CN109322650A - 一种裂解含有机质的地层以提高邻近含油储层的采收率的方法 - Google Patents
一种裂解含有机质的地层以提高邻近含油储层的采收率的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种裂解含有机质的地层以提高邻近含油储层的采收率的方法，包括以下步骤：1）向含有机质的页岩层注入热量，把页岩加热至高于150℃；2）有机质初始裂解产生的CO2、碳2至碳5类轻烃气体运移至邻近的含油储层；含油储层压力增大，所含的油与CO2和轻烃达到完全互溶，形成气驱和CO2/轻烃互溶强化采油；3）含油储层中的原油从安装在该储层的采油井中产出；4）继续注入热量到页岩层，把温度提升到320℃以上，大量气体和轻质油产生，它们通过安装在页岩里的采油井产出；5）在终止页岩层采油阶段，再次开启含油储层的采油井，利用页岩层在高温下继续生成的天然气对含油储层进行气驱，使含油储层的采收率最大化。该方法取得很高的采收率并且不需要对含油储层进行压裂。显著提高经济效益。
Description
技术领域
本发明属于油气开发技术领域，具体涉及一种裂解含有机质的地层以提高邻近含油储层的采收率的方法。
背景技术
在许多含油气的盆地存在含有机质的页岩层。在此页岩层的上部或下部存在后油气的储层。如果这些储层的渗透率低，存有的油中的含气量低，依靠目前工业应用的体积压裂技术无法取得高采收率和经济性。已有的强化采油技术包括使用丙烷等轻组分烃类化合物或二氧化碳 (CO2)，但成本较高。需要专门的轻烃或CO2的供应源和输送管线。请参考Weijian Mo等的专利申请 CN107002486A 对现有专利和文献的描述，如US6688387A,US6991036A, US6698515A, US6880633A, US6782947A, US6991045A, US7073578A,US7121342A, US7320364A, US7527094A等。最相关的专利是 Weijian Mo等的CN107002486A。但此专利是利用增压方法，并且仅用于紧临于页岩层的含油储层的开发。增压方法可以提高含油储层的采收率，但仍会有大量油残余在储层中。该专利没有涉及轻烃和CO2的利用。本发明提供了一种原位产生轻烃和CO2的方法，并利用这些轻烃和CO2强化含油储层的采收率。最终利用原位产生的天然气进行气驱，在几乎没有附加成本的情况下达到采收率最大化。同时，本发明给出了当夹层存在情况下如何从含油储层采油的方法。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种有效并更具经济性的开发技术应用于一体开发含有机质的页岩和邻近的含油储层。这一技术可以取得很高的采收率并且不需要对含油储层进行压裂。显著提高经济效益。
本发明采用如下技术方案：一种裂解含有机质的地层以提高邻近含油储层的采收率的方法，包括以下步骤：
1）向含有机质的页岩层注入热量，把页岩加热至高于150℃；
2）有机质初始裂解产生的CO2、碳2至碳5类轻烃气体运移至邻近的含油储层；含油储层压力增大，所含的油与CO2和轻烃达到完全互溶，形成气驱和CO2/轻烃互溶强化采油；
3）含油储层中的原油从安装在该储层的采油井中产出；
4）继续注入热量到页岩层，把温度提升到320℃以上，大量气体和轻质油产生，它们通过安装在页岩里的采油井产出；
5）在终止页岩层采油阶段，再次开启含油储层的采油井，利用页岩层在高温下继续生成的天然气对含油储层进行气驱，使含油储层的采收率最大化。
在本发明的优选的实施方式中，步骤1）中， 把页岩加热至200-320℃。
在本发明的优选的实施方式中，步骤1）中，所述的运移是直接运移或通过连通页岩和含油储层的通道。
在本发明的优选的实施方式中，步骤4）中，把温度提升到330-350℃。
在本发明的优选的实施方式中，安装在含油储层的采油井在适当阶段关闭。
在本发明的优选的实施方式中，用降低页岩层压力的方法，保持页岩层压力处于最佳生油范围。
与现有技术相比，本发明的方法可实现页岩和含油储层的一体开发。含油储层的原油完全依靠页岩有机质的裂解形成的CO2和轻烃来开采。过程的可控性强。可以通过两个产油井控制压力。进入含油储层的气体含油储层温度可以由页岩层的温度来控制。这样可以促使形成CO2和轻质烃混合的油带以达到驱油最佳效果。
CO2+轻烃驱油提高含油储层采收率的机理主要有以下几点：（1) 降低原油粘度。（2）使原油体积膨胀，形成CO2和轻质烃混合的油带（oil banking）。油带移动是最有效的驱油过程，可使采收率达到90%以上。（3）使原油中轻烃萃取和汽化。（4）混相效应。（5）降低界面张力。
两口采油井可以用来控制页岩层有机质反应压力。以保持页岩层压力处于最佳生油范围。当页岩和含油储层之间存在夹层时，预先用直井建立垂直通道。这些通道也可以从地面注入CO2。
如果含油储层的渗透率非常低，可以用体积压裂方方法对其处理后再实施本发明的技术。本发明也可作为一个二次采油方法，即用于含油储层压裂开采后的增产技术。本发明对具有相似地质构造的重油油藏（即纵向有双层或多层含油层）的开采也有效。对其中较厚的重油油层进行加热处理。这一油层的岩石中最好含有白云石等矿物质，加热后可以产生CO2。
附图说明
下面结合附图做进一步的说明：
图1为一体开发含油储层与直接相邻的页岩；
图2为一体开发含油储层与间邻的页岩。
具体实施方式
为了对本发明的目的、技术方案及技术效果有更加清楚的理解，现对照附图及具体实施例对本发明进一步详细说明。
实施例1：地质和油藏模式Ⅰ- 含油储层与页岩直接相邻（如图1所示）
1)在页岩层布置水平井组：包括多个水平井用于放置加热电缆，一口水平产油井（1），在含油储层顶层布置一口水平产油井（2），加热页岩层同时关闭水平产油井（1），当页岩温度上升至150℃以上，页岩中的干酪根开始裂解并产生CO2 + C2-C5轻烃气体。
2)页岩层和含油储层压力升高。CO2 + C2-C5轻烃气体流入含油储层。当含油储层压力达到可以形成原油与CO2 + C2-C5轻烃气体互溶压力范围时，开启水平采油井（2）。CO2+ C2-C5轻烃气体的继续流入将保持压力处于互溶压力范围。当页岩温度达到280℃以上，逐渐降低含油储层压力。
3）含油储层中的原油从安装在该储层的采油井中产出。
4)继续注入热量到页岩层，将页岩层加热至330-350℃，同时开始从采油井（1）产出油气。
5)完成从页岩采油过程。关闭采油井（1）。停止加热操作。天然气会继续从高温的页岩层生成，保持采油井（2）继续采出油气。通过天然气气驱进一步提高含油储层的最终采收率。
实施例2：地质和油藏模式 II - 含油储层与页岩之间有夹层（如图2所示）
1)在页岩层布置水平井组：包括多个水平井用于放置加热电缆，一口水平产油井（1）。在含油储层顶层布置一口垂直的产油井（2）。加热页岩层同时关闭水平产油井（1）。当页岩温度上升至150℃以上，页岩中的干酪根开始裂解并产生CO2 + C2-C5轻烃气体。
2)页岩层和含油储层压力升高。CO2 + C2-C5轻烃气体沿着预先布置的直井通道（3）流入含油储层。当含油储层压力达到可以形成原油与CO2+ C2-C5轻烃气体互溶压力范围时，开启水平采油井（2）。CO2 + C2-C5轻烃气体的继续流入将保持压力处于互溶压力范围。当页岩温度达到280℃以上，逐渐降低含油储层压力。
3）含油储层中的原油从安装在该储层的采油井中产出。
4)继续注入热量到页岩层，将页岩层加热至330-350℃，同时开始从采油井（1）产出油气。
5)完成从页岩采油过程。关闭采油井（1）。停止加热操作。天然气会继续从高温的页岩层生成，保持采油井（2）继续采出油气。通过天然气气驱进一步提高含油储层的最终采收率。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种裂解含有机质的地层以提高邻近含油储层的采收率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）向含有机质的页岩层注入热量，把页岩加热至高于150℃；
2）有机质初始裂解产生的CO2、碳2至碳5类轻烃气体运移至邻近的含油储层；含油储层压力增大，所含的油与CO2和轻烃达到完全互溶，形成气驱和CO2/轻烃互溶强化采油；
3）含油储层中的原油从安装在该储层的采油井中产出；
4）继续注入热量到页岩层，把温度提升到320℃以上，大量气体和轻质油产生，它们通过安装在页岩里的采油井产出；
5）在终止页岩层采油阶段，再次开启含油储层的采油井，利用页岩层在高温下继续生成的天然气对含油储层进行气驱，使含油储层的采收率最大化。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1）中, 把页岩加热至200-320℃。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1）中，所述的运移是直接运移或通过连通页岩和含油储层的通道。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4）中，把温度提升到330-350℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，安装在含油储层的采油井在适当阶段关闭。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用降低页岩层压力的方法，保持页岩层压力处于最佳生油范围。
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