一种火烧油层开采层状油藏的方法

一种火烧油层开采层状油藏的方法
【专利摘要】本发明为一种火烧油层开采层状油藏的方法，该方法是在每口注气井与生产井井筒内下入分层注采管柱，并在每个油层底界以上1米附近的油套环空位置设置封隔器，向最下部油层注入空气以维持最下部油层燃烧，燃烧产生的热油与烟道气经由一线生产井上返到地面，经由气液分离器分离后从注气井环空中注入上部一个油层或多个油层，驱替原油并进入二线生产井，以此类推，实现层状油藏的多层火驱与气驱同步开发。本发明采用逐层火烧油层+烟道气回注分层气驱开发方式，实现了燃烧产生的烟道气零排放，有效利用了烟道气余热与能量，实现层状油藏经济高效开发。
【专利说明】一种火烧油层开采层状油藏的方法

【技术领域】
[0001]本发明是关于一种火烧油层采油方法，尤其涉及一种用于层状稀油及稠油油藏开发以提高原油采出率的火烧油层开采层状油藏的方法。

【背景技术】
[0002]火驱技术按注入空气方向和燃烧前缘的移动方向可以分为正向燃烧和反向燃烧，前者注入空气与燃烧前缘的移动方向相同，故称为正向燃烧；后者空气流动方向和燃烧前缘的移动方向恰好相反，故称为逆向燃烧或反向燃烧；正向燃烧按注入空气中掺水与否又分为干式正向燃烧和湿式正向燃烧。
[0003]其中，干式正向燃烧与湿式正向燃烧主要用于稀油油藏与常规稠油油藏；反向燃烧主要用于特、超稠油油藏。
[0004]但不管对于干式正向燃烧、湿式正向燃烧或反向燃烧，其火烧油层的系统与方式，均受到油藏地质条件的限制。对于油藏倾斜度较小、单层厚度较小的层状油藏，主要采用目前常规的线性火驱井网或面积火驱井网开发。但是常规火驱开发存在以下几个方面的问题:
[0005](I)在火驱开发过程中，燃烧产生的大量烟道气与残余空气一起主要通过部署在油层中的排风井排出地面，由于燃烧产生了大量的硫化氢、二氧化硫、一氧化碳等有毒气体，因此对环境污染严重；
[0006](2)燃烧的排出废气通常具有较高的温度与热量，因此排出过程中无法利用其余热，大量热量损失到空气中；
[0007](3)燃烧产生了大量的气体，完全可用于油藏驱油，但在常规的火驱开发过程中，尚无有效的系统与方式利用该部分气体来驱油生产，造成了大量的气源浪费；
[0008](4)对于层状油藏，逐层的火烧油层开发，每个油层内的原油均有一部分被烧掉，造成大量的原油损失。
[0009]由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种火烧油层开采层状油藏的方法，以克服现有技术的缺陷。


【发明内容】

[0010]本发明的目的在于提供一种火烧油层开采层状油藏的方法，以实现燃烧产生的烟道气零排放，有效利用烟道气余热与能量，实现层状油藏经济高效开发。
[0011]本发明的目的是这样实现的，一种火烧油层开采层状油藏的方法，该方法至少包括以下步骤:
[0012]步骤一:部署井网，设置注气井与生产井的射孔方式；
[0013]设置至少一口垂直注气井与多口垂直生产井并呈线性顺序排列以组成注采井网；多口生产井朝向远离注气井的方向依次称为一线生产井、二线生产井、三线生产井、四线生产井，并以此类推；注气井与生产井之间、生产井与生产井之间在平面相距50 - 500米；所述注气井与生产井均在各独立油层射孔，注气井与生产井井筒内分别下入分层注采管柱，所述注气井与生产井在除最下方油层之外的每个油层底界上方附近的油套环空位置设置封隔器，利用分层注采管柱与封隔器配合使用，实现单层开启与关闭注气，以及单层开启与关闭生产；最下方油层成为一号油层，向上依次成为二号油层、三号油层、四号油层，并以此类推；
[0014]步骤二:
[0015](21)从原始注气井向一号油层射孔段注入空气点燃油层，并持续注空气以维持一号油层燃烧；
[0016](22)由地面气液分离器将一线生产井、二线生产井排出的烟道气分离，并从原始注气井的二号油层射孔段回注到二号油层以开展烟道气驱；
[0017](23) 一线生产井、二线生产井的一号油层、二号油层射孔段同步生产；
[0018]步骤三:
[0019](31)当燃烧前缘到达一线生产井的一号油层射孔段附近时，原始注气井停止注气，一线生产井的一号油层射孔段停止生产，改为从一线生产井的一号油层射孔段注入空气继续燃烧；
[0020](32)由地面气液分离器将二线生产井排出的烟道气分离，并从原始注气井和一线生产井的二号油层射孔段回注到二号油层以开展烟道气驱；
[0021](33) 二线生产井的一号油层、二号油层射孔段生产；
[0022]步骤四:
[0023](41)当燃烧前缘到达二线生产井的一号油层射孔段时，或者一号油层燃烧结束时，所有井的一号油层射孔段关闭；
[0024](42)开启原始注气井与二线生产井的三号油层射孔段，从原始注气井向三号油层射孔段注入空气点燃油层，并持续注空气以维持三号油层燃烧；
[0025](43)由地面气液分离器将一线生产井、二线生产井排出的烟道气分离，并从原始注气井和一线生产井的二号油层射孔段回注到二号油层以开展烟道气驱；
[0026](44) 二线生产井的二号油层、三号油层射孔段采油；
[0027]步骤五:
[0028](51)当烟道气窜入二线生产井的二号油层射孔段，或二号油层生产结束时，所有井的二号油层射孔段关闭；
[0029](52)从原始注气井继续向三号油层射孔段注入空气点以维持三号油层燃烧；
[0030](53)开启所有井的四号油层射孔段，由地面气液分离器将一线生产井、二线生产井排出的烟道气分离，并从原始注气井的四号油层射孔段回注到四号油层以开展烟道气驱；
[0031](54) 一线生产井、二线生产井的三号油层、四号油层射孔段生产；
[0032]步骤六:(换油层重复步骤三)
[0033](61)当燃烧前缘到达一线生产井的三号油层射孔段附近时，原始注气井停止注气，一线生产井的三号油层射孔段停止生产，改为从一线生产井的三号油层射孔段注入空气继续燃烧；
[0034](62)由地面气液分离器将二线生产井排出的烟道气分离，并从原始注气井和一线生产井的四号油层射孔段回注到四号油层以开展烟道气驱；
[0035](63) 二线生产井的三号油层、四号油层射孔段生产；
[0036]以此类推。
[0037]在本发明的一较佳实施方式中，整个油层包括两层或两层以上符合火烧与烟道气驱筛选标准的油层，其筛选标准采用行业内公开的参数进行。
[0038]在本发明的一较佳实施方式中，整个油层中的各相邻油层之间具有连续厚度大于I米的不渗透稳定隔层。
[0039]在本发明的一较佳实施方式中，所述各封隔器分别设置在每个独立油层底界以上I米附近的油套环空位置。
[0040]由上所述，本发明火烧油层开采层状油藏的方法，在每口注气井与生产井井筒内下入分层注采管柱，并在每个油层底界以上I米附近的油套环空位置设置封隔器，向最下部油层注入空气以维持最下部油层燃烧，燃烧产生的热油与烟道气经由一线生产井上返到地面，经由气液分离器分离后从注气井环空中注入上部一个油层或多个油层，驱替原油并进入二线生产井，以此类推，实现层状油藏的多层火驱与气驱同步开发。该方法适用于油层数量不少于两层的各类适合火烧油层开发的稀油及稠油油藏。本发明具有如下有益效果:
[0041](I)本发明在火驱开发过程中，燃烧产生的大量烟道气与残余空气一起通过地面气液分离器回注到上部油层，而非排出地面，因此避免了燃烧产生的大量的硫化氢、二氧化硫、一氧化碳等有毒气体对环境污染，实现了零排放；
[0042](2)通过烟道气回注，充分利用燃烧产生的废气携带的余热，避免了大量热量损失到空气中；利用该部分气体来驱油生产，节省了大量的气驱气体，可实现低成本高效开发；
[0043](3)对于层状油藏，采用本发明的逐层火烧油层+烟道气回注分层气驱开发方式，避免了每个油层内的原油均有一部分被烧掉，因此可有效避免造成大量的原油损失。

【专利附图】

【附图说明】
[0044]以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中:
[0045]图1:为本发明火烧油层开采层状油藏的方法的具体实施例一的布井及其步骤二注采的示意图；
[0046]图2:为实施例一的步骤三中注采的示意图；
[0047]图3:为实施例一的步骤四中注采的示意图；
[0048]图4:为实施例一的步骤五中注采的示意图；
[0049]图5:为实施例一的步骤六中注采的示意图；
[0050]附图符号:
[0051]I 一原始注气井；2--线生产井；3 —二线生产井；
[0052]11--号油层；12—二号油层；13—三号油层；14 一四号油层；
[0053]15 —射孔段； 16 —封隔器； 17 —隔层；
[0054]18 —关闭的分层注采阀门；19 —开启的分层注采阀门；

【具体实施方式】
[0055]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【专利附图】

【附图说明】本发明的【具体实施方式】。
[0056]本发明提出一种火烧油层开采层状油藏的方法，该方法是在每口注气井与生产井井筒内下入分层注采管柱，并在每个油层底界以上I米附近的油套环空位置设置封隔器，向最下部油层注入空气以维持最下部油层燃烧，燃烧产生的热油与烟道气经由一线生产井上返到地面，经由气液分离器分离后从注气井环空中注入上部一个油层或多个油层，驱替原油并进入二线生产井，以此类推，实现层状油藏的多层火驱与气驱同步开发。
[0057]在本发明中设置至少一口垂直注气井与多口垂直生产井并呈线性顺序排列以组成注采井网；多口生产井朝向远离注气井的方向依次称为一线生产井、二线生产井、三线生产井、四线生产井，并以此类推；注气井与生产井之间、生产井与生产井之间在平面相距50 - 500米；所述注气井与生产井均在各独立油层射孔，注气井与生产井井筒内分别下入分层注采管柱，所述注气井与生产井在除最下方油层之外的每个油层底界上方附近的油套环空位置设置封隔器，利用分层注采管柱与封隔器配合使用，实现单层开启与关闭注气，以及单层开启与关闭生产；最下方油层成为一号油层，向上依次成为二号油层、三号油层、四号油层，并以此类推；所述封隔器为现有结构，其具体工艺采用本行业内公开的工艺进行；所述分层注采管柱的具体工艺采用本行业内公开的工艺进行。
[0058]下面以一具体实施例对本发明的方法作出说明。
[0059]实施例一
[0060]本实施例一提供一种火烧油层开采层状油藏的方法，如图1所示，该油藏具有四个独立油层，最下部油层作为一号油层11，往上依次为二号油层12、三号油层13、四号油层14，各油层之间具有平均连续厚度1.5米的不渗透稳定隔层17 ;该方法包括以下步骤:
[0061]步骤一:
[0062]如图1所示，部署井网，设置注气井与生产井的射孔方式；设置一口垂直的原始注气井I和两口垂直的生产井以组成线性注采井网；其中距离原始注气井I较近的生产井称为一线生产井2，距离注气井较远的生产井称为二线生产井3 ;注气井I与一线生产井2之间、一线生产井2与二线生产井3之间在平面相距(水平距离)为100米；所述注气井I与一线生产井2、二线生产井3均在各独立油层(即:一号油层?四号油层)射孔，形成相应的射孔段15，注气井与生产井井筒内分别下入分层注采管柱，相应的分层注采阀门如图1所示，其中，18为关闭的分层注采阀门，19为开启的分层注采阀门；在每个油层底界以上I米左右的油套环空位置设置封隔器16 ;利用分层注采管柱与封隔器配合使用，可以实现单层开启与关闭注气，也可以实现单层开启与关闭生产；
[0063]步骤二:如图1所示；
[0064](21)从原始注气井I向一号油层射孔段注入空气，利用天然气点火方式点燃油层，并持续注空气以维持一号油层燃烧，空气最高注入速度为20吨/天；
[0065](22)由地面气液分离器将一线生产井2、二线生产井3排出的烟道气分离，并从原始注气井I的二号油层射孔段回注到二号油层以开展烟道气驱，烟道气最高注气速度为20吨/天；
[0066](23) 一线生产井、二线生产井的一号油层、二号油层射孔段同步生产，最高流体产出速度为30吨/天；
[0067]步骤三:如图2所示；
[0068](31)当燃烧前缘到达一线生产井2的一号油层射孔段附近时，原始注气井I停止注气，一线生产井2的一号油层射孔段停止生产，改为从一线生产井2的一号油层射孔段注入空气继续燃烧；
[0069](32)由地面气液分离器将二线生产井3排出的烟道气分离，并从原始注气井I和一线生产井2的二号油层射孔段回注到二号油层以开展烟道气驱；
[0070](33) 二线生产井3的一号油层、二号油层射孔段生产；
[0071]步骤四:如图3所示；
[0072](41)当燃烧前缘进入二线生产井3的一号油层射孔段时，所有井的一号油层射孔段关闭；
[0073](42)开启原始注气井I与二线生产井3的三号油层射孔段，从原始注气井I向三号油层射孔段注入空气点燃油层，并持续注空气以维持三号油层燃烧；
[0074](43)由地面气液分离器将一线生产井2、二线生产井3排出的烟道气分离，并从原始注气井I和一线生产井2的二号油层射孔段回注到二号油层以开展烟道气驱；
[0075](44) 二线生产井3的二号油层、三号油层射孔段采油。
[0076]步骤五:如图4所示；
[0077](51)当烟道气窜入二线生产井3的二号油层射孔段时，所有井的二号油层射孔段关闭；
[0078](52)从原始注气井I继续向三号油层射孔段注入空气点以维持三号油层燃烧；
[0079](53)开启所有井的四号油层射孔段，由地面气液分离器将一线生产井2、二线生产井3排出的烟道气分离，并从原始注气井I的四号油层射孔段回注到四号油层以开展烟道气驱；
[0080](54) 一线生产井2、二线生产井3的三号油层、四号油层射孔段生产。
[0081]步骤六:如图5所示；
[0082](61)当燃烧前缘到达一线生产井2的三号油层射孔段附近时，原始注气井I停止注气，一线生产井2的三号油层射孔段停止生产，改为从一线生产井2的三号油层射孔段注入空气继续燃烧；
[0083](62)由地面气液分离器将二线生产井3排出的烟道气分离，并从原始注气井I和一线生产井2的四号油层射孔段回注到四号油层以开展烟道气驱；
[0084](63) 二线生产井3的三号油层、四号油层射孔段生产。
[0085]以上步骤以此类推。
[0086]本实施例采用上述步骤与操作参数，成功实施了该层状油藏的火烧油层与烟道气驱一体化开发；实现了燃烧气体零排放，避免了环境污染；与常规火驱开发相比，燃烧消耗掉的原油明显减少，原油采收率提高了 15%，由于利用气体及余热，开采成本明显减少，t匕常规火驱减少了 1/3，实现了该油藏的经济高效开发。
[0087]以上所述仅为本发明示意性的【具体实施方式】，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
【权利要求】
1.一种火烧油层开采层状油藏的方法，该方法至少包括以下步骤: 步骤一:部署井网，设置注气井与生产井的射孔方式； 设置至少一口垂直注气井与多口垂直生产井并呈线性顺序排列以组成注采井网；多口生产井朝向远离注气井的方向依次称为一线生产井、二线生产井、三线生产井、四线生产井，并以此类推；注气井与生产井之间、生产井与生产井之间在平面相距50 - 500米；所述注气井与生产井均在各独立油层射孔，注气井与生产井井筒内分别下入分层注采管柱，所述注气井与生产井在除最下方油层之外的每个油层底界上方附近的油套环空位置设置封隔器，利用分层注采管柱与封隔器配合使用，实现单层开启与关闭注气，以及单层开启与关闭生产；最下方油层成为一号油层，向上依次成为二号油层、三号油层、四号油层，并以此类推； 步骤二: (21)从原始注气井向一号油层射孔段注入空气点燃油层，并持续注空气以维持一号油层燃烧； (22)由地面气液分离器将一线生产井、二线生产井排出的烟道气分离，并从原始注气井的二号油层射孔段回注到二号油层以开展烟道气驱； (23)—线生产井、二线生产井的一号油层、二号油层射孔段同步生产； 步骤三: (31)当燃烧前缘到达一线生产井的一号油层射孔段附近时，原始注气井停止注气，一线生产井的一号油层射孔段停止生产，改为从一线生产井的一号油层射孔段注入空气继续燃烧； (32)由地面气液分离器将二线生产井排出的烟道气分离，并从原始注气井和一线生产井的二号油层射孔段回注到二号油层以开展烟道气驱； (33)二线生产井的一号油层、二号油层射孔段生产； 步骤四: (41)当燃烧前缘到达二线生产井的一号油层射孔段时，或者一号油层燃烧结束时，所有井的一号油层射孔段关闭； (42)开启原始注气井与二线生产井的三号油层射孔段，从原始注气井向三号油层射孔段注入空气点燃油层，并持续注空气以维持三号油层燃烧； (43)由地面气液分离器将一线生产井、二线生产井排出的烟道气分离，并从原始注气井和一线生产井的二号油层射孔段回注到二号油层以开展烟道气驱； (44)二线生产井的二号油层、三号油层射孔段采油； 步骤五: (51)当烟道气窜入二线生产井的二号油层射孔段，或二号油层生产结束时，所有井的二号油层射孔段关闭； (52)从原始注气井继续向三号油层射孔段注入空气点以维持三号油层燃烧； (53)开启所有井的四号油层射孔段，由地面气液分离器将一线生产井、二线生产井排出的烟道气分离，并从原始注气井的四号油层射孔段回注到四号油层以开展烟道气驱； (54)一线生产井、二线生产井的三号油层、四号油层射孔段生产； 步骤六:(换油层重复步骤三) (61)当燃烧前缘到达一线生产井的三号油层射孔段附近时，原始注气井停止注气，一线生产井的三号油层射孔段停止生产，改为从一线生产井的三号油层射孔段注入空气继续燃烧； (62)由地面气液分离器将二线生产井排出的烟道气分离，并从原始注气井和一线生产井的四号油层射孔段回注到四号油层以开展烟道气驱； (63)二线生产井的三号油层、四号油层射孔段生产； 以此类推。
2.如权利要求1所述的火烧油层开采层状油藏的方法，其特征在于:整个油层包括两层或两层以上符合火烧与烟道气驱筛选标准的油层，其筛选标准采用行业内公开的参数进行。
3.如权利要求1所述的火烧油层开采层状油藏的方法，其特征在于:整个油层中的各相邻油层之间具有连续厚度大于I米的不渗透稳定隔层。
4.如权利要求1所述的火烧油层开采层状油藏的方法，其特征在于:所述各封隔器分别设置在每个独立油层底界以上I米附近的油套环空位置。
【文档编号】E21B43/40GK104389572SQ201410587649
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】吴永彬, 王红庄, 蒋有伟 申请人:中国石油天然气股份有限公司