对火驱注气井的气窜通道的调剖方法及其管柱

摘要

本发明提供一种对火驱注气井的气窜通道的调剖方法及其管柱，包括如下步骤：在预定时间内向注气井内注入空气，以使得注气井与用于采油的生产井连通。然后向注气井内注入油污泥，对吸气量大的油层进行调剖，以使得油污泥中的黏土封堵注气井中的气窜孔道，油污泥中的油辅助油层燃烧。最后对注气井进行注气点火，以使注气井在火驱油层的同时使油污泥中的黏土烧结后形成附着在注气井外的人工井壁；以使油污泥中的油燃烧后生成气体，从而在形成人工井壁的同时在人工井壁内形成气体流道。采用本发明的对火驱注气井的气窜通道的调剖方法及其管柱可以封堵火驱注气井高渗透层的气窜通道，同时在火驱油层的过程中加固注气井的井壁，防止井壁坍塌。

说明书

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，具体涉及一种对火驱注气井的气窜通道的调剖方 法及其管柱。

背景技术

一般情况下在火驱油层采油前，都已经进行了蒸汽热采。由于地层间的差异，蒸汽 热采注入的高温蒸汽仅被渗透率高的油层所吸收，渗透率相对较低的油层则进入蒸汽的量 较少。这样地下的高粘度稠油未被加热充分，不能够完全开采出来。在转成火驱油层开发方 式后，如果依然笼统注气，渗透率高的层往往吸气量多，而渗透率低的层吸气量少，造成各 层吸气不均匀，甚至会出现某个层位的燃烧带急剧推进，加剧了空气超覆和单层突进，降低 了纵向波及效率，影响了火烧油层开采效果。

对于此，中国发明专利申请201010599433.5，发明名称“火驱采油多层注气分层电 点火方法”中通过采用高温泡沫调剖，使得吸气量少的和未进气的地层燃烧起来，从而达到 提高油层纵向动用程度和改善多层火烧采油效果的目的。

然而该发明专利采用高温泡沫调剖注气井，虽然能起到调整各油层间吸气剖面的 作用，但是注入井在长时间注气过程中井壁不牢靠易坍塌，对于此目前尚未有有效的解决 方案。

发明内容

本发明提供一种对火驱注气井的气窜通道的调剖方法及其管柱，采用本发明的对 火驱注气井的气窜通道的调剖方法及其管柱可以封堵火驱注气井高渗透层的气窜通道，同 时在火驱油层的过程中加固注气井的井壁，防止井壁坍塌。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种对火驱注气井的气窜通道的调剖方法，包括如下步骤：

在预定时间内向注气井内注入空气，以使得所述注气井与用于采油的生产井连 通；

向所述注气井内注入油污泥，对吸气量大的油层进行调剖，以使得所述油污泥中 的黏土封堵所述注气井中的气窜孔道，所述油污泥中的油辅助油层燃烧；

对所述注气井进行注气点火，以使所述注气井在火驱油层的同时使所述油污泥中 的黏土烧结后形成附着在所述注气井外的人工井壁；以使所述油污泥中的油燃烧后生成气 体，从而在形成所述人工井壁的同时在所述人工井壁内形成气体流道。

在一个实施方式中，所述油污泥的注入量为：V＝πr²hφ(1-S_oi-S_wi)；

其中，V表示为油污泥的注入量，m³；$r=\frac{R}{2},R={\left[\frac{I_S{h}_m{\mathrm{hM}}_R{a}_s}{4{\mathrm{\pi \lambda }}_s^2(T_s-T_i)}(e^{t_D}erfc\sqrt{t_D}+2\sqrt{\frac{t_D}{\pi }}-1)\right]}^{0.5};$I_S表示为蒸汽注入速率，kg/h；h_m表示为饱和蒸汽的焓，kcal；h表示为油层的有效厚度，m；M_R表 示为油层热容量，kcal/m³·℃；a_s表示为顶底层的热扩散系数，m²/h；λ_s表示为顶底层岩石 导热系数，kcal/h·m·℃；T_s表示为蒸汽温度，℃；T_i表示为原始油层温度，℃；e表示为自然 常数；t_D表示为无因次时间；erfc表示为余补误差函数；φ表示为孔隙度，％；S_oi表示为剩余 油饱和度，％；S_wi表示为束缚水饱和度，％。

在一个实施方式中，所述油污泥中含油比例为5％-10％。

在一个实施方式中，所述油污泥包括增粘剂和/或分散剂。

在一个实施方式中，所述增粘剂为稠油，所述分散剂为石油磺酸盐或烷基酚与环 氧乙烷缩合物。

在一个实施方式中，在步骤向所述注气井内注入油污泥后，以及在步骤对所述注 气井进行注气点火前，还包括向所述注气井内注水，以使得所述注气井内的剩余油污泥注 入地层中。

在一个实施方式中，所述水的注入量为所述注气井的井筒剩余容积的1.2-1.3倍。

在一个实施方式中，所述预定时间为7-15天，所述点火时间为10-15天。

同时，本发明还提供一种对火驱注气井的气窜通道的调剖方法所使用的管柱，它 包括：

套管，所述套管上设置有与油层相对应的射孔；

套设在所述套管内的油管，所述油管上设置有与所述射孔对应的孔道；

位于所述油层之间夹隔层的封隔器，其设置在所述套管和所述油管形成的环形空 间内；

设置在所述油管上的滑套，所述滑套能在所述油管上滑动，进而控制所述孔道的 开闭。

综上所述，本发明通过向注气井内注入空气预定时间，使注气井与用于采油的生 产井连通，然后向注气井内注入油污泥，对吸气量大的油层进行调剖，使油污泥中的黏土封 堵所述注气井中的气窜孔道，油污泥中的油辅助油层燃烧，最后对注气井进行注气点火，使 注气井在火驱油层的同时使得油污泥中的黏土烧结，形成人工井壁附着在注气井外，进而 可加固注气井的井壁，防止注气井坍塌。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范 围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并 不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可 以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1示出了本发明对火驱注气井的气窜通道的调剖方法流程图；

图2示出了本发明对火驱注气井的气窜通道的调剖方法所使用管柱的结构示意 图。

以上附图的附图标记：1、管柱；2、套管；3、油管；4、封隔器；5、滑套；6、油层；7、射 孔。

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但 是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解 成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变 形，这些都应被视为属于本发明的范围。

如图1所示，本发明提供一种封堵火驱注气井气窜通道的方法，包括如下步骤：

S1：在预定时间内向注气井内注入空气，以使得所述注气井与用于采油的生产井 连通。

S2：向所述注气井内注入油污泥，对吸气量大的油层进行调剖，以使得所述油污泥 中的黏土封堵所述注气井中的气窜孔道，所述油污泥中的油辅助油层燃烧。

S3：对所述注气井进行注气点火，以使所述注气井在火驱油层的同时使所述油污 泥中的黏土烧结后形成附着在所述注气井外的人工井壁；以使所述油污泥中的油燃烧后生 成气体，从而在形成所述人工井壁的同时在所述人工井壁内形成气体流道。

在本实施方式中，当判定油藏中各油层的吸气量不均匀需要调整油层的吸气剖 面，进而封堵住油层的气窜通道时，需要向注气井中注入空气预定时间，使得注气井与用于 采油的生产井连通。

然后，向吸气量大的油层内注入油污泥进行调剖，油污泥中含有黏土成分，黏土会 封堵注气井的气窜通道，油污泥中的油会辅助点火，进而辅助火烧油层开采稠油。

最后，向注气井内下入电点火头进行注气点火，进行火驱稠油。封堵住气窜孔道的 油污泥中的黏土会烧结形成固体土块附着在注气井的井壁外，形成人工井壁，加固注气井， 防止注气井坍塌。同时，油污泥中的油燃烧后会形成二氧化碳、一氧化碳等气体，该气体会 在烧结的土块中形成小的气体流道，使由注气井注入的空气通过气体流道进入地层进行火 驱稠油。

本发明采用上述对火驱注气井的气窜通道的调剖方法可以封堵火驱注气井高渗 透层的气窜通道，同时在火驱油层的过程中加固注气井的井壁，防止井壁坍塌。

在一个实施方式中，所述油污泥的注入量为：V＝πr²hφ(1-S_oi-S_wi)；

其中，V表示为油污泥的注入量，m³；$r=\frac{R}{2},R={\left[\frac{I_S{h}_m{\mathrm{hM}}_R{a}_s}{4{\mathrm{\pi \lambda }}_s^2(T_s-T_i)}(e^{t_D}erfc\sqrt{t_D}+2\sqrt{\frac{t_D}{\pi }}-1)\right]}^{0.5};$I_S表示为蒸汽注入速率，kg/h；h_m表示为饱和蒸汽的焓，kcal；h表示为油层的有效厚度，m；M_R表示为油层热容量，kcal/m³·℃；a_s表示为顶底层的热扩散系数，m²/h；λ_s表示为顶底层岩 石导热系数，kcal/h·m·℃；T_s表示为蒸汽温度，℃；T_i表示为原始油层温度，℃；e表示为自 然常数；t_D表示为无因次时间；erfc表示为余补误差函数；φ表示为孔隙度，％；S_oi表示为剩 余油饱和度，％；S_wi表示为束缚水饱和度，％。

在一个实施方式中，所述油污泥中含油比例为5％-10％。

另外，所述油污泥中还包括有增粘剂和/或分散剂。所述增粘剂为稠油，采用稠油 作为增粘剂，油污泥的悬浮能力强。而且稠油可以燃烧，既可以封堵气窜通道，又可以产生 新的气体流道，堵而不死。另外，稠油可以现场取材，比化学药剂经济，对地层伤害小。稠油 在燃烧的过程中放热，有助于火线前缘的推进。所述分散剂为石油磺酸盐或烷基酚与环氧 乙烷缩合物(OP15)。

在另一个实施方式中，在步骤S2向所述注气井内注入油污泥后，以及在步骤S3对 所述注气井进行注气点火前，还包括向所述注气井内注水，以使得所述注气井内的剩余油 污泥注入地层中。注入油污泥调剖后，在注气井内注水，可以进一步利用清水顶替油污泥至 地层，达到清洗注气井井筒的目的。所述水的注入量为所述注气井的井筒剩余容积的1.2- 1.3倍。其中，注气井的井筒剩余容积为排除管柱体积后的注气井井筒的容积。

进一步地，在步骤S1中，注入空气的预定时间为7-15天，在步骤S3中注气井的点火 时间为10-15天。

另外，请参见附图2，本发明还提供一种对火驱注气井的气窜通道的调剖方法所使 用的管柱1，它包括：套管2、油管3、封隔器4、以及滑套5。所述套管2上设置有与油层6相对应 的射孔7。油管3套设在所述套管2内，所述油管3上设置有与所述射孔7对应的孔道。封隔器4 位于所述油层6之间夹隔层，其设置在所述套管2和所述油管3形成的环形空间内。滑套5设 置在所述油管3上，所述滑套5能在所述油管3上滑动，进而控制所述孔道的开闭。

在本实施方式中，当需要向注气井中注入油污泥进行调剖油层的吸气剖面的时 候，要对应打开相应油层6的滑套5，露出油管3上相应的孔道，然后向注气井内注入油污泥， 对相应的油层6进行调剖。其中，滑套5控制油管3上孔道开闭的作用原理为现有技术，限于 篇幅，文中不再赘述。

在注入油污泥调剖注气井结束之后，要将管柱1提出注气井，然后在注气井中下入 点火注气管柱(图中未示出)，来进行注气点火等操作。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与 其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人 士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明 精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。