CN103615215A - 水平井电加热油藏边底水层热采方法 - Google Patents

Abstract

目前，油藏热采方法均属于局部油层加热方法，热力持效时间短，油层受热不均，剩余油含油饱和度高，主要富集在热力未波及区及热效低区域，特别是深层-特深层油藏热采，由于热损失严重热采开发效果不明显，成本高效益差，但这部分油藏储量所占比重大，难采程度高。本发明通过研究生活中4类加热现象及其内在热传递规律，从多个角度论证电加热油藏的可行性问题，设计出水平井电加热油藏边底水层热采方法及电加热设备结构图，以实现对油藏集中供热、提高原油最终采收率问题。该方法简便、快捷、高效、安全、环保、经济，能有效开发特别是中深层至特深层稠油及高凝油油藏，解决蒸汽及热水长距离运输而导致的热损失问题。

Description

水平井电加热油藏边底水层热采方法

技术领域

本方法适用于石油行业中利用热采方法开发的边底水稠油油藏、高凝油油藏。主要针对油藏原油黏度高或含蜡量高、原油蒸汽吞吐或蒸汽驱热采效率低、稳产时间短、递减率高及采出程度低等问题而提出的热采方法。

背景技术

蒸汽吞吐、蒸汽驱、热水驱及火烧油层等方法是热采开发油藏有效技术手段，但随着开发的不断深入，生产中暴露出越来越多的问题，特别是对中深层至特超深层油藏（深度600~2300米）来说，生产中的矛盾表现更为突出： 1)蒸汽吞吐、蒸汽驱、热水驱因长距离运输而热损失严重，热效低，生产井出水率高，产量低，递减率高，油藏最终采出程度受影响；2）火烧油层方法尽管在部分普通稠油断块试采有效，能够满足工业生产需求，但大部分特超稠油油藏并不适用，而且这种开发方式是破坏性开采，不亚于竭泽而渔、刹鸡取卵，油藏一旦破坏，未来先进的热采方法便不再有可能实施，实乃没办法的办法；3）目前电加热采油方法局限于抽油杆及井筒加热方式，其目的是提升采油井油气举升能力，降低原油黏度及结蜡现象；4）国外水平井水力压裂电加热油页岩原位热采方法，技术不完全成熟，推广到稠油油藏实施起来难度大、成本高、环境污染严重，国内长庆低渗超低渗油田只借鉴了水平井水力压裂部分，但电加热油层方法难以得到有效应用；5)稠油油藏及高凝油油藏，这部分油藏储量所占比重高，储量大，分布范围广，高效开发油藏，对今后满足能源需求有着重要意义；6)目前热采方法均属于局部加热油层方法，油层受热不均匀，热力持效时间短，效率低，剩余油含油饱和度高，主要富集在热力未波及区及热效低区域。如何提高热采开发效率，提高原油最终采收率，是本次方法研究及技术设备要解决的终极目标。

 发明内容

方法原理基础及可行性论证：

   1.集中供暖  严寒中，一个人穿棉衣取暖，一家人用房屋围火取暖，而一栋大楼，最佳的取暖方式是集中供暖，这三者中，最经济、最有效、最方便的是集中供暖。油藏热采过程中，单井吞吐类似一个人的取暖，组合吞吐加热类似房屋取暖，如果整个油藏能作为一个单元实现集中供暖，地层温度得到整体提升，那么单井热采问题就会得到很好地解决；

   2.“热得快”是生活中常用的一种电加热器，可以用来烧开水、热牛奶、煮咖啡等，改变传统从容器外部加热容器这一生热方式，用一只简单到差不多只需经过防水处理的电阻伸进容器中，即可做到省时、省水、省电、省力，兼顾了价廉、方便和高效。对于边底水油藏来说，水是天然的，使电加热水层成为可能，这种方法经济、环保、操作简单同时热效高，热能将很好地满足生产需求； 

   3.“笼屉蒸包子”是生活中底水加热取得热效应的典型例子，只要底水持续加热，蒸几屉都没关系，蒸锅里的压力、温度随包子取出而得到释放。边底水油藏底水受热，温度会逐渐向上热传递到整个油藏，而逐渐积累的油藏压力(储层及流体热膨胀、溶解气释放气压)、温度上升，可随原油生产得到有效释放，同时，控制加热时间、温度即可控制油藏温度、压力上升程度，操作简便易行。当边底水油藏整体温度介于80℃~100℃，即为地层原油可流动状态，就能实现原油热采；

   4.冷热水重力分异现象  海洋受阳光照射，表层温度高，而向底层水温逐渐降低，除受洋流影响，冷热水呈重力分异现象，不会出现冷热水上下滚动现象，热损失仅表现为冷热水热传递。因此，在地层水上部近油层处，持续电加热，油藏整体温度会有效提升；

   5.地温梯度在2.5~4.5℃/100m条件下，中深层、特深层油层地温介于35~103.5℃，甚至更高，电加热地层水温度至原油可动条件80~150℃，温差在23.5~47.5℃，地层水越深，所需电能越少，电加热器功率越高，水温提升越快。另一方面，可以用多个电热水器同时加热，可快速提高地层温度；

   6.边底水油藏作为一个统一的油气水系统，储层连通性好是油气成藏的前提，油气所能到达孔隙均为有效通道，储层热传递较周围的泥岩快，热量向上传递，能快速实现整个油藏的“集中供暖”；

   7.目前管线集肤电伴热、井筒或抽油杆等电加热技术相对成熟，温度可控、材料耐高温，能够满足长距离输送电能，给油井加热，导线散热问题能得到很好的解决和利用；

   8.“热得快”浸没在液体中，热量通过液体很快散发出来，这样使液体很快被加热，而且也不会烧坏电热丝，安全、环保、经济、有效。

9.电加热磁铁除垢技术能有效解决电加热过程中产生的水垢现象。水垢的产生，源于水质较硬，磁铁能够将水软化，环保、经济、方便而又安全。铁养体磁体，主要原料包括BaFe12019和SrFe12019，通过陶瓷工艺法制造而成，具有较好的耐温性、价格低廉、性能适用，为广泛的永久磁体； 

方法：水平井电加热油藏边底水层热采方法

方法说明：

1）在边底水油藏水层上部距油层20~30m处钻水平井，这样可存蓄足够热能使油层温度整体上升，延缓地层水过早沸腾，压力过大致地层破裂，从而出现边底水锥进现象；

2) 筛管上半管内置弹簧状螺旋式电加热器，为适应水平井长度问题，电组丝可以是多个串联在一起；

3）筛管内侧悬挂固定数条铁养体磁体棒、筛管水平直径处放置隔热板，下半部分筛管中空密封，起隔热作用（如图1）；

4）水平井数量、长度及走向根据水体及油藏体积大小决定，砾石填充裸眼完井；

5）水平井如果利用油井进行侧钻，导线部分即可用做井筒或抽油杆电加热器，以此达到散热和加热的目的；如果单独钻水平井，导线需用集肤伴热装置，优先耐高温材料以防止井筒内导线过热。

 

附图说明：

图1是水平井筛管结构示意图

其中：①割缝筛管；

②铁养体永久磁铁棒；

③弹簧状螺旋式电加热器；

④隔热板；

⑤筛管密封板，内中空，与隔热板一起防止电热能向下方传递。

Claims (2)

1.水平井电加热油藏边底水层热采方法的特点是在油藏边底水层上部靠近油层20～30m处钻数口水平井对水层进行电加热，以此达到整个油藏温度均衡上升至地层原油可流动状态，实现热采集中供暖、提高单井热采效率的目的，不同于目前采油井筒及油杆电加热方法，后者的目的仅仅是降低井筒内稠油粘度或高凝油结蜡程度，提升抽油井举升能力。 

2.水平井电加热结构设计的特点是筛管内侧上部置数根铁养体永久磁体，中间放置串联在一起的弹簧状螺旋式电加热棒，水平直径位置放置隔热板，下半筛管密封中空，与隔热板共同起隔热作用，减少电热能向下传递损失；对于油井侧钻水平井，电加热导线部分采用耐高温材料，同时可用做井筒或油杆电加热器；对于单独钻的水平井，选用集肤伴热耐高温材料，防止井筒温度过高。