用于油回收的单井气体辅助重力驱油工艺制造技术

公开了用于增强的油回收的较便宜、更有效的工艺，该工艺特别可用于高成本环境比如离岸。该工艺被称为单井气体辅助重力驱油(SW‑GAGD)。该工艺包括以下步骤：从单个井眼在产油层底部附近钻探一个或更多个水平侧部，以及通过注入点注入流体驱替剂例如氮气或二氧化碳。注入剂将储层中的油和其他产出流体朝向单井中的其他产油穿孔清扫。

Single well gas assisted gravity drive oil recovery process for oil recovery

A cheaper and more efficient process for enhanced oil recovery is disclosed, which can be used especially in high cost environments, such as offshore. This process is called single well gas assisted gravity drainage (SW GAGD). The process includes the following steps: drilling one or more horizontal sides near the bottom of the production layer from a single well, and injecting fluid flooding agents such as nitrogen or carbon dioxide through the injection point. The injecting agent sweeps the oil and other output fluids in the reservoir toward other oil producing perforations in a single well.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于油回收的单井气体辅助重力驱油工艺版权声明本专利文件的公开内容的一部分包含受版权保护的材料。版权所有人不反对任何人按照其在美国专利和商标局的专利文档或记录中出现的形式对本专利文件或专利公开内容进行复制，但无论如何以其他方式保留所有版权权益。政府支持无相关申请无领域所公开的单井气体辅助重力驱油工艺(SW-GAGD)涉及增强的油回收(oilrecovery)，特别是可用于高成本环境例如离岸的增强的油回收。背景目前使用的用于增强的油回收(EOR)的气体注入方案例如连续气体注入(CGI)和水气交替(WAG)注入在数十个油田项目(fieldproject)中表现相当差，产生仅约5-10％的回收率。这些是大的油田项目(约70个WAG项目独自在德克萨斯州二叠纪盆地)，并已经示出商业盈利能力且被行业认为在技术上和经济上是成功的，即使具有低(5-10％)回收率。在据此通过引用以其整体并入的美国专利8,215,392中公开的气体辅助重力驱油工艺(GAGD或GAGD工艺)，在压力和温度的储层条件(reservoircondition)下进行的实验室实验中已经展示在65％至95％范围内的回收率。这种常规的GAGD工艺很适合于陆上地层(onshoreformation)，其中油生产通过许多直井(verticalwell)已经存在多年。然而，每个离岸深水井(deepwaterwell)花费超过20亿美元。甚至主要的石油公司也不具有实施多井增强的离岸回收工艺所需的若干井的丰富的钻井模式。大多数研究成果(不仅在LSU的我们的实验室中，而且在外部世界中)和这些研究发现的油田实施仅仅发生在钻井成本少几个数量级的陆上储层中。因此，离岸的原油资源需要专门开发的EOR工艺，该工艺操作最少数目的钻井并且花费较小。需要的是适合于满足离岸储层的特定成本要求的GAGD工艺，而不损失GAGD工艺的优势。概述本文描述的单井GAGD工艺满足用于离岸储层的特定成本要求，并且保留由GAGD工艺提供的高的油回收率(65％-95％)的优势。单井GAGD工艺(SW-GAGD或SW-GAGD工艺)是GAGD工艺的成本有效的备选方案，以使用简化的井构造实现类似的回收系数，从而最小化井的数目并且因此最小化其实施的相关成本。最小化实施该工艺所需的井的数目增强了其在深水离岸储层中的适用性，在深水离岸储层中，每个井花费超过20亿美元用于钻探。SW-GAGD工艺通常涉及从陆上石油储层和离岸石油储层通过经由直井的套管(casing)中的穿孔将气体注入产油层(payzone)的顶部中增强油回收，以及通过位于穿过直井的产油层的底部处的井的若干水平位置或侧部(horizontalorlaterals)中的一个产生油/水和气体。SW-GAGD工艺适用于所有的离岸油储层，例如美国的墨西哥湾(GulfofMexico)和世界各地的离岸储层。墨西哥湾单独地所估计的油资源超过400亿桶，并且该资源的几乎三分之二(或几乎260亿桶)将在一次回收工艺实施和二次回收工艺实施结束时遗留，这是由于毛细管作用力(capillaryforce)引起的捕集。SW-GAGD工艺还适用于迄今为止尚未好好开发或开采用于生产并且本身可能不具有可用于实施常规的GAGD的直井的许多离岸储层。此外，SW-GAGD工艺可以与陆上储层中的GAGD结合使用，在陆上储层中，某些选定的出口直井可以被转换成适合于实施SW-GAGD。陆上EOR的捕获品单独在美国超过4000亿桶，并且全世界几乎2万亿桶(根据美国能源部和欧盟出版物(UnitedStatesDepartmentofEnergyandEuropeanAlliancepublications))。附图简述图1是用于增强的油回收的单井气体辅助重力驱油(SW-GAGD)工艺的实施方案的示意图。图2A是设计为测试SW-GAGD工艺的实验室填砂模型的布局。图2B示出SW-GAGD工艺的显示油气界面的进展。图2C示出显示顶部处的去饱和区(De-saturatedZone)和接近底部的油气界面的SW-GAGD。图3是竖直的SW-GAGD工艺的示意图。图4示出穿过SW-GAGD块状模型的横截面图。图5是水平SW-GAGD工艺的示意图。图6A示出穿过SW-GAGD块状模型-水平变型的横截面图。图6B示出SW-GAGD块状模型-水平变型的俯视图。图7是竖直SW-GAGD回收系数相对于气体注入速率-块状模型。图8是竖直SW-GAGD回收系数相对于采油速率(OilWithdrawalrate)-块状模型。图9是竖直SW-GAGD回收系数相对于流动屏障深度(DepthofFlowBarrier)-块状模型。图10是水平SW-GAGD回收系数相对于气体注入速率-块状模型。图11是水平SW-GAGD回收系数相对于采油速率-块状模型。图12是水平SW-GAGD回收系数相对于流动屏障深度-块状模型。图13示出竖直(左)和水平(右)SW-GAGD-块状模型的气体效率。图14示出竖直(左)和水平(右)SW-GAGD回收-块状模型的等高线图。图15示出SW-GAGD开始之前-从左到右：层1、层2和层3的油饱和度图。图16是SW-GAGD开始之前-从左到右：层1、层2和层3的生产能力图。图17示出与最大生产能力相一致的SW-GAGD井的位置(红色)。图18是竖直SW-GAGD回收系数相对于气体注入速率-场模型。图19是竖直SW-GAGD回收系数相对于油率(oilrate)-场模型。图20是竖直SW-GAGDGUF相对于油气率(gasandoilrate)-场模型。图21是竖直SW-GAGDRF和SW-GAGDGUF的柱形图-场模型。图22是水平SW-GAGD回收系数相对于油率-场模型。图23是水平SW-GAGDGUF相对于油气率-场模型。图24是水平SW-GAGDGUF相对于油率-场模型。图25是水平SW-GAGDRF和SW-GAGDGUF的柱形图-场模型。图26是GAGD工艺的概念图(参考：Rao等人)。图27是SW-GAGD工艺的概念图。图28是填砂玻璃SW-GAGD模型。图29是在气驱(gas-flood)开始时的SW-GAGD填砂模型，示出在其顶部处的重力稳定的平坦前缘(gravitystableflatfront)的发展。图30是具有充分发展的重力稳定的气前缘(gas-front)的SW-GAGD模型，示出模型的良好的竖直清扫(verticalsweep)。图31是在顶部处具有注入井的SW-GAGD构造。图32是在纯重力驱油(没有氮气注入)的情况下的回收率相对于时间。图33是在2.5SCCM的注入速率的情况下的回收率相对于时间。图34是在20SCCM的注入速率的情况下的回收率相对于时间。图35是纯重力驱油相对于2.5SCCM的气体注入。图36是所有速率的回收系数相对于时间。图37是所有速率的回收系数相对于PV注入。图38是以2.5SCCM的速率的回收系数相对于PV注入。图39是以20SCCM的速率的回收系数相对于PV注入。图40是正在进行的可混溶的SW-GAGD工艺(自上而下排序)。图41是具有顶部注入井和底部注入井两者的SW-GAGD构造。图42是具有顶部注入的驱替前缘的发展(自上而下排序)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从单井产油的工艺，所述单井钻入具有产油层的地下含烃储层中，所述工艺包括：a)以足以引起贯穿所述储层的向下扫油效果的注入速率，将气体经由在所述产油层的上部部分中的所述单井中的穿孔注入到所述储层中；以及b)使用一个或更多个水平产油井侧部从所述储层中除去被驱替的烃，所述一个或更多个水平产油井侧部定位成接近所述产油层的底部，并且从所述单井钻探，其中每一个侧部适合于从所述产油层产油到表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.08 US 62/158,8401.一种从单井产油的工艺，所述单井钻入具有产油层的地下含烃储层中，所述工艺包括：a)以足以引起贯穿所述储层的向下扫油效果的注入速率，将气体经由在所述产油层的上部部分中的所述单井中的穿孔注入到所述储层中；以及b)使用一个或更多个水平产油井侧部从所述储层中除去被驱替的烃，所述一个或更多个水平产油井侧部定位成接近所述产油层的底部，并且从所述单井钻探，其中每一个侧部适合于从所述产油层产油到表面。2.如权利要求1所述的工艺，其中所述气体包括以下中的至少一种：天然气、甲烷、乙烷、丙烷、二氧化碳、氮气、烟道气和空气。3.如权利要求1所述的工艺，其中所述气体是二氧化碳。4.如权利要求1所述的工艺，其中所述气体是氮气。5.如权利要求1所述的工艺，其中所述注入速率是约0.25MMSCF/天至约3MMSCF/天。6.如权利要求2所述的工艺，其中所述注入速率是约0.25MMSCF/天至约3MMSCF/天。7.一种从单井产油的工艺，所述单井具有上部竖直部分，所述上部竖直部分具有一个或更...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹迪纳·拉奥，
申请(专利权)人：路易斯安娜州立大学监测委员会，农业和机械学院，
类型：发明
国别省市：美国,US