一種向油層中注入煤粉的設(shè)備和火燒油層的點火方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種向油層中注入煤粉的設(shè)備和火燒油層的點火方法，屬于火燒油層開采領(lǐng)域，本發(fā)明提出向油層中注入煤粉的設(shè)備包括：油管，設(shè)置于注入井或生產(chǎn)井內(nèi)；煤粉噴吹系統(tǒng)，設(shè)于地面上，所述煤粉噴吹系統(tǒng)具有煤粉輸入口和噴吹口，由所述噴吹口將煤粉噴出；注入管路，連接在所述油管與所述煤粉噴吹系統(tǒng)的噴吹口之間，將由所述噴吹口噴出的煤粉傳送至所述油管。本發(fā)明不但能夠提高火燒油層的點火效果，還能提高火燒油層的開發(fā)效果。
【專利說明】
一種向油層中注入煤粉的設(shè)備和火燒油層的點火方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于火燒油層開采領(lǐng)域，尤其涉及一種向油層中注入煤粉的設(shè)備和火燒油層的點火方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)油田對于稠油油藏蒸汽吞吐后期如何提高采收率，經(jīng)常選用的是轉(zhuǎn)蒸汽驅(qū)、SAGD或者火燒油層等開發(fā)方式。
[0003]火燒油層開發(fā)方法，其主要過程為:從注入井向油層連續(xù)注入助燃劑(空氣)，同時用井下點火器將油層點燃(加熱到原油能自燃的溫度)從而發(fā)生燃燒，使附近的原油蒸發(fā)和焦化。輕質(zhì)油蒸汽隨燃燒前緣逐漸向外流動，直至生產(chǎn)井而被采出。焦化的重?zé)N則可繼續(xù)燃燒提供熱量。
[0004]由于油層燃燒溫度可達(dá)250?500°C，使稠油、重質(zhì)油可以降黏，且在油氣熱膨脹及清油稀釋汽的驅(qū)替下開采出來。使用此法可達(dá)最高的采收率20%?80%。實施熱采開發(fā)的油藏，除因其原油性質(zhì)特殊所決定外，對其地質(zhì)條件也有一定的要求，即油層厚度要大些，埋藏深度要淺些(〈1500m)，且孔隙度要大于25%，這樣的油藏才能有較好的熱采效果和經(jīng)濟(jì)效果。
[0005]然而，火燒油層作為一種稠油油藏開發(fā)方式，在國外經(jīng)常應(yīng)用于未開發(fā)稠油油藏，而國內(nèi)常應(yīng)用于已開發(fā)稠油油藏。相對于國外而言，國內(nèi)實施火燒油層開發(fā)的稠油油藏，油藏物性及火燒油層適用性有著很大的差距，如含油飽和度降低甚至有些地方幾乎沒有油、含水率上升、滲透率差異變大等等，這些經(jīng)常導(dǎo)致實施火燒油層開發(fā)時點火效果不好、火線推進(jìn)不均容易氣竄、油層燃燒效果不好甚至低溫燃燒等問題，大大影響了火燒油層開發(fā)效果O
[0006]因此，有必要在提高火燒油層開發(fā)效果方面探索新的方法。本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗與實踐，提出一種向油層中注入煤粉的設(shè)備和火燒油層的點火方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種向油層中注入煤粉的設(shè)備和火燒油層的點火方法，以提高火燒油層的點火效果，提高火燒油層的開發(fā)效果。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種向油層中注入煤粉的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括:
[0009]油管，設(shè)置于注入井或生產(chǎn)井內(nèi)；
[0010]煤粉噴吹系統(tǒng)，設(shè)于地面上，所述煤粉噴吹系統(tǒng)具有煤粉輸入口和噴吹口，由所述噴吹口將煤粉噴出；
[0011]注入管路，連接在所述油管與所述煤粉噴吹系統(tǒng)的噴吹口之間，將由所述噴吹口噴出的煤粉傳送至所述油管。
[0012]如上所述的向油層中注入煤粉的設(shè)備，其中，所述煤粉噴吹系統(tǒng)包括煤粉倉、中間罐、噴吹罐和氮氣輸送裝置，所述煤粉倉、所述中間罐和所述噴吹罐串聯(lián)設(shè)置，所述煤粉輸入口設(shè)于所述煤粉倉上，所述噴吹口設(shè)于所述噴吹罐上，所述氮氣輸送裝置分別與所述煤粉倉、中間罐和噴吹罐相連接，所述氮氣輸送裝置向所述煤粉倉輸送流化后的氮氣，所述氮氣輸送裝置向所述中間罐和所述噴吹罐輸送流化加壓后的氮氣。
[0013]如上所述的向油層中注入煤粉的設(shè)備，其中，在所述注入管路上開設(shè)有混合口，所述混合口與輸送壓縮空氣的輸氣管路相連接。
[0014]如上所述的向油層中注入煤粉的設(shè)備，其中，所述設(shè)備還包括:
[0015]分散溶解罐，設(shè)于地面上，用于溶解調(diào)剖劑，所述分散溶解罐與所述煤粉噴吹系統(tǒng)的噴吹口相連接；
[0016]熟化罐，連接于所述分散溶解罐和所述注入管路之間，所述熟化罐內(nèi)設(shè)有攪拌器；
[0017]栗，設(shè)置于所述注入管路上，將所述熟化罐內(nèi)的混合液栗入所述油管。
[0018]如上所述的向油層中注入煤粉的設(shè)備，其中，所述設(shè)備還包括:
[0019]電點火器，設(shè)置于所述注入井內(nèi)，用于點燃所述油層和經(jīng)所述油管注入的所述煤粉。
[0020]本發(fā)明還提出了一種火燒油層的點火方法，其中，通過如上所述的向油層注入煤粉的設(shè)備將煤粉注入油層，所述方法包括:
[0021]步驟100，在正式對油層點火注氣前，通過注入井預(yù)先向油層中注入空氣，并監(jiān)測生產(chǎn)井的含水率的變化；
[0022]步驟200，當(dāng)所述生產(chǎn)井的含水率下降到80%以下后，在注入空氣的同時，由煤粉噴吹系統(tǒng)將煤粉噴入注入管路，經(jīng)所述注入管路將煤粉輸至所述注入井，并經(jīng)油管向所述油層中注入所述煤粉；
[0023]步驟300，通過所述注入井正式對所述油層進(jìn)行點火注氣。
[0024]如上所述的火燒油層的點火方法，其中，所述步驟200包括:
[0025]步驟210，將制備好的所述煤粉裝入所述煤粉倉內(nèi)；
[0026]步驟220，向所述煤粉倉內(nèi)輸送流化后的氮氣；
[0027]步驟230，當(dāng)所述煤粉倉內(nèi)的煤粉裝滿后，利用所述流化后氮氣將所述煤粉輸送至中間罐中；
[0028]步驟240，將流化加壓后的氮氣輸送至所述中間罐中，并利用所述流化加壓后的氮氣將所述煤粉輸送至所述噴吹罐中；
[0029]步驟250，將流化加壓后的氮氣輸送至所述噴吹罐中并利用所述氮氣對所述噴吹罐加壓；
[0030]步驟260，利用所述氮氣將所述噴吹罐內(nèi)的煤粉噴入所述注入管路，通過所述注入管路和所述油管將所述煤粉注入所述油層中。
[0031]如上所述的火燒油層的點火方法，其中，所述步驟200中還包括:
[0032]步驟270，將壓縮空氣輸入設(shè)于所述注入管路上的混合口；
[0033]步驟280，使所述空氣和所述煤粉在所述混合口混合，并利用所述空氣帶動所述煤粉經(jīng)所述油管注入所述油層中。
[0034]如上所述的火燒油層的點火方法，其中，所述空氣為壓縮空氣，所述空氣的流量范圍為每天2 X 14立方米至25 X 14立方米。
[0035]如上所述的火燒油層的點火方法，其中，所述煤粉的注入量為30g/m3煤粉輸送氣體至40g/m3煤粉輸送氣體。
[0036]如上所述的火燒油層的點火方法，其中，所述方法還包括步驟400，在對所述油層正式點火注氣過程中，隨空氣間歇地注入所述煤粉。
[0037]如上所述的火燒油層的點火方法，其中，所述步驟400包括:
[0038]步驟410，控制電點火器溫度為預(yù)熱溫度，并使所述電點火器保持所述預(yù)熱溫度I天至2天；
[0039]步驟420，通過所述注入管路和所述油管經(jīng)所述注入井向所述油層內(nèi)注入空氣，所述空氣的注入量為設(shè)計的最大日注氣量；
[0040]步驟430，由所述煤粉噴吹系統(tǒng)將煤粉噴入所述注入管路；
[0041]步驟440，使所述煤粉和所述空氣在設(shè)于所述注入管路上的混合口混合，并利用所述空氣帶動所述煤粉經(jīng)所述油管注入所述油層中；
[0042]步驟450，逐步提高所述電點火器的溫度，當(dāng)溫度達(dá)到250°C時，停止所述煤粉的注入；
[0043]步驟460，繼續(xù)提高電點火器的溫度，直至點燃油層。
[0044]如上所述的火燒油層的點火方法，其中，所述方法包括步驟500，在火燒油層前，向所述注入井或生產(chǎn)井中注入調(diào)剖劑并對所述注入井或所述生產(chǎn)井進(jìn)行高溫調(diào)剖處理，所述調(diào)剖劑中加入所述煤粉。
[0045]如上所述的火燒油層的點火方法，其中，所述步驟500包括:
[0046]步驟510，由所述煤粉噴吹系統(tǒng)將煤粉噴入裝有所述調(diào)剖劑的分散溶解罐中；
[0047]步驟520，使所述煤粉隨所述調(diào)剖劑由所述分散溶解罐進(jìn)入熟化罐中；
[0048]步驟530，攪拌所述熟化罐中的所述煤粉和所述調(diào)剖劑，使所述煤粉和所述調(diào)剖劑在所述熟化罐中混合形成混合液；
[0049]步驟540，由栗將所述混合液經(jīng)所述注入管路輸送至所述注入井或所述生產(chǎn)井，并經(jīng)所述油管注入所述油層中。
[0050]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點和優(yōu)點:
[0051]本發(fā)明提出的向油層中注入煤粉的設(shè)備和火燒油層的點火方法，通過注入井向油層中注入煤粉，這些注入的煤粉既能夠吸收一部分油層中的水分，降低油層的含水率，從而提高火燒油層的點火效果;又能為后期火燒油層時火線推進(jìn)過程中尤其是推進(jìn)到含油飽和度幾乎為零的油層時提供燃燒所需的助燃物，從而在火燒油層開發(fā)時，促進(jìn)火線的均勻推進(jìn)，提高油層的燃燒溫度，避免發(fā)生氣竄，最終提高油層燃燒效果。本發(fā)明提出的提高火燒油層開發(fā)效果的方法不但適用于稠油油藏蒸汽吞吐后期轉(zhuǎn)火燒開發(fā)，也同樣適用于未開發(fā)稠油油藏火燒開發(fā)以及其它類型油藏火燒開發(fā)。
【附圖說明】
[0052]在此描述的附圖僅用于解釋目的，而不是意圖以任何方式來限制本發(fā)明公開的范圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用于幫助對本發(fā)明的理解，并不是具體限定本發(fā)明各部件的形狀和比例尺寸。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的教導(dǎo)下，可以根據(jù)具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來實施本發(fā)明。
[0053]圖1為本發(fā)明用于向油層中注入煤粉的設(shè)備一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054]圖2為本發(fā)明用于向油層中注入煤粉的設(shè)備的再一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0055]附圖標(biāo)記說明:
[0056]1_原煤倉;2-振動師;3-布袋除塵器;4-主排風(fēng)機(jī)；I O-油層;20-注入井;30-油官；40-注入管路;50-煤粉噴吹系統(tǒng);51-噴吹罐;511-噴吹口 ； 52-中間罐;53-煤粉倉;531-煤粉輸入口 ； 54-倉頂除塵裝置;55-輸送管路;60-栗;70-熟化罐;80-分散溶解罐。
【具體實施方式】
[0057]結(jié)合附圖和本發(fā)明【具體實施方式】的描述，能夠更加清楚地了解本發(fā)明的細(xì)節(jié)。但是，在此描述的本發(fā)明的【具體實施方式】，僅用于解釋本發(fā)明的目的，而不能以任何方式理解成是對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的教導(dǎo)下，技術(shù)人員可以構(gòu)想基于本發(fā)明的任意可能的變形，這些都應(yīng)被視為屬于本發(fā)明的范圍。
[0058]請參考圖1，為本發(fā)明用于向油層中注入煤粉的設(shè)備一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖1所示，本發(fā)明提出的向油層中注入煤粉的設(shè)備，包括油管30、注入管路40和煤粉噴吹系統(tǒng)50，其中，油管30設(shè)置于注入井20內(nèi)；煤粉噴吹系統(tǒng)50設(shè)于地面上，煤粉噴吹系統(tǒng)50具有煤粉輸入口 531和噴吹口 511，由噴吹口 511將煤粉噴出；注入管路40連接在油管30與煤粉噴吹系統(tǒng)50的噴吹口511之間，將由噴吹口511噴出的煤粉傳送至油管30。
[0059]利用上述向油層中注入煤粉的設(shè)備，通過注入井20向油層10中注入煤粉，這些注入的煤粉既能夠吸收一部分油層10中的水分，有助于封堵高滲帶，降低油層的含水率，從而提高火燒油層的點火效果;又能為后期火燒油層時火線推進(jìn)過程中尤其是推進(jìn)到含油飽和度幾乎為零的油層時提供燃燒所需的助燃物，從而在火燒油層開發(fā)時，促進(jìn)火線的均勻推進(jìn)，提高油層的燃燒溫度，避免發(fā)生氣竄，最終提高油層燃燒效果。
[0060]在本發(fā)明一個可選的例子中，如圖1、圖2所示，煤粉噴吹系統(tǒng)50包括煤粉倉53、中間罐52、噴吹罐51和氮氣輸送裝置(未在圖中示出)，煤粉倉53、中間罐52和噴吹罐51通過輸送管路55串聯(lián)設(shè)置，煤粉輸入口 531設(shè)于煤粉倉53上，噴吹口 511設(shè)于噴吹罐51上，氮氣輸送裝置分別與煤粉倉53、中間罐52和噴吹罐51相連接，該氮氣輸送裝置向煤粉倉53輸送流化后的氮氣，同時，該氮氣輸送裝置也向中間罐52和噴吹罐51輸送流化加壓后的氮氣。經(jīng)煤粉噴吹系統(tǒng)50噴出的煤粉更容易與空氣或調(diào)剖劑混合，并且在得到的混合物中煤粉的分布也更均勻，因此，注入油層后，煤粉的分布也更加均勻。
[0061 ] 在本發(fā)明一個可選的例子中，如圖1所示，在注入管路40上開設(shè)有混合口 41，混合口 41與輸送壓縮空氣的輸氣管路相連接。
[0062]在本發(fā)明一個可選的例子中，如圖2所示，本發(fā)明提出的向油層中注入煤粉的設(shè)備還包括分散溶解罐80、熟化罐70以及栗60，其中，分散溶解罐80設(shè)于地面上，用于溶解調(diào)剖劑，分散溶解罐80與煤粉噴吹系統(tǒng)50的噴吹口 511相連接;熟化罐70連接于分散溶解罐80和注入管路40之間，熟化罐70內(nèi)設(shè)有攪拌器;栗60設(shè)置于注入管路40上，栗60能夠?qū)⑹旎?0內(nèi)的混合液經(jīng)注入管路40栗入油管30。
[0063]在本發(fā)明一個可選的例子中，本發(fā)明提出的向油層中注入煤粉的設(shè)備還包括電點火器(未在圖中示出)，該電點火器設(shè)置于注入井20內(nèi)，用于點燃油層10和經(jīng)油管30所注入的煤粉，實現(xiàn)正式點火，由于煤粉的燃點相對于稠油的燃點較低，這樣煤粉就能被先點燃，從而作為助燃物，促進(jìn)油層中的原油早些實現(xiàn)高溫燃燒，最終能提高點火成功率。
[0064]本發(fā)明提出的用于向油層中注入煤粉的設(shè)備還可以包括原煤倉I，原煤倉I中的原煤經(jīng)振動篩2過篩去雜而形成煤粉后被輸送至煤粉倉53中，原煤倉I上還可以設(shè)置有布袋除塵器3和主排風(fēng)機(jī)4。同時，也可以在煤粉倉53上和中間罐52上設(shè)置倉頂除塵器54。布袋除塵器3和倉頂除塵器54均可以減低粉塵濃度，避免因粉塵引起的爆炸，保證安全生產(chǎn)。
[0065]本發(fā)明還提出了一種火燒油層的點火方法，如圖1所示，通過上述向油層注入煤粉的設(shè)備將煤粉注入油層，該方法包括:在正式對油層10點火注氣前，通過注入井20預(yù)先向油層10中注入空氣，并監(jiān)測生產(chǎn)井的含水率的變化;步驟200，當(dāng)生產(chǎn)井的含水率下降到80%以下后，在注入空氣的同時，由煤粉噴吹系統(tǒng)50將煤粉噴入注入管路40，經(jīng)注入管路40將煤粉輸送至注入井20，經(jīng)油管30將上述煤粉注入油層10中；步驟300，通過注入井20正式對油層10進(jìn)行點火注氣。其中，煤粉注入體積=3.14X(aX加熱半徑)2X待火燒油層的厚度X孔隙度，a取值1.5?2，加熱半徑即電點火器加熱時熱量所能輻射的范圍；向油層10中注入空氣的主要目的是降低油藏的含油率，空氣的注入量取決于油藏和原油的特征，根據(jù)油藏和原油的實際情況確定注入空氣的流量。在步驟100中，通過注入井20向油層10中注入空氣一段時間后，在生產(chǎn)井中可監(jiān)測到氣體，之后繼續(xù)觀察和監(jiān)測生產(chǎn)井含水率的變化。
[0066]在火燒油層正式點火之前，通過注入井20向油層10中注入煤粉，這些注入的煤粉既能夠吸收一部分油層10中的水分，有助于封堵高滲帶，降低油層的含水率，從而提高火燒油層的點火效果;又能為后期火燒油層時火線推進(jìn)過程中尤其是推進(jìn)到含油飽和度幾乎為零的油層時提供燃燒所需的助燃物，從而在火燒油層開發(fā)時，促進(jìn)火線的均勻推進(jìn)，提高油層的燃燒溫度，避免發(fā)生氣竄，最終提高油層燃燒效果。本發(fā)明提出的火燒油層的點火方法不但適用于稠油油藏蒸汽吞吐后期轉(zhuǎn)火燒開發(fā)，也同樣適用于未開發(fā)稠油油藏火燒開發(fā)以及其它類型油藏火燒開發(fā)。
[0067]本發(fā)明提出的火燒油層的點火方法其注入煤粉并不是為了實現(xiàn)助燃點火，而主要是為了實現(xiàn)調(diào)剖封竄，并往油層中注入一定的煤粉作為助燃劑以便后期油藏深部火燒前緣燃燒的連續(xù)性和有效推進(jìn)。點火仍然是靠電點火器加熱來實現(xiàn)。
[0068]現(xiàn)有技術(shù)中向油層中注入的鐵煤粉是鐵礦石和煤粉的混合物，注入鐵煤粉的主要目的是通過電加熱器先把油層預(yù)熱到一定溫度，然后取出電點火器，再隨氣注入鐵礦石與煤粉的混合物，使鐵煤粉混合物在預(yù)熱后的油層溫度下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，通過反應(yīng)過程中的放熱作用提高油層溫度，從而實現(xiàn)油層助燃點火，而鐵煤粉燃燒的產(chǎn)物附帶地實現(xiàn)對油層的調(diào)剖封竄作用。
[0069]點火之前還是點火之后注入煤粉，取決于注入的是何種煤粉?，F(xiàn)有技術(shù)中注入的是鐵煤粉(即鐵礦石和煤粉的混合物)，其目的是在電加熱器把油層加熱到一定溫度的條件下，利用鐵礦石與煤粉發(fā)生放熱反應(yīng)而點燃油層，而鐵煤粉的燃燒產(chǎn)物附帶地實現(xiàn)對油層的調(diào)剖封竄作用。而本發(fā)明火燒油層的點火方法中提出的注入煤粉并不是為了實現(xiàn)助燃點火，而主要是為了實現(xiàn)調(diào)剖封竄，并往油層中注入一定的煤粉作為助燃劑以便后期油藏深部火燒前緣燃燒的連續(xù)性和有效推進(jìn)。油層點火仍然是靠電點火器加熱來實現(xiàn)。
[0070]在本發(fā)明一個可選的例子中，如圖1所示，步驟200包括步驟210，將制備好的煤粉裝入煤粉倉53內(nèi)；步驟220，利用氮氣輸送裝置向煤粉倉53內(nèi)輸送流化后的氮氣，步驟230，當(dāng)煤粉倉53內(nèi)的煤粉裝滿后，利用流化后氮氣將煤粉輸送至中間罐52中；步驟240，利用氮氣輸送裝置將流化加壓后的氮氣輸送至中間罐52中，并利用流化加壓后的氮氣將煤粉輸送至噴吹罐51中；步驟250，利用氮氣輸送裝置將流化加壓后的氮氣輸送至噴吹罐51中并利用上述氮氣對噴吹罐51加壓;步驟260，利用流化加壓后的氮氣將噴吹罐51內(nèi)的煤粉經(jīng)噴吹口511噴入注入管路40，再通過注入管路40和油管30將煤粉注入油層10中。其中，流化后氮氣的噴吹壓力大于注入空氣壓力至少0.05MPa。
[0071]在本發(fā)明的一個可選的例子中，所述步驟200中還包括步驟270，將壓縮空氣輸入設(shè)于注入管路40上的混合口 41;步驟280，使空氣和煤粉在混合口 41混合，并利用上述空氣帶動煤粉經(jīng)油管30注入油層10中，這樣便實現(xiàn)了隨氣將煤粉注入井下的油層中。
[0072]在一個可選的例子中，空氣是通過地面空氣壓縮機(jī)將空氣壓縮以后，通過注入井20的井口經(jīng)油管30注入到油層10中，注入空氣的量取決于油層和原油的特征，一般情況下，壓縮空氣的流量范圍為每天2X104m3至25X 104m3。
[0073]在本發(fā)明一個可選的例子中，如圖2所示，本發(fā)明提出的火燒油層的點火方法還包括步驟400，在對油層10正式點火注氣過程中，隨空氣間歇地注入煤粉。一方面，煤粉注入后能在近井地帶及油層中形成煤粉沉積，從而調(diào)整層間滲透率差異;另一方面，由于煤粉的燃點相對于稠油的燃點較低，這樣煤粉就能被先點燃，從而作為助燃物，促進(jìn)油層中的原油早些實現(xiàn)高溫燃燒，最終能提高點火成功率;再一方面，煤粉又能為后期火線推進(jìn)過程中，尤其是火線推進(jìn)到含油飽和度幾乎為零的油層時提高燃燒所需的助燃物，保證和促進(jìn)火線均勻推進(jìn)。
[0074]在本發(fā)明一個可選的例子中，如圖1所示，步驟400包括:步驟410，控制電點火器溫度為預(yù)熱溫度，該預(yù)熱溫度根據(jù)油層中原油的不同油品會有所不同，一般在150°C左右，并使電點火器保持該預(yù)熱溫度I天至2天;步驟420，通過注入管路40和油管30經(jīng)注入井20向油層10內(nèi)注入空氣，空氣的注入量為設(shè)計的最大日注氣量，主要是確保油管10內(nèi)壁的油污及其他雜質(zhì)能在加熱過程中隨著融化的原油隨氣吹到井底或者油層;步驟430，有煤粉噴吹系統(tǒng)50將煤粉噴入注入管路40;步驟440，使煤粉和空氣在混合口 41混合，并利用空氣帶動煤粉經(jīng)油管30注入油層10中；步驟450，逐步提高電點火器的溫度，當(dāng)其溫度達(dá)到250°C之時，停止煤粉的注入;步驟460，繼續(xù)提高電點火器的溫度，直至點燃油層。其中，空氣的注氣量在油層點燃后根據(jù)尾氣監(jiān)測情況可進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。如果尾氣監(jiān)測中氧氣含量大于5%，則減少日注氣量，但不能低于油藏方案設(shè)計的最小日注氣量;否則，保持原有注氣狀態(tài)。
[0075]在本發(fā)明一個可選的例子中，煤粉的注入量為30g/m3煤粉輸送氣體至40g/m3煤粉輸送氣體。煤粉是將原煤通過磨粉機(jī)粉碎再過篩去雜質(zhì)而成。煤粉為可燃物質(zhì)，其著火點在300 °C至500 °C之間，其爆炸下限濃度為34g/m3煤粉輸送氣體至47g/m3煤粉輸送氣體。因此，為了確保安全，本發(fā)明中的煤粉注入量為30g/m3煤粉輸送氣體至40g/m3煤粉輸送氣體，相比煤粉的爆炸下限濃度又下降了 5%作為安全閾值，進(jìn)一步確保了操作過程的安全。在本發(fā)明中，利用流化后的氮氣將煤粉從煤粉倉70輸送至噴吹罐50，也是因為氮氣的化學(xué)性質(zhì)不活潑，很難與煤粉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而保證煤粉輸送過程中的安全。
[0076]在本發(fā)明一個可選的例子中，所述煤粉的注入量為30g/m3煤粉輸送氣體至40g/m3煤粉輸送氣體。其中，可以使煤粉持續(xù)不斷地注入油層10中，或者，也可以間歇性地向油層10中注入煤粉。
[0077]在本發(fā)明一個可選的例子中，如圖2所示，本發(fā)明提出的火燒油層的點火方法還包括步驟500，在火燒油層前，向注入井或生產(chǎn)井中(其中，對注入井調(diào)剖的優(yōu)點是解決注入過程中層間注氣不均的問題;對生產(chǎn)井調(diào)剖的優(yōu)點是解決后期生產(chǎn)井氣竄的問題)注入調(diào)剖劑并對注入井或生產(chǎn)井進(jìn)行高溫調(diào)剖處理，調(diào)剖劑中加入煤粉。
[0078]考慮到有些需要采用火燒油層進(jìn)行開發(fā)的區(qū)塊或是單井前期已經(jīng)開發(fā)了很長時間常常會出現(xiàn)滲透率較高的賊層，這些賊層很容易導(dǎo)致火燒注氣不均或出現(xiàn)氣竄現(xiàn)象，因此，在對這些區(qū)塊或單井正式點火注氣前可以進(jìn)行高溫調(diào)剖處理。高溫調(diào)剖處理可以在步驟100注入空氣之前進(jìn)行，也可以在步驟100注入空氣之后進(jìn)行，其各有利弊。盡管高溫調(diào)剖處理放在注入空氣之前可以減少煤粉的注入量而降低成本，但是，由于高溫調(diào)剖處理后注入井周圍的油藏滲透率會有所降低，將不利于煤粉的注入。另一方面，考慮油田實際生產(chǎn)過程中，由于高溫調(diào)剖措施有效期無法完全保證且措施成本較高，因此，現(xiàn)場很少在注入井實施調(diào)剖，而只有在氣竄很嚴(yán)重時才在生產(chǎn)井實施調(diào)剖處理。因此還是建議在步驟100注氣之后再實施高溫調(diào)剖處理。
[0079]在本發(fā)明一個可選的例子中，步驟500包括:步驟510，由煤粉噴吹系統(tǒng)50將煤粉噴入裝有調(diào)剖劑的分散溶解罐80中；步驟520，使煤粉隨調(diào)剖劑由分散溶解罐80進(jìn)入熟化罐70中；步驟530，攪拌熟化罐70中的煤粉和調(diào)剖劑，使煤粉和調(diào)剖劑在熟化罐70中混合形成混合液;步驟540，由栗60將上述混合液輸送至注入井20(或生產(chǎn)井)中，并經(jīng)油管30注入油層10中。
[0080]本發(fā)明提出的火燒油層的點火方法，具有三種煤粉注入方式，分階段來實現(xiàn)往油層中注入煤粉:一是在點火前隨注入空氣注入一定量的煤粉實現(xiàn)調(diào)剖封竄的同時往油層中注入一定的煤粉作為助燃劑，便于后期油層深部燃燒前緣的穩(wěn)步推進(jìn);二是在點火前隨化學(xué)調(diào)剖劑注入一定量的煤粉，這里提出了一種以煤粉作為火驅(qū)調(diào)剖封竄添加劑的新方法。三是在點火過程中隨注入空氣間歇注入一定量的煤粉。
[0081]針對上述各實施方式的詳細(xì)解釋，其目的僅在于對本發(fā)明進(jìn)行解釋，以便于能夠更好地理解本發(fā)明，但是，這些描述不能以任何理由解釋成是對本發(fā)明的限制，特別是，在不同的實施方式中描述的各個特征也可以相互任意組合，從而組成其他實施方式，除了有明確相反的描述，這些特征應(yīng)被理解為能夠應(yīng)用于任何一個實施方式中，而并不僅局限于所描述的實施方式。
【主權(quán)項】
1.一種向油層中注入煤粉的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括: 油管，設(shè)置于注入井或生產(chǎn)井內(nèi)； 煤粉噴吹系統(tǒng)，設(shè)于地面上，所述煤粉噴吹系統(tǒng)具有煤粉輸入口和噴吹口，由所述噴吹口將煤粉噴出； 注入管路，連接在所述油管與所述煤粉噴吹系統(tǒng)的噴吹口之間，將由所述噴吹口噴出的煤粉傳送至所述油管。2.如權(quán)利要求1所述的向油層中注入煤粉的設(shè)備，其特征在于，所述煤粉噴吹系統(tǒng)包括煤粉倉、中間罐、噴吹罐和氮氣輸送裝置，所述煤粉倉、所述中間罐和所述噴吹罐串聯(lián)設(shè)置，所述煤粉輸入口設(shè)于所述煤粉倉上，所述噴吹口設(shè)于所述噴吹罐上，所述氮氣輸送裝置分別與所述煤粉倉、中間罐和噴吹罐相連接，所述氮氣輸送裝置向所述煤粉倉輸送流化后的氮氣，所述氮氣輸送裝置向所述中間罐和所述噴吹罐輸送流化加壓后的氮氣。3.如權(quán)利要求1所述的向油層中注入煤粉的設(shè)備，其特征在于，在所述注入管路上開設(shè)有混合口，所述混合口與輸送壓縮空氣的輸氣管路相連接。4.如權(quán)利要求1所述的向油層中注入煤粉的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括: 分散溶解罐，設(shè)于地面上，用于溶解調(diào)剖劑，所述分散溶解罐與所述煤粉噴吹系統(tǒng)的噴吹口相連接； 熟化罐，連接于所述分散溶解罐和所述注入管路之間，所述熟化罐內(nèi)設(shè)有攪拌器； 栗，設(shè)置于所述注入管路上，將所述熟化罐內(nèi)的混合液栗入所述油管。5.如權(quán)利要求1所述的向油層中注入煤粉的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括: 電點火器，設(shè)置于所述注入井內(nèi)，用于點燃所述油層和經(jīng)所述油管注入的所述煤粉。6.一種火燒油層的點火方法，其特征在于，通過如權(quán)利要求1至5中任意一項所述的向油層注入煤粉的設(shè)備將煤粉注入油層，所述方法包括: 步驟100，在正式對油層點火注氣前，通過注入井預(yù)先向油層中注入空氣，并監(jiān)測生產(chǎn)井的含水率的變化； 步驟200，當(dāng)所述生產(chǎn)井的含水率下降到80%以下后，在注入空氣的同時，由煤粉噴吹系統(tǒng)將煤粉噴入注入管路，經(jīng)所述注入管路將煤粉輸至所述注入井，并經(jīng)油管向所述油層中注入所述煤粉； 步驟300，通過所述注入井正式對所述油層進(jìn)行點火注氣。7.如權(quán)利要求6所述的火燒油層的點火方法，其特征在于，所述步驟200包括: 步驟210，將制備好的所述煤粉裝入所述煤粉倉內(nèi)； 步驟220，向所述煤粉倉內(nèi)輸送流化后的氮氣； 步驟230，當(dāng)所述煤粉倉內(nèi)的煤粉裝滿后，利用所述流化后氮氣將所述煤粉輸送至中間罐中； 步驟240，將流化加壓后的氮氣輸送至所述中間罐中，并利用所述流化加壓后的氮氣將所述煤粉輸送至所述噴吹罐中； 步驟250，將流化加壓后的氮氣輸送至所述噴吹罐中并利用所述氮氣對所述噴吹罐加壓； 步驟260，利用所述氮氣將所述噴吹罐內(nèi)的煤粉噴入所述注入管路，通過所述注入管路和所述油管將所述煤粉注入所述油層中。8.如權(quán)利要求6所述的火燒油層的點火方法，其特征在于，所述步驟200中還包括: 步驟270，將壓縮空氣輸入設(shè)于所述注入管路上的混合口； 步驟280，使所述空氣和所述煤粉在所述混合口混合，并利用所述空氣帶動所述煤粉經(jīng)所述油管注入所述油層中。9.如權(quán)利要求8所述的火燒油層的點火方法，其特征在于，所述空氣為壓縮空氣，所述空氣的流量范圍為每天2 X 14立方米至25 X 14立方米。10.如權(quán)利要求8所述的火燒油層的點火方法，其特征在于，所述煤粉的注入量為30g/m3煤粉輸送氣體至40g/m3煤粉輸送氣體。11.如權(quán)利要求6所述的火燒油層的點火方法，其特征在于，所述方法還包括步驟400，在對所述油層正式點火注氣過程中，隨空氣間歇地注入所述煤粉。12.如權(quán)利要求11所述的火燒油層的點火方法，其特征在于，所述步驟400包括: 步驟410，控制電點火器溫度為預(yù)熱溫度，并使所述電點火器保持所述預(yù)熱溫度I天至2天； 步驟420，通過所述注入管路和所述油管經(jīng)所述注入井向所述油層內(nèi)注入空氣，所述空氣的注入量為設(shè)計的最大日注氣量； 步驟430，由所述煤粉噴吹系統(tǒng)將煤粉噴入所述注入管路； 步驟440，使所述煤粉和所述空氣在設(shè)于所述注入管路上的混合口混合，并利用所述空氣帶動所述煤粉經(jīng)所述油管注入所述油層中； 步驟450，逐步提高所述電點火器的溫度，當(dāng)溫度達(dá)到250°C時，停止所述煤粉的注入； 步驟460，繼續(xù)提高電點火器的溫度，直至點燃油層。13.如權(quán)利要求6所述的火燒油層的點火方法，其特征在于，所述方法包括步驟500，在火燒油層前，向所述注入井或生產(chǎn)井中注入調(diào)剖劑并對所述注入井或所述生產(chǎn)井進(jìn)行高溫調(diào)剖處理，所述調(diào)剖劑中加入所述煤粉。14.如權(quán)利要求13所述的火燒油層的點火方法，其特征在于，所述步驟500包括: 步驟510，由所述煤粉噴吹系統(tǒng)將煤粉噴入裝有所述調(diào)剖劑的分散溶解罐中； 步驟520，使所述煤粉隨所述調(diào)剖劑由所述分散溶解罐進(jìn)入熟化罐中； 步驟530，攪拌所述熟化罐中的所述煤粉和所述調(diào)剖劑，使所述煤粉和所述調(diào)剖劑在所述熟化罐中混合形成混合液； 步驟540，由栗將所述混合液經(jīng)所述注入管路輸送至所述注入井或所述生產(chǎn)井，并經(jīng)所述油管注入所述油層中。
【文檔編號】E21B43/00GK106050207SQ201610617729
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月29日
【發(fā)明人】袁愛武, 鄭曉松, 張玉濤, 于曉聰, 楊昕, 宋陽, 馬薇, 林璐
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司