水平井行列式石油采收过程制造技术

一种导致同时生产液体和燃烧气体的原位燃烧过程，该原位燃烧过程结合流体驱动、重力相分离和重力排水从地下含油地层生产烃类，包括首先通过位于地层高处的水平井将气体注入以及通过位于地层低处的平行且侧向偏移的水平井生产燃烧气体和石油。其中，随后在操作的行列模式中将生产井转换为注入井继续进行油藏开采。还可以在不使用原位燃烧，而使用气态溶剂或蒸汽注入来使用该过程。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水平井行列式石油采收过程
本专利技术涉及石油开采过程，更具体地，涉及使用水平井从地下烃沉积开采石油的方法。
技术介绍
基于蒸汽的石油采收过程通常用于采收重油和浙青。例如，采用蒸汽辅助重力泄油(SAGD)和周期蒸汽注入来采收重油和冷浙青。当石油作为天然油流动或通过一些原地预处理呈现为流动时，也可使用蒸汽驱动过程。蒸汽过程的重大缺点是在地表生成蒸汽的低效率性，因为损耗了大量由燃料产生的热量而没有在储层提供有用的热量。Roger Butler在其《石油和浙青的热采收》(Thermal Recovery of oil and Bitumen’) 一书中的第415、416页中，估计了在蒸汽注入过程的各阶段的热效率如下:蒸汽发生器:75-85% ;传输至井:75-95% ;从井向下流向储层:80-95% ;在储层中流向凝结前缘:25-75%。有必要将在注入器和前进凝结前缘之间的储层保持在蒸汽温度，以使得可从在石油表面的蒸汽凝结进行主要能量传递。总之，在热量到达油表面之前可丢失50%或更多的燃料能量。与蒸汽注入相比，空气注入在储层中基于BTU的能量消耗低2.6-4.4倍。随着基于蒸汽的石油采收过程出现了几个其他缺点:可能无法用天然气点燃蒸汽锅炉，可能缺乏淡水，并且将净化所产生的水用于再循环至锅炉的成本很高。总之，基于蒸汽的石油采收过程热效率低下、成本闻且对环境不利。有许多井模式可用于从地下储层生产石油。这些井模式中的一些使用垂直井或将垂直井与水平井相结合。模式过程的示例为:已经采用的、使用垂直井的蒸汽、溶剂和基于燃烧的过程的反向7点井模式；已经采用的、美国专利5，273，111的交错水平井模式(仅限于使用蒸汽注入的过程)。美国专利5，626，191公开了重复性的方法，该方法被称作“水平段注(toe-to-heel) ”空气注入(THAI?)，由此，水平井随后转换为空气注入井以协助通过相邻的水平井采收流动的石油，随后将相邻的水平井同样转换为空气注入井，并重复该过程。美国专利6，167，966采用了使用垂直井和水平井的组合的注水过程。美国专利4，598，770 (Shu等人，1986)公开了蒸汽驱动模式过程，其中，交替的水平注入井和水平生产井都置于储层的低处。未考虑原位燃烧过程。Joshi in Joshi, S.D., “采用水平井的石油热采收综述(A Review of Thermal oilRecovery Using Horizontal wells) ” 在 In Situll (2&3)，211-259 (1987)中公开了使用交错的和垂直移位的水平注入井和生产井模式的、基于蒸汽的石油采收过程。关注的重点是当在储层顶部注入蒸汽时，至盖层的热损耗很高。美国专利5，273，111 (Brannan等人，1993)教导了用于在石油储层中采收流动石油的、基于蒸汽的模式过程。平行偏移水平井的模式采用蒸汽注入装置。注入井的水平部分置于储层中生产井的水平部分之上，并且生产井的水平部分在储层的基底和储层的中点之间的点处钻入储层中。蒸汽通过上注入井连续注入，同时，通过下注入井生产石油。未提及原位燃烧过程。美国专利5，803，171 (McCaffery等人，1998)教导了对Brennan专利的改进，其中，使用周期蒸汽吞吐，以在应用连续蒸汽注入之前实现在注入井和生产井之间的连通。未提及原位燃烧过程。美国专利7,717, 175 (Chung等人，2010)公开了利用水平井模式的、基于溶剂的过程，其中水平井交替地置于储层的较高处和较低处，并且上井用于生产溶剂稀释的石油，下井用于溶剂注入。油与溶剂的逆流流动引起重力引起的油-溶剂混合。井设有流控制装置来实现沿井孔的均匀注入和生产剖面。流控制装置补偿了沿井孔的压降，该压降可引起井孔中流体的不均匀分布并降低储层波及效率。未提及原位燃烧过程。W0/2009/090477(Xiai和Mauduit，2009)公开了一种原位燃烧模式过程，其中，将在顶部完成的一系列垂直井置于具体在储水层之上的水平生产井之间。声称井的这种排列在存在含水层时可用于石油生产。美国专利申请2010/0326656 (Menard，2010)公开了导致使用交替的水平注入井和水平生产井的蒸汽模式过程，其中，沿流体出口和入口的各自的井孔创建流体出口和入口的隔离区域，以实现均匀的储层波及。交替的井孔可处于同一垂直平面或在储层中的低处与高处之间交替，如美国专利5，803，171中所述。热汽注入上井中(例如，蒸汽)。在不同程度上提高效率、缩短的初始投资回报(即，更高的初始石油采收率，以使得投资回报率更直接)的时间以及减少初期资金成本是上述方法中可进行改善的各个方面。
技术实现思路
用于从地下储层采收石油的理想石油采收过程具有高波及效率，使用免费(无成本)且可无限利用的注入物，无需购买燃料，精确地在需要热量的地方(在石油面)产生热量，并且在使用储层加热的情况下从储层排出热量。另外，高产油率(尤其是在开采的初始阶段)对石油采收过程的可行性和收益能力很关键。本专利技术-用于从含烃地下储层采收石油的水平井行列式过程相对于“交错井”模式结构具有两个优点，“交错井”模式结构是由【专利技术者】在本文构思的、非公开的石油采收方法，并在将下文进行更充分的公开，其中，在某些方面以及不同程度上，“交错井”方法在许多方面本身就是相对于上述现有技术方法和结构的改进。具体地，对关于含烃地下储层(地层)的可比较的体积波及面积和相同的总累积采油量，如本文所讨论的、以实验的方式示出本专利技术的水平井行列式(在下文中称为“HWLD”)过程，以提供比本文讨论的“交错井”方法更高的初始石油采收率。因而，可为在开发地下储层中承担高支出的石油公司实现更高且更快的初始投资回报。这是很大的优势，因为在油储层开发中的投资是非常高的，并且可实现投资回报的时间对于是否首先在该资本项目中进行投资往往是非常真实和实质性的考虑。另外，对于可比较的体积波及面积和几乎相同的总采油量，已经以实验的方式示出本专利技术的水平井行列式需要的井比“交错井”结构更少，因而，大大降低了石油公司开发地下含烃地层并从地下含烃地层并生产石油的资本成本。因此，通过概括总结，在本专利技术的HWLD石油采收过程的概括实施方式中，在地下含烃储层的高处钻第一水平井，并且将诸如气体的介质经由这种第一水平井中的井衬管中的穿孔注入储层中。通过置于储层的低处的第二平行侧向偏移的水平井同时生产石油、水和气体。当第二水平(生产)井的石油产率降至经济限制之下时，在储层的低处钻从第二水平井侧向隔开的、用于生产石油的第三平行水平井，同时，将第二水平井(最初的生产井)转换为注入井，并且同样通过该第二水平井将这种气体注入地层中，以便允许继续向燃烧前缘提供氧化气体，从而允许燃烧前缘继续前进，因而，允许在前进的燃烧前缘之前继续加热石油，石油向下排出并通过在地层的低处、前进的燃烧前缘之前(或至少之下)钻的水平井进行收集。沿储层在大体上线性的方向继续在地层的低处钻其他水平的、平行的、侧向隔开的井以及依次将“耗尽的”生产井转换为注入井以进一步从剩余的生产井采收油的步骤，以便作为实现高储层波及效率的‘行列式过程’在单一方向上开采储层。如果注入物为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从含烃地下储层采收石油的方法，所述方法包括以下步骤：(i)钻第一水平井，所述第一水平井位于所述含烃地下储层中的相对高处；(ii)钻第二水平井，所述第二水平井位于所述含烃地下储层中的相对低处，并对准为基本上平行于所述第一水平井；(iii)通过所述第一水平井中的孔将包括气体、蒸汽或液体的介质注入所述含烃地下储层中；(iv)从所述第二水平井提取在所述含烃地下储层中向下移动并流入所述第二水平井中的油；(v)钻第三水平井，所述第三水平井位于所述含烃地下储层的相对低处，并基本上平行于所述第一水平井和所述第二水平井，但与所述第一水平井和所述第二水平井侧向间隔开，其中，与所述第一水平井比与所述第二水平井更远地侧向隔开；(vi)暂时或永久地停止从所述第二水平井提取烃类；(vii)继续将包括气体、蒸汽或液体的第二介质注入所述第二水平井；以及(ix)从所述第三水平井提取在所述含烃地下储层中向下移动进入所述第三水平井中的油。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于从含烃地下储层采收石油的方法，所述方法包括以下步骤: (i)钻第一水平井，所述第一水平井位于所述含烃地下储层中的相对高处； (?)钻第二水平井，所述第二水平井位于所述含烃地下储层中的相对低处，并对准为基本上平行于所述第一水平井； (iii)通过所述第一水平井中的孔将包括气体、蒸汽或液体的介质注入所述含烃地下储层中； (iv)从所述第二水平井提取在所述含烃地下储层中向下移动并流入所述第二水平井中的油； (V)钻第三水平井，所述第三水平井位于所述含烃地下储层的相对低处，并基本上平行于所述第一水平井和所述第二水平井，但与所述第一水平井和所述第二水平井侧向间隔开，其中，与所述第一水平井比与所述第二水平井更远地侧向隔开； (vi)暂时或永久地停止从所述第二水平井提取烃类； (vii)继续将包括气体、蒸汽或液体的第二介质注入所述第二水平井；以及 (ix)从所述第三水平井提取在所述含烃地下储层中向下移动进入所述第三水平井中的油。2.如权利要求1所述的用于从含烃地下储层采收石油的方法，用于通过沿地下地层在大致线性方向上前进，从而从含烃储层中采集大体积的石油，所述方法包括附加重复步骤，所述附加重复步骤包括: 在所述含烃地下储层的低处依次钻附加水平井，所述附加水平井基本上平行于所述第三水平井，并基本上与所述第三水平井共面，但所述附加水平井与所述第三水平井侧向间隔开，并且所述附加水平井彼此侧向间隔开；以及 依次将所述附加水平井的倒数第二个井从生产井转换为用于注入所述气体、蒸汽或液体的注入井，从而使所述含烃地下储层中的石油从所述含烃地下储层中向下移入所述附加水平井的最后一个井中。3.如权利要求1所述的用于从含烃地下储层采收石油的方法，其中，所述第一介质和所述第二介质为相同介质。4.如权利要求3所述的用于从含烃地下储层采收石油的方法，其中，所述第一介质包括用于进行原位燃烧的氧化气体、空气或其混合物，所述方法还包括在步骤(iii)之后，在接近所述第一水平井的区域点燃所述含烃地下储层中的烃类，并且通过所述第二水平井和/或通过所述第三水平井从所述地下地层提取燃烧副产物的步骤。5.如权利要求1所述的方法，其中所述第一介质和所述第二介质是是可溶于石油的气体。6.如权利要求4所述的方法，其中所述气体是CO2、轻烃类或其混合物。7.如权利要求4所述的用于从含烃地下储层采收石油的方法，其中点燃所述烃类并通过所述第二水平井和/或通过所述第三水平井提取燃烧副产物的步骤使燃烧前缘在所述第二水平井和所述第三水平井的方向上从所述第一水平井侧向移动，从而加热所述含烃地下储层中的石油，并使所述石油向下排出，从而通过所述第二水平井和/或所述第三水平井进行收集。8.如权利要求1所述的用于从含烃地下储层采收石油的方法，其中将气体、蒸汽或液体注入所述第一水平井的所述步骤(iii)包括将所述气体、蒸汽或液体注入所述第一水平井的一端的步骤，并且从所述第二水平井提取石油的步骤包括从所述第二水平井的一端提取所述石油的步骤，所述第二水平井的一端位于所述储层上的、与所述第一水平井的一端位于所述储层上的侧部相对的侧部上。9.如权利要求1所述的用于从含烃地下储层采收石油的方法，其中将所述气体、蒸汽或液体注入所述第二水平井的所述步骤(vi)包括将所述气体、蒸汽或液态注入所述第二水平井的端部，其中，所述第二水平井的端部位于所述储层上的、与所述第三水平井收集所述石油的端部相对的侧部上。10.如权利要求1所述的用于从含烃地下储层采收石油的方法，其中将所述气体、蒸汽或液体注入所述第二水平井的所述步骤(Vi)包括将所述气体、蒸汽或液体注入所述第二水平井的第一端，所述第二水平井的所述第一端与所述第三水平井的、收集所述石油的第一端位于所述储层的同一侧。11.如权利要求1所述的用于从含烃地下储层采收石油的方法，其中所述石油从所述第二水平井和所述第三水平井中每个的第一端进行收集，所述第二水平井和所述第三水平井中每个的第一端都位于所述含烃地下储层的同一侧，将所述气体、蒸汽或液体注入所述第二水平井的步骤(vi)包括将所述气体、蒸汽或液体通过管道注入所述第二水平井的第二端，其中所述管道基本上从所述第二水平井的第一端向所述第二水平井的第二端延伸。12.如权利要求1所述的用于从含烃地下储层采收石油的方法，所述第二水平井和所述第三水平井中每个的第一端都处于所述含烃地下储层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：康拉德·阿亚斯，
申请(专利权)人：亚康科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA