一种分段注入超临界多元热流体的稠油热采方法

摘要

本发明公开了一种分段注入超临界多元热流体的稠油热采方法，通过对储油地层进行预热，使储油地层达到点火温度，同时采出储油地层中轻质原油；在达到点火温度的储油地层中点燃稠油升高储油地层；向储油地层中注入多元热流体，闷井作业后采出原油，通过原油在燃烧释放的热量提高反应温度、达到水的超临界态，能够减小地面加热装置的负荷；利用地下难以采出的稠油作为燃料，可以实现充分利用稠油资源以及节能的目的，由于催化剂的加入不仅能促进超临界多元热流体的反应，当超临界水温度在部分区域、部分时间降至临界点以下，催化剂能保证水热裂解反应继续高效地进行，提升了改质效果、扩大了改质反应波及区域。

说明书

技术领域

本发明属于石油开采领域，尤其涉及一种分段注入超临界多元热流体的稠油热采方法。

背景技术

当今世界，每天都会有大量石油资源被消耗，石油是一种不可再生资源，但是人们对石油的需求却仍在不断地增长。随着轻质石油资源的消耗，稠油在石油资源中的比重不断上升，尤其是对于石油资源稀缺的我国而言，稠油已经成为重要的石油资源。传统热采技术通过加热储层以降低稠油黏度，只能暂时降低稠油黏度，需要持续地加热以保持地层的高温状态，且稠油后续输运仍需耗费大量能量，造成增产效率低下、降黏效率、节能效果一般等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分段注入超临界多元热流体的稠油热采方法，以克服现有技术的不足。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种分段注入超临界多元热流体的稠油热采方法，包括以下步骤：

S1，对储油地层进行预热，使储油地层达到点火温度，同时采出储油地层中轻质原油；

S2，在达到点火温度的储油地层中点燃稠油升高储油地层；

S3，待储油地层升至所需温度时，向储油地层中注入多元热流体，闷井作业后采出原油。

进一步的，将蒸汽与催化剂形成的热流体注入储油地层，使储油地层加热达到点火温度或高于点火温度，并注入蒸汽与阻燃气体形成的热流体，使储油地层燃烧升温。

进一步的，多元热流体采用水、催化剂和供氢剂的混合体。

进一步的，当储油地层温度低于反应所需温度，重复注入蒸汽与催化剂形成的热流体，使储油地层温度达到反应所需温度。

进一步的，助燃气体采用空气、富氧或纯氧。

进一步的，催化剂采用过渡金属水溶性盐、油溶性盐或纳米颗粒。

进一步的，供氢剂采用四氢化萘、甲烷、甲酸、甲酸甲酯、二氢蒽、醇类和环烷基直馏柴油、CO或CH

进一步的，水以低温水、水蒸气或者超临界水状态混合注入。

进一步的，采用注入井和采出井同井设置或者注入井和采出井分井设置。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明一种分段注入超临界多元热流体的稠油热采方法，通过对储油地层进行预热，使储油地层达到点火温度，同时采出储油地层中轻质原油；在达到点火温度的储油地层中点燃稠油升高储油地层；向储油地层中注入多元热流体，闷井作业后采出原油，通过原油在燃烧释放的热量提高反应温度、达到水的超临界态，能够减小地面加热装置的负荷；利用地下难以采出的稠油作为燃料，可以实现充分利用稠油资源以及节能的目的，由于催化剂的加入不仅能促进超临界多元热流体的反应，当超临界水温度在部分区域、部分时间降至临界点以下，催化剂能保证水热裂解反应继续高效地进行，提升了改质效果、扩大了改质反应波及区域，本发明分段注入超临界多元热流体的稠油热采方法具有更高的反应效率、更好的反应效果，兼具催化活性，能够通过自供热补充热量，充分利用了地下稠油资源，能减少积碳的产生。

进一步的，当储油地层温度低于点火温度，重复注入蒸汽与催化剂形成的热流体，使储油地层温度达到点火温度，充分利用储油底层中原油燃烧热量，降低外部供热负载。

进一步的，多元热流体中掺杂有助燃气体，有利于燃烧加热。

进一步的，水以低温水、水蒸气或者超临界水状态混合注入，当水进入超临界态，氧气能与超临界水互溶，呈现出极强的氧化性，能促进稠油与氧气的反应。

附图说明

图1为本发明实施例中布井结构示意图。

其中，1为盖层、2为注入井、3为储油地层、4为采出井，5为底层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

一种分段注入超临界多元热流体的稠油热采方法，包括以下步骤：

S1，初采及预热阶段：对储油地层进行预热，使储油地层达到点火温度，同时采出储油地层中轻质原油；

具体的，将蒸汽与催化剂形成的热流体注入储油地层，使储油地层加热达到点火温度或高于点火温度；

S2，地下燃烧供热阶段：在达到点火温度的储油地层中点燃稠油升高储油地层温度；

S3，超临界供氢改质阶段：然后向储油地层中注入多元热流体，闷井作业后采出原油。

在达到点火温度的储油地层中点燃稠油升高储油地层，形成地下燃烧供热阶段，燃烧地层中的稠油，升高储油地层温度。

超临界供氢改质阶段使用的多元热流体采用水、催化剂和供氢剂的混合体；多元热流体注入储油地层中后，多元热流体中的水受高温地层加热达到超临界态，稠油在超临界水、催化剂、供氢剂的作用下改质后采出，提高了原油采油效率。

当储油地层温度低于反应所需温度，重复注入蒸汽与催化剂形成的热流体，使储油地层温度达到反应所需温度。

多元热流体中掺杂有助燃气体，助燃气体采用空气、富氧或纯氧。

水采用低温水、水蒸气或者超临界水。催化剂采用过渡金属水溶性盐、油溶性盐或纳米颗粒，能够有效降低改质反应活化能，提高反应速率；供氢剂采用四氢化萘、甲烷、甲酸、甲酸甲酯、二氢蒽、醇类和环烷基直馏柴油、CO或CH

在初采及预热阶段，热流体采用蒸汽和催化剂，主要目的在于加热地层以及采出较为轻质的原油。在地下燃烧供热阶段，热流体在储油地层与残留的重质油反应、燃烧，储油地层温度提高，水会逐渐由蒸汽或热水转变为超临界态。在超临界供氢改质阶段，多元热流体中混合了供氢剂，当温度较低的水进入地下高温的油层时，会升温转变为超临态，最终，原油、催化剂、供氢剂、超临界水发生效果较第一阶段大为提升的改质反应。此外，由于改质反应吸热、地层散热，根据实际情况可重复地下燃烧供热阶段与超临界供氢改质阶段，达到最优的采油效果。

通过原油在燃烧释放的热量提高反应温度、达到水的超临界态，能够减小地面加热装置的负荷；利用地下难以采出的稠油作为燃料，可以实现充分利用稠油资源以及节能的目的；不充分燃烧产生的CO会发生水热置换反应，产生H

实施例

如图1所示，适用于上述方法的分段注入超临界多元热流体的稠油热采系统，包括连通储油地层3的注入井2，注入井2内设置密封焖井装置，注入井可以作为独立的注入井，可以同时兼做采出井，注入井和采出井可以为两个独立竖井，可以同时尽心采油和注入操作，储油地层3上端为盖层1，储油地层3下端为底层5。

储油地层的初始温度较低，达不到注入空气燃烧的要求，且部分原油可能较为轻质，在第一阶段，将水蒸汽和溶有磺酸亚铁的减压瓦斯油混合形成热流体，这一过程可以借助喷嘴或其他装置实现，热流体通过注入井2注入到储油层3中，储油层3的温度开始升高，溶有磺酸亚铁的减压瓦斯油与原油混合、互溶，磺酸亚铁也随之溶于原油中，在催化剂、水蒸汽的作用下，原油发生改质反应，生成轻质产物，原油在升温和反应的作用，黏度降低，最终黏度降至一定程度的原油在水蒸汽的驱替下自采出井4采出，且储油层3的温度升至达到第二阶段燃烧所需的值，在这过程，储油层3向盖层1和底层5必然有热量损失，但是保证热流体的初始温度以及注入时间，达到初采和预热的目的是可以实现的。在第二阶段，关闭采出井4，将水蒸汽和空气混合后通过注入井2注入储油地层3中，空气和储油地层3剩余的、难以用第一阶段中常规改质方法采出的原油发生燃烧反应，储油地层3的温度、压力进一步升高，达到临界点以上，此时氧气、原油均会被超临界水溶剂，氧气和原油在溶解状态下发生更为快速、充分的反应，这里需要注入结合实际情况选择空气注入量以及多元热流体的配比，氧气量应当不足量，不充分燃烧可以产生CO，进而生成H