CN114293960B - 利用弱酸和纳米颗粒增加油页岩裂缝壁面对流换热的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用弱酸和纳米颗粒增加油页岩裂缝壁面对流换热的方法，从地面钻多口水平井，水平井水平段形成三个平行井排，其中最上部和最下部的两个井排为加热井，中间的井排为生产井。将携带支撑剂的压裂液以大大超过地层吸收能力的排量注入加热井和生产井中；在低于地层破裂压力的条件下，向加热井和生产井中缓慢挤入弱酸溶液，处理井壁和裂缝壁面，形成大量溶蚀微孔；在低于地层破裂压力的条件下，向加热井和生产井中挤入添加纳米颗粒的弱酸溶液，使纳米颗粒吸附或填充在溶蚀微孔中，形成纳米颗粒附着的微孔；向加热井和生产井中循环通入高温蒸汽，加热油页岩地层；加热一定时间后，生产井停止注蒸汽，改为生产；加热井继续注蒸汽。
Description
技术领域
本发明属于非常规油气储层改造及油气开发技术领域，具体涉及一种利用弱酸和纳米颗粒增加油页岩裂缝壁面对流换热的方法，适用于油页岩地下原位转化开采技术。
背景技术
页岩油地下原位转化是最具潜力的接替能源，估计全球页岩油技术可采资源量约1.4万亿吨，是常规石油资源总量的近3倍。页岩油包含已转化形成的各类烃和未转化的各类有机物两部分，是源内自生自储。油页岩地下原位转化是利用水平井（电）加热轻质化技术，将埋深300-3000m页岩中的重质油、沥青和各类有机物大规模转化为轻质油和天然气的物理化学过程，可称为“地下炼厂”，在清洁开采、总量规模及产出物品质等方面具有明显优势。
页岩油地下原位转化过程可实现清洁开采，实现相当高的原油采收率，通过人工加热加速降解形成轻质油和天然气，显著降低原油黏度。为了增加井间热力连通程度及油气泄流面积，可在正式加热前采用水力压裂方式压裂油页岩，在油页岩加热井间压裂出水平向宏观大裂缝，然后通过注入高温蒸汽加热油页岩地层。该技术通过平面加热，增大了储层的传热面积，相比传统技术的线性热源，提高了加热效率。但是，由于储层基质渗透率低、导热速度慢、热流体与井壁之间的热对流效率低、热流体与裂缝之间的热对流效率低，使得加热及转化过程极为缓慢，能量耗散增强，将严重影响页岩油的开采。
固液界面的热对流系数是增加固液界面热对流能力的关键。对流换热系数的影响因素有很多，如流体的种类和相变化的情况、流体的物性、流体的温度、流体流动状态、流体流动的原因、传热面的性状、大小和位置等等。为了增加热流体与井壁、裂缝壁面的热对流效率，通过弱酸和纳米颗粒处理井壁和裂缝壁面，一方面大幅度增加固液传热面的接触面积，另一方面通过增加热流体的导热系数来改善热流体的物性。弱酸处理井壁或者裂缝壁面后，将形成大量的腐蚀微孔，增加传热面的面积；纳米颗粒随后吸附在微孔中，将进一步增加传热面的面积。纳米颗粒的添加将增加固液两相流的导热系数，提高热流体与井壁、裂缝壁面的对流换热系数。这种处理方法将强化对流换热，提高油页岩储层内的传热速度，加快中低成熟度页岩油的转化，起到增速、增效和增产作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用弱酸和纳米颗粒增加油页岩裂缝壁面对流换热的方法。
本发明采用的技术方案是：
一种利用弱酸和纳米颗粒增加油页岩裂缝壁面对流换热的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：从地面钻多口水平井，水平井的构成为直井段、造斜段和水平段，直井段穿过盖层上部的地层、盖层和部分储层，造斜段和直井段完全处于储层段，水平井水平段形成三个平行井排，其中最上部和最下部的两个井排为加热井，中间的井排为生产井；
步骤二：采用裸眼水平井压裂完井技术，将携带支撑剂的压裂液以大大超过地层吸收能力的排量注入加热井和生产井中，使井底压力大于地层破裂压力，进行水力压裂，产生张性裂缝区，沟通井群，同时支撑剂充填后保证裂缝不闭合，压裂改造串与完井管柱串合并为一趟下入井中进行压裂，不需要下套管固井；
步骤三：在低于地层破裂压力的条件下，按照4个阶段递进式向加热井和生产井中缓慢挤入弱酸溶液，处理井壁和裂缝壁面，形成大量溶蚀微孔；
步骤四：在低于地层破裂压力的条件下，控制井口压力保持不变，向加热井和生产井中挤入添加纳米颗粒的弱酸溶液，使纳米颗粒吸附或填充在溶蚀微孔中，形成纳米颗粒附着的微孔；
步骤五：向加热井和生产井中循环通入高温蒸汽，加热油页岩地层；
步骤六：加热一定时间后，生产井停止注蒸汽，改为生产；加热井继续注蒸汽。
所述的步骤一中，上部加热井的水平段和下部加热井的水平段的邻井间距都为L1，生产井的邻井间距为L2，且L2=n×L1，n为整数，2≤n≤5；上部加热井排和下部加热井排的垂向间距为L3，中间生产井排距上部加热井排和下部加热井排的垂向距离都为L4（即L3=2×L4），上部加热井排距盖层的垂向距离为L5，下部加热井排距底层的垂向距离为L6。
所述的步骤一中，水平井水平段形成的三个平行井排具有以下四种模式：模式一的特征为上排加热井和下排加热井不对齐，生产井和下排加热井对齐，且满足生产井和下排加热井位于上排加热井的邻井的垂直平分线上；模式二的特征为上排加热井和下排加热井不对齐，生产井和上排加热井对齐，且满足生产井和上排加热井位于下排加热井的邻井的垂直平分线上；模式三的特征为上排加热井和下排加热井对齐，生产井位于上排加热井的邻井的垂直平分线上；模式四的特征为上排加热井、下排加热井和生产井对齐。
所述的步骤一中，模式一和模式二的水平井的直井段只延伸出一个水平段，而模式三和模式四的水平井的直井段既可延伸出两个水平段形成多分支水平井，也可延伸出一个水平段。
所述的步骤一中，水平井的直井段可延伸出两个水平段的条件为：两个水平段垂向对齐，且都为加热井。
所述的步骤二中，地层破裂压力的计算方法为：地层破裂压力pf=地层破裂压力梯度D×垂深H，地层破裂压力梯度D根据本地区大量压裂实践资料获取。
所述的步骤三中，所述的弱酸溶液指甲酸溶液、醋酸溶液、碳酸溶液或浓度较小的盐酸溶液、土酸溶液。
所述的步骤三中，使用弱酸溶液腐蚀井壁及裂缝壁面的原因为：腐蚀相同的体积坑，弱酸在井壁和裂缝壁面形成的微孔的表面积远远大于强酸形成的较大孔隙，有利于增加热对流的接触面积，有利于纳米颗粒的填充和附着。
所述的步骤三中，按照4个阶段递进式向加热井和生产井中挤入弱酸溶液，逐渐提高井底压力至井底最大挤酸压力pdmax，最大挤酸压力pdmax比地层破裂压力pf低0.5 MPa，储层深度为H，静液柱压力ph=ρgH，其中ρ为酸液密度，g为9.8m·s-2，因此，最大井口压力pwmax=pdmax-ph。总挤酸时间为T，分为4个阶段挤酸：第一阶段，1h时间内将井口压力增加到pwmax/4，并维持到T/4时刻；第二阶段，1h时间内将井口压力增加到pwmax/2，并维持到T/2时刻；第三阶段，1h时间内将井口压力增加到3pwmax/4，并维持到3T/4时刻；第四阶段，1h时间内将井口压力增加到pwmax，并维持到T时刻，挤酸结束。
所述的步骤四中，控制井口压力pwmax保持不变，向加热井和生产井中挤入添加纳米颗粒的弱酸溶液，持续时间T1。
所述的步骤五中，向加热井和生产井中循环通入高温蒸汽，需要特殊的井下管柱。井筒中同时下入两根油管，一根较长的油管从井口一直延伸到距离水平井趾部Lu的位置，位于井眼的偏上位置；另一根较短的油管从井口延伸到距离水平井根部Ld的位置，位于井眼的偏下位置，施工时，上油管注气，蒸汽冷凝之后从下油管循环排出，井底最大蒸汽压力控制在pdmax左右，持续时间为T2。
所述的步骤六中，生产井停止注蒸汽后，下入抽油泵进行生产，加热井井底蒸汽压力保持不变或略微增加。
本发明的有益效果是：通过弱酸和纳米颗粒处理井壁和裂缝壁面，一方面大幅度增加固液传热面的接触面积，另一方面通过增加热流体的导热系数来改善热流体的物性。弱酸处理井壁或者裂缝壁面后，将形成大量的腐蚀微孔，增加传热面的面积；纳米颗粒随后吸附在微孔中，将进一步增加传热面的面积。纳米颗粒的添加将增加固液两相流的导热系数，提高热流体与井壁、裂缝壁面的对流换热系数。这种处理方法将强化对流换热，提高油页岩储层内的传热速度，加快中低成熟度页岩油的转化，起到增速、增效和增产作用。
附图说明
图1 利用弱酸和纳米颗粒增加油页岩裂缝壁面对流换热的方法的主要步骤
图2模式一水平井水平段井排在垂直于井眼方向上的剖面图
图3模式一水平井全井段井排在剖面6和剖面7上的剖面图
图4模式二水平井水平段井排在垂直于井眼方向上的剖面图
图5模式二水平井全井段井排在剖面8和剖面9上的剖面图
图6模式三水平井水平段井排在垂直于井眼方向上的剖面图
图7模式三单分支水平加热井和生产井井排在剖面10和剖面11上的剖面图
图8模式三双分支水平加热井和生产井井排在剖面10和剖面11上的剖面图
图9模式四水平井水平段井排在垂直于井眼方向上的剖面图
图10模式四单分支水平加热井和生产井井排在剖面12上的剖面图
图11模式四双分支水平加热井和生产井井排在剖面12上的剖面图
图12加热井和生产井循环高温蒸汽需要的特殊井下管柱及管内流体运动方向示意图
图13弱酸溶蚀微孔洞及附着纳米颗粒示意图
其中，1为生产井，2为加热井，3为油页岩储层，4为盖层，5为底层，6为模式一过上部加热井水平段的垂直剖面，7为模式一过中间生产井和下部加热井水平段的垂直剖面，8为模式二过下部加热井水平段的垂直剖面，9为模式二过上部加热井和中间生产井水平段的垂直剖面，10为模式三过上部加热井和下部加热井水平段的垂直剖面，11为模式三过中间生产井水平段的垂直剖面，12为模式四过上部加热井、中间生产井和下部加热井水平段的垂直剖面，13为水平井水平段的趾部，14为长管，15为短管，16为高温蒸汽，17为液态水，18为井壁或裂缝壁面，19为纳米颗粒，20为支撑剂颗粒。
具体实施方式
以下结合实施例及附图对本发明进一步叙述。
实施例一：
如图1所示，一种利用弱酸和纳米颗粒增加油页岩裂缝壁面对流换热的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、如图2~图11所示，从地面钻多口水平井，水平井水平段形成三个平行井排，其中最上部和最下部的两个井排为加热井，中间的井排为生产井。
步骤二、将携带支撑剂的压裂液以大大超过地层吸收能力的排量注入加热井和生产井中，使井底压力大于地层破裂压力，进行水力压裂，产生张性裂缝区，沟通井群，如图13，同时支撑剂充填后保证裂缝不闭合。
步骤三、在低于地层破裂压力的条件下，向加热井和生产井中缓慢挤入弱酸溶液，处理井壁和裂缝壁面，如图13所示，形成大量溶蚀微孔。
步骤四、在低于地层破裂压力的条件下，向加热井和生产井中挤入添加纳米颗粒的弱酸溶液，如图13所示，使纳米颗粒吸附或填充在溶蚀微孔中，形成纳米颗粒附着的微孔。
步骤五、如图12所示，向加热井和生产井中循环通入高温蒸汽，加热油页岩地层。
步骤六、加热一定时间后，生产井停止注蒸汽，改为生产；加热井继续注蒸汽。
所述步骤一中，水平井的构成为直井段、造斜段和水平段。直井段穿过盖层上部的地层、盖层和部分储层，造斜段和直井段完全处于储层段。
所述步骤一中，上部加热井的水平段和下部加热井的水平段的邻井间距都为L1，生产井的邻井间距为L2，且L2=n×L1（n为整数，2≤n≤5）。
所述步骤一中，上部加热井排和下部加热井排的垂向间距为L3，中间生产井排距上部加热井排和下部加热井排的垂向距离都为L4（即L3=2×L4），上部加热井排距盖层的垂向距离为L5，下部加热井排距底层的垂向距离为L6。
所述步骤一中，水平井水平段形成的三个平行井排具有以下四种模式：模式一的特征为上排加热井和下排加热井不对齐，生产井和下排加热井对齐，且满足生产井和下排加热井位于上排加热井的邻井的垂直平分线上；模式二的特征为上排加热井和下排加热井不对齐，生产井和上排加热井对齐，且满足生产井和上排加热井位于下排加热井的邻井的垂直平分线上；模式三的特征为上排加热井和下排加热井对齐，生产井位于上排加热井的邻井的垂直平分线上；模式四的特征为上排加热井、下排加热井和生产井对齐。
所述步骤一中，模式一和模式二的水平井的直井段只延伸出一个水平段，而模式三和模式四的水平井的直井段既可延伸出两个水平段形成多分支水平井，也可延伸出一个水平段。
所述步骤一中，水平井的直井段可延伸出两个水平段的条件为：两个水平段垂向对齐，且都为加热井。
所述步骤二中，采用裸眼水平井压裂完井技术，将压裂改造串与完井管柱串合并为一趟下入井中进行压裂，不需要下套管固井。
所述步骤二中，地层破裂压力的计算方法为：地层破裂压力pf=地层破裂压力梯度D×垂深H。地层破裂压力梯度D根据本地区大量压裂实践资料获取。
所述步骤三中，所述弱酸溶液指甲酸溶液、醋酸溶液、碳酸溶液或浓度较小的盐酸溶液、土酸溶液。
所述步骤三中，使用弱酸溶液腐蚀井壁及裂缝壁面的原因为：腐蚀相同的体积坑，弱酸在井壁和裂缝壁面形成的微孔的表面积远远大于强酸形成的较大孔隙，有利于增加热对流的接触面积，有利于纳米颗粒的填充和附着。
所述步骤三中，按照4个阶段递进式向加热井和生产井中挤入弱酸溶液，逐渐提高井底压力至井底最大挤酸压力pdmax，最大挤酸压力pdmax比地层破裂压力pf低0.5 MPa。储层深度为H，静液柱压力ph=ρgH，其中ρ为酸液密度，g为9.8m·s-2。因此，最大井口压力pwmax=pdmax-ph。总挤酸时间为T，分为4个阶段挤酸：第一阶段，1h时间内将井口压力增加到pwmax/4，并维持到T/4时刻；第二阶段，1h时间内将井口压力增加到pwmax/2，并维持到T/2时刻；第三阶段，1h时间内将井口压力增加到3pwmax/4，并维持到3T/4时刻；第四阶段，1h时间内将井口压力增加到pwmax，并维持到T时刻，挤酸结束。
所述步骤四中，控制井口压力pwmax保持不变，向加热井和生产井中挤入添加纳米颗粒的弱酸溶液，持续时间T1。
所述步骤五中，向加热井和生产井中循环通入高温蒸汽，需要特殊的井下管柱。井筒中同时下入两根油管，一根较长的油管从井口一直延伸到距离水平井趾部Lu的位置，位于井眼的偏上位置；另一根较短的油管从井口延伸到距离水平井根部Ld的位置，位于井眼的偏下位置。施工时，上油管注气，蒸汽冷凝之后从下油管循环排出。
所述步骤五中，井底最大蒸汽压力控制在pdmax左右，持续时间为T2。
所述步骤六中，生产井停止注蒸汽后，下入抽油泵进行生产，加热井井底蒸汽压力保持不变或略微增加。
本实施例为扶余页岩油储层，油页岩上覆地层为泥岩，储层顶面深度470m，储层厚度为20m，储层初始平均压力为5MPa，初始平均地层温度为10oC。根据本地区大量压裂实践资料获取，地层破裂压力梯度D为0.0196 MPa/m，储层中间位置的地层破裂压力为pf=0.0196MPa/m×480m=9.408MPa。
如图1~图2所示，本实施例采用模式一部署水平井，水平井水平段长度设计为500m。上部加热井的水平段和下部加热井的水平段的邻井间距都为L1=50m，生产井的邻井间距为L2=100m。上部加热井排和下部加热井排的垂向间距为L3=10m，中间生产井排距上部加热井排和下部加热井排的垂向距离都为L4=5m，上部加热井排距盖层的垂向距离为L5=5m，下部加热井排距底层的垂向距离为L6=5m。
本实施例中采用质量分数10%醋酸溶液进行挤液，醋酸溶液密度为1.0125g/cm3。按照4个阶段递进式向加热井和生产井中挤入弱酸溶液，逐渐提高井底压力至井底最大挤酸压力pdmax=pf-0.5MPa=8.908MPa。储层中间深度为H=480m，静液柱压力ph=0.00981×1.0125g/cm3×480m=4.768MPa。因此，最大井口压力pwmax=pdmax-ph=8.908MPa-4.768MPa=4.14MPa。总挤酸时间为T=100h，分为4个阶段挤酸：第一阶段，1h时间内将井口压力增加到1.035MPa，并维持到25h时刻；第二阶段，1h时间内将井口压力增加到2.07MPa，并维持到50h时刻；第三阶段，1h时间内将井口压力增加到3.105MPa，并维持到75h时刻；第四阶段，1h时间内将井口压力增加到4.14MPa，并维持到100h时刻，挤酸结束。
本实施例中，控制井口压力pwmax=4.14MPa保持不变，向加热井和生产井中挤入添加碳纳米颗粒的弱酸溶液，持续时间T1=100h。
本实施例中，向加热井和生产井中循环通入500oC高温蒸汽，井筒中同时下入两根油管，一根较长的油管从井口一直延伸到距离水平井趾部Lu=2m的位置，位于井眼的偏上位置；另一根较短的油管从井口延伸到距离水平井根部Ld=3m的位置，位于井眼的偏下位置。
本实施例中，井底最大蒸汽压力控制在pdmax=8.908MPa左右，持续时间为T2=300d。300d后，生产井停止注蒸汽后，下入抽油泵进行生产，加热井井底蒸汽压力上调为9.208MPa。
实施例二：
按照本发明的利用弱酸和纳米颗粒增加油页岩裂缝壁面对流换热的方法的另一实施例，其改造步骤、工作原理、有益效果等均与实施例一相同，不同的是水平井的部署方式和弱酸溶液的选择：本实施例中，按照图3~图4部署水平井，选择饱和碳酸溶液进行挤液。
实施例三：
按照本发明的利用弱酸和纳米颗粒增加油页岩裂缝壁面对流换热的方法的另一实施例，其改造步骤、工作原理、有益效果等均与实施例一相同，不同的是水平井的部署方式和纳米颗粒的选择：本实施例中，按照图5和图7部署水平井，选择Al2O3纳米颗粒。该实施例可以在同一个直井段钻出两个水平段作为双分支加热井，节省了钻井投入。
实施例四：
按照本发明的利用弱酸和纳米颗粒增加油页岩裂缝壁面对流换热的方法的另一实施例，其改造步骤、工作原理、有益效果等均与实施例一相同，不同的是改造步骤中各个参数的匹配关系：
本实施例为吉木萨尔油页岩储层，储层顶面深度344m，底面深度为388m，储层厚度为44m。根据本地区大量压裂实践资料获取，地层破裂压力梯度D为0.017MPa/m，储层中间位置的地层破裂压力为pf=0.017MPa/m×366m=6.222MPa。
如图1~图2所示，本实施例采用模式一部署水平井，水平井水平段长度设计为500m。上部加热井的水平段和下部加热井的水平段的邻井间距都为L1=50m，生产井的邻井间距为L2=100m。上部加热井排和下部加热井排的垂向间距为L3=22m，中间生产井排距上部加热井排和下部加热井排的垂向距离都为L4=11m，上部加热井排距盖层的垂向距离为L5=11m，下部加热井排距底层的垂向距离为L6=11m。
本实施例中采用质量分数10%醋酸溶液进行挤液，醋酸溶液密度为1.0125g/cm3。按照4个阶段递进式向加热井和生产井中挤入弱酸溶液，逐渐提高井底压力至井底最大挤酸压力pdmax=pf-0.5MPa=5.722MPa。储层中间深度为H=366m，静液柱压力ph=0.00981×1.0125g/cm3×366m=3.635MPa。因此，最大井口压力pwmax=pdmax-ph=5.722MPa-3.635MPa=2.087MPa。总挤酸时间为T=100h，分为4个阶段挤酸：第一阶段，1h时间内将井口压力增加到0.522MPa，并维持到25h时刻；第二阶段，1h时间内将井口压力增加到1.044MPa，并维持到50h时刻；第三阶段，1h时间内将井口压力增加到1.565MPa，并维持到75h时刻；第四阶段，1h时间内将井口压力增加到2.087MPa，并维持到100h时刻，挤酸结束。
本实施例中，控制井口压力pwmax=2.087MPa保持不变，向加热井和生产井中挤入添加碳纳米颗粒的弱酸溶液，持续时间T1=100h。
本实施例中，向加热井和生产井中循环通入500oC高温蒸汽，井筒中同时下入两根油管，一根较长的油管从井口一直延伸到距离水平井趾部Lu=2m的位置，位于井眼的偏上位置；另一根较短的油管从井口延伸到距离水平井根部Ld=3m的位置，位于井眼的偏下位置。
本实施例中，井底最大蒸汽压力控制在pdmax=5.722MPa左右，持续时间为T2=300d。300d后，生产井停止注蒸汽后，下入抽油泵进行生产，加热井井底蒸汽压力上调为6.022MPa。
Claims (9)
1.一种利用弱酸和纳米颗粒增加油页岩裂缝壁面对流换热的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：从地面钻多口水平井，水平井的构成为直井段、造斜段和水平段，直井段穿过盖层上部的地层、盖层和部分储层，造斜段和直井段完全处于储层段，水平井水平段形成三个平行井排，其中最上部和最下部的两个井排为加热井，中间的井排为生产井；
步骤二：采用裸眼水平井压裂完井技术，将携带支撑剂的压裂液以大大超过地层吸收能力的排量注入加热井和生产井中，使井底压力大于地层破裂压力，进行水力压裂，产生张性裂缝区，沟通井群，同时支撑剂充填后保证裂缝不闭合，压裂改造串与完井管柱串合并为一趟下入井中进行压裂，不需要下套管固井；
步骤三：在低于地层破裂压力的条件下，按照4个阶段递进式向加热井和生产井中缓慢挤入弱酸溶液，处理井壁和裂缝壁面，形成大量溶蚀微孔；
所述的按照4个阶段递进式向加热井和生产井中挤入弱酸溶液，逐渐提高井底压力至井底最大挤酸压力pdmax，最大挤酸压力pdmax比地层破裂压力pf低0.5 MPa，储层深度为H，静液柱压力ph=ρgH，其中ρ为酸液密度，g为9.8m·s-2，因此，最大井口压力pwmax=pdmax-ph；总挤酸时间为T，分为4个阶段挤酸：第一阶段，1h时间内将井口压力增加到pwmax/4，并维持到T/4时刻；第二阶段，1h时间内将井口压力增加到pwmax/2，并维持到T/2时刻；第三阶段，1h时间内将井口压力增加到3pwmax/4，并维持到3T/4时刻；第四阶段，1h时间内将井口压力增加到pwmax，并维持到T时刻，挤酸结束；
步骤四：在低于地层破裂压力的条件下，控制井口压力保持不变，向加热井和生产井中挤入添加纳米颗粒的弱酸溶液，使纳米颗粒吸附或填充在溶蚀微孔中，形成纳米颗粒附着的微孔；
步骤五：向加热井和生产井中循环通入高温蒸汽，加热油页岩地层；
步骤六：加热一定时间后，生产井停止注蒸汽，改为生产；加热井继续注蒸汽。
2.根据权利要求1所述的一种利用弱酸和纳米颗粒增加油页岩裂缝壁面对流换热的方法，其特征在于，所述的步骤一中，上部加热井的水平段和下部加热井的水平段的邻井间距都为L1，生产井的邻井间距为L2，且L2=n×L1，n为整数，2≤n≤5；上部加热井排和下部加热井排的垂向间距为L3，中间生产井排距上部加热井排和下部加热井排的垂向距离都为L4（即L3=2×L4），上部加热井排距盖层的垂向距离为L5，下部加热井排距底层的垂向距离为L6。
3.根据权利要求1所述的一种利用弱酸和纳米颗粒增加油页岩裂缝壁面对流换热的方法，其特征在于，所述的步骤一中，水平井水平段形成的三个平行井排具有以下四种模式：模式一的特征为上排加热井和下排加热井不对齐，生产井和下排加热井对齐，且满足生产井和下排加热井位于上排加热井的邻井的垂直平分线上；模式二的特征为上排加热井和下排加热井不对齐，生产井和上排加热井对齐，且满足生产井和上排加热井位于下排加热井的邻井的垂直平分线上；模式三的特征为上排加热井和下排加热井对齐，生产井位于上排加热井的邻井的垂直平分线上；模式四的特征为上排加热井、下排加热井和生产井对齐。
4.根据权利要求3所述的一种利用弱酸和纳米颗粒增加油页岩裂缝壁面对流换热的方法，其特征在于，所述的步骤一中，模式一和模式二的水平井的直井段只延伸出一个水平段，而模式三和模式四的水平井的直井段既可延伸出两个水平段形成多分支水平井，也可延伸出一个水平段；水平井的直井段可延伸出两个水平段的条件为：两个水平段垂向对齐，且都为加热井。
5.根据权利要求1所述的一种利用弱酸和纳米颗粒增加油页岩裂缝壁面对流换热的方法，其特征在于，所述的步骤二中，地层破裂压力的计算方法为：地层破裂压力pf=地层破裂压力梯度D×垂深H，地层破裂压力梯度D根据本地区大量压裂实践资料获取。
6.根据权利要求1所述的一种利用弱酸和纳米颗粒增加油页岩裂缝壁面对流换热的方法，其特征在于，所述的步骤三中，所述的弱酸溶液指甲酸溶液、醋酸溶液、碳酸溶液或浓度较小的盐酸溶液、土酸溶液。
7.根据权利要求1所述的一种利用弱酸和纳米颗粒增加油页岩裂缝壁面对流换热的方法，其特征在于，所述的步骤四中，控制井口压力pwmax保持不变，向加热井和生产井中挤入添加纳米颗粒的弱酸溶液，持续时间T1。
8.根据权利要求1所述的一种利用弱酸和纳米颗粒增加油页岩裂缝壁面对流换热的方法，其特征在于，所述的步骤五中，向加热井和生产井中循环通入高温蒸汽，需要特殊的井下管柱；井筒中同时下入两根油管，一根较长的油管从井口一直延伸到距离水平井趾部Lu的位置，位于井眼的偏上位置；另一根较短的油管从井口延伸到距离水平井根部Ld的位置，位于井眼的偏下位置，施工时，上油管注气，蒸汽冷凝之后从下油管循环排出，井底最大蒸汽压力控制在pdmax左右，持续时间为T2。
9.根据权利要求1所述的一种利用弱酸和纳米颗粒增加油页岩裂缝壁面对流换热的方法，其特征在于，所述的步骤六中，生产井停止注蒸汽后，下入抽油泵进行生产，加热井井底蒸汽压力保持不变或略微增加。
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| CA1123815A (en) * | 1976-09-02 | 1982-05-18 | Horacio E. Bergna | Aluminosilicate powders |
| CN108086365A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-05-29 | 浙江科技学院 | 自修复的垃圾填埋场防渗层及其自修复防渗方法 |
| CN111963128A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-11-20 | 中国石油大学(北京) | 一种油页岩直井-双水平井组微压裂蒸汽热解降粘方法 |
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2021
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| Title |
|---|
| 低渗透砂岩油藏水平裸眼井的多裂缝水力压裂技术;Ottmar Hoch\n\n\n,Gordon Love\n\n\n,马俯波,王衍;国外油田工程(12);第13-16页 * |
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