火驱井生产过程的控氧方法与流程

本发明涉及稠油火驱开采，，具体而言，涉及一种火驱井生产过程的控氧方法。

背景技术：

1、火驱是通过连续注入空气并点燃油层，燃烧10％难采出重质组分，产生高温改质、燃烧烟气和水蒸气等多重驱替作用的稠油热采技术，具有热效率高、采收率高、节能环保的特点。其成功实施的关键是实现油层内持续稳定的高温燃烧。国外成功的火驱项目是在原始高饱和度油藏上开展的，火线推进比较均衡，调控难度较小。而国内的火驱项目大都是在注蒸汽后期的油藏上开展，此类油藏存在注蒸汽通道普遍发育，蒸汽凝结的次生水体富集、井间含油饱和度差异大等问题，火线推进过程中，部分井组受地层局部含油饱和度低、水体富集、注气异常等因素影响，导致油层燃烧状态变差，由高温氧化转变为低温氧化，地层消耗不掉的氧气由生产井持续产出，并伴有一定浓度的可燃气体，存在爆炸风险隐患。若不能及时采取恢复地层高温燃烧状态的措施，生产井将被迫关井，火驱生产过程终止。

2、目前，针对火驱过程出现低温氧化的问题，理论研究给出的结论是继续保持较高的注空气速度，加速低温氧化的放热反应，提高总的放热量，促进地层温度逐步升高，有利于从低温氧化向高温氧化的过渡。但从现场应用来看，低温氧化的油井若仍保持较高的注空气速度，会导致氧气和甲烷的浓度超过爆炸极限，存在较大的安全风险。因此，从安全角度考虑，现场实际的应对措施是反其道而行，采取了降低注空气速度，对于氧气浓度超过5％的油井直接关井的措施，最终导致很难恢复高温燃烧，只能维持低速注气，低效生产甚至永久关井的结果。

3、也就是说，现有技术中火驱生产过程中存在爆炸风险大的问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种火驱井生产过程的控氧方法，以解决现有技术中火驱生产过程中存在爆炸风险大的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种火驱井生产过程的控氧方法，包括：确定火驱井的采出气爆炸极限时的临界氧浓度；获取火驱井的采出气；确定采出气的氧气浓度；根据氧气浓度分析地层燃烧状态；根据地层燃烧状态确定控氧方法。

3、进一步地，地层燃烧状态包括燃烧变差状态、局部低温氧化状态、低温氧化状态和低温氧化状态明显有爆炸风险的状态。

4、进一步地，在根据氧气浓度分析地层燃烧状态，并根据燃烧状态确定控氧方法的过程中，若氧气浓度大于等于1％且小于2％时，则地层燃烧状态为燃烧变差状态。

5、进一步地，在根据氧气浓度分析地层燃烧状态，并根据燃烧状态确定控氧方法的过程中，若氧气浓度大于等于2％且小于5％时，则地层燃烧状态为局部低温氧化状态。

6、进一步地，在根据氧气浓度分析地层燃烧状态，并根据燃烧状态确定控氧方法的过程中，若氧气浓度大于等于5％且小于8％时，则地层燃烧状态为低温氧化状态。

7、进一步地，在根据氧气浓度分析地层燃烧状态，并根据燃烧状态确定控氧方法的过程中，若氧气浓度大于等于8％时，则地层燃烧状态为低温氧化状态明显且有爆炸风险的状态。

8、进一步地，在根据地层燃烧状态确定控氧方法的过程中，地层燃烧状态为燃烧变差状态时，则降低火驱井的采注比。

9、进一步地，在地层燃烧状态为燃烧变差状态时，则降低火驱井的采注比的过程中，将采注比降低至60％以下。

10、进一步地，在根据地层燃烧状态确定控氧方法的过程中，地层燃烧状态为局部低温氧化状态时，则降低火驱井的采注比并向火驱井内加入化学除氧剂。

11、进一步地，在地层燃烧状态为局部低温氧化状态时，则降低火驱井的采注比并向火驱井内加入化学除氧剂的过程中，选用无机基质的铁系脱氧剂、有机基质的酶系脱氧剂中的一种为化学除氧剂；从火驱井环空加入能将产出的氧气浓度控制在1％以内的剂量的化学除氧剂。

12、进一步地，在根据地层燃烧状态确定控氧方法的过程中，地层燃烧状态为低温氧化状态时，则降低火驱井的采注比、向火驱井内加入化学除氧剂并向火驱井环空注入高温蒸汽。

13、进一步地，在根据地层燃烧状态确定控氧方法的过程中，地层燃烧状态为低温氧化状态明显有爆炸风险的状态时，则立即关闭火驱井，建立与可燃气体的隔离屏障并进行焖井。

14、进一步地，在地层燃烧状态为低温氧化状态明显有爆炸风险的状态时，则立即关闭火驱井，建立与可燃气体的隔离屏障并进行焖井的过程中，关闭火驱井；通过洗压井措施在井筒内建立与可燃气体的隔离屏障；注入一定量蒸汽并焖井，待氧气浓度小于5％后再间歇式开井排气。

15、应用本发明的技术方案，火驱井生产过程的控氧方法包括：确定火驱井的采出气爆炸极限时的临界氧浓度；获取火驱井的采出气；确定采出气的氧气浓度；根据氧气浓度分析地层燃烧状态；根据地层燃烧状态确定控氧方法。

16、通过确定火驱井的采出气爆炸极限时的临界氧浓度，以合理根据采出气的氧气浓度来分析地层燃烧状态，并根据不同的地层燃烧状态来改变控氧方法，使得井下的氧气浓度在合理的范围内，减少爆炸的风险，达到增加了火驱井生产过程中的安全性和稳定性。同时不同的地层燃烧状态采用不同的控氧方法能够减少火驱井关井的风险，使得火驱井稳定工作。

技术特征：

1.一种火驱井生产过程的控氧方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的火驱井生产过程的控氧方法，其特征在于，所述地层燃烧状态包括燃烧变差状态、局部低温氧化状态、低温氧化状态和低温氧化状态明显有爆炸风险的状态。

3.根据权利要求2所述的火驱井生产过程的控氧方法，其特征在于，在根据所述氧气浓度分析地层燃烧状态，并根据所述燃烧状态确定控氧方法的过程中，若氧气浓度大于等于1％且小于2％时，则地层燃烧状态为燃烧变差状态。

4.根据权利要求2所述的火驱井生产过程的控氧方法，其特征在于，在根据所述氧气浓度分析地层燃烧状态，并根据所述燃烧状态确定控氧方法的过程中，若所述氧气浓度大于等于2％且小于5％时，则地层燃烧状态为局部低温氧化状态。

5.根据权利要求2所述的火驱井生产过程的控氧方法，其特征在于，在根据所述氧气浓度分析地层燃烧状态，并根据所述燃烧状态确定控氧方法的过程中，若所述氧气浓度大于等于5％且小于8％时，则地层燃烧状态为低温氧化状态。

6.根据权利要求2所述的火驱井生产过程的控氧方法，其特征在于，在根据所述氧气浓度分析地层燃烧状态，并根据所述燃烧状态确定控氧方法的过程中，若所述氧气浓度大于等于8％时，则地层燃烧状态为低温氧化状态明显且有爆炸风险的状态。

7.根据权利要求2所述的火驱井生产过程的控氧方法，其特征在于，在根据所述地层燃烧状态确定控氧方法的过程中，所述地层燃烧状态为燃烧变差状态时，则降低所述火驱井的采注比。

8.根据权利要求7所述的火驱井生产过程的控氧方法，其特征在于，在所述地层燃烧状态为燃烧变差状态时，则降低所述火驱井的采注比的过程中，将所述采注比降低至60％以下。

9.根据权利要求2所述的火驱井生产过程的控氧方法，其特征在于，在根据所述地层燃烧状态确定控氧方法的过程中，所述地层燃烧状态为局部低温氧化状态时，则降低所述火驱井的采注比并向所述火驱井内加入化学除氧剂。

10.根据权利要求9所述的火驱井生产过程的控氧方法，其特征在于，在所述地层燃烧状态为局部低温氧化状态时，则降低所述火驱井的采注比并向所述火驱井内加入化学除氧剂的过程中，

11.根据权利要求2所述的火驱井生产过程的控氧方法，其特征在于，在根据所述地层燃烧状态确定控氧方法的过程中，所述地层燃烧状态为低温氧化状态时，则降低所述火驱井的采注比、向所述火驱井内加入化学除氧剂并向所述火驱井环空注入高温蒸汽。

12.根据权利要求2所述的火驱井生产过程的控氧方法，其特征在于，在根据所述地层燃烧状态确定控氧方法的过程中，所述地层燃烧状态为低温氧化状态明显有爆炸风险的状态时，则立即关闭所述火驱井，建立与可燃气体的隔离屏障并进行焖井。

13.根据权利要求12所述的火驱井生产过程的控氧方法，其特征在于，在所述地层燃烧状态为低温氧化状态明显有爆炸风险的状态时，则立即关闭所述火驱井，建立与可燃气体的隔离屏障并进行焖井的过程中，

技术总结
本发明提供了一种火驱井生产过程的控氧方法。火驱井生产过程的控氧方法包括：确定火驱井的采出气爆炸极限时的临界氧浓度；获取火驱井的采出气；确定采出气的氧气浓度；根据氧气浓度分析地层燃烧状态；根据地层燃烧状态确定控氧方法。本发明解决了现有技术中火驱生产过程中存在爆炸风险大的问题。

技术研发人员：陈莉娟,陈龙,潘竟军,陈森,李杰,王玉新,栾海军,苏日古,孙江河,邹俊刚,坎尼扎提,宋晓
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1