[发明专利]太阳能风能热力顶底夹层采油法

说明书

本发明是太阳能风能用于油田热力采油采气的技术，属于太阳能利用技 术以及石油和天然气的高采收率技术。

我国和世界油藏中，稠油有很大的比例。对稠油的开采，主要利用热采 油技术。除稠油油藏外，对低渗难采储量还用压裂、“分层加砂”压裂技术、 薄互层油藏改造技术等等。所有上述提高原油采收率的措施，都是以充分、 准确了解含油岩系的各种特征为前提的。但地质情况多变，变化无常，因此 上述措施，使石油勘、采工艺复杂，成本上升，油气采收率亦难大幅提高。 本人的发明“太阳能风能用于油田热力采油法改进提高原油采取率的技术”， 较好的解决了上述采油法诸多缺点，它对地质情况的查明程度几乎没有要求， 因而可简化工艺，降低成本。但这方法的热源在近地面处，太阳能、风能产 生的电能转换成的热能传到油层起热采作用需要较长时间，且这方式的热能 采油的采油率不可能接近100％。

目前世界对石油还能供应多少年，各国专家的估计不同。诺贝尔奖得主 沃尔特·科恩认为，石油到2070年可能消耗殆尽。2007年12月8日《纽约 时报》说，未来10年内世界上一些主要石油出口国为了满足国内市场的需求， 将会变成石油进口国。目前，印尼开始从石油出口国向进口国转换，墨西哥 也将在5年内进口石油，伊朗也可能加入石油进口国行列。

为延迟石油枯竭年限，世界各国都在节约其消耗、在石油代用品上下功 夫，但在提高采收率方面则关注不够，也缺乏新的有效方法。

我国在稠油开采方面，已取得很大成效。但稠油油田为热采而消耗的油 气资源也很大。辽河油田为热采而消耗的能源竟占其总产量的10％，可见， 以太阳能和风能采油的重要性。但国外尚未有人提出以可再生能源替代矿物 燃料采石油的。

本发明提出以太阳能和风能为主，必要时辅以少量网电，可大大简化采 油工艺和它对地层渗流性的要求，以光电和风电的热量等直接加热油层顶板 和底板，并使油、气采收率趋近100％的热采油技术。

本发明是这样实施的：

附图中，1为含油层底板。2为含油层。3为含油层顶板。4为钻孔。5为 钻杆。6为上电阻圈，它在光电和风电的作用下产热供给顶板岩石。7为下电 阻圈，它在电的作用下产热给底板岩石加温。8为含油层封堵水泥圈，它可用 200#水泥，粘给强度较低，以便撤钻具、电阻圈时将它砸碎，顺利提钻。9为 长箭头，示含油、气的运移方向。10为剖面上的等温线。在各岩层均质、等 导热率和等热容的情况，它们是同心、等距的等温线。11为短箭头，示各上、 下含油层界面上油气运移方向。在通电开始时，电阻圈的钻井壁岩石升温。 随时间的推移，周围岩石升温的范围扩大，形成电阻圈处为中心的温度场。 随着温度渐次增高，油的黏度降低，水汽和解吸的天然气的压力驱动油、气 前进。与同心圈垂直方向为放射线(但图中未画出)，此放射线的温度由高到 低，与油气的运行方向一致。在含油层与下伏、上覆岩层的界面上，此放射 线的箭头斜向指向含油层(如短箭头11所示)，因此，顶、底岩石中若有少 量油、气，则它们将在温度(压力)梯度下向含油层运移。在含油层内，温 度场等温线落后于顶、底板的等温线(温度滞后)，且顶、底等温线在这里重 迭(温度较高)，故含油层之内的温度与顶底相比，特点为：在温度场前沿、 含油层的温度比较滞后，因此，所受油气压力偏低，顶底板油、气向含油层 运移；含油层为一高温层，它以较滞后、但更高的温度驱动油、气前进；若 重迭带温度不断上升，其中的油、气、水将驱赶殆尽，直至高岭石、伊利石 等粘土矿物向蒙脱石转化，使石英、长石等可与碱反应的矿物溶蚀，使地层 中油、气、水排尽而停止地层渗流。从上述分析可见，本法采油可使油、气 采收率近100％；当顶底板含油较多时，“采收率”可超过100％。

附图中，电阻圈的按装和撤出均由钻杆5完成。钻杆内还有电缆将光电 风电(少量网电)传输到电阻圈，但图中没有画出。

供电、热钻孔设在与采油钻孔群各孔大致等距的中心位置；当地层倾斜 或热传导系数各方向大小不同时，热传导系数较大的方向应减小距离，也可 计算确定孔距。各采油钻孔中设热电隅，以监测各孔的井温。当多数钻孔的 温度达到150℃时，供热钻孔停止供电，以免采油钻井内温度过高、防止钢铁 件软化。

当各采油孔的油、气采集量显著减少，最后趋于零时，停止采油，撤出 热电阻等。

此采油法亦适用于一般油田，以及报废油田的复采。