一種稠油及超稠油油藏的地下加氫催化改質(zhì)開(kāi)采方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種稠油及超稠油油藏的開(kāi)采方法，特別涉及一種針對(duì)埋深超過(guò)1000米的稠油及超稠油油藏的地下加氫催化改質(zhì)方法，屬于石油開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]稠油及超稠油油藏通常采用注蒸汽開(kāi)發(fā)，但對(duì)于埋深大于1000米的稠油油藏，盡管采用隔熱油管，但由于蒸汽沿程干度損失較大，為確保井底有一定的蒸汽干度，需要在井口注入高干度的蒸汽，因此開(kāi)采的能耗較大，開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)效益較差。
[0003]針對(duì)埋深大于1000米的稠油油藏，在采出過(guò)程中，由于從井底到井口的溫度逐漸降低，稠油粘度急劇升高，凝結(jié)在套管內(nèi)壁上，造成抽油機(jī)抽吸困難，泵效較低，往往需要井筒伴熱或者摻稀開(kāi)采。由此可知，尋求一種能夠大幅降低原油粘度的開(kāi)采方法，可有效提高生產(chǎn)井泵效和產(chǎn)量。
[0004]針對(duì)稠油的降粘方式包括物理降粘和化學(xué)改質(zhì)降粘。物理降粘包括高溫加熱降粘、注入溶劑溶油降粘等方式，由于物理降粘后稠油分子結(jié)構(gòu)并未發(fā)生改變，采出地面仍然需要高溫?zé)捇?duì)于化學(xué)改質(zhì)降粘，通常包括高溫水熱裂解和高溫火燒油層技術(shù)。
[0005]高溫水熱裂解在注入蒸汽過(guò)程中發(fā)生，前期大量報(bào)道表明，水熱裂解稠油改質(zhì)效果較差，降粘的稠油在溫度降低后將發(fā)生分子鏈重組與縮合反應(yīng)，原油粘度會(huì)反彈。
[0006]火燒油層技術(shù)為稠油不可逆降粘技術(shù)，但申請(qǐng)?zhí)枮?01210587241.1的專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了 “一種石油地下中低溫可控催化氧化改質(zhì)開(kāi)采方法”，其指出火燒油層具有以下不足:(1)體系反應(yīng)的進(jìn)行和產(chǎn)生的熱量由氧氣濃度決定，無(wú)法實(shí)現(xiàn)較為準(zhǔn)確的控制；(2)體系溫度過(guò)高，在油田應(yīng)用中常達(dá)到600°C以上，而實(shí)際上稠油在200°C以下時(shí)流動(dòng)性即得到大大改善，高溫裂解也大都在500°C以下即可發(fā)生，熱量的品位過(guò)高勢(shì)必需要消耗更多的燃料，影響采收率；(3)結(jié)焦現(xiàn)象明顯，在燃燒前緣前方附近的高溫區(qū)域形成較寬的結(jié)焦帶，不僅影響燃燒前緣的推進(jìn)和體系的傳熱過(guò)程，也對(duì)油藏造成了一定程度的破壞。
[0007]上述方法中提供了一種石油地下中低溫可控催化氧化改質(zhì)開(kāi)采方法，該方法包括以下步驟:加熱注入井附近的油藏使其溫度升高到100-400°C，注入含氧氣體、生熱催化劑和改質(zhì)催化劑，在生熱催化劑作用下含氧氣體與部分油藏發(fā)生催化氧化反應(yīng)，使原油被加熱降粘；改質(zhì)催化劑催化原油改質(zhì)，改質(zhì)后的原油通過(guò)生產(chǎn)井采出。上述方法具有以下效果:利用部分油藏的氧化反應(yīng)放出的熱量自供熱，大大降低了外加熱源在輸運(yùn)過(guò)程中的散熱能耗；在加熱原油流向生產(chǎn)井的過(guò)程中進(jìn)行深度改質(zhì)降黏，有利于原油品質(zhì)的進(jìn)一步提高，滿(mǎn)足開(kāi)采與集輸?shù)囊蟆?br>[0008]申請(qǐng)?zhí)枮?01210586830.8的專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N稠油及超稠油油藏條件下中低溫可控自生熱的方法。該方法包括以下步驟:通過(guò)稠油或超稠油油藏的注入井向油層中注入含氧氣體和催化劑；加熱注入井附近的油藏進(jìn)行加熱使其溫度升高至100-400°C，啟動(dòng)催化氧化放熱反應(yīng)，反應(yīng)放出的熱量加熱油藏，實(shí)現(xiàn)對(duì)于稠油或超稠油油藏的可控自生熱。上述方法具有以下有益效果:(I)實(shí)現(xiàn)了油藏內(nèi)部的可控自生熱過(guò)程，減少了燃料消耗，降低了過(guò)程能耗；(2)能夠控制體系的過(guò)度升溫過(guò)程，反應(yīng)前緣區(qū)與凝結(jié)區(qū)之間沒(méi)有結(jié)焦區(qū)，有利于反應(yīng)前緣向前推進(jìn)，擴(kuò)大了波及體積，提高了采油速率。
[0009]但上述方法存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題:(I)未提供生熱催化劑和改質(zhì)催化劑的注入技術(shù)策略。催化劑為固相細(xì)微顆粒，在注入含氧氣體中很難均勻分布，在沒(méi)有性能良好的載體溶液的情況下，氣體很難攜載固相催化劑進(jìn)入油層；(2)催化劑如何實(shí)現(xiàn)與油層充分接觸的技術(shù)途徑不明確。在高速氣流注入條件下，固相催化劑中的一小部分會(huì)沿著大孔道或高滲透條帶進(jìn)入油層，但僅限于大孔道和高滲透條帶，催化劑很難均勻進(jìn)入油層深部尤其是低滲透區(qū)域?qū)崿F(xiàn)大范圍催化改質(zhì)，改質(zhì)效果非常有限；(3)催化劑失效后的替換問(wèn)題。由于催化劑與稠油接觸過(guò)程中將會(huì)發(fā)生催化劑失效(俗稱(chēng):催化劑中毒)，失效后的催化劑如何排出，新的催化劑如何填補(bǔ)或補(bǔ)充，新的催化劑如何越過(guò)失效的催化劑進(jìn)入新的油層區(qū)域，是否會(huì)存在某一局部區(qū)域重復(fù)催化等問(wèn)題。
[0010]綜上所述，為了現(xiàn)有的稠油的降粘方式的不足而提出一種有效的稠油及超稠油的降粘工藝成為了一種需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種針對(duì)埋深超過(guò)1000米的稠油及超稠油油藏的地下加氫催化改質(zhì)方法，該方法能夠加強(qiáng)稠油改質(zhì)降粘，有效提高驅(qū)油效率。
[0012]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種稠油及超稠油油藏的地下加氫催化改質(zhì)開(kāi)采方法，所述稠油及超稠油油藏包括注水蒸汽、水、氣體、溶劑、酸、堿、表面活性劑、驅(qū)油劑或泡沫等介質(zhì)開(kāi)發(fā)的稠油及超稠油油藏，該方法包括以下步驟:
[0013]在稠油或超稠油油藏中部署注采井網(wǎng)；
[0014]注入井內(nèi)下入高能熔鹽加熱管，生產(chǎn)井內(nèi)下入催化劑注入管及高能熔鹽加熱管；
[0015]通過(guò)高能熔鹽加熱管對(duì)注入井與生產(chǎn)井分別進(jìn)行連續(xù)加熱；
[0016]在注入井注入介質(zhì)過(guò)程中，向所述催化劑注入管中注入催化劑流體；催化劑流體的注入速度為每產(chǎn)出I噸原油注入1-1OOkg的催化劑流體；
[0017]注采井網(wǎng)包括垂直五點(diǎn)式、反七點(diǎn)式、反九點(diǎn)式、三角形式、行列式、直井-水平井組合的各種井網(wǎng)或水平井-水平井組合的各種井網(wǎng)；
[0018]以催化劑流體的總質(zhì)量為10wt %計(jì)，催化劑流體包括l_50wt %的催化劑，0.0l-1Owt %的供氫劑或供氘劑，0.01-5wt%的結(jié)焦抑制劑，O-1wt %水相懸浮劑或分散助劑，其余為超臨界流體。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，優(yōu)選地，所述水相懸浮劑包括分子量為800-1500萬(wàn)的非離子聚丙烯酰胺；所述分散助劑為木質(zhì)素磺酸鹽，更優(yōu)選地，所述分散助劑為木質(zhì)素磺酸鈉。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，注入的催化劑流體與地層產(chǎn)出的液體混合，并發(fā)生稠油催化改質(zhì)，改質(zhì)后的稠油及液體組合物從生產(chǎn)井環(huán)空中連續(xù)排出。
[0021]本發(fā)明提供的稠油及超稠油油藏的地下加氫催化改質(zhì)開(kāi)采方法中，優(yōu)選地，采用電阻絲加熱裝置、射頻加熱裝置、微波加熱裝置、電磁加熱裝置或激光加熱裝置替換高能熔鹽加熱管。
[0022]本發(fā)明提供的稠油及超稠油油藏的地下加氫催化改質(zhì)開(kāi)采方法中，優(yōu)選地，采用的高能熔鹽加熱管內(nèi)的熔鹽包括硝酸鉀、亞硝酸鈉和硝酸鈉中的一種或幾種的組合。
[0023]本發(fā)明提供的稠油及超稠油油藏的地下加氫催化改質(zhì)開(kāi)采方法中，優(yōu)選地，對(duì)注入井與生產(chǎn)井分別進(jìn)行連續(xù)加熱時(shí)，注入井井筒內(nèi)加熱溫度為在油藏壓力下飽和蒸汽的溫度；生產(chǎn)井井筒內(nèi)的加熱溫度為300-470°C。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，進(jìn)行加熱時(shí)為了實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)溫度變化，采用井下熱電偶、井筒內(nèi)連續(xù)分布式光纖等方式對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且通過(guò)調(diào)整加熱裝置的功率來(lái)控制加熱溫度。
[0025]本發(fā)明提供的稠油及超稠油油藏的地下加氫催化改質(zhì)開(kāi)采方法中，優(yōu)選地，所述催化劑為納米級(jí)顆粒，粒徑為1-1OOOnm ;或所述催化劑為微米級(jí)顆粒，粒徑為1-1000 μπι ；或所述催化劑為毫米級(jí)顆粒，粒徑為1-1OOmm ；
[0026]所述結(jié)焦抑制劑為納米級(jí)顆粒，粒徑為1-1OOOnm ;或所述結(jié)焦抑制劑為微米級(jí)顆粒，粒徑為1-1000 μπι ;或所述結(jié)焦抑制劑為毫米級(jí)顆粒，粒徑為l-100mm。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，所述催化劑和結(jié)焦抑制劑的粒徑可以處于同一尺寸級(jí)別中也可以不處于同一尺寸級(jí)別中。
[0028]本發(fā)明提供的稠油及超稠油油藏的地下加氫催化改質(zhì)開(kāi)采方法中，優(yōu)選地，采用的催化劑包括天然粘土、人工改性粘土、天然沸石和人工改性沸石中的一種或幾種的組合；
[0029]或采用的催化劑包括鈧、鈦、銀、絡(luò)、猛、鐵、鈷、镲、銅、鋅、?乙、錯(cuò)、銀、鉬、锝、舒、銘、鈀、銀、鎘、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥和鉑中的一種或幾種的組合；
[0030]或采用的催化劑包括鈧、鈦、銀、絡(luò)、猛、鐵、鈷、镲、銅、鋅、?乙、錯(cuò)、銀、鉬、锝、舒、銘、鈀、銀、鎘、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥和鉑的化合物中的一種或幾種的組合；
[0031 ] 更優(yōu)選地，采用的催化劑包括天然粘土或人工改性粘土。
[0032]本發(fā)明提供的稠油及超稠油油藏的地下加氫催化改質(zhì)開(kāi)采方法中，優(yōu)選地，采用的供氫劑包括苯甲醇、四氫萘、四氫萘酮、十氫萘、N-甲基萘、二氫蒽、蒽和菲中的一種或幾種的組合。
[0033]本發(fā)明提供的稠油及超稠油油藏的地下加氫催化改質(zhì)開(kāi)采方法中，優(yōu)選地，采用的供氘劑包括苯甲醇、四氫萘、四氫萘酮、十氫萘、N-甲基萘、二氫蒽、蒽和菲中的一種或幾種的組合。
[0034]本發(fā)明提供的稠油及超稠油油藏的地下加氫催化改質(zhì)開(kāi)采方法中，優(yōu)選地，采用的結(jié)焦抑制劑包括含硫化合物、含磷化合物、有機(jī)硫磷化合物、含硼化合物、堿金屬的鹽和堿土金屬的鹽、有機(jī)聚硅氧烷類(lèi)化合物、稀土金屬和稀土金屬的化合物中的一種或幾種的組合；更優(yōu)選地，采用的結(jié)焦抑制劑包括二苯砸和/或二苯二砸。
[0035]本發(fā)明提供的稠油及超稠油油藏的地下加氫催化改質(zhì)開(kāi)采方法中，優(yōu)選地，采用的超臨界液體流體包括超臨界水和/或超臨界C02。
[0036]本發(fā)明提供的稠油及超稠油油藏的地下加氫催化改質(zhì)開(kāi)采方法中，優(yōu)選地，催化劑流體的注入方式為連續(xù)式注入或段塞式注入；生產(chǎn)井采用連續(xù)式或段塞式的方式排液。
[0037]本發(fā)明提供的稠油及超稠油油藏的地下加氫催化改質(zhì)開(kāi)采方法適用于埋深超過(guò)100m的稠油或超稠油油藏的開(kāi)采。
[0038]本發(fā)明所提供的中深層的稠油及超稠油油藏的地下加氫催化改質(zhì)開(kāi)采方法，具有以下技術(shù)效果:
[0039]1、本發(fā)明的開(kāi)采方法采用注入井井下熔鹽的加熱方式，使注入水/冷凝水原位汽化，進(jìn)一步提高了注入水蒸汽的干度。
[0040]2、本發(fā)明的開(kāi)采方法通過(guò)設(shè)計(jì)生產(chǎn)井管柱結(jié)構(gòu)，提供了一種催化劑的注入技術(shù):主要通過(guò)在生產(chǎn)井中設(shè)置伸入井底的催化劑注入管，催化劑溶液從管