一種利用空腔氣體循環(huán)加熱的采油方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及采油技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種利用空腔氣體循環(huán)加熱的采油方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在目前的陸地或海上油田中，許多油層，由于其含有膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和長鏈?zhǔn)灣煞荼戎剌^大，具高粘度和高凝固點(diǎn)特性，造成原油在儲層和井筒中的流動(dòng)性變差，尤其是達(dá)到稠油量級的一類油層，其開采難度大，采收率低。稠油指地層條件下，黏度大于50毫帕?秒，或在油層溫度下脫氣原油黏度為1000?10000毫帕?秒的高黏度重質(zhì)原油。稠油黏度高、密度高、含輕質(zhì)餾分少，開采困難。
[0003]但同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)，這一類油層往往具有敏感的粘溫性，近年來發(fā)展起來的熱采技術(shù)備受關(guān)注，成為國內(nèi)外提高石油采收率領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
[0004]縱觀現(xiàn)有的熱采技術(shù)，當(dāng)前熱力提供多為蒸汽作熱流體，對設(shè)備要求苛刻、產(chǎn)生蒸汽耗能高、鍋爐占地空間大、熱量損失多，對井深較大、空間或承重受限及受氣候條件影響明顯油田，技術(shù)實(shí)施難度大。
[0005]此外，在油井或井組使用蒸汽吞吐或蒸汽驅(qū)進(jìn)行開采時(shí)，開采成本高、水資源浪費(fèi)嚴(yán)重、需要污染廢水處理成本高。高成本、高污染限制了以蒸汽作為流體熱化學(xué)采油方式的發(fā)展。
[0006]油藏的空腔處有氣體，其氣體成分含天然氣或石油伴生氣，也可稱為油田氣或伴生氣在此我們將油藏的空腔處的氣體統(tǒng)稱為空腔氣體。通過研究發(fā)現(xiàn)，利用空腔氣體對油層加熱后進(jìn)行采油可克服蒸汽流體的缺點(diǎn)。
[0007]該方法具有:采油成本低、無需水資源、污染水處理成本低、壓力和溫度可分別進(jìn)行調(diào)控、采油的油氣比高、收率高的特點(diǎn)。
[0008]因此，本發(fā)明提出一種利用空腔氣體循環(huán)加熱的采油方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了解決目前稠油開采存在的的問題，本發(fā)明提供一種優(yōu)化的利用空腔氣體循環(huán)加熱的采油方法，其具體的技術(shù)方案如下:
一種利用空腔氣體循環(huán)加熱的采油方法，包括如下步驟:將石油油層中的空腔氣體導(dǎo)入加熱設(shè)備進(jìn)行加熱；然后將加熱后的空腔氣體注入油層后，進(jìn)行采油。
[0010]進(jìn)一步地，所述空腔氣體由加熱設(shè)備加熱至80°C?900°C。
[0011]進(jìn)一步地，同時(shí)將氮?dú)狻⒍趸?、水蒸汽、惰性氣體中的一種或多種通入井下，進(jìn)行井下調(diào)壓和/或加熱并采油。
[0012]進(jìn)一步地，采油初期油層沒有空腔氣體的，將氮?dú)?、二氧化碳、水蒸汽、惰性氣體中的一種或多種通入井下，進(jìn)行井下調(diào)壓和/或加熱并采油；待到空腔形成后利用空腔氣體進(jìn)行井下調(diào)壓和/或加熱。
[0013]進(jìn)一步地，采油初期油層沒有形成空腔氣體的，首先使用現(xiàn)有的采油方法進(jìn)行采油；待到空腔氣體形成后利用空腔氣體進(jìn)行井下調(diào)壓和加熱。
[0014]進(jìn)一步地，油層的空腔氣體通過井管進(jìn)入氣液分離器進(jìn)行氣液分離，氣液分離后，液體進(jìn)入集油器，空腔氣體進(jìn)入加熱設(shè)備進(jìn)行加熱；液體進(jìn)入集油器之前經(jīng)油水分離器進(jìn)行油水分離；空腔氣體進(jìn)入加熱設(shè)備之前由集氣容器進(jìn)行儲存。
[0015]進(jìn)一步地，一部分空腔氣體進(jìn)入加熱設(shè)備作為加熱設(shè)備的燃料使用。
[0016]進(jìn)一步地，所述石油包括輕質(zhì)石油、稠油、頁巖油、油砂、瀝青、干酪根中的一種或多種。
[0017]進(jìn)一步地，所述加熱設(shè)備產(chǎn)生的煙氣同時(shí)被注入油層。
[0018]進(jìn)一步地，所述油層中放置催化劑容器，催化劑容器內(nèi)放置催化劑；所述催化劑容器為表面開孔容器，石油可以通過開孔流入和流出催化劑容器。
[0019]本發(fā)明所提供的一種利用空腔氣體循環(huán)加熱的采油方法，具有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明利用空腔氣體作為熱的載體實(shí)現(xiàn)對油層加熱，具有很好的增加油品流動(dòng)性及驅(qū)油的效果。本發(fā)明利用空腔氣體作為熱的載體，起到代替蒸汽吞吐或蒸汽驅(qū)的作用。因?yàn)楸景l(fā)明利用空腔氣體作為熱的載體代替水蒸氣，因而不需要使用水來產(chǎn)生水蒸氣；可以起到節(jié)約水資源、減少熱采油的生產(chǎn)工序、減少后期污水處理成本、降低采油生產(chǎn)成本的效果。
[0020]蒸汽吞吐或蒸汽驅(qū)技術(shù)通過向油藏注入水蒸汽對油藏進(jìn)行加熱，水蒸氣放熱后冷凝成為水，水積在油藏里成為底邊水，影響采油收率。因?yàn)楸景l(fā)明不向油藏注入水蒸氣，與蒸汽吞吐或蒸汽驅(qū)技術(shù)相比會(huì)減少油減底邊水，具有提尚有效生廣期、提尚油氣比、提尚米收率的效果。
[0021]水蒸氣的溫度和壓力之間互相影響，油藏內(nèi)的壓力和溫度較難根據(jù)生產(chǎn)需要進(jìn)行獨(dú)立調(diào)整，存在壓力和溫度互相制約的缺點(diǎn)。本發(fā)明使用空腔氣體作為熱的載體，空腔氣體的壓力和溫度之間沒有必然的聯(lián)動(dòng)關(guān)系，因而本發(fā)明具有溫度可調(diào)、壓力可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)?？梢愿鶕?jù)生產(chǎn)需要任意設(shè)定最佳壓力和最佳溫度。油藏低壓高溫有利于油向井底匯集；高壓高溫利于油的開采。可以通過調(diào)整空腔氣體加熱溫度進(jìn)行采油，達(dá)到提高采油收率的效果。
[0022]本發(fā)明可以采用恒壓方式進(jìn)行加熱，也可以通過根據(jù)加熱階段和采油階段對壓力的不同需求采用變壓方式進(jìn)行加熱，提高油的采收率。本發(fā)明可以采用恒溫方式進(jìn)行加熱，也可以通過根據(jù)不同加熱階段和不同采油階段對溫度的不同需求采用變溫方式進(jìn)行加熱，提尚油的米收率。
[0023]本發(fā)明注入井下的熱載體為空腔氣體，與水蒸氣相比具有氣體體積不因液化而氣體體積變小的優(yōu)點(diǎn)、井下壓力易調(diào)控的優(yōu)點(diǎn)，在代替蒸汽驅(qū)技術(shù)時(shí)具有驅(qū)油效果高的優(yōu)點(diǎn)。
[0024]蒸汽吞吐或蒸汽驅(qū)存在因蒸汽的冷凝造成的井下排水的問題，同時(shí)蒸氣吞吐或蒸汽驅(qū)蒸汽的注入壓力和溫度互相制約，存在根據(jù)需要單獨(dú)調(diào)整溫度或壓力困難的問題。和蒸汽吞吐或蒸汽驅(qū)相比，本發(fā)明既不存在因蒸汽的冷凝造成的井下排水的問題，加熱的溫度和壓力也可以根據(jù)需要分別進(jìn)行調(diào)整，與蒸汽吞吐或蒸汽驅(qū)技術(shù)相比具有熱效率高，生產(chǎn)工藝調(diào)整靈活、調(diào)整范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。
[0025]本發(fā)明一部分空腔氣體進(jìn)入加熱設(shè)備作為加熱設(shè)備的燃料使用，加熱設(shè)備產(chǎn)生的煙氣同時(shí)被注入油層，可以起到部分代替利用火驅(qū)(火燒油)對油層加熱的作用。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中利用空腔氣體循環(huán)加熱的采油方法的示意圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例2中利用空腔氣體循環(huán)加熱的采油方法的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明的一種利用空腔氣體循環(huán)加熱的采油方法作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0028]在油井或井組使用蒸汽吞吐或蒸汽驅(qū)進(jìn)行開采時(shí)，存在開采成本高、水資源浪費(fèi)、需要污染廢水處理成本的缺點(diǎn)。油層的空腔處有氣體，即空腔氣體。其氣體成分含天然氣或石油伴生氣，也稱為油田氣或伴生氣?？涨粴怏w主成分為甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷等低碳烷烴以及二氧化碳、氮?dú)?、氫氣、硫化物等非烴類物質(zhì)。本發(fā)明提供的利用空腔氣體對油層加熱的方法具有:采油成本低、無需水資源、污染水處理成本低、壓力和溫度可調(diào)、采油的油氣比高、收率高的特點(diǎn)。
[0029]實(shí)施例1:
本發(fā)明可以應(yīng)用于吞吐式采油，也可以應(yīng)用于驅(qū)油式采油。為便于說明，本實(shí)施例以驅(qū)油式為例進(jìn)行說明。
[0030]空腔氣體的采集井管和注入井管和采油井管和煙氣注入井管可以利用套管實(shí)現(xiàn)共用一根或幾根井管，也可以分別使用獨(dú)立井管。本實(shí)施例中，以獨(dú)立井管為例進(jìn)行說明。
[0031]從圖1中可以看出，一種利用空腔氣體循環(huán)加熱的采油方法，利用壓力差將油層30內(nèi)的空腔氣體經(jīng)分離器I初步進(jìn)行氣液分施后，通過抽氣井管2進(jìn)入加熱設(shè)備11。壓力差既可以是油藏壓力與大氣氣壓的差，也可以是利用外力制造的壓力差?？涨粴怏w被加熱設(shè)備11加熱成高溫氣體后經(jīng)2#壓縮機(jī)23加壓重新注入油層30。油層被加熱后，油的流動(dòng)性增加，更易于向井底匯集，有利于提高采油效率。油匯集后，用抽油機(jī)26將匯集到井底的石油抽取。采油時(shí)可根據(jù)需要調(diào)整注氣壓力，以便于采油。抽取后的石油可以與加熱設(shè)備的助燃空氣進(jìn)行換熱，提高熱效率。
[0032]實(shí)施例2:
本實(shí)施例同樣以驅(qū)油式為例進(jìn)行說明。參照圖2，利用壓力差將油藏4中的空腔氣體通過抽氣井管2進(jìn)入進(jìn)行氣液分離器6。抽取后利用采樣裝置3對空腔氣體進(jìn)行采樣，掌握氧含量以確保生產(chǎn)安全。上述壓力差既可以是油藏壓力與大氣氣壓的差，也可以是利用外力制造的壓力差。
[0033]分離后的液體中如水分含量不高可直接進(jìn)入集油器8，分離后的液體中如水分含量高，則先進(jìn)入到油水分離器7進(jìn)行油水分離，分離后的油進(jìn)入集油器8，分離后的水可集中到儲水裝置10，分離后的水可以注入井下，或凈化處理后排放，水如果注入井下可單獨(dú)設(shè)井管或利用抽氣井管2、注氣井管27、煙氣井管28的任意井管進(jìn)行注入。分離后的水注入井下不會(huì)增加井下的水的總量，不存在影響環(huán)境的問題；如凈化處理后排放的話，與使用蒸汽驅(qū)或蒸汽吞吐技術(shù)相比需要處理的水量少，成本低，與蒸汽驅(qū)或蒸汽吞吐相比本發(fā)明具有環(huán)保性好的特點(diǎn)。
[0034]—部分空腔氣體作為加熱設(shè)備的燃料，進(jìn)入加熱設(shè)備11使用，加熱設(shè)備也可使用其如煤炭、油、生物質(zhì)能源等其他燃料進(jìn)行加熱，或采用非燃燒加熱方式進(jìn)行加熱，如電加熱、等離子加熱、熱栗加熱、地?zé)帷⑻柲芗訜岬确绞?。采用空腔氣體作為加熱設(shè)備的燃料進(jìn)行加熱的模式使得本發(fā)明和本設(shè)備具有能源的自我供給功能，基本不需要外部能源的優(yōu)點(diǎn)。
[0035]其余的空腔氣體一部分進(jìn)入集氣容器18儲藏，另一部分空腔氣體經(jīng)壓縮