[发明专利]油田储层的预调节

说明书

本申请是2007年12月12日提交的国际申请号为：PCT/CA2007/002249、国际公布号为：WO2008/070990的发明专利申请进入中国后的申请号为200780051254.4的发明名称为“油田储层的预调节”的分案申请，上述PCT申请的全部内容引入本文作为参考。

相关申请的交叉引用

本申请要求2006年12月13日提交的且标题为“Bulk Reservoir Upgrading Through Utilisation of Slow Minority Phase Reagent-Carrying Fluid Floods（通过利用含有缓慢少数相试剂的流体注入的总储层提质加工）”的待审查美国临时专利申请序列号60/869,886以及2006年12月13日提交的且标题为“Hydrate Process for Enhanced Recovery of Heavy Oil and Tar Sand Bitumen from Reservoirs（从储层提高重油和焦油砂沥青的采收的水合方法）”的待审查美国临时专利申请序列号60/869,888的优先权，该两篇申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及提高石油产品的采收。

背景

目前，使用原地技术来从深度大于约70米的油砂矿床中提取重油或沥青。露天开采这些矿床是不经济的。取决于所使用的特定方法和操作条件，原地方法能够产生约10%到60%原始体积的适当的油（oil in place）。所产生的油通常由溶解气和在表面条件下具有大于约1000cP（厘泊）的粘度的低API（美国石油协会）重力油组成。重油或沥青被采出到地面，且常常用溶剂（例如稀释剂或气体凝析物）稀释，以促进将产品管道输送到地面设施，例如用于提质加工和转化为合成原油的重油质量改善装置(heavy oil upgrader)。合成原油是能够用于常规原油炼油厂以转化为汽油、煤油和其他石油化工产品的增值产品。

常规提质加工在地面的炼油厂进行，且可以使用诸如减粘裂化、热裂化或催化方法如加氢裂化和加氢处理的方法，以减小油的平均分子量，增加氢含量，减少硫含量和氮含量以及将油的组成调制成所需的产品流。已经提出了用于储层的提质加工的类似的方法，其中将催化剂和采收方法结合，以实现对油田本身的这些有益改变。实例包括THAI方法（即“水平段注空气(toe-to-heel air injection”的首字母缩写词)和CAPRI方法（使用催化剂的THAI的变型）。

采收重油或沥青的常规技术通常是热采收方法或非热采收方法。周期注蒸汽（cyclic steam stimulation，CSS）是热采收方法的一个实例。在该方法的第一阶段中，将一定量的高压蒸汽通过注入井（injection well）注入到油砂地层中，以加热沥青。一般将蒸汽在储层的破裂压力以上的压力下注入，所以在注入过程中在储层中形成蒸汽破裂。在第二任选的阶段中，使储层“浸泡”，在此期间，蒸汽冷凝并将蒸汽的潜热释放至地层，因此进一步加热油砂。在第三阶段，注入井被切换到开采井(production well)，且包括蒸汽、冷凝蒸汽、流动沥青和气体的储层流体被开采到地面。开采阶段在获得经济的沥青采收率时一直持续下去。在沥青率变得太低而使得该方法不经济时，该井被切换为注入，且第一阶段再次开始。这些阶段在该方法具有经济性的情况下重复许多周期。该CSS方法依赖于作为重油和沥青采收的主要驱油机制的地层再压实、溶解气驱动和重力泄油。与CSS相关的主要成本是蒸汽产生、水处理（water handling）和净化（treatment）以及再循环。

热采收方法的另一个实例是蒸汽辅助重力泄油（SAGD）。通常，在重油或沥青储层中打钻基本上相互平行的两个水平井，其中一个井竖直地位于第二井之上。上部井是注入井，而下部井是开采井。蒸汽通过上部井被注入，并形成在储层内增长的汽相室。注入的蒸汽到达消耗蒸汽室(depletion steam chamber)的边缘，并将潜热输送至周围的油砂。油砂内的油被加热，且因此它的粘度降低。该油在蒸汽室内和沿着蒸汽室边缘在重力的作用下向开采井排出。储层流体，即加热的油和冷凝物，进入开采井，并通过自然压力或通过泵被推动到地面。在该方法的初始阶段，蒸汽室竖直地增长。在该室到达储层的顶部之后，它可能横向增长，然而来自蒸汽的热能够损失到储层的富油层(oil-rich zone)的上边界中存在的页岩和其他材料中。通常，SAGD的主要投资和运行成本在于蒸汽产生和水处理、净化和再循环设施。