣驅採油方法可以按照以下具體步驟進行1)篩選實施空氣驅的低滲透油藏，選擇滿足以下條件的低滲透油藏實施本發明提供的空氣驅採油方法油藏深度> 1500m，油層厚度> :3m，油層滲透率 60°C，原油粘度< IOmPa. s，原油密度 30%，滲透率變異係數 1500m、油層厚度> :3m、油層滲透率 60°C、原油粘度 < IOmPa. S、原油密度 30%、滲透率變異係數< 0. 7的油藏， 該方法，包括以下步驟首先由注氣井注入0. 05PV-0. IPV的氣態(X)2形成段塞；轉入注空氣並進行開採，按照常規注空氣方法或者按照空氣和(X)2交替段塞注入的方式來進行石油開採；當生產井產出氣的O2含量超過烴類氣體中臨界氧含量控制標準時，關閉該生產井，一月後重新開井，當產出氣的A含量低於烴類氣體中臨界氧含量控制標準時繼續生產， 當產出氣的O2含量超過烴類氣體中臨界氧含量控制標準時，該井再次關閉一個月，如此反覆；當區塊達到經濟極限時關閉注入井，轉入其它開發方式。本發明提供的低滲透油藏空氣驅採油方法較常規低滲透油藏空氣驅具有以下優佔.
^ \\\ ·1、降低了注入井因地面設備及管線故障造成的輕烴返流爆炸風險；2、降低了採油井產出氣&含量超標造成的生產井爆炸風險；3、改善了油與水流度比，使得氣驅前沿更趨於穩定，和單純空氣非混相驅相比， 減少了氣竄的發生，擴大了波及體積，使得O2有更充足的時間和原油發生低溫氧化而消耗掉；4、更有效地發揮(X)2增溶膨脹、降粘、混相和空氣驅的彈性膨脹和熱膨脹驅油的雙重優勢，其驅油效率能夠達到甚至超過單純注(X)2的驅油效率；5、和單純(X)2驅相比，減輕了生產管柱和井口及地面設備腐蝕的問題，降低了生產成本；和單純空氣驅相比，提高了注氣開發的安全性，提高了驅油效率。6、和單純(X)2驅相比，本發明提供的低滲透油藏空氣驅採油方法減輕了生產管柱和井口及地面設備腐蝕的問題，降低了生產成本；和單純空氣驅相比，本發明提供的低滲透油藏空氣驅採油方法提高了注氣開發的安全性，提高了驅油效率。
圖Ia為採用實施例1提供的空氣驅採油方法後的油井內部狀況示意圖；圖Ib為採用實施例1提供的空氣驅採油方法後的另一種油井內部狀況示意圖；圖加為低滲透油藏空氣驅方法的初期注入狀況示意圖；圖2b為低滲透油藏空氣驅方法中的初期注入井輕烴返流狀況示意圖。
具體實施例方式為了對本發明的技術特徵、目的和有益效果有更加清楚的理解，現參照說明書附圖對本發明的技術方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本發明的可實施範圍的限定。比較例在30m長的細管中進行高壓注空氣、單純注(X)2和前置(X)2段塞+高壓注入空氣組合的驅油效率對比實驗，該細管的內徑為0. 25英寸(in)，填滿清潔的石英砂，石英砂的粒徑為44-125 μ m，得到人造巖心。該人造巖心的滲透率大約為10 X 10_3 μ m2，實驗溫度為 80°C，實驗注入壓力為!35MPa。1、單純高壓注空氣驅油效率實驗當注入空氣為0. 8PV時，發現氣體突破(即氣竄現象)，繼續驅替到1.2PV，驅油效率為58.1% (驅出油佔巖心管總油量的百分數)；2、單純注(X)2驅油效率實驗當注入空氣為IPV時，未發現氣體突破，繼續驅替到 1.2PV，驅油效率為85.4% ；3、預先注入0. IPV的(X)2前置段塞+高壓注空氣組合的驅油效率實驗當注入CO2 段塞+高壓空氣為IPV時，未發現氣體突破(即氣竄現象)，繼續驅替到1. 2PV,驅油效率為 83.9%，表明前置(X)2段塞可與地層原油起到良好的增溶混相作用，而後續注入的高壓空氣可充分發揮其彈性膨脹驅油作用而又不至於產生氣竄。實施例1本實施例提供了一種低滲透油藏空氣驅採油方法，其是在低滲透油藏空氣驅之前注入0. 05PV-0. IPV的(X)2形成前置易混相段塞，具體步驟為1)篩選實施空氣驅的低滲透油藏，滿足以下條件油藏深度> 1500m，油層厚度> 3m，油層滲透率 60°C，原油粘度< IOmPa. s，原油密度 30 %，滲透率變異係數 1500m，油層厚度>;3m;油層滲透率 60°C，原油粘度< IOmPa. s, 原油密度 30%，滲透率變異係數 1500m，油層厚度> :3m，油層滲透率 60°C，原油粘度< IOmPa. s， 原油密度 30%，滲透率變異係數< 0. 7 ；2、選擇菱形反九點井網，注氣井完井符合高壓氣井完井標準；
3、首先由注氣井注入0. 05PV-0. IPV的前置易混相(X)2形成段塞，採油井正常生產；4、由於該區塊(X)2資源豐富，注入(X)2後按照高壓空氣和(X)2段塞交替注入的模式進行，壓空氣和氣態CO2段塞比值為30，採油井正常生產，生產過程中嚴格監測，產出氣中& 含量，嚴防A含量超過安全氧含量極限值；5、當生產氣油比達到經濟極限氣油比後，停止連續注空氣，後期實施常規水驅，或者水氣交替驅油。以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，並不用於限定本發明的保護範圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種低滲透油藏空氣驅採油方法，其包括以下步驟通過注氣井向油藏中注入氣態(X)2形成易混相前置段塞；然後通過注氣井向油井中注入空氣進行開採。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述(X)2的注入量為0.05PV-0. IPV0
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述注入空氣的步驟採用一直注空氣的方式，或者採用氣態(X)2和空氣交替注入的方式。
4.根據權利要求3所述的方法，其中，採用氣態CO2和空氣交替注入的方式，所述空氣和氣態CO2的體積比控制為20 1以上。
5.根據權利要求1-4任一項所述的方法，其中，所述油藏滿足以下條件油藏深度> 1500m，油層厚度> :3m，油層滲透率 60°C，原油粘度< IOmPa. s，原油密度 30%，滲透率變異係數< 0. 7。
6.一種用於低滲透油藏的空氣驅採油方法，其中，所述低滲透油藏為油藏深度> 1500m、油層厚度> :3m、油層滲透率 60°C、原油粘度< 1 OmPa. S、 原油密度 30%、滲透率變異係數< 0. 7的油藏，該方法，包括以下步驟首先由注氣井注入0. 05PV-0. IPV的氣態(X)2形成段塞；轉入注空氣並進行開採，按照常規注空氣方法或者按照空氣和(X)2交替段塞注入的方式來進行石油開採；當生產井產出氣的O2含量超過烴類氣體中臨界氧含量控制標準時，關閉該生產井，一月後重新開井，當產出氣的化含量低於烴類氣體中臨界氧含量控制標準時繼續生產，當產出氣的O2含量超過烴類氣體中臨界氧含量控制標準時，該井再次關閉一個月，如此反覆；當區塊達到經濟極限時關閉注入井，轉入其它開發方式。
全文摘要
本發明涉及一種低滲透油藏空氣驅採油方法。該低滲透油藏空氣驅採油方法包括以下步驟通過注氣井向油藏中注入氣態CO2形成易混相前置段塞；然後通過注氣井向油井中注入空氣並進行開採。和單純CO2驅相比，本發明提供的低滲透油藏空氣驅採油方法減輕了生產管柱和井口及地面設備腐蝕的問題，降低了生產成本；和單純空氣驅相比，本發明提供的低滲透油藏空氣驅採油方法提高了注氣開發的安全性，提高了驅油效率。
文檔編號E21B43/22GK102392623SQ20111033842
公開日2012年3月28日 申請日期2011年10月31日 優先權日2011年10月31日
發明者關文龍, 張志遠, 李秀巒, 梁金中, 王伯軍, 王紅莊, 蔣有偉, 馬德勝 申請人:中國石油天然氣股份有限公司