CN103244089A - 微波辅助溶剂萃取稠油的开采方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种微波辅助溶剂萃取稠油的开采方法，该方法包括以下步骤：在稠油油藏开采区设置水平注采井网，上部水平井为溶剂注入井，下部水平井为生产井；利用压裂技术在上部水平井水平段与油层对应位置进行水平和垂直造缝；向水平和垂直裂缝中注入碳化硅颗粒；在上部水平井井口及井内部署微波发生设备，并根据上部水平井的水平段沿程温度变化调节微波发生设备的功率；向上部水平井注入轻质烷烃溶剂；下部水平生产井连续采油。该方法利用裂缝中碳化硅颗粒支撑剂高效传热降粘、热溶剂快速溶油降粘与热溶剂的升温快速萃取的三者优势结合，实现微波快速加热大范围油层基础上的溶剂快速萃取稠油，能有效降低稠油油藏开采成本，提高产油速度和采收率。
Description
技术领域
本发明是关于石油开采领域中稠油油藏的开采方法，尤其涉及一种微波辅助溶剂萃取稠油的开采方法。
背景技术
稠油油藏是指地层温度下脱气原油粘度大于100厘泊的油藏，在我国辽河油田、新疆吐哈油田、克拉玛依油田等有大面积分布；在国外加拿大、委内瑞拉等地也蕴藏有巨大的储量；据不完全统计，世界范围内未来可开发的原油资源量有70％是稠油。
稠油油藏的主体开发技术为注水开发技术、注蒸汽开发技术与注空气火烧油层开发技术。其中，注水开发技术主要针对地下原油粘度在1000厘泊以下的稠油油藏，对于地下原油粘度高于1000厘泊的稠油油藏，由于注水过程中原油与水的流度比太大，造成注入水进入油藏的流动阻力较大，注入水易沿着油层内高渗通道窜进，从而使得生产井过早暴性水淹，水驱动用程度与采收率均偏低，通常水驱稠油油藏采收率在30％左右。
注蒸汽开发技术主要用于地下原油粘度大于1000厘泊、水驱效果差的稠油油藏，通常的注蒸汽开发技术有蒸汽吞吐与蒸汽驱技术。蒸汽吞吐是指通过一口井向油藏内连续高速注入一定量的蒸汽，接着关井一段时间再开井生产的技术，其优势在于蒸汽热利用率高，注入的蒸汽少，回采期长，油汽比与经济效益好，且由于吞吐过程在一口井内完成，无井间汽窜风险；但由于蒸汽吞吐是一种能量不断衰竭的开采方式，随着吞吐轮次增加，油藏压力快速下降，当油藏压力低于2MPa以后，继续吞吐有效生产时间短，周期油汽比与吞吐经济效益急剧下降，通常吞吐采收率只有20～30％之间。蒸汽驱技术是在蒸汽吞吐以后大幅度提高采收率的接替技术，采收率可以在吞吐基础上提高10～20个百分点，但是，由于稠油油藏非均质性，蒸汽驱过程中汽窜严重，造成蒸汽热损大大，油汽比偏低，经济效益差，或者无经济效益。
注空气火烧油层技术是在一定的井网条件下，向油藏内注入空气点燃油层，然后持续注空气维持地下燃烧，通过燃烧产生高温热裂解稠油和加热降粘稠油，通过燃烧产生的烟道气驱替原油，与注蒸汽技术相比，火烧油层技术在地下燃烧产生热量，能量利用率高，能耗低，原油改质效果好；但由于火烧油层过程中火线前缘难以有效控制，造成火线容易沿着高渗透通道向前突进，大大增加生产井火窜风险，因此，火烧油层的安全风险较大；此外，火烧油层过程中，生产井采出流体温度较高，需要成熟配套的耐高温的完井、固井与高温举升工艺技术；国内外从上世纪60年代就陆续开展了火烧油层技术的矿场试验，但由于上述安全与工艺技术原因，除罗马尼亚和印度的两个试验区宣告成功以外，其余均大败。
加拿大的Bulter等人于上世纪80年代提出了溶剂萃取(VAPEX)开采方法，其原理是利用上下叠置的一对水平井，上部水平井注入碳数为C3～C8的轻质烷烃溶剂体系，下部水平井连续生产。溶剂注入油藏里面以后，溶剂与稠油由于密度差产生垂向重力分异作用，溶剂往上流动，原油往下流动。溶剂在溶剂腔壁上溶解到稠油里面，由于溶剂在稠油中具有较高的扩散能力，同时溶剂对稠油具有很好的萃取抽提作用，因此稠油中除了沥青渣油以外，其余组分均被溶剂萃取并流向下部的水平生产井，从而实现稠油的溶剂萃取与就地改质；而采出的溶剂可以经过简单的分离重新注入油层，溶剂重复利用率可高达80％，因此该技术的注入成本远远低于注蒸汽成本。但溶剂萃取技术由于本质上是一种冷采技术，低温条件下稠油粘度高，溶剂溶油阻力大，分子扩散系数较低，因此现有的低温溶剂萃取日产油量低，采油速度慢，矿场生产投资回收期长，不利于大规模商业化开发。
对于稠油油藏，寻求一种低能耗、高采油速度、高采收率、高经济效益的开采技术，是未来稠油开采技术的发展方向。
由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种微波辅助溶剂萃取稠油的开采方法，以克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微波辅助溶剂萃取稠油的开采方法，以有效降低稠油油藏开采成本，提高稠油油藏产油速度和采收率。
本发明的目的是这样实现的，一种微波辅助溶剂萃取稠油的开采方法，所述开采方法包括以下步骤：
(1)在稠油油藏开采区域内设置水平注采井网；所述水平注采井网中包括至少一对水平井对；所述水平井对由在油层内同一垂直平面呈上下位置设置的一口溶剂注入井和一口生产井构成，所述溶剂注入井为上部水平井，所述生产井为下部水平井；
(2)利用水平井水平段连续压裂技术在上部水平井的水平段与油层对应位置进行水平造缝和垂直造缝；
(3)向水平裂缝和垂直裂缝中注入碳化硅颗粒作为高温传热介质；
(4)在上部水平井井口部署微波发生器，向上部水平井内下入连接所述微波发生器的微波导入管，该微波导入管延伸到上部水平井的水平段脚尖，在所述上部水平井的水平段的微波导入管上均匀设置微波发射孔；
(5)开启微波发生器，监测上部水平井的水平段沿程温度变化，并根据沿程温度变化调节微波发生器功率；
(6)向所述上部水平井连续注入轻质烷烃溶剂；
(7)下部水平生产井连续采油。
在本发明的一较佳实施方式中，所述水平注采井网在单层有效厚度大于15m的油层布设。
在本发明的一较佳实施方式中，在所述步骤(1)中，上部水平井的水平段位于油层上部或中部，所述下部水平井的水平段位于油层底部且距离油层底部界面1～2m，所述上部水平井的水平段与所述下部水平井的水平段之间的垂直距离为5～6m，所述上部水平井的水平段长度与下部水平井的水平段长度均为600m以上。
在本发明的一较佳实施方式中，在所述步骤(2)中，在上部水平井的水平段与油层对应位置连续均匀压裂产生6～15条垂直裂缝，在上部水平井的水平段与油层对应位置连续均匀压裂产生6～15条水平裂缝，所述垂直裂缝与水平裂缝在所述上部水平井的水平段呈交错设置，所述垂直裂缝与相邻水平裂缝之间的距离为30～60m。
在本发明的一较佳实施方式中，在所述步骤(2)中，上部水平井连续压裂产生垂直裂缝过程中，向下延伸的裂缝长度不超过所述上部水平井的水平段与所述下部水平井的水平段之间的垂直距离。
在本发明的一较佳实施方式中，在所述步骤(3)中，碳化硅颗粒的粒度为8～20目，碳化硅颗粒的注入程序为：①首先向裂缝中注入前置液；②利用压裂携砂液携载碳化硅颗粒注入裂缝，作为裂缝支撑剂；③注入顶替液将碳化硅颗粒与携砂液挤入裂缝深处；④再利用压裂携砂液携载碳化硅颗粒作为裂缝支撑剂注入近井地带的裂缝中，使碳化硅颗粒在从近井地带到油层深处的压裂裂缝中连续分布。
在本发明的一较佳实施方式中，在所述步骤(5)中，在所述上部水平井的水平段间隔部署6～20个热电偶，用于适时监测所述上部水平井的水平段井筒内沿程温度变化并根据温度变化调节微波发生器的功率。
在本发明的一较佳实施方式中，所述热电偶间隔设置在与地面控制装置连接的热电偶电缆上；当所述上部水平井水平段环空的平均温度上升到250℃以上时，下调微波发生器功率，直到水平段环空的平均温度下降到200～220℃；当所述上部水平井水平段环空的平均温度下降到150℃以下时，上调微波发生器功率，直到水平段环空的平均温度上升到200～220℃。
在本发明的一较佳实施方式中，在所述步骤(6)中，所述轻质烷烃溶剂是碳数为C3、C4、C5、C6、C7或C8的烷烃溶剂，或者为它们其中两种或多种溶剂的混合物；所述轻质烷烃溶剂的注入速度为100～300m3/天；所述上部水平井水平段环空的平均注入压力比下部水平井环空的平均排液压力高0.3～0.7MPa。
在本发明的一较佳实施方式中，在所述步骤(7)中，所述下部水平井采用自喷或者人工举升的方式连续采油；采出的溶剂由地面分离后循环注入。
由上所述，本发明的微波辅助溶剂萃取稠油的开采方法，是在同一油层内部部署上下叠置的水平井对，对上部水平井的水平段进行连续分段压裂产生水平裂缝与垂直裂缝，向裂缝中注入碳化硅(金刚砂)颗粒作为裂缝支撑剂，在水平段筛管内下入连接地面微波发生器的微波导入管到水平段脚尖，在水平段的微波导入管上均匀部署微波发射孔，通过一定功率的微波持续对高导热系数的碳化硅颗粒进行微波辐射加热，碳化硅颗粒升温以后通过热传导作用加热油层使其快速升温到200℃以上，使稠油升温降粘；从所述上部水平井以一定速度注入轻质烷烃溶剂，溶剂与稠油在密度差产生的重力分异作用下沿着垂直与水平裂缝不断向油层上部与横向扩展，形成溶剂腔，在高温碳化硅加热原油作用下，溶剂具有很高的分子扩散系数，能快速溶解于加热降粘的稠油，并对稠油进行萃取抽提，萃取抽提出来的原油粘度下降到几个厘泊，具有与稀油一样的极高的流动能力，在重力作用下流入下部的水平生产井内。本发明的开采方法，能够有效降低稠油油藏开采成本，提高稠油油藏产油速度和采收率。
本发明具有以下技术优势：
(1)稠油油层为微波弱吸收介质，国内外研究结果表明，在常规微波加热过程中，只能加热近井地带5米范围内的油层，无法加热更远更大范围的油层；而本发明采用水平段连续人工垂向及水平造缝，并向裂缝中注入碳化硅颗粒作为裂缝支撑剂，可以有效提高油层的微波吸收率，微波加热过程中，从上部水平井井筒附近一直延伸到油层深处的裂缝由于碳化硅颗粒的传热与升温，形成一条条高温导热通道一直延伸到油层深处，从而实现平面大于40米半径及纵向覆盖整个油层厚度的大范围深部加热。
(2)碳化硅颗粒具有耐高温、化学性能稳定、硬度大(莫氏硬度为9.5级，仅次于金刚石)、导热性能良好，抗冲击、高温时能抗氧化等优势，以碳化硅颗粒作为造缝支撑剂，可以长时间的形成高温碳化硅裂缝导热通道，持续的加热大范围的油层并降粘原油，提高原油向下重力泄油过程中的流动性能，实现长时间的高产稳产。
(3)采用从上部水平井连续注入轻质烷烃溶剂，溶剂注入后由于与原油的密度差产生纵向重力分异，溶剂沿着垂向裂缝持续向上扩展，沿着水平裂缝持续横向扩展，从而形成不断增大的溶剂腔；在溶剂腔表面，溶剂快速溶解于原油中进一步降粘并对稠油进行高温快速萃取，萃取出的稠油组分随着溶剂一起流入下部水平井(生产井)，由此，可以快速溶剂萃取、快速重力泄油与高速生产；同时，除了沥青渣油以外的稠油组分均可以溶剂萃取采出，因此采收率高，通常可以达到80％以上。
(4)注采井间保持较低的注采压差，有利于溶剂腔向上与横向扩展，规避溶剂直接向下窜入下部水平生产井，可以有效避免溶剂无效循环。
(5)采出的溶剂在地面经过简单分离即可重新注入油层内，因此溶剂利用率高，吨油操作成本低，经济效益好。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1：为本发明中的水平注采井网示意图以及溶剂腔扩展原理示意图；
图2：为本发明中上部水平井的水平段连续压裂裂缝分布示意图；
图3：为本发明中的上部水平井的结构示意图。
附图标号：
上部水平井 11 下部水平井 12 溶剂腔 2
溶剂萃取泄油区 3 垂直裂缝 41 水平裂缝 42
微波发生器 51 微波导入管 52 微波发射孔 53
热电偶电缆 61 热电偶 62 表层套管 71
技术套管 72 筛管 73 注溶剂油管 81
溶剂注入孔 82 油层 9
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
实施例1
以某一稠油油藏为例阐释本发明的开采方法，但应该注意，本发明绝不限于该稠油油藏。油藏深度为300m，油藏温度下的原油粘度为100000厘泊，原始平均地层压力为2.5MPa，油层9厚度有效平均15m。
A、部署水平注采井网：
如图1所示，首先在该浅层稠油油藏的主力稠油层9内设置上部水平井(溶剂注入井)11和下部水平井(生产井)12，上部水平井11和下部水平井12位于同一垂直平面位置；
在钻井过程中，为了确保上部水平井11的水平段与下部水平井12的水平段之间的垂直距离为5～6m，利用磁导向精确控制井轨迹；
溶剂注入井与生产井均采用11英寸的表层套管下部连接9英寸技术套管，该9英寸技术套管下部再连接7英寸水平段割缝筛管73完井；以溶剂注入井11为例，如图3所示，溶剂注入井11由11in的表层套管71，连接9in技术套管72，再连接7in水平段割缝筛管73完井；
上部水平井(注入井)11与上部水平井(生产井)12的水平段长度均为600m，生产井12水平段距离油层9底界1m，注入井11水平段与生产井水平段垂向距离5m；
注入井11水平段筛管73内下入多个间隔分布的测温热电偶62，本实施例布设6个测温热电偶62，所述测温热电偶62由一根热电偶电缆连接至地面中控室；
注入井11水平段筛管73内下入微波导入管52到水平段脚尖，所述微波导入管52在水平段间隔分布6个微波发射孔53，所述微波导入管52向上穿过井口与地面的大功率微波发生器51连接；所述微波发生器、微波导入管以及它们之间的连接方式等为现有成熟技术，在此不再赘述。
注入井11水平段筛管73内下入注溶剂油管81，所述注溶剂油管81在水平段连续分布6个溶剂注入孔82；
如图3所示，所述测温热电偶62、微波发射孔53与溶剂注入孔82在水平段位于相互对应的同一位置。
B、人工压裂造缝：
在上部水平井11的水平段与油层9对应位置进行水平造缝和垂直造缝；利用本领域熟知的水平井水平段连续压裂技术进行压裂，如图2所示，在上部水平井11水平段与油层9对应位置连续均匀压裂产生6条垂直裂缝41，在上部水平井水平段与油层9对应位置连续均匀压裂产生6条水平裂缝42，所述垂直裂缝41与水平裂缝42在所述上部水平井11的水平段呈交错设置，所述各个垂直裂缝41与相邻的水平裂缝42之间的距离为30～50m，在本实施例中该距离设为50m，所述垂直裂缝41与测温热电偶62、微波发射孔53与溶剂注入孔82在水平段位于相互对应的同一位置；所述的水平井连续压裂产生垂直裂缝41过程中，向下延伸的裂缝长度不超过所述上部水平井11的水平段与所述下部水平井(生产井)12的水平段之间的垂直距离，即不超过5m；
向裂缝中注入一定粒度的碳化硅颗粒作为高温传热介质，碳化硅颗粒的粒度为8～20目，所述碳化硅颗粒的注入程序为：①首先向裂缝中注入一定量的前置液；②利用压裂携砂液携载一定粒度的碳化硅颗粒作为裂缝支撑剂注入裂缝；③注入一定的顶替液将碳化硅颗粒与携砂液挤入裂缝深处；④再利用压裂携砂液携载一定粒度的碳化硅颗粒作为裂缝支撑剂注入近井地带的裂缝中，使碳化硅颗粒在从近井地带到油层9深处的压裂裂缝中连续分布。
C、注溶剂生产：
开启微波发生器51，利用所述的6个测温热电偶62适时监测所述上部水平井11的水平段井筒内沿程温度变化并据此调节微波发生器的功率，具体地，当所述上部水平井11水平段环空的平均温度上升到250℃以上时，下调微波发生器51功率，直到水平段环空的平均温度下降到200℃；当所述上部水平井11水平段环空的平均温度下降到150℃以下时，上调微波发生器51的功率，直到水平段环空的平均温度上升到200℃。
向所述上部注入井11连续注入轻质烷烃溶剂，所述轻质烷烃溶剂可以是碳数为C3、C4、C5、C6、C7或C8的烷烃溶剂，或者为它们其中两种或多种溶剂的混合物；所述碳数为C3、C4、C5、C6、C7或C8的烷烃溶剂分别为丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷或辛烷；在本实施例中，注入碳数为C3的轻质烷烃溶剂(丙烷)；溶剂与稠油在密度差产生的重力分异作用下沿着垂直与水平裂缝不断向油层9上部与横向扩展，形成溶剂腔2(如图2所示)，在高温碳化硅加热原油作用下，溶剂具有很高的分子扩散系数，能快速溶解于加热降粘的稠油，并对稠油进行萃取抽提，萃取抽提出来的原油粘度下降到几个厘泊，具有与稀油一样的极高的流动能力，在重力作用下流入下部水平井(生产井)内，并形成溶剂萃取泄油区3(如图2所示)；下部水平生产井12连续采油；所述轻质烷烃溶剂的注入速度为100～300m3/天，具体地，初期为100m3/天，第二年提高到150m3/天，随着溶剂腔不断扩展，第三年提高到300m3/天，所述上部水平井11水平段环空的平均注入压力比下部生产井12水平段环空的平均排液压力高0.3MPa；所述下部水平生产井12采用自喷的方式连续采油。
由上所述，本发明的微波辅助溶剂萃取稠油的开采方法，是在同一油层9内部部署上下叠置的水平井对，对上部水平井的水平段进行连续分段压裂产生水平裂缝与垂直裂缝，向裂缝中注入碳化硅(金刚砂)颗粒作为裂缝支撑剂，在水平段筛管内下入连接地面微波发生器的微波导入管到水平段脚尖，在水平段的微波导入管上均匀部署微波发射孔，通过一定功率的微波持续对高导热系数的碳化硅颗粒进行微波辐射加热，碳化硅颗粒升温以后通过热传导作用加热油层9使其快速升温到200℃以上，使稠油升温降粘；从所述上部水平井以一定速度注入轻质烷烃溶剂，溶剂与稠油在密度差产生的重力分异作用下沿着垂直与水平裂缝不断向油层9上部与横向扩展，形成溶剂腔，在高温碳化硅加热原油作用下，溶剂具有很高的分子扩散系数，能快速溶解于加热降粘的稠油，并对稠油进行萃取抽提，萃取抽提出来的原油粘度下降到几个厘泊，具有与稀油一样的极高的流动能力，在重力作用下流入下部的水平生产井内。本发明的开采方法，能够有效降低稠油油藏开采成本，提高稠油油藏产油速度和采收率。
实施例2
油藏深度为400m，油藏温度下的原油粘度为200000厘泊，原始平均地层压力为3.5MPa，油层9厚度有效平均25m。
A、部署水平注采井网：
如图1所示，首先在该浅层稠油油藏的主力稠油层9内设置上部水平井(溶剂注入井)11和下部水平井(生产井)12，上部水平井11和下部水平井12位于同一垂直平面位置；
在钻井过程中，为了确保上部水平井11的水平段与下部水平井12的水平段之间的垂直距离为5～6m，利用磁导向精确控制井轨迹；
溶剂注入井与生产井均采用11英寸的表层套管下部连接9英寸技术套管，该9英寸技术套管下部再连接7英寸水平段割缝筛管73完井；以溶剂注入井11为例，如图3所示，溶剂注入井11由11in的表层套管71，连接9in技术套管72，再连接7in水平段割缝筛管73完井；
上部水平井(注入井)11与上部水平井(生产井)12的水平段长度均为900m，生产井12水平段距离油层9底界2m，注入井11水平段与生产井水平段垂向距离6m；
注入井11水平段筛管73内下入多个间隔分布的测温热电偶62，本实施例布设6个测温热电偶62，所述测温热电偶62由一根热电偶电缆连接至地面中控室；
注入井11水平段筛管73内下入微波导入管52到水平段脚尖，所述微波导入管52在水平段间隔分布6个微波发射孔53，所述微波导入管52向上穿过井口与地面的大功率微波发生器51连接；所述微波发生器、微波导入管以及它们之间的连接方式等为现有成熟技术，在此不再赘述。
注入井11水平段筛管73内下入注溶剂油管81，所述注溶剂油管81在水平段连续分布6个溶剂注入孔82；
如图3所示，所述测温热电偶62、微波发射孔53与溶剂注入孔82在水平段位于相互对应的同一位置，有利于注入裂缝中的碳化硅颗粒快速传热与注入溶剂的快速升温。
B、人工压裂造缝：
在上部水平井11的水平段与油层9对应位置进行水平造缝和垂直造缝；利用本领域熟知的水平井水平段连续压裂技术进行压裂，如图2所示，在上部水平井11水平段与油层9对应位置连续均匀压裂产生8条垂直裂缝41，在上部水平井水平段与油层9对应位置连续均匀压裂产生8条水平裂缝42，所述垂直裂缝41与水平裂缝42在所述上部水平井11的水平段呈交错设置，所述各个垂直裂缝41与相邻的水平裂缝42之间的距离为30～50m，在本实施例中该距离设为60m，所述测温热电偶62、微波发射孔53与溶剂注入孔82在水平段位于相互对应的同一位置；所述的水平井连续压裂产生垂直裂缝41过程中，向下延伸的裂缝长度不超过所述上部水平井11的水平段与所述下部水平井(生产井)12的水平段之间的垂直距离，即不超过6m；
向裂缝中注入一定粒度的碳化硅颗粒作为高温传热介质，碳化硅颗粒的粒度为8～20目，所述碳化硅颗粒的注入程序为：①首先向裂缝中注入一定量的前置液；②利用压裂携砂液携载一定粒度的碳化硅颗粒作为裂缝支撑剂注入裂缝；③注入一定的顶替液将碳化硅颗粒与携砂液挤入裂缝深处；④再利用压裂携砂液携载一定粒度的碳化硅颗粒作为裂缝支撑剂注入近井地带的裂缝中，使碳化硅颗粒在从近井地带到油层9深处的压裂裂缝中连续分布。
C、注溶剂生产：
开启微波发生器51，利用所述的6个测温热电偶62适时监测所述上部水平井11的水平段井筒内沿程温度变化并据此调节微波发生器的功率，具体地，当所述上部水平井11水平段环空的平均温度上升到250℃以上时，下调微波发生器51功率，直到水平段环空的平均温度下降到220℃；当所述上部水平井11水平段环空的平均温度下降到150℃以下时，上调微波发生器51的功率，直到水平段环空的平均温度上升到220℃。
向所述上部注入井11连续注入轻质烷烃溶剂，所述轻质烷烃溶剂可以是碳数为C3、C4、C5、C6、C7或C8的烷烃溶剂，或者为它们其中两种或多种溶剂的混合物；所述碳数为C3、C4、C5、C6、C7或C8的烷烃溶剂分别为丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷或辛烷；在本实施例中，注入碳数为C8的轻质烷烃溶剂(辛烷)；溶剂与稠油在密度差产生的重力分异作用下沿着垂直与水平裂缝不断向油层9上部与横向扩展，形成溶剂腔2(如图2所示)，在高温碳化硅加热原油作用下，溶剂具有很高的分子扩散系数，能快速溶解于加热降粘的稠油，并对稠油进行萃取抽提，萃取抽提出来的原油粘度下降到几个厘泊，具有与稀油一样的极高的流动能力，在重力作用下流入下部水平井(生产井)内，并形成溶剂萃取泄油区3(如图2所示)；下部水平生产井12连续采油；所述轻质烷烃溶剂的注入速度为100～300m3/天，具体地，初期为100m3/天，第二年提高到200m3/天，随着溶剂腔不断扩展，第三年提高到300m3/天，所述上部水平井11水平段环空的平均注入压力比下部生产井12水平段环空的平均排液压力高0.7MPa；所述下部水平生产井12采用自喷的方式连续采油。
本发明具有以下技术优势：
(1)稠油油层为微波弱吸收介质，国内外研究结果表明，在常规微波加热过程中，只能加热近井地带5米范围内的油层，无法加热更远更大范围的油层；而本发明采用水平段连续人工垂向及水平造缝，并向裂缝中注入碳化硅颗粒作为裂缝支撑剂，可以有效提高油层的微波吸收率，微波加热过程中，从上部水平井井筒附近一直延伸到油层深处的裂缝由于碳化硅颗粒的传热与升温，形成一条条高温导热通道一直延伸到油层深处，从而实现平面大于40米半径及纵向覆盖整个油层厚度的大范围深部加热。
(2)碳化硅颗粒具有耐高温、化学性能稳定、硬度大(莫氏硬度为9.5级，仅次于金刚石)、导热性能良好，抗冲击、高温时能抗氧化等优势，以碳化硅颗粒作为造缝支撑剂，可以长时间的形成高温碳化硅裂缝导热通道，持续的加热大范围的油层并降粘原油，提高原油向下重力泄油过程中的流动性能，实现长时间的高产稳产。
(3)采用从上部水平井连续注入轻质烷烃溶剂，溶剂注入后由于与原油的密度差产生纵向重力分异，溶剂沿着垂向裂缝持续向上扩展，沿着水平裂缝持续横向扩展，从而形成不断增大的溶剂腔；在溶剂腔表面，溶剂快速溶解于原油中进一步降粘并对稠油进行高温快速萃取，萃取出的稠油组分随着溶剂一起流入下部水平井(生产井)，由此，可以快速溶剂萃取、快速重力泄油与高速生产；同时，除了沥青渣油以外的稠油组分均可以溶剂萃取采出，因此采收率高，通常可以达到80％以上。
(4)注采井间保持较低的注采压差，有利于溶剂腔向上与横向扩展，规避溶剂直接向下窜入下部水平生产井，可以有效避免溶剂无效循环。
(5)采出的溶剂在地面经过简单分离即可重新注入油层内，因此溶剂利用率高，吨油操作成本低，经济效益好。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任伺本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种微波辅助溶剂萃取稠油的开采方法，所述开采方法包括以下步骤：
(1)在稠油油藏开采区域内设置水平注采井网；所述水平注采井网中包括至少一对水平井对；所述水平井对由在油层内同一垂直平面呈上下位置设置的一口溶剂注入井和一口生产井构成，所述溶剂注入井为上部水平井，所述生产井为下部水平井；
(2)利用水平井水平段连续压裂技术在上部水平井的水平段与油层对应位置进行水平造缝和垂直造缝；
(3)向水平裂缝和垂直裂缝中注入碳化硅颗粒作为高温传热介质；
(4)在上部水平井井口部署微波发生器，向上部水平井内下入连接所述微波发生器的微波导入管，该微波导入管延伸到上部水平井的水平段脚尖，在所述上部水平井的水平段的微波导入管上均匀设置微波发射孔；
(5)开启微波发生器，监测上部水平井的水平段沿程温度变化，并根据沿程温度变化调节微波发生器功率；
(6)向所述上部水平井连续注入轻质烷烃溶剂；
(7)下部水平生产井连续采油。
2.如权利要求1所述的微波辅助溶剂萃取稠油的开采方法，其特征在于：所述水平注采井网在单层有效厚度大于15m的油层布设。
3.如权利要求2所述的微波辅助溶剂萃取稠油的开采方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，上部水平井的水平段位于油层上部或中部，所述下部水平井的水平段位于油层底部且距离油层底部界面1～2m，所述上部水平井的水平段与所述下部水平井的水平段之间的垂直距离为5～6m，所述上部水平井的水平段长度与下部水平井的水平段长度均为600m以上。
4.如权利要求2所述的微波辅助溶剂萃取稠油的开采方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，在上部水平井的水平段与油层对应位置连续均匀压裂产生6～15条垂直裂缝，在上部水平井的水平段与油层对应位置连续均匀压裂产生6～15条水平裂缝，所述垂直裂缝与水平裂缝在所述上部水平井的水平段呈交错设置，所述垂直裂缝与相邻水平裂缝之间的距离为30～60m。
5.如权利要求3所述的微波辅助溶剂萃取稠油的开采方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，上部水平井连续压裂产生垂直裂缝过程中，向下延伸的裂缝长度不超过所述上部水平井的水平段与所述下部水平井的水平段之间的垂直距离。
6.如权利要求2所述的微波辅助溶剂萃取稠油的开采方法，其特征在于：在所述步骤(3)中，碳化硅颗粒的粒度为8～20目，碳化硅颗粒的注入程序为：①首先向裂缝中注入前置液；②利用压裂携砂液携载碳化硅颗粒注入裂缝，作为裂缝支撑剂；③注入顶替液将碳化硅颗粒与携砂液挤入裂缝深处；④再利用压裂携砂液携载碳化硅颗粒作为裂缝支撑剂注入近井地带的裂缝中，使碳化硅颗粒在从近井地带到油层深处的压裂裂缝中连续分布。
7.如权利要求2所述的微波辅助溶剂萃取稠油的开采方法，其特征在于：在所述步骤(5)中，在所述上部水平井的水平段间隔部署6～20个热电偶，用于适时监测所述上部水平井的水平段井筒内沿程温度变化并根据温度变化调节微波发生器的功率。
8.如权利要求7所述的微波辅助溶剂萃取稠油的开采方法，其特征在于：所述热电偶间隔设置在与地面控制装置连接的热电偶电缆上；当所述上部水平井水平段环空的平均温度上升到250℃以上时，下调微波发生器功率，直到水平段环空的平均温度下降到200～220℃；当所述上部水平井水平段环空的平均温度下降到150℃以下时，上调微波发生器功率，直到水平段环空的平均温度上升到200～220℃。
9.如权利要求2所述的微波辅助溶剂萃取稠油的开采方法，其特征在于：在所述步骤(6)中，所述轻质烷烃溶剂是碳数为C3、C4、C5、C6、C7或C8的烷烃溶剂，或者为它们其中两种或多种溶剂的混合物；所述轻质烷烃溶剂的注入速度为100～300m3/天；所述上部水平井水平段环空的平均注入压力比下部水平井环空的平均排液压力高0.3～0.7MPa。
10.如权利要求2所述的微波辅助溶剂萃取稠油的开采方法，其特征在于：在所述步骤(7)中，所述下部水平井采用自喷或者人工举升的方式连续采油；采出的溶剂由地面分离后循环注入。
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