專利名稱：利用先導(dǎo)性試驗(yàn)，在礦床中模擬開采碳?xì)浠衔锏姆椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種利用先導(dǎo)性試驗(yàn)，在礦床中模擬開采儲(chǔ)層中碳?xì)浠衔锏姆椒?，以及?yīng)用這種方法挖掘礦井的布局。
從礦床中開采儲(chǔ)層中的碳?xì)浠衔?，需要巨額投資，這是因?yàn)檫M(jìn)行這種開采時(shí)，必須使用大量設(shè)備，同時(shí)為保證開采工作的質(zhì)量，也需要很高的費(fèi)用。因此，一旦地質(zhì)的和地球物理的勘探完成之后，就要在可能含有碳?xì)浠衔锏默F(xiàn)場(chǎng)打深井，以確定穿透巖層的性質(zhì)，以及儲(chǔ)層中碳?xì)浠衔锏馁|(zhì)量。鉆探結(jié)束時(shí)，就可以知道儲(chǔ)層是否確實(shí)含油，但仍需測(cè)定所發(fā)現(xiàn)的礦床是否具有開采價(jià)值。這就必須進(jìn)行證實(shí)性的附加鉆探，以便確定礦床的規(guī)模，規(guī)定儲(chǔ)油巖的儲(chǔ)量。
此時(shí)，即可以采用輔助回流方法，通過注入井，向儲(chǔ)層中注入流體，迫使石油流向采油井，流出液從井口上升到地面，注入的流體可以是水蒸氣、氣體、化學(xué)物質(zhì)或者其它任何流體。
為了現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)這種輔助回流改善包含在儲(chǔ)層中碳?xì)浠衔锊捎头ǖ男б妫梢赃M(jìn)行先導(dǎo)性試驗(yàn)，就是利用幾口井，在縮小比例的礦床內(nèi)進(jìn)行模擬開采。(對(duì)照真正開采時(shí)的實(shí)際距離)，這些礦井相距很近。完成這一步驟之后，通過分析在整個(gè)碳化物儲(chǔ)層中推廣這種輔助回流采油方法的效果，就可以判斷先導(dǎo)性試驗(yàn)具有多大效益。
目前先導(dǎo)性試驗(yàn)均采用豎井布局，最常見的是四井、五井或七井布局。這些豎井中，一些井用做注入井，而另一些井做為采油井。
在挖掘的礦井網(wǎng)路中，恰當(dāng)?shù)剡x擇注入井，就有希望確定采油區(qū)的邊界，把有關(guān)開采區(qū)初始位置上的石油與試井產(chǎn)量進(jìn)行對(duì)比，也能對(duì)所用的輔助回流采油法的效益作出評(píng)價(jià)。
然而，利用豎井來確定先導(dǎo)性試驗(yàn)區(qū)的邊界所需的注入流量大大超過實(shí)際采油量，也就是說，流入的流體量多于開采的流體量。
豎井還有另一個(gè)缺點(diǎn)，就是它們?cè)谳^低的高度上穿透儲(chǔ)層，因此根據(jù)井中采集的探品及測(cè)量值，僅能了解局部點(diǎn)的情況，只是涉及儲(chǔ)層的幾個(gè)點(diǎn)而已。這個(gè)缺點(diǎn)往往不利于正確分析先導(dǎo)性試驗(yàn)的結(jié)果。
最后采用化學(xué)方式實(shí)施輔助回流采油時(shí)，大流量的注入也會(huì)造成昂貴的成本，尤其是儲(chǔ)層較薄而且埋藏很深的情況下，更是如此。
因此，為了消除現(xiàn)行的先導(dǎo)性試驗(yàn)布局上述的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出，注入較小流量的流體，從而大大降低了生產(chǎn)成本。
本發(fā)明旨在利用水平礦井的優(yōu)點(diǎn)，也就是說，礦井自地表以下的初始段基本上是垂直的，接著是一段彎曲部份，以及由明顯的水平通道構(gòu)成的部份延伸到儲(chǔ)層中。這種通道結(jié)構(gòu)是在儲(chǔ)層中完成的，要使通道恰好沿著試驗(yàn)采油區(qū)的邊界，構(gòu)成一個(gè)多邊形，一些通道用于注入，另一通道用于采油，注入通道的流量總和明顯地等于采油通道的流量總和。
因此，本發(fā)明的目的在于提出一種利用先導(dǎo)性試驗(yàn)，在礦床模擬開采儲(chǔ)層中的碳?xì)浠衔锏姆椒?，具體的作法是，通過注入井向上述儲(chǔ)層中注入流體，迫使上述碳?xì)浠衔锪飨虿捎途?，流出液從那里上升到地面，其特征在于，這些注入井和采油井從地表以下一段實(shí)際上垂直挖掘，然后通過明顯水平的通道延伸到上述儲(chǔ)層內(nèi)，這些水平通道在儲(chǔ)層平面內(nèi)至少一部份構(gòu)成一個(gè)多邊形幾何形狀。
-提出第一種狀態(tài)，使位于上述幾何形狀邊緣的通道或者注入或者采油;
-提出第二種狀態(tài)，與第一種狀態(tài)相反，使位于上述幾何形狀內(nèi)部的通道采油或注入，-調(diào)節(jié)注入流體和開采流體容積的流量，使注入通道的流量總和明顯等于采油通道的流量總和。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，這個(gè)幾何形狀為矩形，其長度由兩個(gè)平行的水平通道來限制，第三個(gè)通道與前兩個(gè)通道平行，并且明顯保持與兩個(gè)原通道等距離。當(dāng)注入和開采時(shí)兩個(gè)通道位于邊緣時(shí)，流量為q/2，而在注入開采時(shí)通道位于中央時(shí)流量為q。
根據(jù)第一個(gè)特定的特征，注入流體為水蒸汽。
根據(jù)第二個(gè)特定的特征，注入流體為化學(xué)物質(zhì)，例如主要是一種聚合物。
本發(fā)明還包括一種用于實(shí)現(xiàn)上述模擬開采方法的先導(dǎo)性礦井挖掘布局，其特征在于，水平通道明顯地在儲(chǔ)層的頂與底之間1/2高度處開鑿的。
有利的是三個(gè)水平通道平行分布在儲(chǔ)層中。X表示一個(gè)通道的水平長度，Y表示兩個(gè)相鄰?fù)ǖ赖拈g距，H表示儲(chǔ)層的厚度(最厚等于10米)，X和Y值的選擇應(yīng)當(dāng)符合X≥/5H，X≥/4Y方程式的要求。
最后，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，宜在較薄的砂巖質(zhì)儲(chǔ)層中試鉆，通道之間不應(yīng)含有連續(xù)不透水的夾層，而且初始?jí)毫μ荻纫　?br> 現(xiàn)在更詳細(xì)地介紹本發(fā)明一種特殊的實(shí)施例，可以更好地理解本發(fā)明的基本特征和優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)然，這種實(shí)施例選做為例子，但實(shí)際配置絕不僅僅限于這個(gè)實(shí)施例。附圖對(duì)這種實(shí)施例做了概括的描述，其中


圖1表示礦床內(nèi)具有水平通道的礦井布局;
圖2在儲(chǔ)層的剖面圖上表示了先導(dǎo)性試驗(yàn)的第一個(gè)實(shí)施例;
圖3表示了先導(dǎo)性試驗(yàn)的第二個(gè)實(shí)施例。
圖1表示了用于先導(dǎo)性試驗(yàn)的三個(gè)礦井(3、4、5)鉆井布局。這三個(gè)礦井自地表面以下初始段(3a、4a、5a)基本垂直，明顯水平的通道3b、4b、5b延伸到儲(chǔ)層內(nèi)。在此實(shí)施例中，通道3b和5b限定矩形的邊界，通道4b位于通道3b和5b中央的平行方向上。這三個(gè)水平通道在儲(chǔ)層內(nèi)的長度為X，它們之間的近似水平距離為Y，儲(chǔ)層的厚度為H。示意圖符合下列條件，即Y≥/5H，X≥4Y。
中央通道4b按q流量采油。限定矩形邊界的外圍通道3b和5b，各以q/2流量同時(shí)注入，因而可以認(rèn)為，在礦床條件下，注入流體的流量等于開采流體的流量。
在圖2表示的系統(tǒng)中，通道3b和5b上標(biāo)注向下的箭頭，表示注入，通道4b上的向上的箭頭，表示采油。這些箭頭所示的系統(tǒng)，可用來進(jìn)行有效的先導(dǎo)性試驗(yàn)的碳?xì)浠衔镩_采方法，上述方法稱之為“水注入”和“化學(xué)注入”。
這種類型的布局與使用豎井的系統(tǒng)相比具有無可爭(zhēng)辯的優(yōu)點(diǎn)，尤其是從位于兩個(gè)通道3b和5b之間局部位置區(qū)域油井開采石油時(shí)，更是如此。
水平礦井相對(duì)于豎井的優(yōu)點(diǎn)，還在于它能在更大的長度上穿透儲(chǔ)層，這樣，根據(jù)在礦井中(主要在層面，尤其在流體流動(dòng)的層面上)采集樣品和測(cè)量值，就可得出儲(chǔ)層的最佳特性，因此對(duì)儲(chǔ)層的了解更全面，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析也就更精確。
這種布局意味著費(fèi)用較低，尤其是對(duì)于較薄而埋藏很深的儲(chǔ)層來說，更是這樣。這是因?yàn)?，挖掘的礦井?dāng)?shù)目減少，另外在注入化學(xué)物質(zhì)時(shí)，注入流體的數(shù)量也減少。
這種類型的布局，最適用于較薄(厚度小于10米)的砂巖質(zhì)碳?xì)浠衔飪?chǔ)層，礦井之間不應(yīng)含有連續(xù)不透水的夾層，而且初始?jí)毫μ荻纫?，或等于零?br> 本發(fā)明也適用于圖3所示的布局。這種布局包括3個(gè)平行通道6b、7b和8b，布局及間距、長度條件與前例相同。
這里是反向布局。中央通道7b用于注入，兩邊的通道6b和8b用于采油。中央通道7b按q流量進(jìn)行注入。
進(jìn)行先導(dǎo)性試驗(yàn)之前，如果儲(chǔ)層內(nèi)沒有流動(dòng)的水，而出現(xiàn)粘油，并帶有較小的流動(dòng)性(小于1米D/CP)，在此配置狀態(tài)下，可進(jìn)行熱注入，同時(shí)使油井6b和8b最大幅度地采油，但每個(gè)油井的流量不得超過q/2。
反向布局也適用于第三紀(jì)地質(zhì)條件下實(shí)施回流采油的情況，也就是說，當(dāng)?shù)V井內(nèi)含有水百分比高時(shí)，利用水清洗礦床之后的條件。礦井6b和8b的流量必須等于q/2。
本發(fā)明也完全適用于以下的這種情況，即明顯水平的通道在儲(chǔ)層的平面內(nèi)構(gòu)成一個(gè)多邊形的幾何形狀，而不是象以前那樣，只是一個(gè)簡單的矩形。
此時(shí)只需使一些通道處于注入或開采油的第一種狀態(tài)，另一些通道仍處于第二種狀態(tài)(注入或開采)，與第一種狀態(tài)相反。然后，調(diào)節(jié)注入和采油流量，使注入通道流量總和明顯等于采油通道流量總和。
當(dāng)然本發(fā)明的應(yīng)用絕不僅僅限于以上介紹的某些情況，特別是不限于用于描述本發(fā)明的實(shí)施例的具體細(xì)節(jié)。所有其它能夠提出做為例子而說明的實(shí)施例和它的組成另件同樣都不超出本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.利用先導(dǎo)性試驗(yàn)，在礦床(1)中模擬開采儲(chǔ)層(2)中碳?xì)浠衔锏姆椒ǎㄟ^注入井(3b、5b和7b)，向上述儲(chǔ)層(2)中注入流體，使上述碳?xì)浠衔锪飨虿捎途?4b、6b和8b)，流出液從井口流出地面，其特征是，上述注入井和采油井(3、4、5、6、7、8)，均是從地表起往下基本垂直挖掘的，然后通過位于上述儲(chǔ)層內(nèi)部的明顯水平的通道(3b、4b、5b、6b、7b和8b)而延伸到儲(chǔ)層內(nèi)，在儲(chǔ)層平面內(nèi)至少部份地構(gòu)成一個(gè)多邊形幾何形狀。-提出第一種狀態(tài)，使位于上述幾何形狀邊緣的通道注入或采油；-提出第二種狀態(tài)，與上述第一種狀態(tài)相反，使位于上述幾何形狀內(nèi)部的通道注入或采油；-調(diào)節(jié)注入流體流量和采油流量，使注入通道的流量總和明顯等于采油通道的流量總和。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的先導(dǎo)性試驗(yàn)?zāi)M開采方法，其特征是，上述幾何形狀是一個(gè)矩形，其長度由兩個(gè)平行水平的通道(3b和5b;6b和8b)來定界，第三個(gè)通道(4b;7b)安置成與前兩個(gè)通道平行并且在其中央。使兩邊的兩個(gè)通道按q/2流量注入或采油，使中央通道按q流量注入或采油。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的先導(dǎo)性試驗(yàn)?zāi)M開采方法，其特征是，注入流體為水蒸汽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的先導(dǎo)性試驗(yàn)?zāi)M開采方法，其特征是注入流體為一種化學(xué)產(chǎn)品，例如主要是一種聚合物。
5.為實(shí)現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1至4的任何一個(gè)所述的模擬開采方法的礦井挖掘的布局，其特征是，水平通道要在儲(chǔ)層(2)頂和底之間明顯1/2處開鑿。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的礦井挖掘的布局，其特征在于，三個(gè)水平通道(3b、4b和5b;6b、7b和8b)在儲(chǔ)層中平行排列，X表示通道的水平長度，Y表示兩個(gè)相鄰?fù)ǖ赖拈g距H表示儲(chǔ)層的厚度(最厚等于10M)，X和Y值的選擇，要符合Y≥5H，X≥4Y的要求。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的礦井挖掘布局，其特征在于，適用于較薄的砂巖質(zhì)儲(chǔ)層，通道之間不得含有連續(xù)不透水的夾層，而且初始?jí)毫μ荻纫　?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用先導(dǎo)性試驗(yàn)，在礦床中模擬開采儲(chǔ)層中碳?xì)浠衔锏姆椒ǎ@種方法要借助具有水平通道的注入井和采油井來實(shí)現(xiàn)。在儲(chǔ)層的平面內(nèi)，這些通道至少部分地構(gòu)成一個(gè)多邊形的幾何形狀。
文檔編號(hào)E21B43/30GK1044147SQ8910544
公開日1990年7月25日 申請(qǐng)日期1989年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月30日
發(fā)明者讓·貢姆貝 申請(qǐng)人:法國石油研究所