一种向低渗油藏注高压空气氧化裂解驱油方法技术

本发明专利技术提供一种向低渗油藏注高压空气氧化裂解驱油方法，在进行空气驱采油之前，首先注入高温热水形成第一段塞，再注入三相氮气泡沫形成第二段塞，接着注空气和三相氮气泡沫混相物质为第三段塞，之后注入高压空气进行高压空气驱采油，以25～50MPa的压力对地层进行高压注气。本方法可有效在空气驱初期对地层原油进行降粘、增温，迅速在油层中形成圆形氧化裂解带，改善原油在油藏中流动性，提高了原本难以开发的低渗油藏，长效提高采收率。本方法适用于低渗油藏，最佳条件为油藏深度1300～4900米，油藏厚度大于2.5米，油藏温度大于55°，含油饱和度大于30％，渗透率大于1毫达西，连通性大于80％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种向低渗油藏注高压空气氧化裂解驱油方法，属于油藏空气驱开采领域。
技术介绍
我国低渗透油气藏分布广泛，开发潜力巨大。目前，我国已投入开发的低渗油藏基本采用注水开发及压裂，由于超低渗油藏特殊的低渗流特征，采用常规注水方式开采的开发效果不理想，由于高水敏现象严重造成无法注水，加之多次压裂，这类停产、半停产油藏储量及其巨大，约占20亿吨，采收率仅为10％以内，剩余90％的储量都在地下，低渗油藏采用注空气驱采油技术是利用注气井把空气高压注入油层，以补充和恢复地层原始压力为目的，并使地层原油重质部分与注入空气中的氧气(在温度、压力、化学反应条件下)产生氧化裂解反应，在油藏中形成氧化物烟道气、二氧化碳、氮气、混相气体及膨胀压力增强流动等高效驱油作用，形成一种热化学复合驱油方法，为了提高采油速度，间隙式适当注入泡沫水形成气水混相驱，能大幅度提高采收率，使资源得到充分利用，低渗油藏高压空气驱具有以下几种驱油机理：向低渗油藏注入高压空气，通过氧化裂解补充地层亏空、尽量恢复地层原始压力。通过氧化裂解反应的热效应使原油降粘，重质原油在高温下发生裂解，加速热膨胀效应。原油受热粘度降低、并产生蒸馏现象，使轻质油、凝析油、蒸汽和产生的烟道气形成驱动作用，使原油在生产井产出。CN102392623公布了一种低渗透油藏空气驱采油方法，通过首先注入部分二氧化碳，再进行注空气，保证注空气开发的安全性，提高油藏的采收率和开发效果。但该专利注气再注入二氧化碳影响油层氧化裂解的鉴别，且注气的速度较低，对地层原油降粘效果不清楚，原油在油藏中的流动性差。注空气只要完井方法正确，不用注二氧化碳也能确保注空气安全性，而且注入二氧化碳无法鉴别点火是否成功，腐蚀井筒同时增加成本。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种向低渗油藏注高压空气氧化裂解驱油方法，通过三段塞注入方式，首先注入部分高温热水，增温达到油藏需求的裂解温度，同时起到清洗井筒、井下作用；再注入第二段塞三相氮气泡沫，对底层起到调剖、结堵、封堵大孔道、裂缝作用，防止油层形成裂解带后单向突进、注空气后气串等现象发生，影响空气驱采油效果；第三段塞注入空气和三相氮气泡沫混合物段塞，在注气井附近被三相氮气泡沫段塞隔离，不直接接触，形成保护带，有效降低了注入井安全风险。通过三段塞作业可有效在空气驱初期对地层原油进行降粘、增温，迅速在油层中形成圆形氧化裂解带，改善原油在油藏中流动性，提高了原本难以开发的低渗油藏，长效提高采收率。一种向低渗油藏注高压空气氧化裂解驱油方法，包括以下几个步骤：步骤1.对注气井进行完井，确保所注入的空气不泄露；步骤2.从注气井向油层中注入130～170℃的高温热水0.1～0.2PV，形成第一段塞及油藏温度场；步骤3.从注气井向油层中注入0.05～0.2PV三相氮气泡沫形成第二段塞即前部混相段塞；步骤4.通过注气系统以25～50MPa的压力从注气井向油层中注入空气与三相氮气泡沫混合物15～20PV，空气、三相氮气泡沫质量比为15∶1～20∶1，形成高压注入第三段塞。步骤5.通过注气系统以25～50MPa的压力从注气井向油层中注入高压空气，形成圆形氧化裂解带，实现高压空气驱采油；优选的，步骤1中完井时，依次下入井中部件顺序为喇叭口、安全单项阀、封隔器、扶正器、安全阀、滑套、补偿器，随注气管柱一并下入井下，喇叭口及单项安全阀下入至人工井底以上2～5米、下覆岩层上5～10米处、射孔段中下部，封隔器位置调整至上覆岩层以上2～5米处，扶正器调至封隔器上2～5米处，安全阀调至扶正器上10～20米处，滑套调至安全阀上部10～15米处，补偿器调至滑套上部8～20米处，全部部件下入完毕后进行封隔器做封，封隔器与套管封闭，形成封闭空间，使后续注入的气体确保密封性能。优选的，步骤2中注入的高温热水的温度为140～160℃。更优选的，步骤2中注入的高温热水的温度为150℃。优选的，步骤3中经撬装型三相氮气泡沫注入装置及管汇的密封连接，从注气井向油层中注入三相氮气泡沫形成第二段塞即前部混相段塞，使用的管汇材质为15CrMo合金管，耐压60MPa，耐温180℃。优选的，所使用的注气系统分为两个部分：空压机系统：空压机、机房；以及配套系统：控制系统、管汇(阀组直接出站+井间并联)、智能旋进流量计。本专利技术具有以下优点：1.通过三段塞注入方式，首先注入高温热水，快速启动油藏裂解温度，并能清洗井筒及近井地带；再注入三相氮气泡沫形成第二段塞，接着注入空气和三相氮气泡沫混相气体第三段塞，可有效在空气驱初期地层中的原油形成氧化裂解带，能改善增强地层中原油的流动性，由于注空气不存在水敏现象及堵塞现象，只要按设计需求注入适量的空气，在地层中形成低温氧化裂解现象，可提高注气速度，并能提高采油速度及采收率。2.本专利技术所应用的完井方法中，喇叭口的下入位置，及喇叭口与封隔器的配合使用可使各段塞能有效的按需求注入地层，注入空气中形成多相混合气体，能提高驱油效果，并实现空气驱高效采油作用。3.三相氮气泡沫段塞，可对底层起到调剖、截堵、封堵大孔道及地层裂缝作用，确保油层点火时所注入空气不发生气串，为油层点火提供充足的氧气，提高点火速度和成功率；同时在点火成功油层形成裂解带后，防止裂解带单向突进、注空气后气串等现象发生，影响空气驱采油效果；4.混相物质和原油在注气井附近被三相氮气泡沫段塞隔离，不直接接触，形成三相氮气泡沫保护段塞、空气三相氮气泡沫混合带、空气裂解带。现场作业开始时，注气设备和管线极易发生问题，三相氮气泡沫的存在可有效稀释反流空气中的氧气含量，使得氧气含量难以达到爆炸极限，降低了注入井安全风险。5.以25～50MPa的压力高压注气，可以提高气体扩散氧化裂解速度，能增油并提高采收率。6.第三段塞的混相物质和原油在注气井附近被三相氮气泡沫段塞隔离，空气进入油层后再氧化裂解带消耗殆尽，能有效稀释反流空气中的氧气含量，使得氧气含量难以达到爆炸极限，能避免注入井及生产井安全风险的发生。本专利技术所提供的上述向低渗油藏注高压空气氧化裂解驱油方法适用于低渗油藏，最佳条件为油藏深度1300～4900米，油藏厚度大于2.5米，油藏温度大于55°，含油饱和度大于30％，渗透率大于1毫达西，连通性大于80％。附图说明图1：注入三相氮气泡沫示意图图2：注入空气后裂解示意图其中：1三相氮气泡沫注入装置；2注气井；3套管；4油层；5注气管柱；6滑套；7安全阀；8扶正器；9封隔器；10上覆岩层；11下覆岩层；12喇叭口；13单向安全阀；14射孔段；15补偿器；16空气裂解带；17空气三相氮气泡沫混合带；18三相氮气泡沫保护段塞；19三相氮气泡沫前部混相段塞；20空压机。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本专利技术的具体实施方式。实施例1一种向低渗油藏注高压空气氧化裂解驱油方法，包括：步骤1.对注气井(2)进行特殊完井；依次下入井中部件顺序为喇叭口(12)、单项安全阀(13)、封隔器(9)、扶正器(8)、安全阀(7)、滑套(6)、补偿器(15)，随注气管柱(5)一并下入井下，喇叭口(12)下入至人工井底以上2米、下覆岩层(11)上8米处、射孔段(14)中下部，单项安全阀(13)调整至上覆岩层(10)上1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种向低渗油藏注高压空气氧化裂解驱油方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤1.首先对注气井(2)进行完井；步骤2.从注气井(2)向油层(4)中注入130～170℃的高温热水0.1～0.2PV，形成第一段塞及油藏温度场；步骤3.从注气井(2)向油层(4)中注入0.05～0.2PV的三相氮气泡沫形成第二段塞即前部混相段塞(19)；步骤4.以25‑50Mpa的压力从注气井(2)向油层(4)中高压注气，注入空气与三相氮气泡沫混合物质15～20PV，空气、三相氮气泡沫质量比为15∶1～20∶1，形成第三段塞；步骤5.以25～50Mpa的压力从注气井(2)向油层(4)中注入高压空气进行高压空气驱采油。

【技术特征摘要】
1.一种向低渗油藏注高压空气氧化裂解驱油方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤1.首先对注气井(2)进行完井；步骤2.从注气井(2)向油层(4)中注入130～170℃的高温热水0.1～0.2PV，形成第一段塞及油藏温度场；步骤3.从注气井(2)向油层(4)中注入0.05～0.2PV的三相氮气泡沫形成第二段塞即前部混相段塞(19)；步骤4.以25-50Mpa的压力从注气井(2)向油层(4)中高压注气，注入空气与三相氮气泡沫混合物质15～20PV，空气、三相氮气泡沫质量比为15∶1～20∶1，形成第三段塞；步骤5.以25～50Mpa的压力从注气井(2)向油层(4)中注入高压空气进行高压空气驱采油。2.如权利要求1所述的向低渗油藏注高压空气氧化裂解驱油方法，其特征在于：步骤1中完井时，依次下入井中部件顺序为喇叭口(12)、单项安全阀(13)、封隔器(9)、扶正器(8)、安全阀(7)、滑套(6)、补偿器(15)...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓晓亮，洪嵘，洪兆，
申请(专利权)人：中嵘能源科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11