微波技术在用于深层和浅层应用的提高采油率工艺中的利用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及地下原油油藏的开采领域。更具体而言，所述领域涉及利用电磁（EM) 辐射和提高采油率（EOR)技术来改质并且开采地下原油油藏的系统和工艺。
【背景技术】
[0002] 剩余的可开采原油资源中相当大的比例为重油、页岩、砂和焦油的形式。作为储层 中估算的原油总量（原始石油地质储量或"00ΙΡ"）相对于一次和二次开采后的采收量的量 度标准，世界平均采收率处于约30%至约50%的范围内。大量剩余的原油呈重质的石油的 形式。
[0003] 传统的一次和二次开采技术并不能够从含油储层中开采每一滴原油。重质烃的 API值处于约10°至约20°范围内，并且粘度小于约10, 000厘泊（cP)。超重质烃的API 值为小于约10°。
[0004] 存在各种各样的技术能够提取粘稠的重质油。冷（即，环境温度）开采方法包括 常规开采、水驱、利用砂的冷重油开采（CHOPS)、溶剂注入、水气交替（WAG)注入、惰性气体 注入和压力脉冲。热开采方法包括蒸汽驱、蒸汽吞吐采油（CSS)、蒸汽辅助重力泄油（SAGD) 和地下燃烧。
[0005] 最广泛使用的热开采方法是蒸汽注入。蒸汽注入能够开采部分原油；但是，它的适 用性有限。具有薄的含油区域的深储层、高压储层和非均质储层难以成功地应用蒸汽注入。
[0006] 之前提到的方法常常需要大量的脱盐水或淡水供应，用以保持水压以及产生蒸 汽、冲洗和其他步骤。对所产生的废水的管理和处置提出了挑战，并增加了开采每桶原油的 成本。另外，开采重油需要大量能量以从地层中移除石油、加工石油以及将其运离本地。
【发明内容】
[0007] -种利用微波强化的重质烃开采系统对包含重质烃的原油储层的含烃地层的一 部分进行处理的方法，包括形成水平注入井。该水平注入井由从地面延伸至原油储层的水 平注入井筒壁限定。所述注入井能够使得所述地面和所述原油储层之间流体连通。它还能 够使得向所述原油储层引入处理流体。所述水平注入井的一部分为具有沿着所述水平注入 井筒壁的套管的注入水平流段。所述沿着所述水平注入井筒壁的套管能够使得所述水平注 入井和所述原油储层之间流体连通。所述方法还包括形成水平微波源井。所述水平微波源 井由从所述地面延伸至所述含烃地层的水平源井筒壁限定。所述源井能够使得所述地面和 所述含烃地层之间连通。它也能够使得向所述原油储层引入微波能。所述水平微波源井的 一部分为具有沿着所述水平源井筒壁的套管的微波源水平流段。所述沿着水平源井筒壁的 套管能够使得所述水平微波源井和所述原油储层之间能量连通。所述方法还包括形成水平 生产井。所述水平生产井由从所述地面延伸至所述含烃地层的水平生产井筒壁限定。所述 生产井能够使得所述地面和所述含烃地层之间流体连通。它还能够使得从所述含烃地层提 取采出流体。所述水平生产井的一部分为具有沿着所述水平生产井筒壁的套管的生产水平 流段。所述沿着所述水平生产井筒壁的套管能够使得所述水平生产井和所述含烃地层之 间流体连通。所述注入水平流段位于所述微波源水平流段和所述生产水平流段这二者的下 方。所述方法还包括：通过所述水平注入井向所述原油储层引入处理流体，使得所述处理 流体进入到待处理的所述含烃地层的至少一部分。所述处理流体包含具有用于所述重质烃 的混溶溶剂的水溶液。所述方法还包括：向所述水平微波源井引入具有微波发射器的微波 天线。引入所述微波天线使得所述微波发射器位于所述微波源水平流段中，并且使得所述 微波发射器能够向待处理的含烃地层的一部分传导微波能。所述方法还包括：向所述微波 发射器引入电力，使得向待处理的含烃地层的一部分传导微波能。这样做，使得形成包围待 处理的含烃地层的一部分微波能量场。位于所述微波能量场内的所述重质烃的粘度得以降 低。并且，在所述微波能量场内形成采出流体，其中所述采出流体包含具有降低的粘度的重 质烃和处理流体。所述方法还包括：通过水平生产井从含烃地层中提取所述采出流体。
[0008] 一种用于从原油储层的含烃地层中开采重质烃的微波强化的重质烃开采系统，包 括水平注入井。所述水平注入井由从地面延伸至原油储层的水平注入井筒壁限定。所述水 平注入井能够使得所述地面和所述原油储层之间流体连通。它还能够使得向所述原油储层 引入处理流体。所述水平注入井的一部分是具有沿着所述水平注入井筒壁的套管的注入水 平流段。沿着水平注入井筒壁的套管能够使得所述水平注入井和所述原油储层之间流体连 通。所述注入水平流段位于所述微波源水平流段和所述生产水平流段这二者的下方。所 述开采系统还包括水平微波源井，其由从所述地面延伸至所述含烃地层的水平源井筒壁限 定。所述水平微波源井能够使得所述地面和所述含烃地层之间连通，并且能够使得向所述 原油储层引入微波能。所述水平微波源井的一部分为具有沿着所述水平源井筒壁的套管 的微波源水平流段。所述沿着水平源井筒壁的套管能够使得所述水平微波源井和所述原油 储层之间能量连通。所述开采系统还包括水平生产井，其由从所述地面延伸至所述含烃地 层的水平生产井筒壁限定。所述水平生产井能够使得所述地面和所述含烃地层之间流体连 通。它还能够使得从所述含烃地层提取采出流体。所述水平生产井的一部分为具有沿着所 述水平生产井筒壁的套管的生产水平流段。所述沿着所述水平生产井筒壁的套管能够使得 所述水平生产井和所述含烃地层之间流体连通。所述开采系统还包括微波能量场系统，其 连接至电力源。所述微波能量场系统具有带微波发射器的微波天线。所述微波天线能够将 电力输送至所述微波发射器。所述微波天线定位于所述水平微波源井中，使得所述微波发 射器位于所述微波源水平流段中。所述微波发射器能够将电力转化成微波能并且定向传导 所述微波能。
[0009] 溶液注入、微波源和生产井的相对水平定位有利于开采。微波能量场使在处理的 含烃地层部分中的重质烃和含混溶溶剂的水溶液浮起。微波加热产生热、化学和物理驱动 力，并且随着重质烃的性质而变化。
[0010] 微波能量场使得重质烃可移动且可开采。例如，重质烃温度相对较小的升高 (100°F至200 °F )对重质烃的粘度（以及由此对底层间的流动性）具有显著的影响（数量 级级别的降低）。
[0011] 附图简要说明
[0012] 由以下对优选实施方案的详细说明、随附的权利要求书以及附图，本发明的这些 和其他特征、方面和优点将更易于理解，其中：
[0013] 图1是微波重油开采系统的一个实施方案的总体示意图。
【具体实施方式】
[0014] 说明书包括：发明概要、【附图说明】和优选实施方案的详细说明，随附的权利要求书 涉及本发明的特定特征（包括工艺或方法步骤）。本领域的技术人员应当理解，本发明包括 说明书中所述具体特征的所有可能的组合和使用。本领域的技术人员应当理解，本发明并 不限于说明书给出的实施方案描述，或本发明不受说明书给出的实施方案描述的限定。除 了仅限于说明书和随附权利要求的精神之外，本发明的主题不受限制。
[0015] 本领域的技术人员还应当理解，用于描述特定实施方案的术语并不限制本发明的 范围或广度。在对说明书和随附权利要求书进行解释时，所有术语应当按照与各术语在文 中一致的可能的最宽泛方式解释。用于说明书和随附权利要求书的所有技术和科学术语的 含义与本发明所属领域的普通技术人员所通常理解的含义相同，除非另外指明。
[0016] 在说明书和所附权利要求书中，所使用的单数形式的"一种"、"一个"和"所述"包 括复数形式的指代物，除非本文另外明确指出。动词"包括"及其变化形式应当解释为以非 排他性的方式提及元件、部件或步骤。所提及的元件、部件或步骤可以与其他未明确提及的 元件、部件或步骤共同存在、使用或组合。动词"连接"及其变化形式是指完成任何形式的所 需接合，包括电、机械或流体接合，从而由两个或更多前述未连接的对象形成单个对象。如 果第一装置连接至第二装置，则所述连接可以直接发生或通过常规连接件发生。"任选"及 其变化形式是指随后描述的事件或情况可以发生或可以不发生。所述描述包括所述事件或 情况发生的情形以及所述事件或情况不发生的情形。
[0017] 空间术语描述物体或一组物体相对于另一个物体或另一组物体的相对位置。空间 关系沿垂直轴和水平轴适用。表示方位和关系的词语包括"上方"和"下方"、"上"和"下" 以及其他类似术语，是为了便于描述而非限制目的，除非另外指明。
[0018] 当说明书或随附的权