专利名称：一种深层稠油油藏原位再生泡沫油开采方法
技术领域：
本发明涉及一种稠油油藏的开采方法，尤其涉及一种深层稠油油藏开采方法，属于石油开采技术领域。
背景技术：
深层稠油油藏是指油藏埋深大于2000m的稠油油藏，在我国的吐哈等地区有大量的储量分布，开发潜力巨大。深层稠油油藏由于埋藏太深，常规的注蒸汽开发技术，如蒸汽吞吐、蒸汽驱、蒸汽辅助重力泄油等技术，由于蒸汽从井口到井底输运过程中，沿程热损失太大，因此蒸汽热效率较低，到达井底的蒸汽干度和比容较低，单位质量蒸汽的波及体积较小，开发效果较差，因此，常规注蒸汽开发技术不适用于深层稠油油藏。深层稠油油藏也 曾经开展过天然气吞吐矿场试验，其原理为利用天然气(甲烷)在原油中溶解能力高等特点，向油藏注入一定的天然气，关井焖井一段时间，然后开井生产。在溶解气驱与生产压差作用下，天然气将携带原油进入生产井底，从而被采出地面。然而，该过程中，由于天然气与稠油组分差别较大，天然气注入油藏以后，受到高粘度稠油的流动阻力，天然气并不能充分与原油互溶，而是在近井地带形成过饱和区，在离近井地带较远的区域形成欠饱和区，在吞吐回采过程中，溶解在原油中的天然气快速脱出形成自由气，因此，天然气将携带原油进入生产井底的能力将大大减弱，直接的结果就是天然气快速脱气，原油产量在快速脱气后瞬间快速下降，周期产量较低，经济效益差。针对深层稠油油藏，目前尚未有经济高效的开采方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种可以经济高效的开采深层稠油油藏的方法。为达到上述目的，本发明提供了一种深层稠油油藏的开采方法，该方法是一种原位再生泡沫油开采方法，其中采用碳数为C5 C8的轻质烷烃溶剂与天然气以一定比例段塞式注入油藏进行吞吐，在稠油油藏内原位不断再生泡沫油，利用该机理从而达到大幅提高采收率的目的。具体而言，本发明提供了一种深层稠油油藏的原位再生泡沫油开采方法，该方法包括以下步骤:(I)采用直井和/或水平井组成蒸汽吞吐井网；(2)从步骤(I)部署的蒸汽吞吐井网向油藏内连续注入轻质烷烃溶剂从而形成第一轻质烷烃溶剂段塞；(3)停注轻质烷烃溶剂，从步骤(I)部署的蒸汽吞吐井网向油藏内连续注入天然气从而形成天然气段塞；(4)停注天然气，从步骤(I)部署的蒸汽吞吐井网向油藏内连续注入轻质烷烃溶剂从而形成第二轻质烷烃溶剂段塞；
(5)关井焖井；(6)开井连续生产。根据本发明的具体实施方案，在本发明提供的上述开采方法中，优选地，步骤(I)中所述蒸汽吞吐井网可采用已有的蒸汽吞吐老井和/或新钻吞吐井组成，相邻直井与直井之间、相邻直井与水平井水平段之间、相邻水平井水平段之间的距离均为100 200m。在本发明提供的上述开采方法中，优选地，步骤(2)、步骤(4)注入的所述轻质烷烃溶剂分别为碳数5 8的烷烃，更优选为正戊烷、正己烷、正庚烷或正辛烷。步骤(2)与步骤(4)中注入的轻质烷烃溶剂种类可相同或不同。在本发明提供的上述开采方法中，优选地，步骤(2)、步骤(3)、步骤(4)中注入的所述的轻质烷烃溶剂与天然气的总注入量为200 300t/周期，注入速度为10 30t/天，注入压力为高于注入前平均油藏压力3 5MPa。在本发明提供的上述开采方法中，优选地，步骤(2)与步骤(4)所注入的轻质烷烃溶剂之和与步骤(3)所注入的天然气段塞的质量之比为1:1 1.2:1 ;步骤(2)与步骤(4)所注入的轻质烷烃溶剂段塞的质量之比为1:1 1.5:1。在本发明提供的上述开采方法中，优选地，步骤(5)中所述焖井的时间为10 20天，使得溶剂与天然气充分溶解在稠油中。在本发明提供的上述开采方法中，优选地，步骤(6)中所述开井连续生产的时间以周期体积采注比1.2:1 1.5:1为最长时间上限，同时以最低日产油量2 3t/d作为该周期结束的标志。在本发明 提供的上述开采方法中，一周期生产结束后，可按照所述步骤(2)至步骤
(4)重新注入轻质烷烃溶剂与天然气的混合体系进行下一轮蒸汽吞吐。本发明具有以下技术优势:(1)采用烷烃溶剂段塞+天然气段塞+烷烃溶剂段塞的方式注入，在注入天然气之前注入的第一烷烃溶剂段塞完全溶解在原油中，有利于促进原油加速降粘，减少天然气段塞注入过程中的注入阻力，促进天然气快速溶油，使天然气能进入油藏深处；在天然气段塞后注入的第二烷烃溶剂段塞，有利于驱赶天然气远离近井地带，与更大范围的稠油接触与溶解，减少近井地带天然气含量，避免回采过程中天然气的快速脱气，充分利用天然气能量采油；(2)在回采过程中，轻质烷烃溶剂对稠油具有很好的萃取抽提作用，可以在回采过程中可萃取出70 90%的稠油；(3)轻质烷烃溶剂与天然气段塞式混合体系注入稠油油藏中以后，天然气在轻质烷烃溶剂的作用下更为均匀的溶解在稠油中，在回采过程中，受到后置溶剂段塞的阻挡，天然气并不能瞬间脱离原油形成自由气，而是以微小气泡形态均匀分散在被轻质烷烃溶剂萃取出来的稠油中一起被采出。其中，天然气以微小气泡形态均匀分散在被轻质烷烃溶剂萃取出来的稠油中一起流动的油流，被称作泡沫油流。泡沫油流在回采过程中，具有弹性能量大、粘度低、流动能力高等优势，泡沫油流的吞吐周期产量高；而注入的溶剂在采出地面以后，经简单的分离工艺，即可重新注入，通常溶剂的回采率可以达到80%以上，因此经济效益好。通过反复注入轻质烷烃溶剂与天然气以一定比例形成的混合体系进行吞吐，可以反复的在稠油油藏中形成再生的泡沫油，从而实现深层稠油油藏的原位再生泡沫油高效开发。
图1为轻质烷烃溶剂与天然气的混合体系注入过程中在油层内的分布示意图。图2为焖井结束时刻轻质烷烃溶剂与天然气的混合体系在油层内的分布示意图。图3为回采过程中，轻质烷烃溶剂与天然气的混合体系在油层内的分布示意图。图4为具体实施例1中本发明的方法与常规天然气吞吐一周期产量对比曲线图。图5为具体实施例2中本发明的方法与常规天然气吞吐一周期产量对比曲线图。
具体实施例方式以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅读者更好地理解本发明的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。实施例1以下以吐哈某深层稠油油藏为例阐释了本发明的开采方法的一般原理，但应该注意，本发明绝不限于吐哈油田的稠油油藏。油藏深度约为2000m，油藏温度下的原油粘度约为10000厘泊，密度为0.97cm3/g，原始平均地层压力为18.0MPa0(I)布井参数新钻井，采用直井行列式井网布井，井距100m，排距IOOm ；(2)选正庚烷作为轻质烷烃溶剂，溶剂与天然气的段塞式混合体系的注入量为200t/周期，轻质烷烃溶剂与天然气质量段塞的比例为1:1，即正庚烷100t，天然气100t，两个轻质烷烃溶剂段塞的质量比为1.5:1，从步骤(I)部署的蒸汽吞吐井网向油藏内连续注入一定质量的轻质烷烃溶剂正庚烷段塞，注入速度为IOt/天，注入6天；(3)停注正庚烷，从步骤(I)部署的蒸汽吞吐井网向油藏内连续注入一定质量的天然气段塞，注入速度为20t/天，注入5天；(4)停注天然气段塞，从步骤(I)部署的蒸汽吞吐井网向油藏内连续注入一定质量的轻质烷烃溶剂段塞，注入速度为IOt/天，注入4天；(5)关井焖井10天；(6)开井连续生产，回采阶段最高流体排量为40t/天，周期最高质量采注比达到1.2:1或者日产油下降到2t/d以下时，停止生产，转入下一轮吞吐。图1为轻质烷烃溶剂与天然气的混合体系注入过程中在油层内的分布示意图，其中，在注入天然气之前注入的烷烃溶剂段塞12与原始稠油区3接触，溶解在原油中，有利于促进原油加速降粘，减少随后注入的天然气段塞2注入过程中的注入阻力，促进天然气快速溶油，使天然气能进入油藏深处；在天然气段塞2后注入的烷烃溶剂段塞11有利于驱赶天然气远离近井地带，与更大范围的稠油接触与溶解，减少近井地带天然气含量，避免回采过程中天然气的快速脱气，充分利用天然气能量采油。图2为焖井结束时刻轻质烷烃溶剂与天然气的混合体系在油层内的分布示意图，其中已形成溶剂、天然气与原油混合区4。图3为回采过程中，轻质烷烃溶剂与天然气的混合体系在油层内的分布示意图；轻质烷烃溶剂与天然气段塞式混合体系注入稠油油藏中以后，天然气在轻质烷烃溶剂的作用下更为均匀的溶解在稠油中，在回采过程中，一方面，轻质烷烃溶剂对稠油具有很好的萃取抽提作用，另一方面，受到后置溶剂段塞的阻挡，天然气并不能瞬间脱离原油形成自由气，而是以微小气泡形态均匀分散在被轻质烷烃溶剂萃取 出来的稠油中形成泡沫油流区5 —起被采出。泡沫油流在回采过程中，具有弹性能量大、粘度低、流动能力高等优势，泡沫油流的吞吐周期产量高。而注入的溶剂在采出地面以后，经简单的分离工艺，即可重新注入，通常溶剂的回采率可以达到80%以上。图4显示了在相同条件下采用本实施例的原位再生泡沫油开采方法(曲线I)与采用常规的天然气吞吐(曲线2)—周期的生产动态曲线对比，从图4可以看出，本发明原位再生泡沫油开采方法吞吐具有日产油量高、周期产油速度快、周期时间长等优势，其周期产量为常规天然气吞吐方法的1.4倍，周期时间为常规天然气吞吐方法的1.1倍。实施例2以下以吐哈某深层稠油油藏为例阐释了本发明的开采方法的一般原理，但应该注意，本发明绝不限于吐哈油田的稠油油藏。油藏深度约为2500m，油藏温度下的原油粘度约为30000厘泊，密度为0.98cm3/g，原始平均地层压力为21.0MPa0( 1)布井参数新钻井，采用水平井行列式排状井网布井，相邻水平井水平段之间的距离为200m ；(2)选正辛烷作为轻质烷烃溶剂，溶剂与天然气的段塞式混合体系的注入量为300t/周期，轻质烷烃溶剂与天然气质量段塞的比例为1.2:1，即正辛烷163七，天然气136七，两个轻质烷烃溶剂段塞的质量比为1:1，从步骤(I)部署的蒸汽吞吐井网向油藏内连续注入一定质量的轻质烷烃溶剂正辛烷段塞，注入速度为IOt/天，注入8.15天；(3)停注正辛烷，从步骤(I)部署的蒸汽吞吐井网向油藏内连续注入一定质量的天然气段塞，注入速度为20t/天，注入6.8天；(4)停注天然气段塞，从步骤(I)部署的蒸汽吞吐井网向油藏内连续注入一定质量的轻质烷烃溶剂(正辛烷)段塞，注入速度为IOt/天，注入8.15天；(5)关井焖井20天；(6)开井连续生产，回采阶段最高流体排量为40t/天，周期最高质量采注比达到
1.5:1或者日产油下降到3t/d以下时，停止生产，转入下一轮吞吐。图5显示了在相同条件下采用本实施例的原位再生泡沫油开采方法(曲线3)与常规的天然气吞吐开采(曲线4)一周期的生产动态曲线对比，从图5可以看出，本发明原位再生泡沫油开采方法吞吐具有日产油量高、周期产油速度快，周期时间长等优势，其周期产量为常规天然气吞吐方法的2.2倍，周期时间为常规天然气吞吐方法的1.6倍。
权利要求
1.一种深层稠油油藏的原位再生泡沫油开采方法，其包括以下步骤: (1)采用直井和/或水平井组成蒸汽吞吐井网； (2)从步骤(I)部署的蒸汽吞吐井网向油藏内连续注入轻质烷烃溶剂从而形成第一轻质烷烃溶剂段塞； (3)停注轻质烷烃溶剂，从步骤(I)部署的蒸汽吞吐井网向油藏内连续注入天然气从而形成天然气段塞； (4)停注天然气，从步骤(I)部署的蒸汽吞吐井网向油藏内连续注入轻质烷烃溶剂从而形成第二轻质烷烃溶剂段塞； (5)关井焖井； (6)开井连续生产。
2.根据权利要求1所述的开采方法，其中，步骤(I)中所述蒸汽吞吐井网为采用已有的蒸汽吞吐老井和/或新钻吞吐井组成，相邻直井与直井之间、相邻直井与水平井水平段之间、相邻水平井水平段之间的距离均为100 200m。
3.根据权利要求1所述的开采方法，其中，步骤(2)、步骤(4)注入的所述轻质烷烃溶剂分别为碳数5 8的烷烃，优选为正戊烷、正己烷、正庚烷或正辛烷。
4.根据权利要求1或3所述的开采方法，其中，步骤(2)、步骤(3)、步骤(4)中注入的所述的轻质烷烃溶剂与天然气的总注入量为200 300t/周期，注入速度为10 30t/天，注入压力为高于注入前平均油藏压力3 5MPa。
5.根据权利 要求4所述的开采方法，其中，步骤(2)与步骤(4)所注入的轻质烷烃溶剂之和与步骤(3)所注入的天然气段塞的质量之比为1:1 1.2:1 ;步骤(2)与步骤(4)所注入的轻质烷烃溶剂段塞的质量之比为1:1 1.5:1。
6.根据权利要求1所述的开采方法，其中，步骤(5)中所述焖井的时间为10 20天，使得溶剂与天然气充分溶解在稠油中。
7.根据权利要求1所述的开采方法，其中，步骤(6)中所述开井连续生产的时间以周期体积采注比1.2:1 1.5:1为最长时间上限，同时以最低日产油量2 3t/d作为该周期结束的标志。
8.根据权利要求7所述的开采方法，其中，周期生产结束后，按照所述步骤(2)至步骤(4)重新注入轻质烷烃溶剂与天然气的混合体系进行下一轮蒸汽吞吐。
全文摘要
本发明提供了一种深层稠油油藏的原位再生泡沫油开采方法。该方法包括以下步骤采用直井和/或水平井组成蒸汽吞吐井网；从蒸汽吞吐井网向油藏内连续注入轻质烷烃溶剂从而形成第一轻质烷烃溶剂段塞；停注轻质烷烃溶剂，从蒸汽吞吐井网向油藏内连续注入天然气从而形成天然气段塞；停注天然气，从蒸汽吞吐井网向油藏内连续注入轻质烷烃溶剂从而形成第二轻质烷烃溶剂段塞；关井焖井；开井连续生产。所述轻质烷烃溶剂优选为碳数5～8的烷烃。采用本发明提供的上述方法可以在吞吐回采过程中在油层中形成泡沫油流，能有效提高深层稠油油藏的产油速度和采收率。
文档编号E21B43/22GK103244086SQ20131012753
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月12日 优先权日2013年4月12日
发明者吴永彬, 赵欣 申请人:中国石油天然气股份有限公司