CN1789659A - 一种稠油火驱采油工艺技术 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种稠油井火驱采油工艺技术，属火驱采油开采稠油方法类。油田开发有多种方式诸如自喷井采油，机械采油注蒸汽开采，化学开采及火驱采油等，但对于一些埋藏浅薄互层的稠油区块采用蒸汽驱油方式，已不经济，如采用火驱采油可取得明显效益，据报导国内外普遍使用加热器做为油层点火工具，而且点火层均为低粘度的稀油层，可取得好的效果，对于稠油油藏以及较深的油井进行火驱采油未见报导，本发明为此根据油层物性特点采用现技术中的注蒸汽开采稠油的注汽设备对单层油层进行注汽点火，然后再往井内输入空气，使油层引燃，利用油层中热量驱动稠油，从生产井中产出，可有效提高稠油产量，由于本方法使用方便，见效快投资少，利用现有注汽设备即可进行火驱采油，因此，可广泛推广。

Description

一种稠油火驱采油工艺技术

技术领域：

本发明涉及一种稠油井火驱采油工艺技术，属火驱采油开采稠油方法类。

背景技术：

辽河油田的稠油储量约占总储量60％，主要依赖蒸汽吞吐开发。由于目前一些断块油田稠油区块埋藏较浅，薄互层多，稠油开采处于蒸汽吞吐阶段后期，表现出采出程度高吞吐轮次高，地层压力低，吞吐油气比低等特点，如继续进行蒸汽吞吐很难获得较好的经济效益，以曙光油田的66#井区为例，目前平均地层压力为1.05MPa，总压差达到9.77MPa，现已进入无法建立驱动压差阶段，造成吞吐效果变差，采出程度只有20.4％，杜163井区采出程度已高达34.8％，可动用地质储量中的剩余油已很少，吞吐效果非常不理想，平均吞吐周期只有7-8周期，7周以上吞吐井数为162口，占总井数71.7％，周期油气比低于0.2，不可吞吐的油井达到161口，占油井总数的71.2％，目前停产油井已达95口之多，占油井总数的42.2％，正常生产井133口，平均日产也只有1.1t/d，上述油井如再继续采用蒸汽驱热水驱及烟道气驱很难取得较好效果，使得整个区块吨油操作成本在提高，原油成本在8美元/桶以上运行，经济效益十分不佳。因此利用火驱采油对稠油井开采是最好的选择。据介绍，火驱采油与蒸汽驱采油相比，火驱采油的明显优势是驱油速度反应快，火驱时利用油层内的原油重质成份做燃料，燃烧生热使注入油井内的油层中的原油被驱出到另一口生产井内，流出地面，据统计目前世界火驱产量约为5000t/d，主要集中在美国、加拿大、罗马尼亚、委内瑞拉等国，实践证明，火驱能从水驱过的轻油油藏中采出大量的原油，世界产油国成功的火驱采收率可达50-80％，目前火驱油方式在国外主要针对500-900米左右的稀油井及粘度较低的油井，以及一些地层渗透率较高的油井内进行，油井点火方式大都采用电加热，液化气及化学方式进行点火，国内新疆油田与辽河油田马家铺庙五块油田采用了电缆连接加热器送入井内点火层位置，进行点火，然后通过压缩机往井内送入空气，由于加热温度不易控制，下井工艺复杂，容易烧坏加热电缆，未获得成功，目前针对辽河油田稠油粘度高，油稠以及油层位置埋藏较深的特点，一种利用向稠油井内注蒸汽进行点火，从而使油层在自燃点火状态下提高油井产量的方法，至今未见报导。

发明内容：

本发明为了克服上述缺点，而提出的一种稠油井火驱采油的工艺技术，该技术是利用稠油油层中的重质成份做燃料，通过注入高温蒸汽方式将其引烧，根据燃烧生热原理将油层中的原油驱出至地面的一种工艺方法。

本发明的技术方案：

为实现本发明提出的任务，本发明所述的方法包括如下步骤：

一、火驱采油油层物性的选择：本发明所指稠油物性参数为：稠油粘度值5000～10万mps，75℃下不流动，稠油密度0.95～1g/m³，稠油凝固点：±10℃，胶质含量：30～40％以上，高凝油凝固点：30～45℃，沥青胶质含量：10％以下，含腊量：35～50％。

二、火驱采油稠油井井况确定：

①点火层即火烧油层应选择油井内最下方被射开的油层做为点火层；

②点火层的厚度应按整口油井射开总厚度的十分之一厚度来确定；

③点火层位要求射孔后的套管孔眼密度12孔/米，孔眼直径9毫米以上，且射孔后的套管无裂缝变形，并保证有足够的油流通道；

三、上述三个条件满足后，即可进行火驱采油点火，点火采用自燃点火方式；即通过现技术中的稠油井注蒸汽管道向点火层先注入蒸汽300方，使其油层进行予热，此阶段称为刺激点火；然后再用空气压缩机向油井内注入空气，注入量按每日1～1.2万立方米计算，连续注入6～7天，由于在原油温度不断增加，油层内氧化速度加快待达到原油温度自燃点时，油层便会燃烧；

四、在确认油层被点燃后，需保持点火层燃烧反应温度在350℃以上，为此，要对油井产出气连续监测并对油层中的烃、氧成份值进行分析，以确保火驱油在热裂解燃烧模式状态下燃烧；

所述的火驱采油油层参数是，点火井距产油井距为100米；点火驱油井与生产井之间采用每一口点火井围绕八口产油井为一井组的反九点法注采井网，点火油层深度：900-1300米，点火层厚度1-2米，孔隙度大于30％，渗透率2500～500um²，原油比重：0.95～1g/cm³，地层倾角小于4度；

所述的火驱采油井在点火时蒸汽注入参数为温度350℃，干度：75％，注入压力：3MPa～25MPa。

本发明的工作方式是：

火驱采油前选择具有注气合格参数的稠油井做为点火井，实践证明，点火井在注汽阶段所采用的注汽锅炉应具有25吨，23吨及11-12吨产气功能，可用做油井点火。

点火时首先通过油井油管向油层内注入蒸汽，使油层预热，当达到着火温度时，原油介面才能与热空气接触，在几小时或几星期内可自燃点火，注完蒸汽后再向油井内用空气压缩机注入空气，实验表明，油井内温度在65.6℃时，原油在5～40天内会自然燃烧，温度在93.3℃时发生自燃的时间在十天左右，本发明以油层内的重质油成份做燃料，通过原油不断燃烧生热才可将油层中的原油被驱出到另一口井同一地层中，从而实现火驱油的目标。

本发明与现有技术相比具有显著特点：

由于本发明通过稠油注蒸汽井及其锅炉设备向所需的点火井内油层注入蒸汽方式，将其油层中的稠油点燃，燃烧时以油层内重质成份做燃料并不断燃烧生热，最终实现将油层中的原油驱出地面，从而解决了稠油、特稠油及薄互层、低产层开采难题，该方法与注蒸汽开采稠油相比，热驱油效果高，使用费用较低并可依靠油层中自身燃料来提供热量，从而提高了井内地层死油利用率，减少了能源消耗，另外，本发明的点火方式采用了自然点火方式，利用现有注气设备即可点火，从而减少了地面点火设备，克服了因设备结构不适所带来的人工点火失败弊端。

附图说明：

附图是本发明燃烧驱油机理示意图。

图中由1、注入井，2、燃烧带，3、结焦带，4、蒸汽带，5、轻质油带，6、原始油带，7、生产井组成。

具体实施方式：

本发明由以下实施例给出，下面结合附图予以说明。

实施例1

图中描述了稠油井在火驱油时，燃烧驱油机理示意，图中，在对稠油井进行点火时，应首先对该井地下情况进行了解，并对油井地下连通层位以及生产井与点火井之间的距离，油层物性特征，掌握后再从注入井中选取最低部一油层做为点火层，如该井存在二层以上的射开油层，应事先对其另一层进行封堵，以避免因层间干扰因素而不能取得良好的燃烧效果，在进行油层厚度选择时应选择整口油井平均有效厚度的十分十一，做为点火层；另外所述的点火层射开的油层套管孔密限制在每米12孔，孔眼直径在9毫米左右范围内，此段套管不变形，无裂缝，满足上述条件后即可对稠油井进行点火。

实施例2

点火方式；

采用自点燃方式，即层内自点火是利用井内原油在空气中会产生氧化放热原理，使原油温度增加，温度越高氧化速度越快，待温度升至自燃点时，在不断注入空气条件下油层就会产生燃烧。为此，在井口用蒸汽锅炉通过井下注汽管柱，向油井内的点火层预先注入300方蒸汽，予热，然后用空气压缩机向油井内注入空气大约1～1.2万立方米/日，经过七天注入后，油层即可自燃。

实施例3

稠油井火驱采油工艺方法成功因素取决如下条件：

①火驱油燃烧机理是一种碳氧化物生成的过程，主要分为两个阶段。

A、低温加氧反应：低温下氧化反应在150～350℃以下发生。反应物质为原油烃、氧及加氧产物(包含有机酸乙醛、烷基过氧化氢等)

B、热裂解燃烧反应：在350℃以上发生，烃与氧生成二氧化碳与水反应。

为此，在井场必须连续对井内产出气进行监测，以确保火驱处于热裂解燃烧模式下。

实施例4

火驱油井的机理：

本发明可以使油井产油量获得较高采收率主要依据是油层被点燃后，通过不断向注入井内油层内注入空气助燃，形成径向燃烧带2(又称火线)。火线前方的原油受热降粘，其中蒸馏的重质成份，在高温下产生裂化，并进行分解，最后在结焦带3区下的裂解产物一焦碳作为燃料维持油层继续向前燃烧，在高温下，油层内的束缚水及燃烧生成的水变成蒸汽带4，携带大量热量传递给前方油层，并再次洗刷油层原油，从而形成一个复杂的多种驱动过程。把轻质油带5驱向生产井7。整个燃烧过程被烧掉的裂解残渣，约为原油储量的10％～15％左右。从驱油机理上不难看出，火驱采油具有注汽保持地层压力作用，又具有蒸汽驱、氮气驱以及热水驱的作用，还具有二氧化碳的性质，以及具有混相驱降低原油界面张力的效果。

实施例5

利用火驱采油的实例：

辽河油田曙1-47039#

该井组位于辽河断西斜坡中段，开发层系下第三系河阶组，井组控制地质储量61.76×104t，油层平均厚度30.5米，原始地层压力10MPa，原始地层温度54℃。

该井组油井9口，其中间开井1口，捞油井8口，井组平均生产周期6.6周期，日产油0.7吨，综合含水57％。

该井按照本文以上所述工作方式，对稠油井油层在进行点火前，先注入300方蒸汽，在油井处于刺激点火状态下，一周后，又注入空气1～1.2万立方米/日，共住七天，通过分认为在距井底6-8米处的油层部位开始燃烧，该范围为蒸汽的吞吐半径，该段燃烧层面是从蒸汽的前缘与油层中油气接触面开始进行低温氧化燃烧的，同时也可判断从注入空气始油层已开始缓慢燃烧。

该井的稠油热裂解温度在350℃以上，因此要在注入蒸汽时把握蒸汽快速通过低温氧化区(150～350℃)，这样可避免因氧化反应的产物焦碳，在低温区反应持续时间过长，造成油流被永久地捕集，影响驱油效率，最后通过对油井连续测量，根据温度与压力变化，判断该井已开始燃烧，稠油发生裂变的温度在350℃以上，该井与火驱油前后相比，日增产原油目前已上升到5.3t/d，待井网完善后产量还可继续上升。

Claims (3)

1、一种稠油火驱采油工艺技术，其特征在于：所述的工艺技术包括如下步骤：

一、火驱采油油层物性的选择：本发明所指稠油物性参数为：稠油粘度值5000～10万mps，75℃下不流动，稠油密度0.95～1g/m³，稠油凝固点：±10℃，胶质含量：30～40％以上，高凝油凝固点：30～45℃，沥青胶质含量：10％以下，含腊量：35～50％；

二、火驱采油稠油井井况确定：

①点火层即火烧油层应选择油井内最下方被射开的油层做为点火层；

②点火层的厚度应按整口油井射开总厚度的十分之一厚度来确定；

③点火层位即在射孔后的套管孔眼密度12孔/米，孔眼直径9毫米以上，且射孔后的套管无裂缝变形，并保证有足够的油流通道；

三、上述三个条件满足后，即可进行火驱采油点火，点火采用自燃点火方式；即通过现技术中的稠油井注蒸汽管道向点火层先注入蒸汽300方，使其油层进行予热，此阶段称为刺激点火；然后再用空气压缩机向油井内注入空气，注入量按每日1～1.2万立方米计算，连续注入6～7天，在原油温度不断增加条件下，由于原油温度逐渐增加，氧化速度加快待原油温度达到自燃点时油层便会燃烧；

四、在确认油层被点燃后，需保持点火层燃烧反应温度在350℃以上，为此，要对油井产出气连续监测并对油层中的烃、氧成份值进行分析，以确保火驱油在热裂解燃烧模式状态燃烧。

2、根据权利要求1所述的一种稠油火驱采油工艺技术，其特征在于：所述的火驱采油油层参数是为：点火井距产油井距为100米；每一口点火井围绕八口产油井为一井组的反九点法注采井网，点火油层深度：900-1300米，点火层厚度：1-2米，孔隙度大于：30％，渗透率：2500～500um²，原油比重：0.95～1g/cm³，地层倾角小于4度。

3、根据权利要求1所述的一种稠油火驱采油工艺技术，其特征在于：所述的火驱采油井在点火时蒸汽注入参数是温度350℃，干度：75％，注入压力：3MPa～25MPa。