本發(fā)明屬于油藏開采技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高傾角稠油油藏火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同開采方法。

背景技術(shù)：

稠油通常指地層條件下粘度超過50mPa·s，相對密度大于0.920的原油。國內(nèi)已探明的稠油儲量達(dá)13億噸，約占國內(nèi)總石油儲量的25-30％。稠油因其密度大、粘度高、流動性差，所以常規(guī)水驅(qū)開采方法開發(fā)效果差，火驅(qū)技術(shù)已經(jīng)成為提高稠油采收率的主要方法之一。對于高傾角稠油油藏，通常采用油藏頂部線性驅(qū)和油藏富油區(qū)中部線性驅(qū)兩種火驅(qū)方式。采用頂部線性驅(qū)方式開發(fā)，從構(gòu)造高部位向構(gòu)造低部位注空氣時(shí)，注入的空氣會向構(gòu)造高部位運(yùn)移，使大量的空氣流向已燃區(qū)域，造成空氣的浪費(fèi)。隨著已燃區(qū)的逐漸擴(kuò)大，需要的注空氣速度也要隨之增加，使操作成本不斷提高。同時(shí)，油藏低部位受效較慢，開發(fā)效率不高。而采用油藏富油區(qū)中部線性驅(qū)方式開發(fā)，從富油區(qū)的中部位注入空氣，同時(shí)向上部和下部驅(qū)替，會導(dǎo)致火線推進(jìn)不均勻，導(dǎo)致向下部見效較好，而向上部的見效較差，油藏的整體動用程度低，開發(fā)效果不夠理想。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種高傾角稠油油藏火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同驅(qū)替開采方法，能夠增加油藏整體動用面積，使高傾角油藏的構(gòu)造上部與下部同時(shí)開發(fā)，提高開采速度。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明提供一種高傾角稠油油藏火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同開采方法，其包括以下步驟：

選取生產(chǎn)區(qū)塊；

在生產(chǎn)區(qū)塊的油藏中部部署火驅(qū)線性驅(qū)井網(wǎng)；

在生產(chǎn)區(qū)塊的油藏頂部部署煙道氣回注重力驅(qū)井網(wǎng)；

安裝地面設(shè)施并鋪設(shè)輸送管線；所述地面設(shè)施包括煙道氣氣液分離裝置和氣體過濾裝置；所述的氣液分離裝置、氣體過濾裝置為本領(lǐng)域常規(guī)分離過濾裝置。

向火驅(qū)線性驅(qū)井網(wǎng)中的火驅(qū)注氣井中注入空氣并點(diǎn)火，在油層中形成穩(wěn)定的火驅(qū)前緣，持續(xù)注入空氣保持火驅(qū)前緣穩(wěn)步向前推進(jìn)，將燃燒產(chǎn)生的熱油與煙道氣經(jīng)由火驅(qū)線性驅(qū)井網(wǎng)中的火驅(qū)生產(chǎn)井采出，將煙道氣通過輸送管道經(jīng)由煙道氣氣液分離裝置、氣體過濾裝置進(jìn)行分離過濾后，回注到煙道氣回注重力驅(qū)井網(wǎng)中的煙道氣注氣井中，經(jīng)煙道氣注氣井回注到地層，然后經(jīng)由煙道氣回注重力驅(qū)井網(wǎng)中的氣驅(qū)生產(chǎn)井生產(chǎn)采油。

上述高傾角稠油油藏火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同開采方法中，“在油層中形成穩(wěn)定的火驅(qū)前緣，持續(xù)注入空氣保持火驅(qū)前緣穩(wěn)步向前推進(jìn)”為本領(lǐng)域火驅(qū)點(diǎn)火進(jìn)行火驅(qū)的常規(guī)操作。

上述高傾角稠油油藏火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同開采方法中，優(yōu)選地，生產(chǎn)區(qū)塊的選取需滿足如下的油藏條件：油層傾角≥10°，油層厚度>2m，油層滲透率>10×10^-3μm²，原油粘度為50mPa·s-50000mPa·s，含油飽和度>30％。

上述高傾角稠油油藏火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同開采方法中，優(yōu)選地，

所述火驅(qū)線性驅(qū)井網(wǎng)包括至少一排火驅(qū)注氣井和一排火驅(qū)生產(chǎn)井(例如，在實(shí)施例中為一線火驅(qū)生產(chǎn)井)，火驅(qū)注氣井和火驅(qū)生產(chǎn)井的方向(井排的方向)與油藏傾斜方向垂直，火驅(qū)注氣井位于高部位，火驅(qū)生產(chǎn)井位于低部位，火驅(qū)前緣由高部位向低部位推進(jìn)。

上述高傾角稠油油藏火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同開采方法中，優(yōu)選地，

上述高傾角稠油油藏火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同開采方法中，優(yōu)選地，火驅(qū)注氣井和火驅(qū)生產(chǎn)井之間的排間距為50-150m。

所述煙道氣回注重力驅(qū)井網(wǎng)包括至少一口煙道氣注氣井和至少一口氣驅(qū)生產(chǎn)井(例如，在實(shí)施例中為一線氣驅(qū)生產(chǎn)井)，氣驅(qū)生產(chǎn)井分布于煙道氣注氣井周圍；煙道氣注氣井和氣驅(qū)生產(chǎn)井的方向(井排的方向)與油藏傾斜方向垂直，煙道氣注氣井位于高部位，氣驅(qū)生產(chǎn)井位于低部位。

上述高傾角稠油油藏火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同開采方法中，優(yōu)選地，煙道氣注氣井和氣驅(qū)生產(chǎn)井之間的排間距為50-150m。

上述高傾角稠油油藏火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同開采方法中，為了描述油層在地下的垂向位置，定義油藏的油層中部海拔為油層中部位置在海平面之上的垂直距離。如果油層在海平面之下，則該值為負(fù)。本發(fā)明所提到的“高部位”指油層中部海拔的值大的油藏部位，“低部位”指油層中部海拔的值小的油藏部位。

上述高傾角稠油油藏火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同開采方法中，優(yōu)選地，所述地面設(shè)施還包括輔助增壓裝置。從油層低部位產(chǎn)出的煙道氣本身具有一定的壓力，且該壓力一般比油層頂部壓力高，無需壓縮即可自然回注到油層頂部。但有時(shí)由于井眼表皮系數(shù)和注入能力等因素的影響，可能需要進(jìn)行小幅度增壓?？梢岳幂o助增壓設(shè)備進(jìn)行增壓后，經(jīng)管線輸送至油藏頂部，經(jīng)注煙道氣井回注到地層。所述輔助增壓裝置為本領(lǐng)域常規(guī)增壓裝置。

上述高傾角稠油油藏火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同開采方法中，優(yōu)選地，

當(dāng)火驅(qū)注氣井中火線燃燒至火驅(qū)生產(chǎn)井時(shí)，關(guān)閉火驅(qū)注氣井，將火驅(qū)生產(chǎn)井改為注氣井，并在其低部位部署二線火驅(qū)生產(chǎn)井，燃燒產(chǎn)生的熱油與煙道氣一并經(jīng)由二線火驅(qū)生產(chǎn)井生產(chǎn)采出，將煙道氣通過輸送管道經(jīng)由煙道氣氣液分離裝置、氣體過濾裝置進(jìn)行氣液分離和過濾后，回注到油藏頂部的煙道氣注氣井中，然后經(jīng)由氣驅(qū)生產(chǎn)井生產(chǎn)采油，依次類推進(jìn)行。

上述高傾角稠油油藏火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同開采方法中，優(yōu)選地，每線火驅(qū)生產(chǎn)井相鄰之間的排間距為50-150m；每線火驅(qū)生產(chǎn)井中，火驅(qū)生產(chǎn)井相鄰之間的井間距為50-150m。

上述高傾角稠油油藏火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同開采方法中，是以第二線為例，實(shí)際上，當(dāng)火驅(qū)注氣井中火線燃燒至火驅(qū)生產(chǎn)井時(shí)，關(guān)閉火驅(qū)注氣井，將火驅(qū)生產(chǎn)井改為注氣井，并在其低部位部署二線火驅(qū)生產(chǎn)井，也可以是二線、三線及以上的火驅(qū)生產(chǎn)井，這些生產(chǎn)井可以同時(shí)、也可以不同時(shí)開采。下面的煙道氣回注重力驅(qū)也是如此。

上述高傾角稠油油藏火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同開采方法中，每排火驅(qū)注氣井和每排火驅(qū)生產(chǎn)井的數(shù)量依據(jù)油田實(shí)際情況而定。

上述高傾角稠油油藏火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同開采方法中，優(yōu)選地，

過濾后的煙道氣回注到油藏頂部的煙道氣注氣井中后，隨著煙道氣的注入，地層中的煙道氣會向周圍的氣驅(qū)生產(chǎn)井推進(jìn)，當(dāng)氣驅(qū)生產(chǎn)井中產(chǎn)出大量煙道氣時(shí)，將氣驅(qū)生產(chǎn)井關(guān)閉或?qū)怛?qū)生產(chǎn)井改為煙道氣注氣井，并在其周圍部署二線氣驅(qū)生產(chǎn)井進(jìn)行生產(chǎn)采油，依次類推進(jìn)行。操作中應(yīng)盡量使注入的煙道氣滯留在油藏中，不要再次采出。若有少量煙道氣再次被采出，應(yīng)將其分離后匯入到回注管路，重新注入到地層，避免向大氣中排放。

上述高傾角稠油油藏火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同開采方法中，優(yōu)選地，每線氣驅(qū)生產(chǎn)井相鄰之間的排間距為50-150m；每線氣驅(qū)生產(chǎn)井中，氣驅(qū)生產(chǎn)井相鄰之間的井間距為50-150m。

上述高傾角稠油油藏火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同開采方法中，煙道氣注氣井和氣驅(qū)生產(chǎn)井的具體井的數(shù)量根據(jù)油藏實(shí)際情況、單井的注氣能力以及預(yù)期火驅(qū)產(chǎn)生的煙道氣量而定。

上述高傾角稠油油藏火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同開采方法中，優(yōu)選地，所述煙道氣回注重力驅(qū)井網(wǎng)的類型可以包括面積井網(wǎng)、排狀井網(wǎng)或不規(guī)則井網(wǎng)；

更加優(yōu)選地，所述面積井網(wǎng)可以包括五點(diǎn)法井網(wǎng)、反七點(diǎn)法井網(wǎng)或九點(diǎn)法井網(wǎng)。

上述高傾角稠油油藏火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同開采方法中，優(yōu)選地，火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)可以同時(shí)開發(fā)。

上述高傾角稠油油藏火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同開采方法中，優(yōu)選地，火驅(qū)的油藏層位和煙道氣回注重力驅(qū)的油藏層位可以位于同一層位或不同層位。

本發(fā)明的高傾角稠油油藏中部火驅(qū)與頂部煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同驅(qū)替開采方法能夠適用于原始油藏，也能夠適用于注蒸汽開發(fā)后期的油藏。

本發(fā)明中，稠油通常指地層條件下粘度超過50mPa·s，相對密度大于0.920的原油；高傾角油藏通常是指地層傾角大于10°的油藏；火驅(qū)是指火燒油層采油方法的簡稱，通過注氣井向地層連續(xù)注入空氣并點(diǎn)燃油層，實(shí)現(xiàn)層內(nèi)燃燒，從而將地層原油從注氣井推向生產(chǎn)井的采油方法；頂部煙道氣回注重力驅(qū)是指將油藏中部火驅(qū)過程中排出的煙道氣回注到油藏頂部地層中，形成人工氣頂，利用氣體與原油之間的重力差異形成穩(wěn)定重力驅(qū)。

本發(fā)明的高傾角稠油油藏火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同開采方法的主要采油機(jī)理如下：

(1)所述開采方法中火驅(qū)采油方法伴隨著復(fù)雜的傳熱、傳質(zhì)過程和物理化學(xué)變化，具有多種開采機(jī)理?；痱?qū)通過注氣井向地層連續(xù)注入空氣，并點(diǎn)燃油層，形成火線?；鹁€前方的原油受熱降粘、蒸餾，蒸餾后的輕質(zhì)油、汽與燃燒煙氣被驅(qū)向前方，留下未被蒸餾的重質(zhì)組分在高溫下產(chǎn)生裂化、分解，最后剩下的裂解產(chǎn)物—焦炭作為火燒油層的燃料，維持油層繼續(xù)向前燃燒；在高溫下，油層水(包括束縛水)、注入水及燃燒生成水，變成蒸汽，攜帶大量的熱量傳遞給前方油層，并再次洗刷油層原油，最終把原油驅(qū)向生產(chǎn)井。這樣便在地下油層內(nèi)形成一個(gè)多種驅(qū)動機(jī)制并存的復(fù)雜過程，各種機(jī)制共同作用。

(2)所述開采方法中火驅(qū)采油方法具有熱水驅(qū)、蒸汽驅(qū)和煙道氣驅(qū)多種開采機(jī)理。

(3)所述開采方法中頂部注入煙道氣重力驅(qū)采油方法具有增溶、降粘、強(qiáng)化蒸餾和擴(kuò)大波及體積等作用。

(4)所述開采方法中頂部注入煙道氣重力驅(qū)采油過程中煙道氣通常含有80％-85％的氮?dú)夂?5％-20％的二氧化碳以及少量雜質(zhì)。煙道氣的化學(xué)成分不固定，其性質(zhì)主要取決于氮?dú)夂投趸荚跓煹罋庵兴嫉谋壤哂卸趸简?qū)和氮?dú)怛?qū)的驅(qū)油機(jī)理。

(5)所述開采方法中頂部注入煙道氣重力驅(qū)采油方法中氮?dú)饪梢赃M(jìn)入水不能進(jìn)入的低滲透層段，可降低滲透帶處于束縛狀態(tài)的原油驅(qū)替成為可流動的原油。

(6)所述開采方法中頂部注入煙道氣重力驅(qū)采油方法中氮?dú)獗蛔⑷胗蛯雍螅稍谟蛯又行纬墒`氣飽和度，從而使含水飽和度及水相滲透率降低，在一定程度上提高后續(xù)水驅(qū)的波及體積。

(7)所述開采方法中頂部注入煙道氣重力驅(qū)采油方法中氮?dú)獠蝗苡谒?，微溶于油，能夠形成微氣泡，與油水形成乳狀液，降低原油黏度，提高采收率。

本發(fā)明的突出效果為：

本發(fā)明提供的高傾角稠油油火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同開采方法，開采效果好、開采速度高，能夠避免因單一火驅(qū)造成的火線推進(jìn)不均勻，動用面積小的弊端，增大油藏整體動用面積；火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同作用能夠有效降低所波及地層的原油粘度，補(bǔ)充地層能量，增加單井產(chǎn)能和提高油藏采收率；同時(shí)火驅(qū)產(chǎn)生的煙道氣能夠?yàn)轫敳孔馓峁┓€(wěn)定的氣源，煙道氣的回注能夠減少尾氣的排放，降低操作成本，減少空氣污染，保護(hù)環(huán)境。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中高傾角稠油油藏火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同開采流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中火驅(qū)線性驅(qū)井網(wǎng)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中煙道氣回注重力驅(qū)五點(diǎn)井網(wǎng)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中高傾角稠油油藏火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同開采整體流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行以下詳細(xì)說明，但不能理解為對本發(fā)明的可實(shí)施范圍的限定。

實(shí)施例

本實(shí)施例提供一種高傾角稠油油藏火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同開采方法，流程圖如圖1所示，其包括以下步驟：

(1)選取生產(chǎn)區(qū)塊，該生產(chǎn)區(qū)塊的油藏條件為：油層傾角為30°，油層厚度為15m，油層滲透率為580×10^-3μm²，油藏條件下原油粘度為250mPa·s-300mPa·s，初始含油飽和度為70％。

(2)在生產(chǎn)區(qū)塊的油藏中部部署火驅(qū)線性驅(qū)井網(wǎng)，該所述火驅(qū)線性驅(qū)井網(wǎng)包括一排火驅(qū)注氣井和一排火驅(qū)生產(chǎn)井(為一線火驅(qū)生產(chǎn)井)；每排井的數(shù)量為5口。如圖2所示，火驅(qū)注氣井與一線火驅(qū)生產(chǎn)井之間的排間距為100m，每線火驅(qū)生產(chǎn)井中，火驅(qū)生產(chǎn)井相鄰之間的井間距為100m，火驅(qū)注氣井位于高部位，一線火驅(qū)生產(chǎn)井位于低部位。

(3)在生產(chǎn)區(qū)塊的油藏頂部部署煙道氣回注重力驅(qū)井網(wǎng)，所述煙道氣回注重力驅(qū)井網(wǎng)包括一口煙道氣注氣井以及在其周圍部署的四口氣驅(qū)生產(chǎn)井(為一線氣驅(qū)生產(chǎn)井)，部署采取五點(diǎn)法井網(wǎng)(如圖3所示)，四口井構(gòu)成正方形四角，煙道氣注氣井位于正方形中心，氣驅(qū)生產(chǎn)井與煙道氣注氣井之間的排間距為150m，每口氣驅(qū)生產(chǎn)井相鄰之間的井間距為150m；煙道氣注氣井和氣驅(qū)生產(chǎn)井的方向與油藏傾斜方向垂直，煙道氣注氣井位于高部位，氣驅(qū)生產(chǎn)井位于低部位。

(4)安裝煙道氣氣液分離裝置、氣體過濾裝置和輔助增壓裝置，火驅(qū)生產(chǎn)井、煙道氣氣液分離裝置、氣體過濾裝置和煙道氣注氣井依次通過輸送管道相連通。

(5)從火驅(qū)注氣井向油層注入空氣，用電點(diǎn)火方式點(diǎn)燃油層，在油層中形成穩(wěn)定的火驅(qū)前緣，并持續(xù)注入空氣保持火驅(qū)前緣穩(wěn)步向前推進(jìn)，將燃燒產(chǎn)生的熱油與煙道氣經(jīng)由一線火驅(qū)生產(chǎn)井采出，上返到地面，然后將煙道氣通過輸送管道經(jīng)由煙道氣氣液分離裝置、氣體過濾裝置進(jìn)行氣液分離和過濾后，利用輔助增壓裝置進(jìn)行增壓后，經(jīng)管線輸送至油藏頂部的煙道氣注氣井中，經(jīng)煙道氣注氣井回注到地層，然后經(jīng)由氣驅(qū)生產(chǎn)井生產(chǎn)采油(如圖4所示)。

初期火驅(qū)注氣井的注氣速度為3000Nm³/d，單井月增注氣速度為1000Nm³/d，直至單井注氣速度達(dá)到20000Nm³/d，之后不再增加。實(shí)施過程中可以根據(jù)動態(tài)監(jiān)測資料和油井產(chǎn)量進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。當(dāng)油藏中火線向下燃燒到一線生產(chǎn)井時(shí)，關(guān)閉火驅(qū)注氣井，將一線火驅(qū)生產(chǎn)井改為注氣井，并在其低部位部署二線火驅(qū)生產(chǎn)井，燃燒產(chǎn)生的熱油與煙道氣并經(jīng)由二線火驅(qū)生產(chǎn)井生產(chǎn)采出，通過輸送管道經(jīng)由煙道氣氣液分離裝置、氣體過濾裝置進(jìn)行氣液分離和過濾后，將過濾后的煙道氣回注到油藏頂部的煙道氣注氣井中，然后經(jīng)由氣驅(qū)生產(chǎn)井生產(chǎn)采油，依次類推，部署三線火驅(qū)生產(chǎn)井，每線火驅(qū)生產(chǎn)井相鄰之間的排間距為100m，二線火驅(qū)生產(chǎn)井和三線火驅(qū)生產(chǎn)井位置的高度依次遞減(如圖2所示)。

過濾后的煙道氣回注到油藏頂部的煙道氣注氣井中后，隨著煙道氣的注入，地層中的煙道氣會向周圍的氣驅(qū)生產(chǎn)井推進(jìn)，當(dāng)氣驅(qū)生產(chǎn)井中產(chǎn)出大量煙道氣時(shí)，將氣驅(qū)生產(chǎn)井改為煙道氣注氣井，并在其周圍部署二線氣驅(qū)生產(chǎn)井進(jìn)行生產(chǎn)采油，依次類推，每線氣驅(qū)生產(chǎn)井相鄰之間的排間距為150m。

該案例經(jīng)過5年的生產(chǎn)，注氣井每年的有效注氣時(shí)間平均為330天(因?yàn)樾蘧仍蛐枰獣簳r(shí)關(guān)井)，5口注氣井累計(jì)注入空氣1.65×10⁸Nm³；一線、二線、三線火驅(qū)生產(chǎn)井累計(jì)產(chǎn)油8×10⁴t。根據(jù)井底溫度監(jiān)測結(jié)果，燃燒前緣已經(jīng)到達(dá)一線火驅(qū)生產(chǎn)井，此時(shí)關(guān)閉原來的注氣井，將一線生產(chǎn)井轉(zhuǎn)為注氣井注入空氣。此階段累計(jì)采出煙道氣1.4×10⁸Nm³，這些煙道氣全部經(jīng)過地面流程重新注入到頂部的煙道氣回注重力驅(qū)井網(wǎng)中進(jìn)行頂部煙道氣驅(qū)，經(jīng)煙道氣氣驅(qū)生產(chǎn)井累計(jì)采出原油3.2×10⁴t。在傳統(tǒng)的火驅(qū)技術(shù)中，采出的煙道氣被簡單處理后排放到大氣中，而本發(fā)明利用采出的煙道氣進(jìn)行頂部驅(qū)油，不但避免了環(huán)境污染，還采出了額外的原油。

綜上所述本發(fā)明提供的高傾角稠油油藏火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同開采方法，開采效果好、開采速度高，能夠避免因單一火驅(qū)造成的火線推進(jìn)不均勻，動用面積小的弊端，增大油藏整體動用面積；火驅(qū)與煙道氣回注重力驅(qū)協(xié)同作用能夠有效降低所波及地層的原油粘度，補(bǔ)充地層能量，增加單井產(chǎn)能和提高油藏采收率；同時(shí)火驅(qū)產(chǎn)生的煙道氣能夠?yàn)轫敳孔馓峁┓€(wěn)定的氣源，煙道氣的回注能夠減少尾氣的排放，降低操作成本，減少空氣污染，保護(hù)環(huán)境。