CN105649590B - 稠油热采方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种稠油热采方法，该方法包括如下步骤：向注入井内点火注气，使生产井向外排出尾气；分析生产井排出尾气的参数；基于尾气的参数，向注入井和/或生产井内注入改良剂，以吸收生产井内排出的硫化氢气体。本发明还提供一种稠油热采装置，包括注气装置与注入井连通并用于向注入井内注入空气；第一注入装置与注入井连通并用于向注入井内注入第二改良剂；排气装置与生产井连通并用于排出生产井内的尾气；第二注入装置与生产井连通并用于向生产井内注入第一改良剂；控制器基于排气装置排出尾气的参数控制第一注入装置和第二注入装置注入改良剂；采油装置与生产井相连通并用于采出生产井内的油液。采用该稠油热采方法及装置可以吸收硫化氢。
Description
技术领域
本发明涉及了石油开采技术领域，特别涉及一种稠油热采方法及装置。
背景技术
在稠油火驱开采过程中，由于热空气的作用下，油藏中的硫化物极易发生化合作用生成硫化氢，而且硫化氢会伴随着原油从井底流出到地面，并从原油中释放出来。硫化氢为无色有毒酸性气体，致死浓度为100ppm，而稠油火驱开采现场硫化氢的浓度通常会超过2000ppm，远远超过安全阈限值。因此，对于采油管线及地面输送原油的管线要求极高。油井内的举升管柱要求耐硫化氢腐蚀，具备防开裂性能，地面输送管线要求使用防腐管材或管材需要防腐处理。同时要求配备硫化氢处理设备，否则尾气不得外排，生产作业措施需要提升井控级别。但是，如若这样处理硫化氢则会大大增加了现场投资的费用。
对此目前尚未有有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种稠油热采方法及装置，利用本发明的稠油热采方法及装置可以在稠油油藏火驱开采过程中，减少或杜绝硫化氢外排，保证火驱开采稠油的顺利进行。
本发明的上述实施例的目的可采用下列技术方案来实现：
本发明提供一种稠油热采方法，包括如下步骤：
向注入井内点火注气，从而使生产井向外排出尾气；
分析所述生产井排出尾气的参数；
基于所述尾气的参数，向所述注入井和/或所述生产井内注入改良剂，以吸收所述生产井内排出的硫化氢气体。
在一个实施方式中，所述稠油热采方法还包括：
获取注入改良剂后所述生产井排出尾气的参数并进行分析；
当注入改良剂后尾气的参数符合预设要求时，停止向所述注入井和/或所述生产井内注入改良剂。
在一个实施方式中，当尾气中硫化氢含量大于第一预定值，且尾气组分中氢碳比小于或等于第二预定值时，向所述生产井内注入第一改良剂，直至硫化氢含量小于或等于第一预定值时，停止向所述生产井内注入第一改良剂。
在一个实施方式中，当尾气中硫化氢含量小于或等于第一预定值，且尾气组分中氢碳比大于第二预定值，向所述注入井内注入第二改良剂，直至尾气组分中氢碳比小于或等于第二预定值时，停止向所述注入井内注入第二改良剂。
在一个实施方式中，当尾气中硫化氢含量大于第一预定值，且尾气组分中氢碳比大于第二预定值，向注入井内注入第二改良剂，向生产井内注入第一改良剂，直至硫化氢含量小于或等于第一预定值且尾气组分中氢碳比小于或等于第二预定值时，停止向所述注入井内注入第二改良剂，同时停止向所述生产井内注入第一改良剂。
在一个实施方式中，所述第一改良剂为N-甲基三嗪酰胺、或N-甲级二乙醇胺、或碳酸钾、或钾/钠砷酸盐。
在一个实施方式中，所述第二改良剂为硫酸铜或铁粉。
在一个实施方式中，所述第一预设值为10ppm，所述第二预设值为3。
在一个实施方式中，向注入井内点火注气，从而使生产井向外排出尾气，包括：
开启第一油管阀，从而向注入井内注入空气；
开启第二油管阀，从而将生产井内的油液排出；
开启第一套管阀，从而将生产井内的尾气排出。
另外，本发明还提供一种稠油热采装置，它包括：
注气装置，所述注气装置与注入井连通，并用于向所述注入井内注入空气；
第一注入装置，所述第一注入装置与所述注入井连通，并用于向所述注入井内注入第二改良剂；
排气装置，所述排气装置与生产井连通，并用于排出所述生产井内的尾气；
第二注入装置，所述第二注入装置与所述生产井连通，并用于向所述生产井内注入第一改良剂；
控制器，其基于所述排气装置排出尾气的参数控制所述第一注入装置和所述第二注入装置注入改良剂；
采油装置，所述采油装置与所述生产井相连通，并用于采出所述生产井内的油液。
在一个实施方式中，所述注气装置包括与注气管线相连通的第一油管阀，以及与所述第一油管阀相连通的压力表；所述第一注入装置包括与所述控制器相连通的第一注入泵，以及控制所述第一注入泵的第一控制阀；所述排气装置包括与排气管线以及所述控制器相连通的第一套管阀，以及与所述第一套管阀相连通的压力表；所述第二注入装置包括与所述第一套管阀相连通的第二注入泵，以及控制所述第二注入泵的第二控制阀；所述采油装置包括第二油管阀以及与所述第二油管阀相连通的压力表。
在一个实施方式中，所述稠油热采装置还包括与所述注入井相连通，并用于洗井的第二套管阀，以及与所述第二套管阀相连通的压力表。
在一个实施方式中，所述稠油热采装置还包括：用于测试所述注入井内的温度的第一阀，以及用于测试所述生产井内的温度的第二阀。
综上所述，采用本发明的稠油热采方法及装置，通过控制器分析生产井内尾气中硫化氢以及尾气组分中氢碳比的含量，然后根据尾气中硫化氢以及尾气组分中氢碳比的含量，控制第一注入泵向注入井内注入第二改良剂和/或控制第二注入泵向生产井内注入第一改良剂吸收硫化氢气体，可以减少或杜绝生产井中硫化氢的外排。
附图说明
在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。
图1示出了本发明的稠油热采方法的流程图；
图2示出了本发明的稠油热采装置的示意图。
以上附图的附图标记：1、注入井；11、第一注入泵；12、第一油管阀；13、第一控制阀；14、第二套管阀；15、第一阀；2、生产井；21、第二注入泵；22、第一套管阀；23、第二油管阀；24、第二控制阀；25、第二阀；3、控制器；4、压力表。
具体实施方式
结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。
如图1-2所示，本发明提供一种稠油热采方法，包括如下步骤：
S101 向注入井1内点火注气，从而使生产井2向外排出尾气；
S102 分析所述生产井2排出尾气的参数；
S103 基于所述尾气的参数，向所述注入井1和/或所述生产井2内注入改良剂，以吸收所述生产井2内排出的硫化氢气体。
在本实施方式中，在向注入井1注入空气，点火引燃油层后，生产井2要进行采油，并在生产井2的油套环空中排出生产井2内的尾气，在生产井2排出尾气后，分析生产井2内排出的尾气的参数，根据尾气的具体参数值，向注入井1内注入改良剂，或向生产井2内注入改良剂，或向注入井1和生产井2内同时注入改良剂来吸收生产井2内产生的硫化氢气体。
采用本发明的稠油热采方法，通过分析生产井2内尾气的参数，然后根据生产井2尾气的参数具体值，向注入井1内注入改良剂和/或向生产井2内注入改良剂吸收硫化氢气体，可以减少或杜绝生产井2中硫化氢的外排。
另外，所述稠油热采方法还包括：获取注入改良剂后所述生产井2排出尾气的参数并进行分析；当注入改良剂后尾气的参数符合预设要求时，停止向所述注入井1和/或所述生产井2内注入改良剂。
具体地，当尾气中硫化氢含量大于第一预定值，且尾气组分中氢碳比小于或等于第二预定值时，向所述生产井2内注入第一改良剂，直至硫化氢含量小于或等于第一预定值时，停止向所述生产井2内注入第一改良剂。当尾气中硫化氢含量小于或等于第一预定值，且尾气组分中氢碳比大于第二预定值，向所述注入井1内注入第二改良剂，直至尾气组分中氢碳比小于或等于第二预定值时，停止向所述注入井1内注入第二改良剂。当尾气中硫化氢含量大于第一预定值，且尾气组分中氢碳比大于第二预定值，向注入井1内注入第二改良剂，向生产井2内注入第一改良剂，直至硫化氢含量小于或等于第一预定值且尾气组分中氢碳比小于或等于第二预定值时，停止向所述注入井1内注入第二改良剂，同时停止向所述生产井2内注入第一改良剂。所述第一改良剂可以是N-甲基三嗪酰胺、或N-甲级二乙醇胺、或碳酸钾、或钾/钠砷酸盐。所述第二改良剂可以是硫酸铜或铁粉。
下面以第一改良剂为N-甲基三嗪酰胺，第二改良剂为硫酸铜为例来做简要介绍。
硫化氢含量大于第一预定值，且尾气组分中氢碳比小于等于第二预定值，说明硫化氢含量超标，但是油层燃烧效果较好，所以鉴于此情况，只需要在生产井2中加入第一改良剂N-甲基三嗪酰胺，利用N-甲基三嗪酰胺吸收生产井2排出的硫化氢气体即可。N-甲基三嗪酰胺的注入量为每天注入150-200L，3天后注入量减半。
硫化氢含量小于等于第一预定值，且尾气组分中氢碳比大于第二预定值，说明硫化氢气体含量在安全阙值范围内，只是油层的燃烧效果不好，所以只在注入井1中加入第二改良剂硫酸铜，硫酸铜可以增加原油的活化能，降低原油的燃烧温度，可以提升原油的燃烧效果，且硫酸铜还可以吸收注入井1内的硫化氢气体，抑制注入井内的硫化氢气体外溢。在注入井内加入的硫酸铜可以为硫酸铜纳米粉末或硫酸铜液体。其中，硫酸铜的注入量为每天5kg，2天后注入量为每天3kg。
硫化氢含量大于第一预定值，且尾气组分中氢碳比大于第二预定值，说明既硫化氢含量超标，而且油层的燃烧效果也不好，所以要综合以上两种情况，既要在生产井2中加入第一改良剂N-甲基三嗪酰胺，利用N-甲基三嗪酰胺吸收生产井2排出的硫化氢气体，又要在注入井1中加入第二改良剂硫酸铜，利用硫酸铜增加原油的活化能，降低原油的燃烧温度，提升原油的燃烧效果，且可以吸收注入井1内的硫化氢气体。其中，N-甲基三嗪酰胺的注入量为每天注入150-200L，3天后注入量减半；硫酸铜的注入量为每天注入5kg，2天后注入量为每天3kg。
在实际生产过程中，所述第一预设值为10ppm，所述第二预设值为3。可以理解为，硫化氢含量大于10ppm，且尾气组分中氢碳比小于等于3，要向生产井2内注入第一改良剂N-甲基三嗪酰胺，直至硫化氢含量小于或等于第一预定值时，停止向生产井2内注入第一改良剂N-甲基三嗪酰胺。硫化氢含量小于等于10ppm，且尾气组分中氢碳比大于3，要向所述注入井1内注入第二改良剂硫酸铜，直至尾气组分中氢碳比小于或等于第二预定值时，停止向所述注入井1内注入第二改良剂硫酸铜。硫化氢含量大于10ppm，且尾气组分中氢碳比大于3，要分别向注入井1内注入第二改良剂硫酸铜，向生产井2内注入第一改良剂N-甲基三嗪酰胺，直至硫化氢含量小于或等于第一预定值且尾气组分中氢碳比小于或等于第二预定值时，停止向注入井1内注入第二改良剂硫酸铜；同时停止向生产井2内注入第一改良剂N-甲基三嗪酰胺。
在步骤S101中，向注入井1内点火注气，从而使生产井2向外排出尾气，包括：开启第一油管阀12，从而向注入井1内注入空气；开启第二油管阀23，从而将生产井2内的油液排出；开启第一套管阀22，从而将生产井2内的尾气排出。
另外，请参照附图2，本发明还公开了一种稠油热采装置，它包括：注气装置、第一注入装置、排气装置、第二注入装置、控制器3、以及采油装置。所述注气装置与注入井1连通，并用于向所述注入井1内注入空气。所述第一注入装置与所述注入井1连通，并用于向所述注入井1内注入第二改良剂。所述排气装置与生产井2连通，并用于排出所述生产井2内的尾气。所述第二注入装置与所述生产井2连通，并用于向所述生产井2内注入第一改良剂。控制器3基于所述排气装置排出尾气的参数控制所述第一注入装置和所述第二注入装置注入改良剂。所述采油装置与所述生产井2相连通，并用于采出所述生产井2内的油液。
在本实施方式中，首先打开所述注气装置、所述排气装置、以及所述采油装置，以使得所述注入井1注入空气，所述生产井2采油并排放尾气。其中，注入井1点火阶段的空气注入速度为300-500Nm3/(d·m)，即每天每米油层厚度注入300-500标方的空气，点火后空气要一直注入。然后控制器3分析所述生产井2内排放的尾气中硫化氢气体以及尾气组分中氢碳比的含量。根据所述尾气中硫化氢气体以及尾气组分中氢碳比的含量，控制器3控制所述第一注入装置向所述注入井1内注入改良剂和/或控制所述第二注入装置向所述生产井2内注入改良剂。
在本实施方式中，注入井1可以是直井，生产井2可以是水平井。当然地，注入井1和生产井2的形式不限于此，注入井1也可以是水平井，生产井2也可以是直井，只要二者相配合能完成注采工作即可。
在一个实施方式中，所述注气装置包括与注气管线相连通的第一油管阀12，以及与所述第一油管阀12相连通的压力表4；所述第一注入装置包括与所述控制器3相连通的第一注入泵11，以及控制所述第一注入泵11的第一控制阀13；所述排气装置包括与排气管线以及所述控制器3相连通的第一套管阀22，以及与所述第一套管阀22相连通的压力表4；所述第二注入装置包括与所述第一套管阀22相连通的第二注入泵21，以及控制所述第二注入泵21的第二控制阀24；所述采油装置包括第二油管阀23以及与所述第二油管阀23相连通的压力表4。
在本实施方式中，所述第一控制阀13和所述第二控制阀24都与控制器3相连接，所述控制器3为PLC控制器。PLC控制器一方面可以控制注入井1的第一注入泵11向注入井1内注入第二改良剂，另一方面可以控制生产井2的第二注入泵21向生产井2内注入第一改良剂。
具体地，利用本发明的稠油热采装置来吸收生产井2内排放的硫化氢气体时，首先要打开第一油管阀12向注入井1内点火注气，然后打开第二油管阀23，使生产井2进行采油，打开第一套管阀22，使生产井2的油套环空进行排气，排出的尾气一部分进入控制器3，控制器3会分析尾气中硫化氢以及尾气组分中氢碳比的含量。当尾气中硫化氢含量大于10ppm，且尾气组分中氢碳比小于或等于3时，控制器3控制第二控制阀24打开第二注入泵21，向生产井2内注入N-甲基三嗪酰胺。当尾气中硫化氢含量小于或等于10ppm，且尾气组分中氢碳比大于3时，控制器3控制第一控制阀13打开第一注入泵11向所述注入井1内注入硫酸铜。当尾气中硫化氢含量大于10ppm，且尾气组分中氢碳比大于3时，控制器3控制第一控制阀13打开第一注入泵11，同时控制器3控制第二控制阀24打开第二注入泵21，同时向注入井1内注入硫酸铜，向生产井2内注入N-甲基三嗪酰胺。
另外，所述稠油热采装置还包括与所述注入井1相连通，并用于洗井的第二套管阀14，以及与所述第二套管阀14相连通的压力表4。第二套管阀14除了用于洗井之外还可以控制注入井1内的封隔器坐封与解封。
进一步地，所述稠油热采装置还包括：第一阀15和第二阀25，其中第一阀15用于测试所述注入井1内的温度，第二阀25用于测试所述生产井2内的温度。本实施方式中，在打开第一油管阀12、第一套管阀22、第二油管阀23、以及第二套管阀14进行注气和采油过程中，为保证安全生产要关闭第一阀15和第二阀25。
另外，所述第一油管阀12、所述第二油管阀23、所述第一套管阀22、所述第二套管阀14的数量都为2个。其中一个为主阀门，另一个为备用阀门，备用阀门可以在主阀门损坏时使用。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种稠油热采方法，其特征在于，包括如下步骤：
向注入井内点火注气，从而使生产井向外排出尾气；
分析所述生产井排出尾气的参数；
基于所述尾气的参数，向所述注入井和/或所述生产井内注入改良剂，以吸收所述生产井内排出的硫化氢气体；
获取注入改良剂后所述生产井排出尾气的参数并进行分析；
当注入改良剂后尾气的参数符合预设要求时，停止向所述注入井和/或所述生产井内注入改良剂；
当尾气中硫化氢含量大于第一预定值，且尾气组分中氢碳比小于或等于第二预定值时，向所述生产井内注入第一改良剂，直至硫化氢含量小于或等于第一预定值时，停止向所述生产井内注入第一改良剂；
当尾气中硫化氢含量小于或等于第一预定值，且尾气组分中氢碳比大于第二预定值，向所述注入井内注入第二改良剂，直至尾气组分中氢碳比小于或等于第二预定值时，停止向所述注入井内注入第二改良剂；
当尾气中硫化氢含量大于第一预定值，且尾气组分中氢碳比大于第二预定值，向注入井内注入第二改良剂，向生产井内注入第一改良剂，直至硫化氢含量小于或等于第一预定值且尾气组分中氢碳比小于或等于第二预定值时，停止向所述注入井内注入第二改良剂，同时停止向所述生产井内注入第一改良剂；
所述第一改良剂为N-甲基三嗪酰胺、或N-甲级二乙醇胺、或碳酸钾、或钾/钠砷酸盐；
所述第二改良剂为硫酸铜或铁粉。
2.根据权利要求1所述的稠油热采方法，其特征在于，所述第一预定值为10ppm，所述第二预定值为3。
3.根据权利要求1所述的稠油热采方法，其特征在于，向注入井内点火注气，从而使生产井向外排出尾气，包括：
开启第一油管阀，从而向注入井内注入空气；
开启第二油管阀，从而将生产井内的油液排出；
开启第一套管阀，从而将生产井内的尾气排出。
4.一种根据权利要求1-3中任一项所述的稠油热采方法的装置，其特征在于，它包括：
注气装置，所述注气装置与注入井连通，并用于向所述注入井内注入空气；
第一注入装置，所述第一注入装置与所述注入井连通，并用于向所述注入井内注入第二改良剂；
排气装置，所述排气装置与生产井连通，并用于排出所述生产井内的尾气；
第二注入装置，所述第二注入装置与所述生产井连通，并用于向所述生产井内注入第一改良剂；
控制器，其基于所述排气装置排出尾气的参数控制所述第一注入装置和所述第二注入装置注入改良剂；
采油装置，所述采油装置与所述生产井相连通，并用于采出所述生产井内的油液。
5.根据权利要求4所述的稠油热采方法的装置，其特征在于，所述注气装置包括与注气管线相连通的第一油管阀，以及与所述第一油管阀相连通的压力表；所述第一注入装置包括与所述控制器相连通的第一注入泵，以及控制所述第一注入泵的第一控制阀；所述排气装置包括与排气管线以及所述控制器相连通的第一套管阀，以及与所述第一套管阀相连通的压力表；所述第二注入装置包括与所述第一套管阀相连通的第二注入泵，以及控制所述第二注入泵的第二控制阀；所述采油装置包括第二油管阀以及与所述第二油管阀相连通的压力表。
6.根据权利要求4所述的稠油热采方法的装置，其特征在于，所述稠油热采方法的装置还包括与所述注入井相连通，并用于洗井的第二套管阀，以及与所述第二套管阀相连通的压力表。
7.根据权利要求4所述的稠油热采方法的装置，其特征在于，所述稠油热采方法的装置还包括：用于测试所述注入井内的温度的第一阀，以及用于测试所述生产井内的温度的第二阀。
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