加速的溶剂协助sagd启动的制作方法_2

文档序号:9713264阅读:来源:国知局
[0025] 如贯穿本公开全文所用,溶剂的体积或"体积%"溶剂是指溶剂体积/总蒸汽加上 基于冷液体等价物的溶剂体积。
[0026] "溶剂与蒸汽共同注入(SCIS)"是指其中溶剂与蒸汽共同注入以使沥青通过同时 的传热与传质过程而流动化的SAGD的变化方式。如贯穿本公开全文所用,SCIS是指其中溶 剂与蒸汽一起添加的SAGD运行。
[0027] "含有粘性烃的地层"是指含有高粘度的油的地下地层,并且其很大程度上不能在 不使用热或稀释的情况下采收。含有粘性烃的地层的实例是具有沥青的油砂储层。
[0028] 许多商业化SAO)方法涉及不同阶段的运行。这些阶段有时被分类成启动、上升、常 规或正常SA⑶和下降(blow-down)运行。这些阶段的每一个简要描述如下。
[0029] 常规地,进行SA⑶运行的启动阶段以在SAO)注入井和开采井之间建立热与水力连 通。最初,储层含有具有高粘度和有限流动性的冷沥青,使得在注入井和开采井之间没有流 体连通。启动阶段可以包括经过注入井和开采井之一或二者的循环流,由此建立井间连通。 建立流体连通所需要的时间取决于储层和井对,但是涉及因素例如沿着水平井长的注入井 至开采井的井间距、在其下维持循环的注入蒸汽的温度和储层压力。典型的流循环时间为 约120天,但可以更短或更长。一旦建立井间连通,井对就可以转换到SAO)运行的上升阶段。
[0030] SA⑶运行的上升阶段一般是指在已建立SAGD注入井和开采井之间的连通之后的 时间段。蒸汽室已经建立,并且垂直向上生长至沥青区的顶部。从开采井移出流动化油和 水。井对的整个长度最终被加热,并且采油速率达到峰值。
[0031] 常规或正常SAGD运行是指在上升阶段之后的阶段。在该阶段期间,蒸汽室基本上 达到几乎最大垂直高度并且继续侧向延伸。采油速率稳定或可能开始下降。
[0032] 下降运行是指其中终止注入蒸汽并且往往将不可冷凝的气体注入到蒸汽室中以 维持压力的阶段。采油速率随时间下降并且最终运行变得不经济。其后,SAGD井对可以废 弃。
[0033] 本发明涉及通过在SAGD和SAGD相关运行的初期或所谓的启动阶段期间注入溶剂 来增强烃(例如重油)采收的方法和系统。
[0034] 使用相同量的蒸汽,在SAGD运行的启动阶段期间(例如,在已在注入井和开采井之 间建立实质性井间流体连通之前)与蒸汽一起注入溶剂相对于其中未在SAGD的启动阶段期 间添加溶剂的SAGD运行,增加了油采收并减小累积蒸汽-油比率(SOR)。
[0035]在SA⑶运行早期(例如,在SA⑶的启动阶段期间和/或至少在已建立实质性井间连 通之前)添加溶剂加速井间区中的沥青的流动化,并促进蒸汽室的快速形成。在启动阶段期 间建立良好井间连通的能力缩短了转换到上升阶段的时间,并允许更有效的SAGD运行(例 如,更早的最高油开采量、减小的SOR等)。一旦建立了良好的连通,就存在蒸汽室的持续发 展和生长,增强了 SAGD运行的整体。在SAGD运行早期建立良好的连通允许更好的上升和更 好的总体SAGD性能。当在SAGD运行的启动阶段期间添加溶剂时,在SAGD运行的启动阶段与 SAGD模式运行的上升阶段之间转换所需要的时间减少。更快速和/或增强的沥青活动化是 因为通过溶剂的传导和稀释对井间区中沥青粘度的联合作用,所有这些作用当溶剂在SAGD 运行中尽可能早地注入时特别明显。
[0036] 而且,在SAGD的启动阶段期间一起使用溶剂与蒸汽允许流体沿井长更一致地发 展。这是因为沥青通过溶剂沿着加热到更低温度的井段更大地稀释而发生。
[0037] 因此,溶剂注入的时机在决定如何优化SA⑶运行的总体效力中是重要的。在许多 现有技术研究中,溶剂注入的时机不在SAGD运行的启动阶段期间注入和/或溶剂只在已建 立至少一些井间连通之后的一些时间注入。另外,在许多现有技术研究中,溶剂在后期如在 已观察到峰值采油速率之后添加。本发明与这些在先研究的区别在于在SAGD的启动阶段期 间开始共同注入溶剂与蒸汽。
[0038]而且,本发明提供了理解SAGD运行早期的溶剂的作用是如何影响SAGD运行的后 期、以及可能需要进行什么运行变化以帮助优化总体SAGD运行的基础。SAGD运行的启动阶 段期间的溶剂-蒸汽注入可导致烃采收的增强的溶剂回收、更低的SOR和更低的开采时间。 而且,溶剂添加的时机、溶剂组成和溶剂浓度与SA⑶运行阶段的匹配可帮助改进总体SA⑶ 运行。
[0039] 作为早期溶剂添加可以如何影响任意给定SAGD运行的运行选择的实例,根据本发 明,较重或密度较大的溶剂可以在SAGD运行的早期添加以协助建立井间连通。一旦已建立 井间连通,SAGD运行的焦点就转移到最大化蒸汽室生长和使溶剂对周围的沥青具有最大影 响。因此,在SAGD运行的后期,溶剂可以变为与在SAGD运行的启动阶段期间选择的溶剂相比 较轻或密度较小的溶剂。
[0040] 参考附图和实施例,本发明将更详细地在下文中描述。
[0041]图1示出了常规SAGD或SCIS运行。蒸汽10注入到第一水平井20中(也称为注入井) 可以导致地层40内部的烃30的流动化,所述地层40-般是由具有有限的流动性的粘性烃例 如沥青构成的地层。一旦施加热能,流动化烃就可以排到第二水平井50(也称为开采井),并 作为混合流70移出到表面60。混合流70可以由烃、蒸汽冷凝物和其他物质,例如水、气体等 组成。当蒸汽10与溶剂在注入期间混合时,混合流70还包括回收的溶剂。
[0042] 来自一个或多个开采井的混合流70可以合并并送到加工设施80。在加工设施80处 可以发生不同加工操作,但是通常来自混合流70的水和烃可以被分离,并且烃86被送去进 一步精炼。来自分离的水可以被循环到设施80内的蒸汽发生单元,进行或不进行进一步处 理,并用来产生用于SAO)运行或SCIS方法的蒸汽10。而且,溶剂可以在设施80内回收并再用 于SAGD运行或SCIS方法。使用现场产生的溶剂以减少掺和需要是有用的。
[0043] 根据本方法,溶剂在SAGD运行的启动阶段期间添加。在注入和开采井之间很少或 没有井间连通之前的某一时间,溶剂作为蒸气(vapor)与蒸汽(steam) -起注入,使得无法 产出流动化烃流体。实践中,这意味着可以在SAGD运行的最开始,或者至少在SAGD运行转换 到上升阶段之前的某些时刻注入蒸汽-溶剂混合物。
[0044] 预期溶剂与蒸汽注入稍微降低蒸汽的分压,导致温度的略微降低(a marginal depression。冷凝时,蒸汽形成单独的液相,并且溶剂变得可与沥青混溶。溶剂的冷凝最初 通过溶解于油相中而发生,以实现局部平衡。当溶剂分压因水蒸气冷凝和/或温度降低而变 得高于其蒸气压时,溶剂冷凝并变得可与沥青混溶。因此,本文所述方法依赖于溶剂效益和 热效益二者以降低重质原油或沥青的粘度。溶剂效益通过借助连续性或间歇性注入可在储 层操作条件下冷凝的溶剂来稀释沥青或重质原油而提供。传热过程和传质过程(分子扩散、 机械分散和对流混合)的组合加快烃粘度的降低,改进烃采收。
[0045] -旦注入第一蒸汽-溶剂混合物,其它具有不同组成或相同组成的蒸汽-溶剂混合 物就可以与所述第一蒸汽-溶剂混合物连续地或间歇地注入到地层中。也可以注入气体。换 句话说,在启动阶段期间注入第一蒸汽-溶剂混合物不限制可以在SAGD运行的后期使用的 溶剂。
[0046] 如将在以下实施例中描述的那些,溶剂例如裂化石脑油和气体凝析油可以用作溶 剂。图2示出了在使用模型实验装置注入不同浓度的裂化石脑油与蒸汽时的累积产出油。当 在SAGD运行的启动阶段期间裂化石脑油与蒸汽一起注入时,采油速率更早达到峰值,并且 一直更高。图4示出了如在实验装置中所模拟的,在SAGD运行的启动阶段期间添加不同浓度 的气体凝析油时的采油速率。这些结果表明,SAGD运行的启动阶段期间的溶剂注入允许更 快地确立采油速率,并且早期建立良好的连通允许SAO)运行总体上更好的性能。
[0047] 图3示出了在将不同浓度的裂化石脑油注入到模型实验装置中时,泄油速率对时 间的图。当溶剂与蒸汽共同注入时,泄油速率在更早的时间更高。图5示出了在将不同浓度 的气体凝析油注入到模型实验装置中时,泄油速率对时间的图。
[0048] 本发明的一些益处包括:
[0049] ?与在不将溶剂添加到蒸汽的
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