[发明专利]一种湿式火烧吞吐采油方法

说明书

技术领域

本发明属于从井中开采油的领域，具体涉及一种使用热能的开采油方法。

背景技术

世界稠油和沥青砂的资源量丰富，储量是常规石油资源的3倍以上。我国稠油储量预计超过200亿吨，占油气总储量的20%以上，且动用程度较低。随着常规石油可采储量不断减少，新发现大型油田的机率变小，稠油和沥青砂将是未来主要油气资源之一。但是，稠油中胶质和沥青质含量高，粘度达几十至几十万mPa·s，流动性差，水驱、化学驱和气驱等方法无法开采或开采效果差，主要采用热力采油方法。蒸汽吞吐、蒸汽驱和蒸汽辅助重力泄油（Steam Assisted Gravity Draingage，简称SAGD）等注蒸汽方法是目前应用范围最广、开采效果最好的热力采油方法，目前约有80%的稠油和沥青砂是依靠注蒸汽采出的。但是，注蒸汽热力采油方法存在的主要问题有：一是地面和井筒热损失高（高达10-30%以上）；二是蒸汽冷凝后的油水两相流动会影响稠油产量，且冷凝后的热水会吸收大量热量；三是井底和地层内的蒸汽相分离及蒸汽超覆会降低热利用率和波及效率；四是不适用于深层、海上、沙漠和强水敏油藏；五是开采的中后期的产量低、油汽比低、经济效益差，需要转换开发方法。特别地，采油平台空间有限的海上稠油油藏、水源缺乏的沙漠稠油油藏及深层稠油油藏很难实施注蒸汽热采，目前主要靠常规冷采方法进行开采，采油速度和采收率低，亟待采用有效的稠油开采新方法。

张方礼.（火烧油层技术综述.特种油气藏，2011,18(6)：1-5,65.）介绍了火烧油层技术的研究与应用进展情况。火烧油层（In-situ Combustion）是一种非常有潜力的热力采油方法，20世纪初就提出了燃烧部分地下稠油储量向油层传递热量和驱动原油来提高产量的设想。该方法直到1952年才开始被较广泛采纳。经过几十年的研究和发展，火驱采油方法已成为一种有效的稠油热力开采方法。火烧油层是使稠油在油藏压缩空气（或氧气）中部分燃烧。在不断注入空气（或氧气）时，油藏中的燃烧前缘从注入井向采油井传播。当火焰前缘通过储集层时，会使油和水高温汽化，同时砂中某些矿物的组成也会变化。蒸汽被驱动至火焰前缘前面较冷的油层部分冷凝。这样汽化、驱动和冷凝的过程不断反复向外扩展，最终，油通过采油井被开采至地面。在火烧油层开采过程中，供燃烧的燃料是蒸汽和燃烧产生烟气驱替后残留的焦。

火烧油层采油方法的优势在于：注入剂是空气或者氧气，成本低且来源广；火烧油层的驱油效率高，可达80-90%；地面消耗能量少，同样规模油藏火烧油层所消耗地面能量只是蒸汽驱的1/4-1/5，主要消耗的能源是蒸汽驱或其它强化采油所采不出的残余油；油藏适用性比较广泛，可用于一次、二次和三次采油，不但适合于一般轻油油藏和一般稠油油藏，而且对于油层较薄或埋藏较深、注蒸汽无法经济开采的稠油油藏，均可采用火烧油层方法进行开采。

常规火烧油层的工艺方式是指火烧油层驱油或火驱，主要有干式正向燃烧、湿式正向燃烧和反向干式燃烧三种。干式正向燃烧是向注入井注入空气（或氧气），并在注入井点火，燃烧前缘随着不断注入空气而向采出井推进，但燃烧前缘后面已燃区温度高、热量利用率低，且向采出井驱替未加热的稠油、阻力大，在燃烧前缘接近采出井前主要是依靠火烧油层产生尾气的“冷采”，对于粘度较低的稠油具有一定的提高产量和采收率的效果，而对粘度较高的稠油，还必须通过采出井蒸汽吞吐开采，尾气主要起到增大油藏压力的作用；湿式正向燃烧与干式正向燃烧相似，但在注入空气（或氧气）同时注入一定比例的水，水流经已燃区时被加热、汽化，携带大量的热量，提高了热效率，但仍存在驱替未加热稠油阻力大、影响燃烧前缘温度甚至熄火的问题；反向燃烧是向注入井注入空气（或氧气），而在采出井点火，在原理上向采出井驱替的是加热过的原油，但是存在点火困难、稠油低温氧化、燃烧前缘不稳定和控制困难等不足。因此，现有火烧油层方法都存在开采机理复杂、工艺技术要求高和技术经济风险大的问题。