一种火驱变质岩潜山高凝油油藏利用水平井采油的工艺技术.pdf

本发明涉及一种火驱变质岩潜山高凝油油藏利用水平井采油的工艺技术，属火驱采油开采潜山高凝油方法类。辽河油田稠油、高凝油储量约占总储量 60％，主要依赖注蒸汽开采而潜山内变质岩高凝油，由于岩面微密渗透率低至今无法开采，为此本发明采用火驱技术，对裂缝中原油使用钻水平井方法进行开采，有望获得成功，目前现技术中高凝油开采在加拿大等均质砂岩中的稠油油田利用火驱在水平井开采，已有先例，但对潜山内的高凝油并未见报导。而本发明利用火驱对变质岩潜山高凝油油藏开采方法至今未见报导，使用本方法采收率可达10％以上，此外，本发明还可利用高凝油特性综合地层温度可以进行垂向段的高凝油层开采，可实现和扩大辽河油田的地质储量，该技术由于施工方便，可靠程度高，因此，可广泛用于古潜山、稠油、高凝油的开采。

1、  一种火驱变质岩潜山高凝油油藏利用水平井采油的工艺技术，
其特征在于：所述的工艺技术包括如下步骤：
一、火驱采油油层物性选择
本发明所指物性参数为：
岩性参数：
古潜山岩性应为变质岩、浅粒岩质混合岩，变粒岩质碎裂岩，黑云母，浅粒岩质碎裂岩，以及潜山岩体中有大量辉绿岩侵入，潜山孔隙有构造裂缝即裂缝中有碎裂质孔隙及微孔隙的双重介质，油层形状呈块状潜山；
变质岩潜山内岩石环境为：1、风化带，2、高角高裂缝发育带(倾角小于70度)，3、中角度裂缝发育带，(裂缝倾角在30-70度之间)，4、低角度水平裂缝带(裂缝倾角小于30度)，5、裂缝不发育带；
潜山内高凝油物性参数：
原油密度：0.85-0.93g/cm3，凝固点：32-52度，含腊：27.5-36.1％，粘度：50℃时23.31-118.48mPa.S，胶质沥青：11.95-26.52％；
二、火驱变质岩潜山高凝油油藏水平生产井采油井况确定：
(1)、水平生产井应选择在潜山变质岩储集体裂缝垂向微裂隙发育段内，所钻的水平井段方向要垂直岩面裂缝走向，以便最大限度钻穿更多裂缝，进而扩大水平井段泄油面积；
2)、水平生产井位确定在潜山可动油带位置：
①油井井深地温大于摄氏45℃，温度高于高凝油凝固点，以保持裂缝中的高凝油在自然条件下流动；
②岩面低角度裂缝发育带，裂缝倾角小于30度；
③该井区域已经试油，并存在出油历史；
④钻水平井进行采油；
(3)、注入空气井选择：
①注入空气井选择在水平井段之上部，即垂向距离在5-10米处；
②注入空气井选择在水平井两侧距水平井平面距离200-300米处；
③注气井数：3-5口井，为一组(其中包括2口采气井在内)；
④注入空气井依据裂缝方向进行位置选择；
⑤注入空气井，采油生产井均采用双管完井技术，能防止烧坏油井管柱，工作时在井内可边注水降低管柱温度；
⑥采油水平生产井完井采用割缝套管完井可最大限度增加进油孔道；
三、点火层选择：
(1)、选择在注入空气井中，该点火层位距采油生产水平井中的水平井段垂直距离以上5-10米之间；
(2)、点火层厚度应根据油井射开总厚度的十分之一厚度来确定；
(3)、点火层位即在射孔后的套管孔眼密度12孔/米，孔眼直径9毫米以上，这样保证有足够的油流通道；
上述条件满足后依据火驱采油油层参数，在空气注入井内用电加热器和空气压缩机进行火驱采油点火，于水平生产井内采油。

2、  根据权利要求1所述的一种火驱变质岩潜山高凝油油藏利用水平井采油的工艺技术，其特征在于：所述的火驱采油油层参数为：点火即空气注入井，采气井距离水平井距在100-150米之间，点火油层深度900-1300米，点火层厚度1-2米以上，地层裂缝倾角小于30度。

3、  根据权利要求1所述的一种火驱变质岩潜山高凝油油藏利用水平井采油的工艺技术，其特征在于：所述的点火加热器注入温度在250℃以上注入压力：3MPa-25MPa。

一种火驱变质岩潜山高凝油油藏利用水平井采油的工艺技术
技术领域：
本发明涉及一种火驱变质岩潜山高凝油油藏利用水平井采油的工艺技术，属火驱采油开采潜山高凝油方法类。
背景技术：
辽河油田的稠油、高凝油储量约占总储量60％，主要依赖蒸汽吞吐开发，由于目前一些断块油田稠油区块埋藏较浅，薄互层多，稠油开采处于蒸汽吞吐阶段后期，表现出采出程度高，吞吐轮次高，地层压力低，吞吐油气比低等特点，如继续进行蒸汽吞吐很难获得较好的经济效益，以曙光油田的66#区为例，目前平均地层压力为1.05MPa，总压差达到9.77MPa，现已进入无法建立驱动压差阶段，造成蒸汽吞吐效果变差，采出程度仅为20.4％。杜163#区采出程度已高达34.8％，可动用地质储量中的剩余油已很少，如继续采用蒸汽吞吐，吞吐效果非常不理想，平均吞吐周期只有7-8周期，7周以上吞吐井数162口，占总井数71.7％，周期油气比低于0.2不可吞吐的油井达到161口，占油井总数的71.2％，目前停产油井已达到95口之多，占油井总数的42.2％，正常生产井133口，平均口产也只有1.1t/d，上述油井如再继续采用蒸汽驱热水驱及烟道气驱，很难取得较好效果，使得整个区块吨油操作成本在提高，原油成本在8美元/桶上运行，经济效益十分不佳。因此利用火驱采油对稠油、高凝油开采是最佳选择，据介绍火驱采油与蒸汽驱采油相比，火驱采油地明显优势是驱油速度反应快，火驱时利用油层内原油重质成份做燃料，燃烧生热使注入油井内的油层中原油被驱出到另一口生产井内流出地面，据统计目前世界火驱产量约为5000t/d，主要集中在美国、罗马尼亚、委内瑞拉等国，实践证明，火驱能从水驱过的轻油油藏中采出大量原油，世界产油国成功的火驱采收率可达50-80％，目前火驱油方式在国内外主要针对500-900米左右稀油井及分布在砂岩体中的低粘度的油井原油，以及一些地层渗透率较高的垂直油井内进行，利用水平井进行火驱油效果比较好的加拿大Bactrum油田西面的F-ROSERAY厚砂岩储油层厚度15米，共钻了三口水平井其中水平井段长610米，采用5″油管割缝衬管完井，水平井段两侧与注入井的距离为870米和550米，该水平井目前产量是62.1米³是相邻直井的十倍，水平井油气比是18米³、直井是350米³第十年水平井产量为16745米³，而附近的直井第一年开始生产原油也仅生产3365米³。目前国内在变质岩潜山高凝油油芷中的裂缝中进行火驱采油，由于受岩性微密的限制，开采技术十分困难，仍然未进行研究，另外，在均质砂岩体的垂直井中油井点火方式大都在一口井内采用电加热或液化气及化学方式进行点火，如国内新疆油田与辽河油田马家铺庙五块油田采用了电缆连接加热器送入空气，由于加热温度不易控制，下井工艺复杂，容易烧坏，加热电缆未获成功，一种针对辽河油田稠油凝油粘度大，凝固点高的块状体潜山油芷特点，而提出的本发明一种火驱变质岩潜山，高凝油油芷利用水平井采油的工艺技术，至今未见报导。
发明内容：
本发明的目的便是为了克服上述缺点，而提供的一种火驱变质岩潜山高凝油油藏利用水平井采油的工艺技术，该技术是在变质岩潜山岩体内利用变质岩潜山体内裂缝中重质成份做燃料，在注入井内通过注入高温空气方式，将其引烧，然后依据燃烧生热原理，将另外一口生产水平井段裂缝中高凝原油驱出地面的一种工艺方式。
本发明技术方案：
为实现本发明提出的任务，本发明所涉及的工艺技术包括如下步骤：
一、火驱采油油层物性选择
本发明所指物性参数为：
岩性参数：
古潜山岩性应为变质岩、浅粒岩质混合岩，变粒岩质碎裂岩，黑云母，浅粒岩质碎裂岩，以及潜山岩体中有大量辉绿岩侵入，潜山孔隙有构造裂缝即裂缝中有碎裂质孔隙及微孔隙的双重介质，油层形状呈块状潜山。
变质岩潜山内岩石环境为：1、风化带，2、高角高裂缝发育带(倾角小于70度)，3、中角度裂缝发育带(裂缝倾角在30-70度之间)，4、低角度水平裂缝带(裂缝倾角小于30度)，5、裂缝不发育带。
潜山内高凝油物性参数：
原油密度：0.85-0.93g/cm3，凝固点：32-52度，含腊：27.5-36.1％，粘度：50℃时23.31-118.48mPa.S，胶质沥青：11.95-26.52％。
二、火驱变质岩潜山高凝油油藏水平生产井采油井况确定：
1、水平生产井应选择在潜山变质岩储集体裂缝垂向微裂隙发育段内，所钻的水平井段方向要垂直岩面裂缝走向，以便最大限度钻穿更多裂缝，进而扩大水平井段泄油面积。
2、水平生产井位确定在潜山可动油带位置：
①油井井深地温大于摄氏45℃，温度大于高凝油凝固点，以保持裂缝中的油在自然条件下流动；
②岩面低角度裂缝发育带，裂缝倾角小于30度；
③该井区域已经试油，并存在出油历史；
④钻水平井进行采油；
3、注入空气井选择：
①注入空气井选择在水平井段之上部，即垂直向距离在5-10米处；
②注入空气井选择在水平井两端距水平井平面距离200-300米处；
③注气井数：3-5口井，为一组(其中2口采气井在内)；
④注入空气井要依据裂缝方向进行位置选择；
⑤注入空气井，采油生产井均采用双管完井技术，可防止烧坏管柱，火驱工作时边注水降低管柱温度；
⑥采油水平生产井完井采用割缝套管完井可最大限度增加进油孔道。
三、点火层选择：
1、选择在注入空气井中，该点火层位距采油生产水平井中的水平井段垂直距离以上5-10米之间；
2、点火层厚度应根据油井射开总厚度的十分之一厚度来确定；
3、点火层位即在射孔后的套管孔眼密度12孔/米，孔眼直径9毫米以上，这样保证有足够的油流通道。
上述条件满足后，依据火驱采油油层参数在空气注入井内用电加热器和空气压缩进行火驱采油点火，于水平生产井内进行采油。
所述的火驱采油油层参数为：
点火即空气注入井，采气井距离水平井距在100-150米之间，点火油层深度900-1300米，点火层厚度1-2米以上，地层裂缝倾角小于30度。
所述的点火加热器注入温度在250℃以上，注入压力：3MPa-25MPa。
本发明与现有技术相比具有的优点是：
本发明由于利用火驱对潜山变质岩潜山中的高凝油油层通过水平井进行开采，将其潜山裂缝中的高凝油点燃，燃烧时以油层内重质成份做燃料并不断生热，最终又通过水平井将油层中的原油驱出地面，从而解决了潜山油层类型由于渗透率低，孔隙度小，裂隙油藏无法开采难题，该方法与垂直钻井的火驱采油生产井相比能可较大的利用水平井与潜山裂缝接触面，无疑增加了火驱油面积，使采收率提高20％以上，此外，由于高凝油凝固点的特性(高凝油凝固点在摄氏32-50℃之间，)因此，可在潜山岩层温度32-50℃的垂向分布带任意位置钻水平井进行高凝油开采，增加了采收率，本发明的工艺技术可扩大地质储量，据辽河油田统计，由于使用此工艺方法，使油田增加地质储量1000万吨以上。此外，本发明采用了空气注入井及空气采出井的点火方式，可使火驱油在燃烧时具有良好通风条件，确保燃烧层处于长期稳定燃烧状态。
附图说明：
附图1是变质岩潜山高凝油油芷分布图。附图2是注入空气井、采气井生产水平井布井平面图。附图3是注入空气井、采气井、水平生产井结构示意图。
附图中由1、由采油水平井，2、采气井，3、注入空气井，4、双管，5、不可调动油带，6、可动油带，7、封隔器，8、潜山体组成。
具体实施方式：
本发明由以下实施例给出，下面结合附图对本发明做进一步描述。
实施例1：
图1中，图中描述了变质岩潜山高凝油油芷分布，在火驱油之前，通过地质资料要清楚了解潜山内部结构机理的物性参数，即潜山岩性为变质岩，浅粒岩质混合岩、浅粒岩碎裂岩等，并对岩面分布带进行区分诸如风化带、裂缝发育带、低角度水平带等资料收集齐全，其目的是通过上述资料掌握潜山裂缝中的高凝油分布区域，一般来说潜山岩石中1000米以上地温小于摄氏45度，称为不可动油带5，而1300-1400米区间，地温度在53℃左右，即为可动油带6，布井时应将井网布在可动油带6区，与此同时，还应通过试油结果掌握该段是否存在高凝油及其该段高凝油物性参数。
实施例2：
根据实施例1中的地质资料确定水平采油井1井位：
水平采油井1选择在地层倾角及垂向微裂隙发育段内，水平井段方向要垂直岩石裂缝走向，以便最大限度穿过地层裂缝扩大泄油面积。
油井井深，位于地温摄氏45度以上位置，此位置的高凝油在地层可动油带6内呈自然流动状态。
岩层发育带中，裂缝倾角小于30度为最佳水平井位区。
实施例3：
火驱采油点火井的确定(图2)：
火驱变质岩潜山高凝油油芷水平井1采油时，除钻水平井1采油外，还必需在水平井的水平段层位之上钻空气注入井3与采气井2点火时在注入空气井3中注入空气，采气井2通风排气，以形成热场使高凝油升温，后处于稳定流动状态，采油时，由采油水平井1中采出(图3)。