CN102071918A - 稠油油藏火驱采油助燃点火方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属火驱采油技术领域，尤其涉及一种稠油油藏火驱采油助燃点火方法，可按如下步骤实施：(1)依据油层地质资料在现有井网上建立一口注入井和周围多口生产井组成面积井网或一个井排为注入井、相邻井排为生产井的行列式井网；(2)向步骤(1)所述注入井注入250～300方水当量的高温蒸汽，预热地层，使地层温度达到210～250℃；(3)在注蒸汽过程后期，以重量份计，将助燃剂与原油按8.5～11.6％的比例进行混合，并随高温蒸汽一起注入地层，随后连续注入充足的空气。本发明可大幅度降低了原油高温氧化的门槛温度，油点燃容易，易于实施且点火时间缩短，点火成功率高，施工方便。
Description
技术领域
本发明属火驱采油技术领域，尤其涉及一种稠油油藏火驱采油助燃点火方法。
背景技术
火驱采油是油田开发过程中一种驱替原油的开采方式。在油田开采过程中，油井分布都有一定的规律性，如三角形井网系统、正方形井网系统。火驱采油就是在现有的井网上建立以一口注入井和周围多口生产井组成的一个面积式井网或一个井排为注入井、相邻井排为生产井的行列式井网，向注入井注入空气通过点火方式引燃油层原油，达到驱替原油和降低原油粘度的目的。引燃油层原油的点火方式有预热法、电热法和化学法。
无论何种方法都需将近井地带加热到原油的自燃温度，或者通过空气与原油在油层中自然氧化生热使油层达到燃烧温度(即门槛温度)，其过程中使原油燃烧，燃烧过程燃烧掉一部分原油，产生热量，形成降粘、蒸馏、裂解等一系列效应和产生驱替原油的驱动力，促使原油、水和产生的气体流入生产井。
火驱采油工程的关键环节是点火工艺，由于原油成分十分复杂，其中有些活泼组分在较低温度就可以与氧气发生比较强烈的反应，在温度较低时它们吸收氧分子生成醇、酸、酮、醛等物质，形成焦碳类物质。氧化生热使温度提高，温度提高使氧化更剧烈，生热更多，这种加速氧化反应，可以促使温度提高。温度提高达到门槛温度之前，氧化属于低温氧化，油藏中结焦，如果到达门槛温度之后，结焦物燃烧起来，完成点火过程。低温氧化与高温氧化的一个重要分界就是结焦物能否燃烧。低温氧化不容易转化为高温氧化，因为低温氧化的生热量有限，所生成的热被周围岩石吸收后，温度上升幅度较小，不易达到门槛温度。低温氧化可以在很宽的温度范围内发生，而发生高温氧化使结焦物燃烧的门槛温度，一般在420℃以上。而且，需要一个相对较长的时间最终可以达到门槛温度使结焦物燃烧形成持续燃烧过程，但是在这个过程持续时间内，会形成很厚的结焦带，由于结焦物厚而多，燃烧前缘推进的速度越慢，单位体积油藏消耗的空气多，会增加注气成本。实验表明，达到高温氧化过程需要两个关键因索，一是空气注入量足够大，二是油藏的预热温度足够高，要想达到高温氧化，必须进行人工辅助点火才能达到在门槛温度以上。
现有技术中火驱采油油层点火方法有电加热器法、化学法以及注蒸汽法。其中加热器法是利用电缆将加热器送入油井内加热注入的空气，该方法存在着注入的空气不能与加热器充分接触、往往产生空气吸热不均匀、有时造成加热器温度过高烧坏加热器的现象；化学法对油层进行热驱，虽然获得成功，但对于稠油油藏而言，点火成功率很低；注蒸汽点火法是通过油井注入大量350℃以上的蒸汽，但由于地层压力、深度不同，一般情况下稠油油藏地层原油燃点温度在420℃以上，注蒸汽从井口至地层热量损耗达到60％，其缺点是达到门槛温度需要较长的时间和消耗巨大的能量和资金。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种可大幅度降低了原油高温氧化的门槛温度，油点燃容易，易于实施且点火时间缩短，点火成功率高，施工方便的稠油油藏火驱采油肋燃点火方法。
为达到上述目的，本发明是这样实现的：
一种稠油油藏火驱采油助燃点火方法，可按如下步骤实施：
(1)依据油层地质资料在现有井网上建立一口注入井和周围多口生产井组成面积井网或一个井排为注入井、相邻井排为生产井的行列式井网；
(2)向步骤(1)所述注入井注入250～300方水当量的高温蒸汽，预热地层，使地层温度达到210～260℃；
(3)在注蒸汽过程后期，以重量份计，将助燃剂与原油按8.5～11.6％的比例进行混合，并随高温蒸汽一起注入地层，随后连续注入充足的空气。
作为一种优选方案，本发明所述助燃剂为金属铂负载在活性氧化铝粉表面的粉状物，其用量按油层厚度要求达到每米27.9千克以上。
作为另一种优选方案，本发明所述空气注入强度按油层厚度要求达到1.1～1.7方/分钟·米。
本发明提供的火驱采油点火助燃方法易于实施，缩短了点火周期，提高点火成功率，利用它可以在较短时间内顺利地完成点火过程，有利于火驱采油的生产运行。
具体实施方式
一种稠油油藏火驱采油助燃点火方法，可按如下步骤实施：
(1)依据油层地质资料在现有井网上建立一口注入井和周围多口生产井组成面积井网或一个井排为注入井、相邻井排为生产井的行列式井网；
(2)向步骤(1)所述注入井注入250～300方水当量的高温蒸汽，预热地层，使地层温度达到210～260℃；
(3)在注蒸汽过程后期，以重量份计，将助燃剂与原油按8.5％的比例进行混合，并随高温蒸汽一起注入地层，随后连续注入充足的空气；所述肋燃剂为金属铂负载在活性氧化铝粉表面的粉状物，其用量按油层厚度要求达到每米27.9千克以上；所述空气注入强度按油层厚度要求达到1.1～1.7方/分钟·米。
本发明助燃点火方法是通过注入井向油层注入一定量的高温蒸汽和以铂、钯等金属为重要成分的助燃剂与原油混合物，可加快反应数率，降低原油的活化能，使之在相对较低的温场的环境下达到高温氧化反应的门槛温度，既而较快的发生高温氧化反应，较快地进入正常的燃烧状态。原油混合物可以提高地层含油饱和度，因为含油饱和度的提高可以保证燃烧稳定性。
以辽河油田某火驱采油注入施工井组为例，经过实验测得原油高温氧化门槛温度为420℃，采用铂系助燃剂通过实验测试，降低的高温氧化反应的门槛温度由原来的420℃，下降到210℃。
上述作业的具体实施步骤如下：
首先，先注入280方高温蒸汽(蒸汽干度85％、温度330℃，注汽速度23吨/小时)，在注蒸汽后期(约240吨)，将约10吨原油与850千克粉状的铂系助燃剂均匀混合物，用水泥泵车随高温蒸汽一起注入井中。注完蒸汽后以12立方/分钟的速度注入空气，大约注入20万立方米时，注入速度可适当降下来，但不低于8立方米/分钟。通过对火驱井组中的生产井的进行观察与取样分析，判断地层燃烧情况。预计比不加助燃剂的点火方式产生高温氧化燃烧反应减少一半时间。
可以理解地是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种稠油油藏火驱采油助燃点火方法，其特征在于，按如下步骤实施：
(1)依据油层地质资料在现有井网上建立一口注入井和周围多口生产井组成面积井网或一个井排为注入井、相邻井排为生产井的行列式井网；
(2)向步骤(1)所述注入井注入250～300方水当量的高温蒸汽，预热地层，使地层温度达到210～260℃；
(3)在注蒸汽过程后期，以重量份计，将助燃剂与原油按8.5～11.6％的比例进行混合，并随高温蒸汽一起注入地层，随后连续注入充足的空气。
2.根据权利要求1所述的稠油油藏火驱采油助燃点火方法，其特征在于：所述助燃剂为金属铂负载在活性氧化铝粉表面的粉状物，其用量按油层厚度要求达到每米27.9千克以上。
3.根据权利要求2所述的稠油油藏火驱采油助燃点火方法，其特征在于：所述空气注入强度按油层厚度要求达到1.1～1.7方/分钟·米。
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