通过储层盐水的井下电解制氢以提高油采收率制造技术

利用电化学装置(102)提高油采收率的系统和方法包括将电化学装置引入注入井眼(104)中。电化学装置包括阳极(158)、阴极(160)和内壁(168)，内壁限定了包括阳极和阴极两者的内部(129)。运行电化学装置，使得注入井眼的注入水被引入电化学装置的内部。将电力引入电化学装置，使得注入水的一部分转化为产物气体，产物气体包括氢气和氧气。运行电化学装置，使得产物气体形成产物气泡(170)并且产物气泡行进至地层中，其中产物气泡与地层的储层烃反应以形成通过生产井眼(118)生产的产出流体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过储层盐水的井下电解制氢以提高油采收率
本公开的领域涉及提高地下井中的油采收率。更具体地，本公开涉及使用电化学装置来提高烃储层的采收率。
技术介绍
可以利用储存在烃储层中的自然压力从烃储层中生产油和气。所采收的油的量将取决于诸如油粘度、储层可湿性、储层压力和储层渗透性之类的参数。产水是油田作业中的长期问题，其降低了油气资源的经济价值。老化油田面临产生“含水原油”的挑战。含水原油是其中夹带有地层水的原油或凝析油的术语。在大多数情况下，从井中生产的物质不全是烃。这种含水通过将地层水带到地表而降低了生产系统的效率和有效性。最终，所产生的水量达到使生产井对于进一步产烃变得不经济的水平。
技术实现思路
本公开的系统和方法利用电化学装置电解地层水以在关闭井中的井下产生诸如氢气之类的气体。产物气体将与地层中的天然烃相互作用，并通过分解储层烃的重质组分来降低储层烃的粘度。产物气体还可以改变岩石可湿性，从而使岩石更容易被气体润湿，并因此改善储层烃的流动性。产物气体可以提高地层中的压力，从而为地层提供能量。产物气体的这些作用中的每一种都将提高油采收率。使用水形成产物气体还降低了水侵入产油井和产气井的不利影响。电化学装置的电力可以由太阳能光伏板提供，从而不需要外部电源基础设施。在本公开的一个实施方案中，利用电化学装置提高油采收率的方法包括将电化学装置引入注入井眼中，其中电化学装置包括阳极、阴极和内壁，其中内壁限定了包括阳极和阴极两者的内部。运行电化学装置，使得注入井眼的注入水被引入电化学装置的内部。将电力引入电化学装置，使得注入水的一部分转化为产物气体，其中产物气体包括氢气和氧气。运行电化学装置，使得产物气体形成产物气泡，并且产物气泡行进至地层中，其中产物气泡与地层的储层烃反应以形成通过生产井眼生产的产出流体。在可供选择的实施方案中，生产井眼可以与注入井眼间隔开，并且生产井眼比注入井眼更靠近地表。产出流体的粘度可以小于储层烃的粘度。产出流体的沸点可以低于储层烃的沸点。可以利用产物气泡改变地层的可湿性。可以利用产物气泡的压力向储层烃提供能量。可以由太阳能光伏板提供电力。在本公开的一个可供选择的实施方案中，利用电化学装置提高油采收率的方法包括将电化学装置引入注入井眼中，使得电化学装置位于含水地层中，其中含水地层内的流体包括注入水，并且其中电化学装置包括阳极、阴极和内壁，其中内壁限定了包括阳极和阴极两者的内部。运行电化学装置，使得注入水被引入电化学装置的内部。将来自太阳能光伏板的电力引入电化学装置，使得注入水的一部分转化为产物气体，其中产物气体包括氢气和氧气。运行电化学装置，使得产物气体形成产物气泡，并且产物气泡行进至地层中，其中产物气泡与地层的储层烃反应以形成通过生产井眼生产的产出流体，其中生产井眼与注入井眼间隔开，并且生产井眼比注入井眼更靠近地表。在可供选择的实施方案中，产出流体的粘度可以小于储层烃的粘度。产出流体的沸点可以低于储层烃的沸点。可以利用产物气泡改变地层的可湿性。可以利用产物气泡的压力向储层烃提供能量。在本专利技术的另一个可供选择的实施方案中，一种利用电化学装置提高油采收率的系统包括位于注入井眼中的电化学装置，使得该电化学装置位于注入井眼的含水地层中，其中含水地层内的流体包括注入水，并且其中电化学装置包括阳极、阴极和内壁，其中内壁限定了包括阳极和阴极两者的内部。流体流动路径从注入井眼延伸至电化学装置的内部。电力源能够向电化学装置提供电力，使得注入水的一部分转化为形成产物气泡的产物气体，其中产物气体包括氢气和氧气。生产井眼具有产出流体，该产出流体由产物气泡与位于产物气泡的路径中的地层的储层烃反应形成。在可供选择的实施方案中，生产井眼可以与注入井眼间隔开，并且生产井眼比注入井眼更靠近地表。产出流体的粘度可以小于储层烃的粘度。产出流体的沸点可以低于储层烃的沸点。电力源可以为太阳能光伏板。内壁可以包括耐电涂层。电化学装置可以还包括位于内部的离子交换膜，该离子交换膜分隔开阳极与阴极之间的流体。离子交换膜可以为阳离子交换膜。附图说明为了获得并能够详细理解本公开的实施方案的前述特征、方面和优点以及将变得明显的其他方面的方式，可通过参照在形成本说明书的一部分的附图中示出的实施方案来获得对先前简要概括的本公开的更具体的描述。然而，应当注意，附图仅示出了本公开的某些实施方案，因此不应被视为限制了本公开的范围，因为本专利技术可允许其他等效的实施方案。图1示出了具有在水平井中使用的电化学装置的实施方案的电化学系统的实施方案；以及图2示出了在水平井中使用的电化学装置的实施方案。图3示出了在水平井中使用的电化学装置的可供选择的实施方案。图4示出了以下物质的沸点：a)重质原油和b)在氢气存在下热处理的重质原油。具体实施方式本公开涉及特定特征，包括工艺或方法步骤。本领域技术人员理解，本公开不限于说明书中给出的实施方案的描述或不受说明书中给出的实施方案的描述的限制。除了仅本着说明书和所附权利要求书的精神之外，本公开的主题不受限制。本领域技术人员还理解，用于描述特定实施方案的术语不限制本公开的实施方案的范围或广度。在解释说明书和所附权利要求书时，应当以与各术语的上下文一致的最广泛的可能方式来解释所有术语。除非另外定义，否则说明书和所附权利要求书中使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。如说明书和所附权利要求书中所使用的，除非上下文另有明确说明，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指示物。如所使用的，词语“包含”、“具有”、“包括”和所有其他语法变体各自旨在具有开放的、非限制性的含义，其不排除另外的元件、部件或步骤。本公开的实施方案可适当地“包括”所公开的限制性特征、“由”或“基本上由”所公开的限制性特征组成，并且可在不存在未公开的限制性特征的情况下实践。例如，本领域技术人员可以认识到，可以将某些步骤合并成单个步骤。在说明书或所附权利要求书中提供了值的范围的情况下，应当理解，该区间包括上限和下限之间的每个中间值以及上限和下限。本公开涵盖并限定了受所提供的任何具体排除影响的区间的较小范围。在说明书和所附权利要求书中提及包括两个或以上限定步骤的方法的情况下，这些限定步骤可以以任何顺序进行或同时进行，除非上下文排除该可能性。图1示出了包括电化学装置102的烃开发100的示例性实施方案的示意性布局。注入井眼104形成设备和工具(诸如电化学装置102等)用通道，这些设备和工具从地表106穿过非含烃地层108到达含水地层110。注入井眼104具有若干井段，包括垂直敷设112、过渡区114和水平井段116。水平井段116沿着大致水平的方向从过渡区114延伸，直至到达注入井眼104相对于地表106的远端。进入注入井眼104的含水地层110内的流体包括水。注入井眼104可以是(例如)先前已经是烃生产井的井，该烃生产井被关闭是由于含水量增加，使得含水地层110中的流体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用电化学装置提高油采收率的方法，所述方法包括：/n将所述电化学装置引入注入井眼中，其中所述电化学装置包括阳极、阴极和内壁，其中所述内壁限定了包括所述阳极和所述阴极两者的内部；/n运行所述电化学装置，使得所述注入井眼的注入水被引入所述电化学装置的内部；/n将电力引入所述电化学装置，使得所述注入水的一部分转化为产物气体，其中所述产物气体包括氢气和氧气；以及/n运行所述电化学装置，使得所述产物气体形成产物气泡，并且所述产物气泡行进至地层中，其中所述产物气泡与所述地层的储层烃反应以形成通过生产井眼生产的产出流体。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171201 US 15/829,5151.一种利用电化学装置提高油采收率的方法，所述方法包括：
将所述电化学装置引入注入井眼中，其中所述电化学装置包括阳极、阴极和内壁，其中所述内壁限定了包括所述阳极和所述阴极两者的内部；
运行所述电化学装置，使得所述注入井眼的注入水被引入所述电化学装置的内部；
将电力引入所述电化学装置，使得所述注入水的一部分转化为产物气体，其中所述产物气体包括氢气和氧气；以及
运行所述电化学装置，使得所述产物气体形成产物气泡，并且所述产物气泡行进至地层中，其中所述产物气泡与所述地层的储层烃反应以形成通过生产井眼生产的产出流体。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述生产井眼与所述注入井眼间隔开，并且所述生产井眼比所述注入井眼更靠近地表。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述产出流体的粘度小于所述储层烃的粘度。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述产出流体的沸点低于所述储层烃的沸点。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，还包括利用所述产物气泡改变所述地层的可湿性。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，还包括利用所述产物气泡的压力向所述储层烃提供能量。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，还包括由太阳能光伏板提供所述电力。


8.一种利用电化学装置提高油采收率的方法，所述方法包括：
将所述电化学装置引入注入井眼中，使得所述电化学装置位于含水地层中，其中所述含水地层内的流体包括注入水，并且其中所述电化学装置包括阳极、阴极和内壁，其中所述内壁限定了包括所述阳极和所述阴极两者的内部；
运行所述电化学装置，使得所述注入水被引入所述电化学装置的内部；
将来自太阳能光伏板的电力引入所述电化学装置，使得所述注入水的一部分转化为产物气体，其中所述产物气体包括氢气和氧气；以及
运行所述电化学装置，使得所述产物气体形成产物气泡，并且所述产物气泡行进至地层中，其中所述产物气泡与所述地层的储层烃反应以形成通过生产井眼生产的产出流体，其中所述生...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿卜杜勒拉曼·阿卜杜勒阿齐兹·阿勒穆勒哈姆，穆罕默德·阿勒达乌，胡萨姆·巴赫卢利，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA