提高致密油单井日产量的方法与流程

本发明涉及石油开采技术，尤其涉及一种提高致密油单井日产量的方法。

背景技术：

近年来致密油的勘探开发受到重视，我国致密油资源丰富，主要沉积盆地的致密油资源量约为70～90×10⁸m³，开发致密油对减缓我国石油进口量、保障能源安全具有重要的意义。

现有技术中开采致密油多采用水平井多段压裂、体积压裂等技术，获得了较好的初期产量。但由于陆相致密油储层致密、致密油储层孔隙压力系数低、致密油粘度高、渗流机理复杂，加之致密油前期开采过程为衰竭式开采，存在致密油单井日产量递减快的问题。

技术实现要素：

本发明提供一种提高致密油单井日产量的方法，以克服现有技术中致密油单井日产量递减快的问题。

本发明提供一种提高致密油单井日产量的方法，包括：通过致密油开采井的油管向致密油储层中注入热源，以使所述致密油储层加热，其中，当所述热源流至竖直开采井的井筒的底部或水平开采井的井筒的拐角处时，所述热源被再次加热；

在向所述致密油储层中注入热源之后，关闭所述开采井，以使所述热源将所述致密油储层中孔隙中的原油顶出到所述致密油储层的裂缝中，其中，所述开采井被停止开采的时长为预设时长；

在经历所述预设时长之后，对所述致密油储层进行致密油开采。

如上所述的方法，在所述通过致密油开采井的油管向致密油储层中注入热源之前，还包括：

采用分段压裂技术对所述致密油储层进行衰竭式开采；

当确定致密油单井日产量低于第一预设产量时，停止衰竭式开采。

如上所述的方法，所述方法还包括：

当确定所述致密油开采井的井底压力等于所述致密油储层的孔隙压力时，停止向所述致密油储层注入热源。

如上所述的方法，在对所述致密油储层进行致密油开采之后，还包括；

当确定所述致密油单井日产量低于第二预设产量时，停止所述致密油开采。

如上所述的方法，在确定所述致密油单井日产量低于第二预设产量时，停止致密油开采之后，还包括；

再次通过致密油开采井的油管向致密油储层中注入热源，重复执行关闭开采井，并对所述致密油储层进行致密油开采。

如上所述的方法，所述热源为热流体，所述热流体的温度高于致密油原油的温度20℃以上。

如上所述的方法，所述热源为过热蒸汽，所述过热蒸汽的温度为100℃～400℃。

如上所述的方法，热源产生装置为地面锅炉，所述通过致密油开采井的油管向致密油储层中注入热源，包括：

所述地面锅炉产生的所述热流体经多级加压泵进入所述致密油开采井的油管，以向致密油储层中注入所述热流体。

如上所述的方法，热源产生装置为蒸气发生器，所述通过致密油开采井的油管向致密油储层中注入热源，包括：

所述蒸气发生器产生的所述过热蒸汽经多级加压泵进入所述致密油开采井的油管，以向致密油储层中注入所述过热蒸汽。

如上所述的方法，所述预设时长为1～15天。

本发明的提高致密油单井日产量的方法，通过致密油开采井的油管向致密油储层中注入热源，以使致密油储层加热，当热源流至竖直开采井的井筒的底部或水平开采井的井筒的拐角处时，对热源再次加热；在向致密油储层中注入热源之后，关闭开采井，以使热源将致密油储层中孔隙中的原油顶出到致密油储层的裂缝中，其中，开采井被停止开采的时长为预设时长；在经历预设时长之后，对致密油储层进行致密油开采，实现了致密油单井日产量及采收率的提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的提高致密油单井日产量的方法实施例一的流程图；

图2为本发明的水平井开采结构示意图；

图3为本发明提供的提高致密油单井日产量的方法实施例二的流程图；

图4为本发明提供的提高致密油单井日产量的方法实施例三的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

致密油是致密储层中的石油，是一种重要的非常规油气资源。现有技术中对于致密油的开采采用水平井多段压裂、体积压裂等技术，且前期的开采方式为衰竭式开采，所以只可以保证致密油的初期产量，随着开采过程的进行，致密油单井日产量呈现快速递减的趋势。本发明针对上述问题提出一种利用外部热源加热致密油储层以改变致密油的物理特性来提高致密油单井日产量的方法。下面对本发明进行详细说明。

图1为本发明提供的提高致密油单井日产量的方法实施例一的流程图，如图1所示，本实施例的方法可以包括：

S101、通过致密油开采井的油管向致密油储层中注入热源，以使致密油储层加热，其中，当热源流至竖直开采井的井筒的底部或水平开采井的井筒的拐角处时，热源被再次加热；

S102、在向致密油储层中注入热源之后，关闭开采井，以使热源将致密油储层中孔隙中的原油顶出到致密油储层的裂缝中，其中，开采井被停止开采的时长为预设时长；

S103、在经历预设时长之后，对致密油储层进行致密油开采。

具体地，外部发生器产生的热源通过致密油开采井的油管进入到致密油储层中，致密油储层被加热，从而致密油储层中的致密油也被加热。可选地，热源为热流体或过热蒸汽，热流体优选热水，过热蒸汽优选过热水蒸气。由于致密油储层的深度较深，当热源流动至致密油储层的过程中温度会下降，因此，为了使热源一直处在较高的温度，保证对致密油储层的有效加热，本实施例中当热源流至竖直开采井的油管的底部或水平开采井的油管的拐角处时，热源被再次加热。

下面以水平井为例说明热源被再次加热的实现方法，图2为本发明的水平井开采结构示意图，参见图2，热源经油管1进入到致密油储层2，在井筒6的拐角处设置有二次加热器3，二次加热器3通外部电缆4提供热能。

在具体的实施过程中，可以根据实际过程的需要决定何时停止通入热源。优选地，当确定致密油开采井的井底压力等于致密油储层的孔隙压力时，停止向致密油储层中注入热源，可以保证致密油与热源之间热量交换充分，渗吸排油过程顺利进行。

其中，致密油储层的孔隙压力采用压力恢复试井的方法测量。致密油开采井的井底压力等于井口的压力与井深对应的液柱压力之和。因此，在实际的操作过程中，首先结合开采井的井深，估算出井深对应的液柱压力，然后用测量得到的致密油储层的孔隙压力减去估算出的井深对应的液柱压力，就可以得到当井口的压力约为多少时，停止注入热源，井口的压力可以通过采油树上的压力表测量得到。

当热源停止通入后，关闭开采井，开采井被停止开采的时长为预设时长，在预设时长内，致密油与热源之间发生热量交换，发生渗吸排油过程，即热源被吸入致密油储层的孔隙，致密油储层的孔隙中致密油原油被顶出，进入到致密油储层的裂缝中。下面以热源为热水或过热水蒸气为例，阐述热源对的致密油原油产出的影响。

(1)使致密油原油体积膨胀：致密油原油由于温度的升高而体积膨胀，有利于孔隙中致密油原油的产出，另外由于体积的膨胀，致密油储层孔隙内的油相向水相凸出，促使致密油储层的润湿性由亲油性向亲水方向转变，促进了致密油原油的产出。

(2)使致密油原油的粘度降低：致密油原油由于温度的升高粘度降低，低粘度的致密油原油更容易在致密油储层的孔隙以及裂缝中流动，有利于致密油原油的产出；而致密油原油在致密油储层的孔隙以及裂缝中流动进一步可以使热源没有波及到的致密油储层区域依靠热传导升温。

(3)使致密油储层润湿性改变：致密油储层温度升高后，致密油储层的润湿性由亲油性向亲水方向转变，促使原油从致密油储层的孔隙表面剥离，有利于致密油原油的产出。

(4)使渗吸过程加快：温度的升高带来的致密油原油粘度的降低、致密油储层润湿性的改变及其热源本身提供的热能，加速了渗吸的速度，提高了渗吸的能力，有利于致密油原油的产出。

(5)使渗流能力提高：温度升高后致密油原油的粘度降低，使得致密油开始流动所需要的压力减小，渗流能力提高。

(6)使致密油原油的采收率提高：温度升高可降低残余油饱和度，从而提高采收率。

因此，热源的加入有利于致密油原油的产出，从而可以提高致密油单井日产量和采收率。

在经历预设时长内的致密油与热源之间的热量交换、渗吸排油过程后，对致密油储层进行致密油开采：经渗吸排油过程后的流至致密油储层裂缝中的致密油原油进入开采井的油管，然后进入油泵，并由油泵举升流动到地面生产管道，完成致密油的开采。

其中，预设时长越长，致密油与热源之间的热量交换越充分，并且可以使热源中的热量尽可能多的传递给远离开采井的致密油储层中，以提高采收率，但是开采所需的成本加大，因此，预设时长的选择可以根据实际需要进行选择。可选的，预设时长为1～15天。

本实施例的提高致密油单井日产量的方法，通过致密油开采井的油管向致密油储层中注入热源，以使致密油储层加热，当热源流至竖直开采井的井筒的底部或水平开采井的井筒的拐角处时，热源被再次加热；在向致密油储层中注入热源之后，关闭开采井，以使热源将致密油储层中孔隙中的原油顶出到致密油储层的裂缝中，其中，开采井被停止开采的时长为预设时长；在经历预设时长之后，对致密油储层进行致密油开采，实现了致密油单井日产量及采收率的提高。

在具体的实施过程中，致密油储层的深度通常为2000米左右，致密油原油的温度为66℃左右，为了保证致密油与热源之间充分的热量交换，渗吸排油过程顺利进行，在本实施例中，若热源为热流体，使热流体的温度高于致密油原油的温度20℃以上，若热源为过热蒸汽，使过热蒸汽的温度为100℃～400℃。

具体地，参见图2，若热源为热流体，热流体优选为温度为100℃的沸水，热源产生装置5为地面锅炉，沸水经地面锅炉产生后，经多级加压泵7进入致密油开采井的油管1，以向致密油储层中注入沸水。

若热源为过热蒸汽，过热蒸汽优选250℃的过热水蒸汽，热源产生装置5为蒸气发生器，过热水蒸汽经蒸气发生器产生后，经多级加压泵7进入致密油开采井的油管1，以向致密油储层中注入过热水蒸汽。

其中，由于致密油储层的深度较深，致密油储层压力高，需要高的热源注入压力，为了克服常规注入压力不能顺利将热源注入到致密油储层的技术难题，本实施例中采用多级加压泵向致密油储层注入热源，保证热源可以顺利的进入到致密油储层中。

另外，致密油储层采用250℃左右的过热水蒸气加热后，致密油储层的平均温度可达到150℃以上，此时致密油原油的粘度约降低到原来的1/8，渗流速度提高约8倍，油井日产量相对于热源注入前提高约5倍以上。

本实施例的提高致密油单井日产量的方法，通过提高热源的温度，实现了致密油单井日产量的进一步提高。

为了在提高致密油单井日产量的基础上，尽可能的降低生产成本，本实施对上述实施例作了进一步的改进。图3为本发明提供的提高致密油单井日产量的方法实施例二的流程图，如图3所示，本实施例的方法在通过致密油开采井的油管向致密油储层中注入热源之前进行，可以包括：

S201、采用分段压裂技术对致密油储层进行衰竭式开采；

S202、当确定致密油单井日产量低于第一预设产量时，停止衰竭式开采。

具体地，由于分段压裂开采是现有石油开采中的较为成熟的做法，无需额外提供外部能量，因此，在向致密油储层中注入热源之前首先采用分段压裂技术对致密油储层进行衰竭式开采，当确定致密油单井日产量低于第一预设产量时，再停止衰竭式开采，可以缩短开采石油的周期，降低生产成本。可选地，第一预设产量为起始开采时原油最高日产量的70％。

本实施例通过在向致密油储层中注入热源之前首先采用分段压裂技术对致密油储层进行衰竭式开采，实现了开采石油的周期的缩短，生产成本的降低。

在具体的开采过程中，为了保证致密油的开采率，降低致密油残余率，需要对致密油储层多次注入热源，因此，本实施例在上述实施例的基础上对上述实施作了进一步的改进，图4为本发明提供的提高致密油单井日产量的方法实施例三的流程图，参见图4，本实施中的方法在上述实施中的“对致密油储层进行致密油开采”之后进行，包括；

S301、当确定致密油单井日产量低于第二预设产量时，停止致密油开采。

S302、再次通过致密油开采井的油管向致密油储层中注入热源，重复执行关闭开采井，并对致密油储层进行致密油开采。

具体地，当致密油开采井首次经历注入热源开采后，随着开采的进行，日产量会出现递减的现象，此时需要再次通入热源，为致密油开采提供能量。当确定致密油单井日产量低于第二预设产量时，停止致密油开采，再次通过致密油开采井的油管向致密油储层中注入热源，重复执行上述实施例中的关闭开采井，并在关闭开采井预设时长后，对致密油储层再次进行致密油开采的过程。其中，第二预设产量优选为2吨/日。

若将通过致密油开采井的油管向致密油储层中注入热源，然后关闭开采井，并在关闭开采井预设时长后，对致密油储层再次进行致密油开采的流程作为一个吞吐周期，该吞吐周期可以重复多次，以保证较高的致密油日产量和较高的致密油的开采率。

其中，吞吐周期重复次数的确定原则为：根据每个吞吐周期的日产量曲线(即日产量随市场天数的曲线)，对比上一吞吐周期产量与本吞吐周期产量的差值，预测下一吞吐周期的产量。如果下一吞吐周期的预测日产量不能达到工业化产量标准，即2吨/日，则不再进行下一个吞吐周期，停止致密油的开采。

本实施例通过周期性的向致密油储层中注入热源，保证较高的致密油日产量和较高的致密油的开采率。

本领域技术人员可以理解的是，本发明提供的提高致密油单井日产量的方法即可以适用到水平井中，也可以适用至直井中。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。