CN112360408A - 一种注二氧化碳热流体提高稠油采收率的新方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种注二氧化碳热流体提高稠油采收率的方法,在地面将二氧化碳气体加热至80‑100℃后,注入地层中对稠油进行加热降粘,对产出的稠油‑二氧化碳混合物进行分离并回收二氧化碳气体,具体可利用吞吐和驱替的手段进行稠油增产。本发明将注CO2及热力开采稠油机理有机结合,仅采用热CO2作为稠油提高采收率介质,简化了生产过程,减少了生产设备,不仅极大幅度地节约了水资源,同时还降低了生产成本,减少了生产过程中由于复杂程序带来的安全风险,实现了稠油油藏的绿色、环保开发,本发明给干旱缺水的西部浅层稠油油藏提供了一种绿色高效的开采方法。
Description
技术领域
本发明涉及非常规油气开发领域,具体涉及一种注二氧化碳热流体提高稠油采收率的新方法。
背景技术
随着我国稠油和石油对外依存度双破70%,能源安全将成为影响我国经济高速发展的关键因素之一。为了破解困扰这一影响我国经济强劲发展势头的困局,国家能源局提出:“加快推进勘探开发重大项目工作”的方针。我国稠油资源约为198.7亿吨,勘探潜力巨大,将成为未来我国能源不可替代的重要组成部分。稠油资源的开采对我国经济高速发展,国家能源安全提供强有力的保障。
稠油的高粘性是阻碍该类资源高效开发的主要因素,如何高效降低稠油粘度成为开发稠油资源过程中需要解决的最迫切的难题。注蒸汽开采技术(蒸汽辅助重力驱、蒸汽驱替、蒸汽吞吐等)是目前稠油开发过程中普遍采用的开发方式。蒸汽的注入能够大大降低稠油的粘度,提高稠油在油藏中的流动性,从而提高稠油油藏采收率。虽然该开发方式能够较大程度上提高稠油采收率,但是存在以下亟待解决的问题:
(1)淡水资源紧缺问题。我国西部淡水资源匮乏,注蒸汽方式必将加大淡水资源紧缺的困境,加剧现场实施注蒸汽开发方式的难度。
(2)产出液难以处理问题。由于稠油的乳化作用严重,在注蒸汽开发过程中,油水高效分离成为制约稠油开发效率的重要因素之一。为了实现稠油产出液中油水的高效分离,需要加大化学药剂的研发投入,不仅提高了开发成本,又带来了环境问题。
(3)资源循环利用困难。淡水资源注入地层后,溶解油藏中的矿物质,与稠油发生乳化等,大大降低了淡水资源再利用的潜在可能性,对淡水资源比较匮乏的西部地区更是雪上加霜。由于产出液油水分离、破乳等诸多工序,使得产出热流体中的热能难以收集、转化、再利用,造成能量的损失。
为此,本领域的技术人员尝试对上述方法进行改进,如中国专利CN107893648A公开了一种“稠油油藏二氧化碳蓄能高压降粘冷采方法”,一种应用于稠油油藏的二氧化碳蓄能高压降粘冷采方法。虽然该开发方式有利于稠油油藏能量的提高、地下稠油流动性的提升,并降低了稠油冷采过程中低温效应导致的胶质及沥青质析出造成的冷伤害效应,从而提高了稠油油藏的储量动用程度。但是该专利所公布的开发方式中,采用了外加添加剂,导致成本升高;同时由于注入的二氧化碳气体为低温气体,在稠油中扩散区域有限,降低稠油粘度的作用有限,无法最大限度开采稠油资源。
发明内容
鉴于以上技术问题,本发明的目的是针对现有技术的缺陷,提供了一种注二氧化碳热流体提高稠油采收率的新方法,相对于蒸汽采油来说,其不用浪费珍贵的水资源;相对于常规二氧化碳驱油来说,其采收率更高。
本发明采用以下技术方案为:
一种注二氧化碳热流体提高稠油采收率的新方法,在地面将二氧化碳气体加热至80-100℃,注入压力高于原始油藏压力的20-30%,加热后的二氧化碳气体注入地层对稠油进行加热降粘,对产出的稠油-二氧化碳混合物进行分离并回收二氧化碳。
本发明的一种实施方式在于,本方法包括以下步骤:
步骤1、将二氧化碳气体在地面加热至80-100℃,通过吞吐井注入至油藏,并焖井40-60天;
步骤2、开井,按照5-10kPa/d的压降速度,实现衰竭生产;
步骤3、将吞吐井产出的稠油-二氧化碳混合热流体经过气液分离器进行初次分离;
步骤4、分离后的气相进一步分离出二氧化碳气体,并对二氧化碳气体进行回收,回收后的二氧化碳气体进入地面加热环节;
步骤5、重复步骤1-4,实现稠油的持续注热二氧化碳气体开发。
本发明的另一种实施方案在于,采用吞吐生产时,可采用常规的单井吞吐,也可采用多井交替协同吞吐,具体的,由于焖井时间通常在40-60天,吞吐生产时间更是达到1年甚至是2年,为了避免时间以及资源的浪费,在一片采油区设置多个吞吐井,在同一时刻,实现部分吞吐井采油、部分吞吐井焖井,以做到合理利用生产时间、热量以及二氧化碳。
本发明的一种实施方式在于,本方法包括以下步骤:
步骤1、将二氧化碳气体在地面加热至80-100℃;
步骤2、通过注入井持续向油藏注入热二氧化碳气体对稠油进行驱替;
步骤3、将生产井产出的稠油-二氧化碳混合流体经过分离器进行分离;
步骤4、分离后的气相进一步分离出二氧化碳气体,并对二氧化碳气体进行回收,回收后的二氧化碳气体进入地面加热环节;
步骤5、重复步骤1-4,实现稠油的持续注二氧化碳热流体驱替开发。
本发明的一种实施方式在于,对所述稠油-二氧化碳混合流体进行分离以及对所述二氧化碳进行回收的操作均是在保温容器内进行,以最大限度的保证回收二氧化碳的热量存留,使得对回收二氧化碳进行再利用时能够减少燃料的消耗,进一步的节约能源。
本发明的有益效果是:
本发明将注CO2及热力开采稠油机理有机结合,仅采用热CO2作为稠油提高采收率介质,简化了生产过程,减少了生产设备,不仅极大幅度地节约了水资源,同时还降低了生产成本,减少了生产过程中由于复杂程序带来的安全风险,实现了稠油油藏的绿色、环保开发;
采用本发明的方法,既利用注入油藏的热量将稠油粘度有效降低,同时溶解的CO2气体使稠油体积得到膨胀,增加了稠油的体积,在生产过程中受到泡沫油机理的影响,使得稠油采收率得到大幅度提升。现场应用过程中,产出气体及余热经过处理,实现循环利用,CO2气体经过分离、回收,重新注入油藏;余热经过热量转化,重新用于注入气体加热,实现气体与能量的高效、可持续利用。特别是对于西部地区的浅层稠油,其油层深度通常在500m以内,部分稠油深度甚至在200m左右,若是采用蒸汽驱,则其极大地浪费了西部地区珍贵的水资源,同时造成产出油的质量降低,需进一步进行处理;若是采用常规的二氧化碳驱,则其效果相对于本发明来说较差。同时对于西部浅层稠油油藏来说,其油藏温度较低,一般在20℃左右,因此产出的稠油-二氧化碳热流体可回受利用其热量,减少资源的浪费。
综上,本发明给西部的浅层稠油油藏提供了一种高效的开采方法。
说明书附图
附图1为CO2及热CO2驱替稠油实验采收率对比图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解,现对本发明的技术方案进行以下详细说明,但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
(一)实施例
实施例1
基于本发明的原理以及内容,本实施例提出了一种利用注二氧化碳热流体进行单井吞吐以提高稠油油藏采收率的方法,包括以下步骤:
步骤1、将二氧化碳气体在地面加热至90℃,通过吞吐井注入至油藏,且注入压力为油藏原始压力的1.2倍,并焖井50天;
步骤2、开井,按照压降速度为6kPa/d的速度,实现衰竭生产,结束第一轮次的开发;
步骤3、将吞吐井产出的稠油-二氧化碳混合热流体经过气液分离器进行分离,整个气液分离过程需要在保温设备中进行,以降低气相的热量散失;
步骤4、分离后的气相进一步分离出二氧化碳气体,并对二氧化碳气体进行回收,回收后的二氧化碳气体进入加热环节,二氧化碳气体的回收过程需要在保温设备中进行,以最大化的利用回收二氧化碳气体的残余热量,能够减小燃料的消耗量,兼顾节能减排的目的;
步骤5、重复步骤1-4,进行持续吞吐生产,重复次数按照最终采收油的经济效益来确定,也可以按照其他方式确定其重复生产次数。
实施例2
基于本发明的原理以及内容,本实施例提出了一种利用注二氧化碳热流体进行多井交替协同吞吐以提高稠油油藏采收率的方法,其主要步骤和实施例1中的步骤相同,不同之处在于:本实施例中在可采稠油区设置多个吞吐井,在同一时刻,部分吞吐井处于焖井过程,此时的吞吐井可处于不同的焖井阶段:如刚开始焖井、焖井过程已达到后期等;部分吞吐井处于吞吐生产过程,且进行生产的吞吐井可处于不同的生产阶段:生产前期、生产末期等,甚至还有部分吞吐井正在向油藏中注入二氧化碳热流体。吞吐井的总数以及处于各阶段的吞吐井的数量可根据稠油油藏的大小、成本等因素综合设置,以最大限度的减少二氧化碳加热设备以及二氧化碳的综合利用。
实施例3
基于本发明的原理以及内容,本实施例提出了一种利用注二氧化碳热流体进行驱替以提高稠油油藏采收率的方法,本方法包括以下步骤:
步骤1、将二氧化碳气体在地面加热至90℃;
步骤2、通过注入井持续向油藏注入热二氧化碳气体对稠油进行驱替,注入压力为油藏压力的1.2倍;
步骤3、将生产井产出的稠油-二氧化碳混合流体经过分离器进行分离,整个气液分离过程需要在保温设备中进行,以降低气相的热量散失;
步骤4、分离后的气相进一步分离出二氧化碳气体,并对二氧化碳气体进行回收,回收后的二氧化碳气体进入加热环节,二氧化碳气体的回收过程需要在保温设备中进行,以最大化的利用回收二氧化碳气体的残余热量,能够减小燃料的消耗量,兼顾节能减排的目的;
步骤5、重复步骤1-4,实现稠油的持续注二氧化碳热流开发。
为了进一步说明本发明的效果,采用以下驱替实验进行说明。
利用二维模型(40cm×20cm×2cm)进行不同介质(CO2气体、热CO2气体)驱替实验研究。实验用稠油油样取自加拿大阿萨巴萨卡矿区(Athabasaca),CO2为实验室用气。根据专利设计,开展了两个对比性实验:CO2驱替实验(实验室温度条件,20度)及热CO2驱替实验(将CO2加热到90度条件)。具体实验结果如附图1所示。
从附图1可以看出,利用CO2进行驱替,稠油采收率达到38.0%。加热后CO2气体驱替过程中,稠油采收率达到71.5%,远远高于注CO2气体驱替的开发效果,充分体现了热CO2驱替方式对提高稠油采收率的积极作用。因此,注热CO2驱替方式提高稠油采收率的方法具有可行性。
本发明在上文已优选实施例公开,但是本领域的技术人员应理解的是,这些实施例仅用于描述本发明,而不应理解为限制本发明的范围。在不脱离本发明原理的前提下,对本发明的进一步改进也应视为在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种注二氧化碳热流体提高稠油采收率的方法,其特征在于,在地面将二氧化碳气体加热至80-100℃,注入压力高于原始油藏压力的20-30%,加热后的二氧化碳气体注入地层对稠油进行加热降粘,对产出的稠油-二氧化碳混合物进行分离并回收二氧化碳。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、将二氧化碳气体在地面加热,而后通过吞吐井注入至油藏,并焖井40-60天;
步骤2、开井,按照5-10kPa/d的压降速度,实现衰竭生产;
步骤3、将吞吐井产出的稠油-二氧化碳混合热流体经过气液分离器进行初次分离;
步骤4、分离后的气相进一步分离出二氧化碳气体,并对二氧化碳气体进行回收,回收后的二氧化碳气体进入地面加热环节;
步骤5、重复步骤1-4,进行持续吞吐开发。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、将二氧化碳气体在地面加热;
步骤2、通过注入井持续向油藏注入热二氧化碳气体对稠油进行驱替;
步骤3、将生产井产出的稠油-二氧化碳混合流体经过分离器进行分离;
步骤4、分离后的气相进一步分离出二氧化碳气体,并对二氧化碳气体进行回收,回收后的二氧化碳气体进入地面加热环节;
步骤5、重复步骤1-4,实现稠油的持续注二氧化碳热流体驱替开发。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述吞吐井设置多口,多井交替吞吐以实现稠油油藏的持续开发。
5.根据权利要求2-4任一所述的方法,其特征在于,对所述稠油-二氧化碳混合流体进行分离、对所述二氧化碳气体进行回收的操作均是在保温容器内进行,以最大限度的保证回收二氧化碳气体的热量存留。
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