CN101555787B

CN101555787B - 一种蒸汽驱方法

Info

Publication number: CN101555787B
Application number: CN 200910084544
Authority: CN
Inventors: 陈亚平
Original assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Current assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Priority date: 2009-05-15
Filing date: 2009-05-15
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2029-05-15
Also published as: CN101555787A

Abstract

一种蒸汽驱方法，应用于油田采油。往注蒸汽井中连续注入足够的蒸汽量；在连续注蒸汽情况下，周围生产井间断开井生产和关井。关井期间注蒸汽井周围油藏的压力上升，待压力上升到一定幅度，生产井开井生产。随着开井注蒸汽井周围油藏的压力下降，下降到一定幅度，生产井关井。如此往复循环进行。当压力升高时蒸汽的饱和温度会升高，热量会向油层岩石和原油传递，油层中的岩石和原油的温度也会升高。当压力降低时蒸汽的饱和温度会降低，油层中的岩石和原油在压力升高时形成的温度高于此时蒸汽的饱和温度，原油中含有的水以及岩石表面的水，部分闪蒸成蒸汽，形成泡沫油，泡沫油驱替原油。

Description

一种蒸汽驱方法

技术领域

本发明涉及油田采油技术领域，特别涉及一种蒸汽驱生产原油的方法，提高油藏的采收率和开发效果。

背景技术

常规的蒸汽驱技术是从注蒸汽井连续地向稠油油藏注蒸汽，利用蒸汽所携带的热量，加热稠油和油层，形成蒸汽腔，蒸汽腔中的原油粘度降低，流动性提高，被蒸汽驱向注蒸汽井周围的生产井，生产井连续地生产。但是，在蒸汽腔内由于重力作用，原油沉积在下部，蒸汽在上部，原油并不能很好地被驱走。

专利公开号：CN1385595A，提供了一种强化采油方法，在注气井内注入至少有50% 的二氧化碳气体与惰性气体的混合气体，降低油的站度和表面张力，并使油溶胀。专利公开号：US4683948A，提供了一种二氧化碳强化采油的方法，做法是注入二氧化碳，关闭岩层使二氧化碳与烃充分接触，回收烃；然后注入苏打水，回收烃。

发明内容

本发明的目的是：提供一种蒸汽驱方法，能高效地将原油驱向注蒸汽井周围的生产井。

本发明采用的技术方案是：蒸汽驱方法的主要做法是，注蒸汽井连续注蒸汽，周围的生产井间断的开井和关井，使注蒸汽井周围的油藏压力间断的升高与降低。

蒸汽驱方法是按以下步骤进行的：

A、注蒸汽：在稠油油藏进行蒸汽驱，连续向注蒸汽井中注入蒸汽，将油层中的原油驱向周围的生产井；（注入参数、蒸汽隔热、注蒸汽井和生产井的布置等都是成熟技术，在石油工业出版社出版的刘文章编著的《稠油注蒸汽热采工程》一书中均有阐述。属于常规方法不属于本发明范围。）

B、生产井间断开井生产：在注蒸汽井连续注蒸汽情况下，周围的生产井间断开井生产和关井停产。关井停产期间注蒸汽井周围油藏的压力上升，待压力上升到一定幅度后，生产井开井生产。随着生产井开井生产，注蒸汽井周围油藏的压力下降，下降到一定幅度，生产井关井停产。如此开井生产和关井停产往复循环进行。注蒸汽井周围油藏的压力的升高和降低的数值可以通过下入井底压力计测出，或者从采油树上的压力表读取井口压力，在注入蒸汽流量不变的情况下，当周围油藏的压力升高井口压力相应升高，当周围油藏的压力降低井口压力相应降低，井口压力升高和降低的数值可以作为注蒸汽井周围油藏的压力的升高和降低的数值，操作工人熟知。现场操作工人熟知开井生产和关井停产的方法。

根据开始实施注入蒸汽时油藏是否采取过注蒸汽吞吐采油，所述的间断开井生产和关井停产的压力确定分为两种情况：

一、在未经过蒸汽吞吐采油过程的油藏：

(1) 在未经过蒸汽吞吐采油过程的油藏注蒸汽驱采油，在注蒸汽井开始连续注蒸汽的同时，周围生产井开井生产；当注蒸汽井周围油藏压力下降0.1～15兆帕，周围生产井关井停产。

(2)第一次关井之后的间断开井生产和关井停产的时间确定如下：

①开井生产的时间是由注蒸汽井周围油藏压力上升程度确定，即在关井期间内注蒸汽井周围油藏压力上升0.1～5兆帕，开井生产。

②关井停产的时间是由注入井周围油藏压力下降程度确定，在开井期间油藏压力下降，当压力下降0.1～5兆帕，关闭生产井，停止生产。

以后重复以上①～②过程。

二、在经过蒸汽吞吐采油过程的油藏：

(1) 在经过蒸汽吞吐采油过程的油藏注蒸汽驱采油，在注蒸汽井开始连续注蒸汽的同时，周围生产井关井停产。

以后重复以上①～②过程。

在开井生产期间注蒸汽井周围油藏压力下降，油藏压力降到上次关井前水平时，当生产井原油产量少，不能满意，关闭生产井。生产井产油量还很高，可以继续生产直到产出原油数量少到不能满意为止关井。确定产出原油数量是否满意，与原油的生产成本，油价等多因素有关，属于常规方法不属于本发明范围。

还可以在注入蒸汽时，在注入蒸汽的同时在蒸汽中加入铝镍催化剂并注入进油层，铝镍催化剂的加入量为每吨蒸汽中加入0.001～1公斤铝镍催化剂。铝镍催化剂就是铝镍合金粉，铝镍催化剂的粒度在40～200目之间。铝镍催化剂应符合中华人民共和国国家标准铝镍合金粉标准GBN261-86。铝镍催化剂与蒸汽混合均匀一起注入进地层。加入铝镍催化剂的方法是将催化剂混入乙醇液体中，铝镍催化剂与乙醇液体的重量百分比为0.08～0.15%，搅拌均匀后用泵注入蒸汽管路的旁通管路中，催化剂进入蒸汽主管路，由蒸汽将催化剂带入地层。加入的方法与油田注水加入化学剂的方法相同，操作人员熟知，不属本发明范围。

蒸汽驱方法能提高驱油效果的机理在于：

参阅图1。当压力升高时蒸汽的饱和温度会升高，此时油层中的岩石和原油3的温度低于蒸汽4的温度，蒸汽4会向油层中的岩石和原油3传热，传热的主要机理是，部分蒸汽4会冷凝成水，将蒸汽4的潜热传给油层中的岩石和原油3，油层中的岩石和原油3的温度也会升高。

参阅图2。当压力降低时蒸汽4的饱和温度会降低，油层中的岩石和原油3在压力升高时形成的温度高于此时蒸汽4的饱和温度，这样原油3中含有的水以及岩石表面的水，部分要闪蒸成蒸汽。由于稠油中含有的大量沥青和胶质，它们都是天然的表面活性剂，使原油3的表面张力降低，原油3中含有的气相与原油3极易形成泡沫油5。在水闪蒸成蒸汽后，原油3与其内部的水蒸气会形成泡沫油5。泡沫油5的体积比这些原油未形成泡沫油5时的体积扩大很多，因此这部分原油3原来占有的空间不能容纳这些泡沫油5，这时蒸汽4依然不停的注入，泡沫油5在形成过程必然会排挤下游的原油3，形成泡沫油5驱替原油3。由于泡沫油5的粘度与原油3基本相同因此驱替效率非常高。

在蒸汽驱过程会形成蒸汽在上原油在下的状况，沉积在下部的原油会部分形成泡沫油，一方面会排挤未形成泡沫油的原油，一方面，形成的泡沫油体积扩大，会进入蒸汽的流动通道，在蒸汽的流动通道内，除了有继续进入的蒸汽，也会有大量的水闪蒸为蒸汽，蒸汽的数量增加，蒸汽通道内的流速增加，进入的泡沫油从而被驱替。因此，沉积在下部的原油会一层层被剥离驱走。

而传统的蒸汽驱在理论上，油层某一点的压力短时间是不变的，因此蒸汽的饱和温度是不变的，在蒸汽进入油层后，原油和岩石在蒸汽加热下，温度只能是等于或小于蒸汽的饱和温度，原油中的水温度也只能是等于或小于饱和温度，不会发生闪蒸为蒸汽的现象，不会形成泡沫油。驱替的主要机制是粘度降低，蒸汽的驱扫等。

传统蒸汽驱实际的驱替过程中，某一点的压力是微量变化的，从注入井到生产井也存在压力从大到小的变化，但是，这些压力变化远比间断开关生产井方式小。因此，泡沫油驱替的作用弱。本发明油藏压力升高的目的是造成蒸汽大量冷凝成水，放出大量潜热，热量储存于油藏中的岩石、原油和水里，使其温度提高。在开井生产时，压力迅速降低，储存于油藏中的岩石、原油和水里的热量可以使大量冷凝水迅速闪蒸成蒸汽，形成泡沫油。油藏压力变化的越迅速形成泡沫油5驱替原油3的效果越好。间断打开关闭生产井方式可以最大限度提高油藏压力升高的速度。同时，关闭生产井可以避免蒸汽从生产井产出，此时蒸汽的产出是一种能源的浪费。

在注入蒸汽的同时在蒸汽中加入铝镍催化剂的目的是，在油藏中除去注入蒸汽所带入的热量以外，产生新的热量。其原理是，在油藏由于注入蒸汽温度提高后，水蒸汽与高温的原油可以产生化学反应，生成二氧化碳和氢气，氢气又与原油中的不饱和烃产生加氢反应，整个反应过程是放热过程，铝镍催化剂可以促进整个过程的反应强度，生成更多的热。显然，对蒸汽驱效果起到有力的增强作用。铝镍催化剂与乙醇液体的重量百分比为0.08～0.15%。

本发明的有益效果：注蒸汽井连续注蒸汽，周围的生产井间断的开井和关井，使注蒸汽井周围的油藏压力间断的升高与降低。由于油藏压力变化致使蒸汽饱和温度变化，造成原油中的水发生闪蒸形成泡沫油。必然会排挤下游的原油，形成泡沫油驱替原油。沉积在下部的原油因部分形成泡沫油会一层层被剥离驱走。

在注入蒸汽的同时在蒸汽中加入铝镍催化剂，能促进水蒸汽与高温的原油发生的放热化学反应，对蒸汽驱效果有显著提高。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明在关闭生产井时，蒸汽加热岩石与原油的示意图。

图2是本发明在打开生产井时，部分水闪蒸为蒸汽，形成泡沫油示意图。

图3是改进的蒸汽驱采油施工的注蒸汽井和生产井布置平面示意图。

具体实施方式

实施例1：以在一口经过蒸汽吞吐后的油井上进行改进的蒸汽驱采油为例进行说明。

某油田，油层深度在800米，油层厚度20米，已经进行过蒸汽吞吐生产。在蒸汽吞吐后油层压力为2兆帕。决定开展改进的蒸汽驱采油。

参阅图3。第一步：完善蒸汽区井网：采用九点井网，注蒸汽井1在中间，周围有8口生产井2，8口生产井2成矩形排列。注蒸汽井1距离较近的生产井2有75米，距离较远的生产井2有106米。在注蒸汽井连接有注蒸汽设备，生产井连接有采油设备

参阅图1。第二步：关闭生产井2，往注蒸汽井1内注蒸汽：向注蒸汽井1中连续注入蒸汽，注汽量每天96吨蒸汽，注入时采用隔热油管，保证井底干度在40％以上。注入的蒸汽中，每吨蒸汽加入100克铝镍催化剂，加入铝镍催化剂的方法是将催化剂混入乙醇液体中，铝镍催化剂与乙醇液体的重量百分比为0.1%，搅拌均匀后用泵注入蒸汽管路的旁通管路中，催化剂进入蒸汽主管路，由蒸汽将催化剂带入地层。加入的方法与油田注水加入化学剂的方法相同。铝镍催化剂的粒度在80～150目之间。

注入蒸汽同时生产井2关井。观察注蒸汽井1井口压力，待注汽压力进入平稳状态后，记录井口压力。最好再下入井下压力计测试井底压力，并且记录下来。

第三步:确定何时生产井2开井：在生产井关闭注蒸汽井连续注蒸汽过程，监测注蒸汽井1井口压力，当井口压力较关闭生产井1时提高1兆帕，最好下入井下压力计测试注蒸汽井1井底压力上升幅度，当确定注蒸汽井1井底压力上升1兆帕，达到3兆帕时周围生产井2开井生产。

参阅图2。第四步：确定何时生产井关井。生产井开始生产后，注蒸汽井1继续注蒸汽，同时监测注蒸汽井1的井口压力，当井口压力降低，达到上一次生产井关井期间初始时的压力，最好下入井下压力计，测试注蒸汽井井底压力是否降低到上一次关井期间初始时的压力，当确定压力降低到上一次生产井关井期间初始时的压力后，测算周围生产井的产量与油汽比（产出原油量与注入注汽量（水当量）之比），如果测算出油汽比在0.15以上继续开井生产，否则关井；或者以操作者对此时产量是否满意为准，决定继续开井还是关井。

第五步：以后重复第三步到第四步的工作。

实施例2：以在一口未经过蒸汽吞吐后的油井上进行改进的蒸汽驱采油为例进行说明。

某油田，油层深度在800米，油层厚度20米，未经蒸汽吞吐生产。目前油层压力为8兆帕。决定开展改进的蒸汽驱采油。

参阅图1。第二步：向注蒸汽井1中连续注入蒸汽，在注蒸汽井开始连续注蒸汽的同时，周围生产井开井生产；观察注蒸汽井1井口压力，待注蒸汽压力进入平稳状态后，记录井口压力。

第三步:确定何时生产井2关井。在生产井2开井生产、注蒸汽井1连续注蒸汽过程，监测注蒸汽井1井口压力，当井口压力下降6兆帕，或下入井下压力计测试注蒸汽井1井底压力，达到2兆帕时，周围生产井关井停产。或测算周围生产井的产量，以操作者对此时产量是否满意为准，决定继续开井还是关井。

第四步：确定何时生产井2开井。生产井2关井停产后，注蒸汽气井1继续注蒸汽，同时监测注蒸汽井1的井口压力，当井口压力升高1兆帕，或下入井下压力计测试注蒸汽井1井底压力，当井底压力升高1兆帕达到3兆帕后生产井2开井生产。

第五步：以后重复第三步到第四步的工作。

Claims

1.一种蒸汽驱方法，在油田采油区块有注蒸汽井和注蒸汽井周围的生产井，注蒸汽井连接有注蒸汽设备，生产井连接有采油设备，其特征是：

A、注蒸汽：在稠油油藏进行蒸汽驱，连续向注蒸汽井中注入蒸汽，将油层中的原油驱向周围的生产井；

B、生产井间断开井生产：在注蒸汽井连续注蒸汽情况下，周围的生产井间断开井生产和关井停产，关井停产期间注蒸汽井周围油藏的压力上升，待压力上升到一定幅度，生产井开井生产，随着生产井开井生产，注蒸汽井周围油藏的压力下降，下降到一定幅度，生产井关井停产，如此开井生产和关井停产往复循环进行；

在未经过蒸汽吞吐采油过程的油藏注蒸汽驱采油时的间断开井生产和关井停产的压力确定如下：

(1)在注蒸汽井开始连续注蒸汽的同时，周围生产井开井生产；当注蒸汽井周围油藏压力下降0.1～15兆帕，周围生产井关井停产；

①开井生产的时间是由注蒸汽井周围油藏压力上升程度确定，即在关井期间内注蒸汽井周围油藏压力上升0.1～5兆帕，开井生产；

②关井停产的时间是由注入井周围油藏压力下降程度确定，在开井期间油藏压力下降，当压力下降0.1～5兆帕，关闭生产井，停止生产；

以后重复以上①～②过程；

在经过蒸汽吞吐采油过程的油藏注蒸汽驱采油时的间断开井生产和关井停产的压力确定如下：

(1)在注蒸汽井开始连续注蒸汽的同时，周围生产井关井停产；

以后重复以上①～②过程。

2.如权利要求1所述的蒸汽驱方法，其特征在于：在注入蒸汽的同时在蒸汽中加入铝镍催化剂并注入进油层，铝镍催化剂的加入量为每吨蒸汽中加入0.001～1公斤铝镍催化剂，加入铝镍催化剂的方法是将铝镍催化剂混入乙醇液体中，搅拌均匀后用泵注入蒸汽管路的旁通管路中，铝镍催化剂进入蒸汽主管路，由蒸汽将铝镍催化剂带入地层，铝镍催化剂与乙醇液体的重量百分比为0.08～0.15%。

3.如权利要求2所述的蒸汽驱方法，其特征在于：铝镍催化剂的粒度在40～200目之间。