CN117266814A - 一种针对低渗动用差油层的复合双井火驱方法 - Google Patents

Abstract

一种针对低渗动用差油层的复合双井火驱方法，属于三次采油工艺中的人工辅助降粘艺技术领域，复合双井低渗油藏开发过程：在采油核心区所有的井位点均打两口井，一口为复合采油井，一口为火驱空气注入井，在油藏的外边缘所有打油井为单采油井。井网中火驱空气注入井补开高采出层并通过物理化学方法进行点火，要求井网内的任何采油井不可以补开火驱层位，本发明具有以下的几个特点：复合双井火驱技术吸取了蒸汽吞吐开发，蒸汽驱、火驱等开发方式的优点、具有低成本，效果好，降低了劳动强度，节省了人力资源。

Description

一种针对低渗动用差油层的复合双井火驱方法

技术领域

本发明属于三次采油工艺中的人工辅助降粘艺技术领域，具体涉及一种针对低渗动用差油层的复合双井火驱方法。

背景技术

辽河油田的稠油储量约占总储量60％，主要依赖蒸汽吞吐和蒸汽驱开发。由于目前一些断块油田稠油区块埋藏发育较差，薄互层多，稠油开采处于蒸汽吞吐阶段中后期，表现出采出程度高吞吐轮次高，地层压力低，经济油气比低等弊端，随着采出成本逐年加大，如继续进行蒸汽吞吐很难获得较好的经济效益，以辽河油田下属采油厂的某井区为例，目前平均地层压力为2.02MPa，总压差达到7.97MPa，地层采空度极高，现已进入无法建立有效驱动压差阶段，造成吞吐效果变差，边水上侵，部分井区采出程度已高达56.8％，可动用地质储量中的剩余油已很少，吞吐效果非常不理想，单井吞吐周期分布在17-23周期，平均单井日产也只有0.6-0.8t/d，如再继续采用蒸汽驱、热水驱及烟道气驱很难取得较好效果，使得整个区块吨油操作成本攀升，经济效益十分不佳。因此利用火驱采油对稠油井开采是最好的选择。火驱采油与蒸汽驱采油、蒸汽吞吐采油相比，火驱采油的明显优势是驱油速度反应快，火驱时利用油层内的原油重质成份做燃料，燃烧生热使注入油井内的油层中的原油被驱出到另一口生产井内，流出地面，据统计目前世界火驱产量约为5000t/d，主要集中在美国、加拿大、罗马尼亚、委内瑞拉等国，实践证明，火驱能从水驱过的轻油油藏中采出大量的原油，世界产油国成功的火驱采收率可达50-80％，目前火驱油方式在国外主要针对500-900米左右的稀油井及粘度较低的油井，以及一些地层渗透率较高的油井内进行，油井点火方式大都采用电加热，液化气及化学方式进行点火，国内新疆油田与辽河油田马家铺庙五块油田采用了电缆连接加热器送入井内点火层位置，进行点火，然后通过压缩机往井内送入空气，由于加热温度不易控制，下井状况复杂，容易烧坏加热电缆，存在一定失败率。

而现有火驱技术并不理想，从我国某油田的杜66、庙5断等块火驱效果上看，火驱面临调控困难，火驱地下燃烧态势及燃烧范围等无法有效监控，周围采油井容易受到燃烧尾气的干扰而造成低产液，甚至因产液量低而停产。面对火驱突出的问题，采用化学调剖药剂在部分井区调剖获得了一定成效，但总体上收效甚微。因此在稠油火烧油层开发方式的道路上还要有一段很长的道路需要摸索。

目前，国内外石油行业的三次采油工艺普遍做法是：

油田开发有多种方式，例如自喷井采油，机械采油、注蒸汽吞吐开采，化学开采及火驱采油等，但对于一些埋藏较深薄差层的稠油区块采用蒸汽驱油方式，已不经济，效果也逐渐不尽如人意。而采用火驱具有成本低廉，方便实施等诸多优点，无论是火驱方法还是蒸汽热采方法都存在着一些难以解决的问题。

1、传统蒸汽吞吐开发，蒸汽驱开发、火驱开发缺点是：

(1)、由于在国内大部分稠油型油田采用的是蒸汽吞吐开发方式，每口油井吞吐轮次少，且效果随着轮次的增加而变差。

(2)、传统蒸汽驱开发，成本加大，效果也不会因所选区域的问题也有所不同，存在着硫化氢超标问题，安全隐患大，工作量繁重、浪费人力资源。

(3)、传统火驱成本低廉，施工方便，运行简单，但浪费大量管网与尾气分离等设备，环境压力大，投资设备以及管线更换等成本高。

(4)、传统火驱的火线燃烧难于把控，尤其尾气随着火驱项目的推进，尾气量越来越大，且具有腐蚀性，处理难度也随之加大。

(5)、无论是蒸汽吞吐开发、蒸汽驱开发、火驱开发对层间非均质性差的油层，低渗透性薄差层均毫无有效应对办法。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提出：一种针对低渗动用差油层的复合双井火驱方法，复合双井低渗油藏开发过程：在采油核心区所有的井位点均打两口井，一口为复合采油井，一口为火驱空气注入井，在油藏的外边缘所有打油井为单采油井。

进一步地，通过油层内部燃烧，使用产生的热量和二氧化碳使原油的降粘，将其油层中的稠油点燃，并以油层内重质组分做燃料从而不断生热，将油层中邻近的上原油层和下原油层内原油进行加热，结合常规蒸汽吞吐采出地面，该复合双井低渗低采出油藏开发通过燃烧高采出油层中的层间剩余油获得热量，而热量通过传导至上部和下部低渗低产出油层中，提升燃烧区上下油层的整体温度，低渗低采出油层采用蒸汽吞吐或蒸汽驱的开采方式，通过燃烧高产出油层内的残余油和沥青质来获得能量加热油层上下的薄差层，残余油的胶质和沥青质含量在70％-80％，通过油层内部燃烧，产生的热量和二氧化碳使原油降粘。

进一步地，井网中火驱空气注入井补开高采出层并通过物理化学方法进行点火，要求井网内的任何采油井不可以补开火驱层位，通过一段时间火驱后，根据油层内的气体组分含量和部分边缘井尾气的外溢情况，在构造最高部位集中部署若干井，井数占总火驱空气注入井50-80％，进行采油及尾气排放井，提纯净化出的二氧化碳重新注入其它区块油层中，回收余热对输送管网原油进行加热降粘。

进一步地，采油井补开电测解释曲线成果表上的油层中的非火驱低渗低采出油层，不可补开火驱层位高采出层，开发初级阶段对采出井采用蒸汽吞吐开发的方式进行开采，后期根据开发环境的变化采用蒸汽驱的开发方式，在补开低渗低采出油层的同时，部分边缘井1-9补开火驱层位。

进一步地，根据原井网以及存在套损的井况问题改造成监控井，进行井网内的温度监控、压力监控、尾气组分含量监控。

进一步地，井网中的油井结合化学调剖、封隔器封堵、水力压裂对各个薄差油层进行挖潜。

进一步地，井网中的空气注入井，在补层点火早初期，根据油藏自身情况进行选层射孔及点火，进行调控补层点火。

进一步地，稠油物性参数为：稠油粘度值5000～10万mps，75℃下不流动，稠油密度0.95～1g/m³，稠油凝固点：±10℃，胶质含量：30～40％以上，高凝油凝固点：30～45℃，沥青胶质含量：10％以下，含腊量：35～50％。

本发明的有益效果为：本发明是针对目前稠油开采方面各种开发方式的不足，火驱成本低，但尾气不容易处理，受效也差；蒸汽驱效果相对较好，但成本居高不下，且存在硫化氢等安全隐患，蒸汽吞适合稠油开采，但随着吞吐轮次增加其效果也逐渐变差；本发明吸取火驱的成本低，蒸汽驱效果好，吞吐操作简单等多方面优点，提高油藏开发水平的同时降低开采成本；本发明具有以下的几个特点：复合双井火驱技术吸取了蒸汽吞吐开发，蒸汽驱、火驱等开发方式的优点、具有低成本，效果好，降低了劳动强度，节省了人力资源。

试验井从单井吞吐周期上表现为周期时间大于常规吞吐井，周期日产油相比常规油井稳定，且稳产时间长，平均井温要略高于非火驱井网内常规油井。初期在注入少量蒸汽的情况下就可获得良好的产能。通过分析原因应是上部火驱油层燃烧产生热量加热下部油层，使得下部油层的吞吐效果转好。

附图说明

图1为本发明的复合双井低渗低采出技术方法井网规划设计图；

图2为本发明的复合双井低渗低采出技术方法双井实施计图；

图3为本发明的复合双井低渗低采出技术方法井网规划立体设计图；

图4为本发明的复合双井低渗低采出技术方法尾气排放井及双井设计图。

具体实施方式

一种针对低渗动用差油层的复合双井火驱方法，本发明是优化开发井网，利用复合双井技术对处于稠油开发中后期的油藏进行三次开发，最大限度的提高油藏采收率。

复合双井低渗油藏开发过程：如图1和图3所示在采油核心区所有的井位点均打两口井，一口为复合采油井，一口为火驱空气注入井，在油藏的外边缘所有打油井为单采油井，不设计为复合双井，目的是控制构造边缘边水，防止内部油层的驱替外溢，起到进一步增强效果目的。

图1中井网中火驱空气注入井主要补开图2中的高采出层并通过物理化学方法进行点火，要求井网内的任何采油井不可以补开火驱层位，通过一段时间火驱后，根据油层内的气体组分含量和部分边缘井尾气的外溢情况，如图4所示，在构造最高部位集中部署若干井，井数占总火驱空气注入井50-80％，进行采油及尾气排放井，方便尾气的集中处理，提纯净化出的二氧化碳重新注入其它区块油层中，回收余热对输送管网原油进行加热降粘。

图1中采油井补开电测解释曲线成果表上的油层中的非火驱低渗低采出油层，不可补开火驱层位高采出层，开发初级阶段可以对采出井进行蒸汽吞吐开发方式开采，后期可根据开发环境的变化采用蒸汽驱等开发方式。图1的边缘井1-9可在补开低渗低采出油层的同时部分井补开火驱层位。

井网中空气注入井的日注入量要结合火驱驱替油层厚度和残余油饱和度进行设定，不可设定过高，且以每年7％-15％的量增长，少量缓慢注气目的是为了建立油层缓慢均匀的燃烧状态，更有利于层内块状、斑状残余油的燃烧。

井网中最边缘采油井原则上不配备空气注入井，油藏边缘水体能量强，剩余油含量低，整体上不利于油层燃烧，也不利更加均匀的分布式燃烧，边缘油井主要负责抑制边水，下倾引效，防止井网内能量外泄，造成不必要的热量损失，同时也有利于更好更及时的监控整个火驱燃烧和吞吐发展态势。

其中，根据原井网以及存在套损的井况问题改造成监控井，进行井网内的温度监控、压力监控、尾气组分含量监控。

其中，井网中的油井结合化学调剖、封隔器封堵、水力压裂对各个薄差油层进行挖潜，向井底注入的具有吸水膨胀的树脂等，等常规增油办法进行调控。

其中，井网中的空气注入井，在补层点火早初期，根据油藏自身情况进行选层射孔及点火，随着项目的推进进行调控补层点火。

其中，所述稠油物性参数为：稠油粘度值5000～10万mps，75℃下不流动，稠油密度0.95～1g/m³，稠油凝固点：±10℃，胶质含量：30～40％以上，高凝油凝固点：30～45℃，沥青胶质含量：10％以下，含腊量：35～50％。

因而通过油层内部燃烧，使用产生的热量和二氧化碳等对原油的降粘均有良好效果，因此将其油层中的稠油点燃，并以油层内重质组分做燃料从而不断生热，最终实现将油层中邻近的上原油层和下原油层内原油进行加热，结合常规蒸汽吞吐采出地面，从而解决了稠油、特稠油及薄互层、低产油层开采难题，该复合双井低渗低采出油藏开发，主要是通过燃烧高采出油层中的层间剩余油获得热量，而热量会通过传导至上部和下部低渗低产出油层中，提升燃烧区上下油层的整体温度，在辅助蒸汽吞吐或蒸汽驱有利于低渗低采出油层的高效开发。由于本发明通过燃烧高产出油层内的残余油和沥青质来获得能量加热油层上下的薄差层，而这部分残余油的胶质和沥青质含量多在70％-80％，常规的蒸汽吞吐根本无法采出，即使采出其经济价值也低于常规稠油，且运用现有技术手段采出所消耗的资源也大于采出，因而通过油层内部燃烧，将产生的热量和二氧化碳使原油降粘。

井网中的采油井可以随着整个驱替的变化进行针对性的调整，可以根据需要，对于核心井网内的井，部分空气注入井和采油井可以补开火驱层位进行开采，充分利用火驱的驱替降粘增油能力，已达最好的挖潜效果。

复合双井低渗低采出油藏开发，主要是通过燃烧高采出油层中的层间剩余油获得热量，而热量会通过传导至上部和下部低渗低产出油层中，提升燃烧区上下油层的整体温度，在辅助蒸汽吞吐或蒸汽驱有利于低渗低采出油层的高效开发。

由于本发明通过燃烧高产出油层内的残余油和沥青质来获得能量加热油层上下的薄差层，而这部分残余油的胶质+沥青质含量多在70％-80％以上，常规的蒸汽吞吐根本无法采出，即使采出其经济价值也低于常规稠油，且运用现有技术手段采出所消耗的资源也大于采出，因而通过油层内部燃烧，将产生的热量+二氧化碳等对原油的降粘均有良好效果，因此将其油层中的稠油点燃，燃烧是以油层内重质组分做燃料并不断燃烧生热，最终实现将油层中邻近的上原油层和下原油层内原油进行加热，结合常规蒸汽吞吐采出地面，从而解决了稠油、特稠油及薄互层、低产油层开采难题，该方法与注蒸汽开采稠油相比，热驱油效果高，使用费用较低并可依靠油层中自身燃料来提供热量，从而提高了井内地层死油利用率，减少了能源消耗，另外与常规的火驱方式相比，本发明对燃烧尾气得到了很好的控制，可以将80％多的燃烧尾气存储在油层内，这样极大降低了地面作业操作成本，减少了油井因大量出气而造成的泵效下降，产液量降低等难于解决的问题。本发明的点火方式采用了自然点火方式，利用现有注气设备即可点火，在点火初期最好采用经过处理的高含氧量空气，提高点火成功率，从而也减少了地面点火设备，克服了因设备结构不适所带来的人工点火失败弊端。由于在整个油藏上有足够多的注空气井，因此在油层内可以较快时间内建立规模燃烧，所以注入井需要注入的空气量和速度也相对较低，对空压机和地面管网等无过多要求，整个地面管网建设可以因地制宜，利用现有的设备进行改造。

实施例1

利用火驱采油的实例：

锦X块火驱先导试验区位辽河油田某实验断块中部，被多条断层夹持，构造形态为单斜构造，地层倾角约8～13°。含油面积0.2km2，石油地质储量125.6×104t。断块于I组为一单斜构造，平均地层倾角7.5°，选择从高部位开展线性火驱，目的是充分发挥重力作用，并避免油井二次过火。考虑到于I组原油粘度较大，为有效拉动火线，初期设计为反九点面积井网，待火线初步形成后，将边井转为注气井，从而形成线性火驱井网。目前试验区井网形式为83m井距正方形井网，且相对完善，可满足面积火驱转为线性火驱的设计需求，并且采用现有井网、井距可有效减少试验先期投入。因此两个试验区均采用初期反九点面积井网，后期转线性火驱井网。

该井组火驱注气井总井9口，累积注气15864.13万方；生产井22口，开井17口，日产液367.5t,日产油17.8t，含水95.0％，年产油6922t，累产油3.75×104t,累积空气油比4021Nm³/t。

但该火驱井组同样面临火驱调控难度大、监控困难、火线推进难于把握、尾气气窜等几大问题。在井区内优选2口油井，已知该井所属油层的上部正进行火驱试验，且通过作业过程中发现油管末端有燃烧过的焦状物，进一步证明该井区燃烧状态良好，通过补开火驱层位下部的常规油层进行蒸汽吞吐开发，初期就获得了良好的产油效果，总体表现为日油在5-8t，日产液12-21t，累增油在1500-2200t，获得不错的产能，试验井从单井吞吐周期上表现为周期时间大于常规吞吐井，周期日产油相比常规油井稳定，且稳产时间长，井温要略高于非火驱井网内常规油井。初期在注入少量蒸汽的情况下就可获得良好的产能。通过分析原因应是上部火驱油层燃烧产生热量加热下部油层，使得下部油层的吞吐效果转好。进一步研究得出这种现象可以借鉴我们的稠油火驱开发方式，通过火驱试验不断推进和不断总结，提出复合双井火驱井网的优化方案等设想，提出合理建议，结合现场实际工作最终提出本发明。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种针对低渗动用差油层的复合双井火驱方法，其特征在于，复合双井低渗油藏开发过程：在采油核心区所有的井位点均打两口井，一口为复合采油井，一口为火驱空气注入井，在油藏的外边缘所有打油井为单采油井。

2.根据权利要求1所述的针对低渗动用差油层的复合双井火驱方法，其特征在于，通过油层内部燃烧，使用产生的热量和二氧化碳使原油的降粘，将其油层中的稠油点燃，并以油层内重质组分做燃料从而不断生热，将油层中邻近的上原油层和下原油层内原油进行加热，结合常规蒸汽吞吐采出地面，该复合双井低渗低采出油藏开发通过燃烧高采出油层中的层间剩余油获得热量，而热量通过传导至上部和下部低渗低产出油层中，提升燃烧区上下油层的整体温度，低渗低采出油层采用蒸汽吞吐或蒸汽驱的开采方式，通过燃烧高产出油层内的残余油和沥青质来获得能量加热油层上下的薄差层，残余油的胶质和沥青质含量在70％-80％，通过油层内部燃烧，产生的热量和二氧化碳使原油降粘。

3.根据权利要求2所述的针对低渗动用差油层的复合双井火驱方法，其特征在于，井网中火驱空气注入井补开高采出层并通过物理化学方法进行点火，要求井网内的任何采油井不可以补开火驱层位，通过一段时间火驱后，根据油层内的气体组分含量和部分边缘井尾气的外溢情况，在构造最高部位集中部署若干井，井数占总火驱空气注入井50-80％，进行采油及尾气排放井，提纯净化出的二氧化碳重新注入其它区块油层中，回收余热对输送管网原油进行加热降粘。

4.根据权利要求3所述的针对低渗动用差油层的复合双井火驱方法，其特征在于，采油井补开电测解释曲线成果表上的油层中的非火驱低渗低采出油层，不可补开火驱层位高采出层，开发初级阶段对采出井采用蒸汽吞吐开发的方式进行开采，后期根据开发环境的变化采用蒸汽驱的开发方式，在补开低渗低采出油层的同时，部分边缘井1-9补开火驱层位。

5.根据权利要求4所述的针对低渗动用差油层的复合双井火驱方法，其特征在于，根据原井网以及存在套损的井况问题改造成监控井，进行井网内的温度监控、压力监控、尾气组分含量监控。

6.根据权利要求5所述的针对低渗动用差油层的复合双井火驱方法，其特征在于，井网中的油井结合化学调剖、封隔器封堵、水力压裂对各个薄差油层进行挖潜。

7.根据权利要求6所述的针对低渗动用差油层的复合双井火驱方法，其特征在于，井网中的空气注入井，在补层点火早初期，根据油藏自身情况进行选层射孔及点火，进行调控补层点火。

8.根据权利要求7所述的针对低渗动用差油层的复合双井火驱方法，其特征在于，稠油物性参数为：稠油粘度值5000～10万mps，75℃下不流动，稠油密度0.95～1g/m³，稠油凝固点：±10℃，胶质含量：30～40％以上，高凝油凝固点：30～45℃，沥青胶质含量：10％以下，含腊量：35～50％。