热处理油矿的方法和设备技术

本发明专利技术提供持续对油矿进行热处理的方法和设备，更具体地提供了将第一和第二组合物独立地引入到油井中，并使所述第一和第二组合物在油矿的开采区中接触以引发产生热和气体的化学反应从而对油矿进行热处理的方法和设备。根据本发明专利技术的方法和设备，可以向油井中引入组合物，并同时通过同一个油井提取得到的油或者含油混合物。为此，在油井中排设密封装置如封隔器以及至少一根管道，使所述密封装置位于油矿的开采区中，油井外套中的开口位于封隔装置的上方和下方，所述管道延伸通过封隔器并在封隔器下方包含至少一个开口，其中所述封隔器密封了管道外部和油井外套内部之间的环形空间，从而在油井内部提供了未流体连通的两条流体通道。通过得到的流体通道将第一和第二组合物独立地引入油井中，并在油矿的开采区中接触组合物引发化学反应来实现热处理。可以通过引入所述两种组合物中的至少一种来维持化学反应，并可同时通过油井来提取得到的油或者含油混合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热处理油矿的方法和设备
技术介绍
本专利技术涉及热处理油矿的方法和设备，更具体地涉及将第一和第二组合物独立地引入到油井中，并使所述第一和第二组合物在油矿的开采区中接触以引发产生热和气体的化学反应从而对油矿进行热处理的方法和设备。根据本专利技术的方法和设备特别适用于从水淹油矿中提取石油(在下文中也称作“原油”或者简单地称作“油”)。从油矿中提取石油通常从使用开采方法开始，该方法利用油矿中的地下压力迫使油到达地表。随着油井的使用寿命增加，压力下降，不得不使用其他提取方法例如使用泵或者向油井中注入水、天然气或者其他气体，以将油带到地表。但是在这些开采方法失效之后，油矿中通常仍含有相当多的石油，这些石油被包封在岩石或沙地岩层的小穴或孔中。为了开采这些余下量的石油，使用了三次油开采方法，它们的目的主要在于降低石油的粘度。一种常规的方法是向油井中注入热蒸汽以加热石油，从而降低其粘度。但是，该方法仅在最深约Ikm的深度是有效率的，因为超过该深度之后热蒸汽在达到开采区之前就已经冷却了。此外，通过该方法，需要注入多达3-5个月的热蒸汽以加热开采区。为了产生热蒸汽，需要使用最高达20-30%的提取的石油，因此该方法的效率受到限制。例如在SAGD (蒸汽辅助重力排水)方法中利用向油井中注入热蒸汽。该方法特别地用于加拿大，从加拿大沙地提取石油。在SAGD方法中，在油矿的开采区中钻了两个平行水平油井，它们的长度最长约为200m，一个在另一个上面约4-6m。在上油井中注入热蒸汽，被加热的原油或者浙青从地岩层中流出，伴随着从注入蒸汽冷凝得到的任意水份被水平油井中的下油井收集，并泵送到地表。作为油矿被加热区域的温度升高的结果，重原油或浙青的粘度下降，使其能够流入下井眼中。此外，由于不同的热膨胀，可能会在地岩层中产生裂缝，这进一步改善了油流入到下井眼中。SAGD方法的一个主要劣势在于生产热蒸汽的高成本。需要使用最高约20-30%的提取的油来进行生产。此外，如上所述，注入热蒸汽仅在最深约Ikm的深度是有效率的，因为超过该深度之后热蒸汽在达到开采区之前就已经冷却了。除此之外，还需要大量的水和大型水循环设备，其中水的供应有时候是一个制约因素。或者，可以向油井中注入表面活性剂或者溶剂，以使石油析出。但是，这些方法具有以下缺点:由于提取的石油会被这些化学品污染，所以需要额外的人工和成本来回收石油。进一步的三次油开采方法的特征在于，在油矿的开采区中引发化学反应以产生热气体，该热气体加热开采区中的油，降低其粘度并通过增加油井中的压力来支持油开采。在俄罗斯专利申请RU2100583C1、RU2126084C1以及RU2153065C1中，揭示了能够在引发化学反应之后产生热气体的燃料和氧化性组合物(F0C)。尝试将这些组合物引入油矿的油井中，对开采区进行热化学处理。这些化学组合物是含有高至60质量％或者更高含量的硝酸铵(NH4NO3)的水溶液。所述FOC的其他组分是，例如:甘油、硝酸、尿素、高锰酸钾、乙酸、异丙基间碳硼烧(isopropyl metacarborane)以及乙酰水杨酸盐。在将FOC注入到油井中之后，通过引发融合爆炸来点燃FOC。Ikg的FOC分解会放出约500-1000千卡的热量。所述FOC含有过量氧，因此具有明显的氧化性，从而产生了石油与易爆组合物的混合物。此外，如果含有大量硝酸铵的水溶液中的水含量低于约16-18质量％的临界量，则该水溶液是易爆的。因此，从安全处理此类组合物的观点来看，水含量通常高于26-28质量％。但是，随着水含量的增加，越来越难以实现具有高热输出的稳定反应。在RU2194156C1中，FOC主要含有硝酸与烷醇胺、烷基胺或者烷基聚胺的反应产物，以及高至2.0-35质量％的无机硝酸盐，例如硝酸铵、硝酸钾、硝酸钠或者硝酸钙。在所述组成的情况下，实现了更安全的处理，因为可以明显地降低硝酸铵的量。但是，对于通过融合爆炸的方式点燃FOC的常用方法，出于安全原因仅可以点燃最大1-2吨的量。在质量为1-2吨的FOC进料分解之后，需要重复FOC递送和起始加料插入的整个操作，使在油井的l-2km深度内每天可以有不超过约10吨的FOC发生反应。如果油井的深度约为3_4km，则该方法每天反应的FOC的量下降到约5吨。因此，开采区的加热程度，进而该方法的效率都受到限制。在RU2224103C1中，描述了对生产层进行热化学处理的方法和装置。类似于前述的现有技术，将包含硝酸铵和水的易燃氧化组合物泵送入油井中，然后与点燃材料接触。该专利文献中所述的用于此类组合物的装置包含两个共轴排列的管道，用于将组合物独立地引入油井中。通过使用密封装置，形成包封了点燃材料的包封物。在该包封物的上端和下端，设置有剪切销，能够打开包封物并实现化学反应的点燃。但是，当用于水淹油地岩层时，RU2224103C1中所述的方法或装置的效率都不高，因为它们无法在油矿的开采区中维持稳定和持续的反应。在W02010/043239A1中，描述了一种放出气体降低油粘度的组合物(GEOVDC)的化学体系，用于刺激油矿的生产层，对油矿进行热处理。此类组合物是放热气组合物(TGEC)和反应引发剂稳定剂(RIS)。通过将这两种组合物独立地引入到油井中并使它们在油矿的开采区中接触，引发了产生热量并放出气体的化学反应，从而改进了油(石油)的提取。该体系能够引发并维持稳定且持续的反应，所以甚至能在引发了化学反应之后持续引入组合物。每天可以反应最高约100吨，从而提升了油开采过程的效率。在W02010/043239A1中，还描述了使用该化学体系对油矿进行热处理的不同设备。但是，为了提供这些设备，通常需要制备具体的组件，这增加了热处理的成本。此外，当使用该专利文献所述的方法和设备时，不能在相同的油井内同时引入组合物和提取所得到的油或者含油混合物。当尝试同时进行热化学处理和油提取时，必须使用一个油井作为注入井，第二油井作为生产井，这限制了此方法的效率。因此，本专利技术的目的是提供一种对油矿，特别是水淹油矿进行热处理的方法和设备，它们使用起来是简单并且成本低廉的，并实现了对将物质引入油井和从油井中提取物质的步骤的灵活控制。
技术实现思路
通过提供一种对油矿进行连续热处理的方法解决了以上问题，该方法包括以下步骤:-通过油井中设置的独立流体通道将第一和第二组合物独立地引入到所述油矿的油井中，并使所述第一和第二组合物在油矿的开采区接触以引发化学反应，该化学反应产生了对油矿进行热处理的热量和气体以得到可提取的油或可提取的含油混合物；-通过持续引入至少一种所述第一和第二组合物，维持油矿中的化学反应；以及-在所述维持化学反应的步骤中，通过所述油井中设置的流体通道提取所得到的油或者含油混合物，其中，在所述油井中，用于提取油或者含油混合物的流体通道与用于持续引入至少一种所述第一和第二组合物来维持化学反应的任意流体通道没有流体连通。本专利技术的方法是基于以下原理:在油矿要进行热处理的开采区中，引发了化学反应，并维持该化学反应产生用于热处理的热量(优选还产生了气体)以促进热处理并提取油。通过使两种组合物(化学组合物)在油矿的开采区中接触来引发该化学反应，并通过持续引入这两种组合物中的至少一种来维持该化学反应。将两种组合物独立地引入油矿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种对油井进行连续热处理的方法，该方法包括以下步骤: -通过油井中设置的独立流体通道将第一和第二组合物独立地引入到所述油矿的油井中，并使所述第一和第二组合物在油矿的开采区接触以引发化学反应，该化学反应产生了对油矿进行热处理的热量和气体以得到可提取的油或可提取的含油混合物； -通过持续引入所述第一和第二组合物中的至少一种，维持油矿中的化学反应；以及 -在所述维持化学反应的步骤中，通过所述油井中设置的流体通道提取所得到的油或者含油混合物，其中，在所述油井内部，用于提取油或者含油混合物的流体通道与用于持续引入所述第一和第二组合物中的至少一种来维持化学反应的任意流体通道没有流体连通。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述油井内部，用于引入第一和第二组合物的独立的流体通道没有流体连通，第一和第二组合物通过油井外套中的开口在油井和油矿之间实现流体交换，并且所述第一和第二组合物在所述油井外套的外部接触以引发化学反应。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过如下方式在所述油井中提供用于引入第一和第二组合物的独立的流体通道以及用于提取油或含油混合物的流体通道:排设一条或多条管道，所述各条管道在其末端部分包含至少一个开口，使所述一条或多条管道各自的末端部分位于油井的开采区内；并在所述油井中排设密封装置，使得油井外套中实现油井和油矿之间发生流体交换的开口位于密封装置的上方和下方，并使一条管道延伸通过密封装置，从而该管道末端部分中的至少一个开口位于密封装置下方，并且该密封装置密封了延伸通过密封装置的管道外部与油井外套内部之间的空间。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用于引入第一和第二组合物的独立的流体通道在油井的开采区中具有流体连通，所述第一和第二组合物在油井的开采区中接触，该方法还包括以下步骤: -使已经接触的组合物通过油井外套中实现油井和油矿之间的流体交换的开口，将化学反应转移到油矿内。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，通过如下方式在所述油井中提供用于引入第一和第二组合物的独立的流体通道以及用于提取油或含油混合物的流体通道:排设两条管道，各条管道在其末端部分包含至少一个开口，使各条管道的末端部分位于油井的开采区内；并在所述油井中排设密封装置，使得油井外套中实现油井和油矿之间发生流体交换的开口位于密封装置的上方和下方，并使所述两条管道中的一条延伸通过密封装置，从而使得该管道末端部分中的至少一个开口位于密封装置下方，另一条管道的末端部分中的至少一个开口位于密封装置的上方，并且该密封装置密封了延伸通过密封装置的管道外部与油井外套内部之间的空间。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，共轴排设了两条管道，定义为内管道和外管道，内管道延伸通过密封装置并定义为第一流体通道，外管道外部和油井外套内部之间的环形空间限定为第二流体通道，内管道外部和外管道内部之间的环形空间限定为第三流体通道。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在引发化学反应的步骤中，通过第二和第三流体通道中的一条通道引入第一和第二组合物中的一种组合物，通过第二和第三流体通道中的另一条通道引入第一和第二组合物中的另一种组合物，并且在提取得到的油或者含油混合物的步骤中，通过第一流体通道进行提取。8.如权利要求3和5-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述密封装置是封隔器。9.如权利要求3和5-8中任一项所述的方法，其特征在于，所述油井外套中的开口不位于安装密...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·N·亚里山德罗夫，D·A·莱门诺夫斯基，Z·科勒，
申请(专利权)人：TCTM有限公司，
类型：
国别省市：