[发明专利]一种组成可调节的多元热流体采油工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种多元热流体采油工艺，且尤其涉及一种组成可调节的多元热流体采油工艺。

背景技术

稠油资源在世界范围内分布广泛，储量巨大，仅加拿大的稠油原始地址储量即达到4000亿立方米，是中东原油储量的2倍。但是稠油胶质沥青质含量高，粘度大，流动性差，采收困难。蒸汽热采是一种被证实的有效提高稠油采收率的方法。该方法是在地面通过蒸汽锅炉产生高温（300℃以上）蒸汽，再将蒸汽通过油管注入地层，蒸汽进入地层后冷凝放热，将地层岩石及流体加热。原油升温后粘度降低，流动性增加，易于产出。

油田所用蒸汽锅炉一般以重油（或原油）为燃料，燃烧产生的烟气直接排放。这种锅炉存在三个问题：首先，燃料燃烧产生大量的二氧化碳，直接排放会产生温室效应；其次，原油未经深化加工直接燃烧会产生大量酸性气体（SO₂和NO_x），造成严重的环境污染；最后，有部分热能被废气带走，热能利用率低，目前油田注汽锅炉的热效率只有80%～87%。若一口热采井需要注入3000t蒸汽，则需要燃烧180t原油，产生560t二氧化碳、1.8t二氧化硫（原油含硫按质量计1%）、0.47t NO_x，这些气体直接排放会造成环境问题，回收又大大增加采油成本。

有研究表明，向蒸汽中添加二氧化碳、氮气等非凝析气体形成多元热流体可以提高热采产量。这是因为，二氧化碳进入油层后易溶于原油中，对稠油具有显著降粘作用，二氧化碳溶解于水之后形成的碳酸对地层具有解堵作用；而氮气难于压缩，进入油层后具有扩大多元热流体的地下波及范围、对地层增能保压、提高热采过程中回采水率的作用。

最新的研究表明将燃料与空气直接燃烧产生的烟气与水蒸汽混合后形成多元热流体注入油藏中，可以解决传统蒸汽锅炉所面临的三个问题，既能够降低有害气体排放、增加热能利用率，又可以将烟气有效利用，提高稠油热采产量。

然而，由于燃料与空气直接燃烧产生的烟气组成较为固定，即烟气的主要成分二氧化碳和氮气的质量比是固定的，不能随意改变，因此烟气与水蒸汽混合后形成的多元热流体具有固定的组成，即具有固定的二氧化碳、氮气与水蒸汽的质量比。二氧化碳可以易溶于原油油藏中起降粘的作用，从而提高油藏采收率。而氮气在原油及地层水中溶解能力较弱，进入地层后以游离气体形式存在，这会降低油藏的平均温度，弱化降粘作用的效果，从而影响热采效果，但氮气另一方面却可以增加地层能量，扩大加热范围，对提高原油热采效果也具有积极的作用。对于开采粘度较高的原油来说，降低粘度最为重要；而对于开采粘度较低且油藏亏空明显的原油来说，补充地层能量更为重要。因此，在开发不同类型的油藏时，除了对温度进行调整外，还应该对多元热流体的组成进行调整，以获得最佳的热采效果。显然，现有的多元热流体采油工艺因多元热流体的组成相对固定，无法针对不同类型的油藏进行组成调节，因而无法获得实现不同类型油藏的最佳热采效果所应具有的最佳组成的多元热流体，从而使现有的多元热流体采油工艺的应用范围和效益受到限制。

因此，需要一种组成可调节的多元热流体采油工艺以适应多种不同类型原油油藏的开采并均获得极佳的热采效果和采收率。

发明内容

本发明的目的是提供一种组成可调节的多元热流体采油工艺。

本发明所述的一种组成可调节的多元热流体采油工艺包括将空气产生的氧气与燃料和水一起加入到反应器中，氧气与燃料燃烧产生烟气和热，热将水加热生成热水/水蒸汽，所产生的烟气与热水/水蒸汽混合后形成多元热流体，其中通过控制加入到所述反应器中的氧气的纯度而获得具有不同质量比的烟气与热水/水蒸汽的多元热流体；接着，将所述具有不同质量比的烟气与热水/水蒸汽的多元热流体注入不同类型的油藏中进行采油。

在本发明的一个实施方案中，控制加入到所述反应器中的氧气的纯度为50%-90%，获得具有质量比为0.20-0.37的烟气与水蒸汽的多元热流体，将温度在250℃-350℃的所述多元热流体注入粘度＞10000mP·s的油藏中，采用多元热流体辅助重力驱热采方式进行采油。

在本发明的一个实施方案中，控制加入到所述反应器中的氧气的纯度为30%-50%，获得具有质量比为0.36-0.61的烟气与水蒸汽的多元热流体，将温度在250℃-350℃的所述多元热流体注入粘度在150-10000mPa·s的油藏中，采用多元热流体吞吐热采方式进行采油。