CN115419386A - 一种通过注空气低温氧化结焦抑制水侵的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通过注空气低温氧化结焦抑制水侵的方法，包括：步骤S1、识别储层易发生水侵的位置；步骤S2、在易发生水侵的位置附近，利用储层的废井或新钻一口井作为操作井，通过操作井进行注蒸汽吞吐，使近井地带温度到达150‑250℃；步骤S3、监测操作井的生产动态，当操作井的产油水平下降或是产水矿化度发生急剧变化时，进行水侵识别；步骤S4、若发生水侵，停止注汽，注入空气进行吞吐，空气中的氧气与汽腔边界的原油发生低温氧化反应，在汽腔边界形成致密的结焦带；步骤S5、继续监测操作井的生产动态，若测井曲线发生明显改变，说明抑制水侵效果明显，此时停注空气，关井。本发明应用范围广，适应性强，能够提高原油采收率，改善生产效果。
Description
技术领域
本发明属于稠油油藏开采领域，具体涉及一种通过注空气低温氧化结焦抑制水侵的方法。
背景技术
在世界非常规油气资源当中，稠油占据着举足轻重的地位。目前，注蒸汽热采是开采稠油最主要的方式之一。然而，一些稠油油藏的含油区域周围都有顶水或者边底水，一旦这些含水区块被蒸汽突破，大量的地层水会侵入到汽腔，造成汽腔温度下降，蒸汽热损失增大，井组含水率上升和产油速率下降，严重影响井组产能。
目前预防水侵的方式主要分为机械堵水调层技术和化学调剖堵水技术两大类。机械堵水调层技术主要适用于底水脊进和裂缝突进两种情况，适用范围较为狭窄，同时所用到的例如机械封隔器、水泥塞和尾管等工具都必须根据井身结构、出水的层位和类型来进行必要的改进，因此机械堵水调层技术有很强的局限性。化学调剖堵水技术相较于前者操作工艺相对简单，可以适用于更加复杂的油藏以及出水情况，封堵效率高，作业周期短而且不受限于井身结构，但是化学调剖技术需要针对不同类型的油藏使用不同的化学堵剂，有的化学堵剂成本高昂，有的在高温高压下稳定性差，强度低，用量大，有的化学剂甚至具有毒性，在某些有生态环保要求的油区不适用。
一般情况下，热采过程中蒸汽腔的温度在150～250℃左右。实验研究表明，在该温度范围内注入空气，油藏中的剩余油会与空气中的氧气发生低温氧化反应，伴有结焦现象，焦化的原油沉积在岩石上，引起渗透率下降，在一定范围内形成结焦带，结焦带十分致密且抗冲刷能力强，对顶水、边水以及底水的侵入具有很好的封堵作用。因此，本发明提出一种通过注空气低温氧化结焦抑制水侵的方法，该技术操作简单，成本低廉，可以在提高油藏产油量的情况下精准、快速、有效地抑制地层水对蒸汽腔的侵入，同时氧气被消耗后，空气中的氮气可以为油藏增加能量，减少热损失，提高驱油效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过注空气低温氧化结焦抑制水侵的方法，通过在油藏中含水层附近的废弃井或者在其附近新钻操作井进行注蒸汽吞吐，发生水侵后，利用油藏汽腔里的温度压力条件进行空气吞吐，空气里的氧气与蒸汽腔边界的原油发生低温氧化反应，在含水层附近形成致密的结焦带，进而起到预防水侵或者抑制水侵的作用。本发明应用范围广，适应性强，能够在精准、快速、有效地抑制地层水对蒸汽腔的侵入的同时，开采含水层附近不易开采的原油，从而提高采收率，改善生产效果。
为达到以上技术目的，本发明采用以下技术方案。
一种通过注空气低温氧化结焦抑制水侵的方法，依次包括以下步骤：
步骤S1、识别储层易发生水侵的位置；
步骤S2、在易发生水侵的位置附近，利用储层的废井或新钻一口井，将其作为操作井，通过操作井进行注蒸汽吞吐，使近井地带温度到达150-250℃；
步骤S3、监测操作井的生产动态，当操作井的产油水平下降或是产水矿化度发生急剧变化时，通过对操作井进行测井的方法进行水侵识别；
步骤S4、若发生水侵，停止注汽，注入空气进行吞吐，空气中的氧气与汽腔边界的原油发生低温氧化反应，在汽腔边界形成致密的结焦带；
步骤S5、继续监测操作井的生产动态，当含水率下降或回采水矿化度发生变化再进行测井，若测井曲线发生明显改变，说明抑制水侵效果明显，此时停注空气，关井。
进一步地，步骤S1中，利用产水矿化度分析、测井、压力恢复试井或者测井温的方法，找到储层易发生水侵的层位或位置。
进一步地，步骤S2中，在储层易发生水侵的位置附近，利用储层的废井或是新钻一口井，将其作为操作井，通过操作井进行注蒸汽吞吐，蒸汽吞吐的操作参数与储层的地质条件以及该储层当前的操作制度相匹配，若是已经发生水侵则减少吞吐的周期，使近井地带温度到达150-250℃即可。
进一步地，步骤S3中，水侵识别的方法包括但不限于对操作井进行测井，若测井曲线发生明显偏移则说明已经发生水侵。
进一步地，步骤S4中，当近井地带温度达150-250℃，且发生水侵，立即停止注汽，注入空气进行吞吐，注入汽腔的空气中的氧气与汽腔边界的原油在该油藏条件下会发生低温氧化反应，低温氧化反应会消耗掉氧气，并伴有焦炭的生成，生成的焦炭沉积在孔隙中，造成该区域内的渗透率下降，从而形成一定范围的结焦带，阻止顶水、边水以及底水的侵入。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明所述一种通过注空气低温氧化结焦抑制水侵的方法，与传统的机械堵水调层技术和化学调剖堵水技术不同，结合了油藏研究与施工工艺的改进，相比于传统的机械堵水，该方法省去了繁杂的机械设备的准备与操作，扩大了堵水的范围；相比于传统的化学调剖堵水技术，该方法形成的焦炭比化学沉积的封堵物质强度更强，致密性更高，抗冲刷能力强，耐高温能力强，封堵效果更优，而且可以预防水侵，最重要的是对环境无污染，绿色安全。从经济成本来看，该方法不需要调整井身结构，选取昂贵的封堵剂，使用的空气成本低廉，同时在堵水时可以采出一定原油，具有重大的经济效益，经济成本优势明显。表1为不同堵水技术的对比情况。
表1不同堵水技术对比
| 堵水技术 | 对井身结构的要求 | 对出水位置的要求 | 堵剂的要求 | 堵水效率 | 堵水范围 |
| 机械堵水 | 高 | 高 | 低 | 中 | 小 |
| 化学堵水 | 中 | 中 | 高 | 高 | 中 |
| 本发明技术 | 低 | 低 | 低 | 高 | 大 |
本发明可以适用于双水平井蒸汽辅助重力泄油、蒸汽驱或者蒸汽吞吐等开采方式，也适用于各种浅层或深层油藏，应用范围广，适应性强，在油藏中形成的结焦带可以精准、快速、有效地抑制地层水对蒸汽腔的侵入，同时氧气被消耗后，空气中的氮气可以为油藏增加能量，减少热损失，提高驱油效率。
附图说明
图1是双水平井蒸汽辅助重力泄油过程中通过注空气低温氧化抑制顶水水侵的剖面图。
图2是双水平井蒸汽辅助重力泄油过程中通过注空气低温氧化抑制底水水侵的剖面图。
图3是双水平井蒸汽辅助重力泄油过程中通过注空气低温氧化抑制边水水侵的剖面图。
图中：1-操作井；2-原有生产井；3-原有注汽井；4-结焦带；5-蒸汽腔；6-原油储层；7-顶水；8-底水；9-边水。
具体实施方式
下面根据附图和实例进一步说明本发明，以便于本技术领域的技术人员理解本发明。但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，均在保护之列。
如图1、图2和图3所示，一种通过注空气低温氧化结焦抑制水侵的方法，依次包括以下步骤：
步骤S1、利用一系列方法，例如产水矿化度分析、测井、压力恢复试井以及测井温的方法找到储层易发生水侵或者已经发生水侵的层位以及位置，针对不同的出水位置，判断所需要的操作井的井型，如图1和图2所示为水平操作井，图3所示为垂直操作井。
步骤S2、在发生水侵或易发生水侵的位置附近，利用储层的废井或是新钻一口操作井，操作井位置一般距离含水区2-4m，通过操作井进行注蒸汽吞吐，如图1、图2和图3所示的实施案例，在双水平井SAGD油藏中，注汽压力在3-5MPa，注汽速率100t/d，其他不同方式和不同油藏的蒸汽吞吐的操作参数与储层的地质条件以及该储层当前的操作制度相匹配，若是已经发生水侵则减少吞吐的周期，使近井地带温度到达150-250℃即可。
步骤S3、监测操作井的生产动态，当操作井的产油水平明显下降或是产水矿化度发生急剧变化时进行水侵识别，对操作井进行测井，若测井曲线发生明显偏移则说明已经发生水侵。
步骤S4、当近井地带温度达150-250℃，且发生水侵，此时立即停止注汽，注入空气进行吞吐，如图1、图2和图3所示，注空气的速率为1000m3/d，注汽压力3-5MPa，注入汽腔的空气中的氧气与汽腔边界的原油在该油藏条件下会发生低温氧化反应，低温氧化反应会消耗掉氧气，并伴有焦炭的生成，生成的焦炭沉积在孔隙中，从而形成一定范围的结焦带，造成该区域内的渗透率下降，阻止顶水、边水以及底水的侵入。如图1、图2和图3所示，该实施例的数值模拟结果显示，结焦地带的渗透率和孔隙度下降了10％和13％。
步骤S5、继续监测操作井的生产动态，当含水率下降或回采水矿化度发生变化再进行测井，若测井曲线发生明显改变则说明抑制水侵效果明显，此时停注空气，关井。通过实施例的数值模拟研究发现，使用该方法进行堵水后，含水率下降了12％，累计采收率提高8％，累计经济效益提高20％，经济成本降低10-20％。
以上所述，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已通过上述实施例揭示，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些变动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种通过注空气低温氧化结焦抑制水侵的方法，依次包括以下步骤：
步骤S1、识别储层易发生水侵的位置；
步骤S2、在易发生水侵的位置附近，利用储层的废井或新钻一口井，将其作为操作井，通过操作井进行注蒸汽吞吐，使近井地带温度到达150-250℃；
步骤S3、监测操作井的生产动态，当操作井的产油水平下降或是产水矿化度发生急剧变化时，通过对操作井进行测井的方法进行水侵识别；
步骤S4、若发生水侵，停止注汽，注入空气进行吞吐，空气中的氧气与汽腔边界的原油发生低温氧化反应，在汽腔边界形成致密的结焦带；
步骤S5、继续监测操作井的生产动态，当含水率下降或回采水矿化度发生变化再进行测井，若测井曲线发生明显改变，说明抑制水侵效果明显，此时停注空气，关井。
2.如权利要求1所述的一种通过注空气低温氧化结焦抑制水侵的方法，其特征在于，所述步骤S1中，利用产水矿化度分析、测井、压力恢复试井或者测井温的方法，找到储层易发生水侵的层位或位置。
3.如权利要求1所述的一种通过注空气低温氧化结焦抑制水侵的方法，其特征在于，所述步骤S2中，通过操作井进行注蒸汽吞吐，蒸汽吞吐的操作参数与储层的地质条件以及该储层当前的操作制度相匹配，若是已经发生水侵则减少吞吐的周期，使近井地带温度到达150-250℃即可。
4.如权利要求1所述的一种通过注空气低温氧化结焦抑制水侵的方法，其特征在于，所述步骤S3中，水侵识别的方法包括但不限于对操作井进行测井，若测井曲线发生明显偏移则说明已经发生水侵。
5.如权利要求1所述的一种通过注空气低温氧化结焦抑制水侵的方法，其特征在于，所述步骤S4中，当近井地带温度达150-250℃，且发生水侵，立即停止注汽，注入空气进行吞吐，注入汽腔的空气中的氧气与汽腔边界的原油在该油藏条件下会发生低温氧化反应，消耗氧气并伴有焦炭生成，生成的焦炭沉积在孔隙中，造成该区域内渗透率下降，形成一定范围的结焦带，阻止顶水、边水以及底水的侵入。
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| CN115419386B (zh) | 2023-06-13 |
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