用于啟動蒸汽輔助重力泄油循環(huán)的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于在載有烴的地層中啟動蒸汽輔助重力泄油(SAGD)運動和烴采集的方法，包括首先通過使得SAGD注射井與循環(huán)井連接而建立循環(huán)通路。循環(huán)井能夠是SAGD生產(chǎn)井或者在注射井的趾部附近完成的單獨井。首先，熱載體例如蒸汽或煙氣循環(huán)，在注射井周圍形成熱腔室。一旦初始的啟動完成，循環(huán)通路就脫開，用于使得熱腔室進一步傳播，并建立穩(wěn)態(tài)SAGD操作。
【專利說明】用于啟動蒸汽輔助重力泄油循環(huán)的方法
[0001]相關(guān)申請
[0002]根據(jù)35U.S.Cl 19 (e)，本申請要求美國臨時專利申請N0.61/560367的優(yōu)先權(quán)，該美國臨時專利申請N0.61/560367的申請日為2011年11月16日，該文獻整個被本文參引。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]這里公開的實施例大致涉及用于在水平延伸、大致平行和相鄰的井(例如用于蒸汽輔助重力泄油(SAGD)井對的那些井)之間啟動蒸汽循環(huán)的方法和系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0004]參考圖1，如本行業(yè)公知，蒸汽輔助重力泄油(SAGD)使用緊密相連、水平延伸和大致平行井的井對，該井對包括第一蒸汽注射井(注射井)和第二生產(chǎn)井(生產(chǎn)井)，該第二生產(chǎn)井與注射井間開并定位成低于該注射井。通常，SAGD在啟動階段通過使得蒸汽獨立和同時地穿過注射井和生產(chǎn)井循環(huán)而開始。蒸汽通過油管柱來注射,該油管柱延伸至各注射井和生產(chǎn)井的趾部(toe)。注射的蒸汽在各井中冷凝，從而釋放熱量和產(chǎn)生液相，該液相通過外殼-油管環(huán)路而沿與注射蒸汽相反的方向取出。
[0005]釋放的熱量首先通過在注射井和生產(chǎn)井之間的地層的中間部分(井間區(qū)域)來傳導，然后通過地層來傳導，以便充分加熱和以其它方式使得其中的浙青運動，以便使得加熱的浙青通過重力泄油而流入生產(chǎn)井中。在該啟動階段，當運動的浙青重力泄油進入生產(chǎn)井中時，在注射井和生產(chǎn)井之間產(chǎn)生熱腔室。
[0006]在實現(xiàn)井至井的蒸汽連通之后，蒸汽繼續(xù)地注入到上部注射井中，并從底部生產(chǎn)井取出冷凝物和加熱的油。
[0007]迄今，SA⑶的啟動已經(jīng)通過多種已知技術(shù)來提高，這些已知技術(shù)包括冷水膨脹、蒸汽膨脹、溶劑浸透和電加熱，用于縮短在注射井和生產(chǎn)井之間建立連通所需的時間。在冷水和蒸汽膨脹中，冷水或蒸汽注入到井間區(qū)域中，用于產(chǎn)生垂直膨脹區(qū)域和增加井間區(qū)域的孔隙度、可透過性和水飽和。
[0008]在溶劑浸透中，溶劑注入到井間區(qū)域中，并允許在注入蒸汽之前浸透。溶劑與其中的浙青混合，并降低了浙青的粘性，從而允許浙青在更低溫度下運動。
[0009]在電加熱技術(shù)中，電井下加熱器布置在井中，用于將熱量導入至井間區(qū)域中，以便降低其中的浙青的粘性。
[0010]當運動的浙青泄入生產(chǎn)井中時，由運動的浙青空出的空隙空間形成蒸汽腔室，該蒸汽腔室繼續(xù)水平和垂直地生長。當蒸汽腔室到達生產(chǎn)井時，將停止蒸汽同時在注射井和生產(chǎn)井中循環(huán)(或SAGD啟動)，并能夠開始SAGD的緩升運行。
[0011]在緩升運行過程中，蒸汽以恒定壓力只注入到注射井中，用于使得注射井上面的重油運動，以便繼續(xù)重力泄油和在生產(chǎn)井處采收。
[0012]表示載有烴的地層的提高采油的成功性或時間性的因素包括輸送熱或驅(qū)動機構(gòu)進入地層中用于提高采油(EOR)。通常，烴的初次抽取留下了空隙區(qū)域、蟲孔或有助于引入EOR機構(gòu)的其它高透過性區(qū)域。
[0013]在通常認為適合SAGD的地層中(例如以前未開采的地層)，用于蒸汽、溶劑或其它傳輸裝置的初始輸送情況啟動緩慢，并可能延遲熱運動腔室的發(fā)展。而且，迄今為止，井對場地的各井對獨立地處理，而并不考慮或利用相鄰井對。
[0014]無論其機理如何，還是具有提高用于蒸汽輔助重力泄油的啟動循環(huán)以及在注射井和生產(chǎn)井之間的井間連通的機會。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]通常，在這里公開的實施例中，通過在注射井和循環(huán)井之間建立單向熱激發(fā)循環(huán)通路(從踵部(heel)至趾部或者從趾部至踵部)來促進SAGD熱腔室的啟動形成。
[0016]在實施例中，建立井對間連通，用于啟動從注射井的踵部朝著趾部的單向熱激發(fā)循環(huán)通路，用于通過循環(huán)井(例如生產(chǎn)井)返回，以便在轉(zhuǎn)變成更普通的井對SAGD注射和生產(chǎn)之前進行熱激發(fā)和蒸汽-溶劑腔室的快速啟動形成。這樣的井間連通在沿它們的長度的一個或多個位置處建立，例如通過一個或多個處理，包括破裂、在鉆井過程中使得井對相交、或者通過絞孔區(qū)域的交疊而從各井的趾部向后絞孔。在注射井和生產(chǎn)井之間的井間連接部分(在井對的相應趾部附近)使得循環(huán)通路最大化。
[0017]可選實施例通過首先完成循環(huán)井(例如在SAGD注射井的趾部附近完成的熱井)來建立趾部至踵部的循環(huán)，用于首先建立熱激發(fā)循環(huán)通路，例如在熱井之間沿SAGD注射井朝著地面。
[0018]一旦形成單向熱激發(fā)循環(huán)通路，施加給初始循環(huán)的熱能量就可以通過熱載體來提供，例如蒸汽、蒸汽-溶劑或者其它熱機構(gòu)。
[0019]除了基于蒸汽的熱機構(gòu)，其它熱源能夠包括井下蒸汽發(fā)生器、燃燒器或者包括 申請人:的共同待審專利申請的形式，該共同待審專利申請的標題為Apparatus andMethods for Downhole Steam Generat1n and Enhanced Oil Recovery(EPR)(在力口拿大的申請日為2010年I月14日，系列號為2690105，在美國于2010年7月22日公開為US2010/0181069A1，這兩篇文獻整個被本文參引)。 申請人:還將井下發(fā)生處理稱為STRIPTM,加拿大的 Calgary 的 Resource Innovat1ns Inc.的商標。
[0020]因此，在另一實施例中，燃燒產(chǎn)物沿至少注射井循環(huán)。燃燒源能夠布置成用于進入注射井，從而使得加熱的燃燒產(chǎn)物沿注射井從踵部至趾部或者從趾部至踵部流動。類似的，在上面所公開的另一循環(huán)策略中，燃燒產(chǎn)物可以通過它自身在注射井中產(chǎn)生來注射，或者從在其趾部附近完成的熱井來注射。不可冷凝的燃燒產(chǎn)物從注射井或生產(chǎn)井中的、沒有燃燒源的另一個而排出。排出能夠包括壓力控制。
[0021]在兩個或更多相鄰和大致平行的SAGD井對的場地中，通過注射燃燒產(chǎn)物而產(chǎn)生的附加熱能量能夠影響和使得在井對之間的油層的更大部分的運動。在利用熱井的實施例中，個熱井能夠完成為用于或建立與多個SAGD井對的井間連通。
[0022]在廣義方面，一種用于在載有烴的地層中啟動SAGD運動和烴采集的方法包括:鉆出SAGD井對，該SAGD井對包括注射井和生產(chǎn)井，該注射井具有第一踵部、第一趾部和在它們之間的第一水平延伸部分，該生產(chǎn)井具有第二踵部、第二趾部和在它們之間的第二水平延伸部分；在啟動階段中首先沿注射井的水平延伸部分的至少一部分建立熱循環(huán)通路；然后建立緩升或普通的SAGD操作。
[0023]在另一方面，一種用于在載有烴的地層中啟動SAGD運動和烴采集的方法包括:在地層中完成SAGD井對，該SAGD井對具有注射井，該注射井布置成與生產(chǎn)井大致平行和高于該生產(chǎn)井間開，該注射井具有趾部，且一旦完成，就通過使得注射井與循環(huán)井連接而建立沿注射井的單向熱激發(fā)循環(huán)通路。然后，人們使得熱載體在注射井和循環(huán)井之間循環(huán)，從而形成沿注射井的至少一部分的初始熱腔室。熱腔室使得烴運動，用于從生產(chǎn)井采集。
[0024]在多個方面，首先建立熱循環(huán)包括以下一個或多個:沿注射井的水平延伸部分形成單向熱流動通路，在一個實施例中為從踵部至趾部，在另一實施例中為從趾部至踵部；或者在第一和第二水平延伸部分之間形成井間熱循環(huán)通路，用于在井間連通通路處建立在第一和第二水平延伸部分之間的初始熱腔室，并建立穩(wěn)定的熱能量注射狀態(tài)，用于產(chǎn)生初始熱腔室；或者在第一趾部附近完成熱井，并建立與它的連通，用于沿任一方向建立沿第一水平延伸部分的熱流動通路，然后中斷該循環(huán)流動通路；以及在SAGD操作中使得烴運動和從生廣井中米集經(jīng)。
[0025]在另一方面，用于沿熱流動通路引導的熱能量源是蒸汽、燃燒產(chǎn)物或者由燃燒產(chǎn)物和注射水的交接面形成的蒸汽。燃燒產(chǎn)物(例如由井下燃燒產(chǎn)生的煙氣)能夠使用布置在注射井中或第一趾部附近的熱井中的井下燃燒器來產(chǎn)生，其中，回收分別在熱井或注射井的至少一些不可冷凝的燃燒產(chǎn)物。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中已知的蒸汽輔助重力泄油(SA⑶)系統(tǒng)的示意圖；
[0027]圖2表示了通過從注射井的趾部向下定向鉆至相應的生產(chǎn)井的趾部而產(chǎn)生的SAGD井對的直接井間連接部分；
[0028]圖3表示了通過使得在注射井的趾部和生產(chǎn)井的趾部之間的井間區(qū)域破裂而產(chǎn)生的SAGD井對的直接井間連接部分；
[0029]圖4表示了通過從生產(chǎn)井的趾部向上定向鉆孔成與相應個注射井的趾部相交而產(chǎn)生的SAGD井對的直接井間連接部分；
[0030]圖5表示了位于注射井的踵部處的井下燃燒器以及通過熱載體從注射井至生產(chǎn)井的循環(huán)而產(chǎn)生的初始熱腔室的形成，該熱腔室在井間連接部分附近；
[0031]圖6表示了圖5的井間連接部分隨后涂水泥或以其它方式堵塞，用于在穩(wěn)定狀態(tài)SAGD操作中傳播熱腔室的生長；
[0032]圖7表示了位于新熱井中的井下燃燒器，該新熱井在以前鉆出的注射井的趾部附近；
[0033]圖8表示了由圖7的實施例的井下燃燒器產(chǎn)生的熱腔室，該熱腔室與注射井連通，并與生產(chǎn)井相交；
[0034]圖9A是由普通SAGD操作產(chǎn)生的側(cè)向間開的熱腔室的剖視圖；
[0035]圖9B是由普通的蒸汽-溶劑SAGD操作產(chǎn)生的側(cè)向間開的熱腔室的剖視圖；
[0036]圖9C是由本文所述的多個實施例產(chǎn)生的側(cè)向間開的熱腔室的剖視圖；
[0037]圖10是具有多個熱井的地層的透視圖，各熱井大致位于SAGD井對場地的一對SAGD井對之間；
[0038]圖11是具有熱井的地層的實施例的正視圖，該熱井大致位于面對的SAGD井對的趾部之間；
[0039]圖12表示了位于以前生產(chǎn)和耗盡的SAGD井對的注射井的趾部處的熱井；
[0040]圖13表示了在碳酸鹽地層中的注射井和生產(chǎn)井的可選布置方式，注射井的水平延伸部分定位成更靠近產(chǎn)油帶-覆蓋層交接面的頂板；
[0041]圖14表示了當用于碳酸鹽地層時的氣體驅(qū)動重力泄油處理；
[0042]圖15表示了當用于普通SAGD地層中時的熱虹吸處理；以及
[0043]圖16表示了在碳酸鹽油層的產(chǎn)油帶內(nèi)的破裂，用于增加可透過性和在井下燃燒器周圍的烴的運動。

【具體實施方式】
[0044]這里的實施例不僅通過產(chǎn)生與生產(chǎn)井的基本直接井間連接部分，而且還通過在注射井的趾部附近引入新的熱井(用于與其連通)而提高了現(xiàn)有技術(shù)SAGD操作的啟動階段并沿注射井和循環(huán)井建立了單向熱激發(fā)循環(huán)通路P。單向熱激發(fā)循環(huán)通路P用于除去由蒸汽在它加熱地層中的浙青時產(chǎn)生的液相、冷凝物或乳劑。熱能量能夠通過蒸汽或井下燃燒器來施加。井下燃燒器還能夠提高來自剛好耗盡的SAGD地層的生產(chǎn)。
[0045]在完成SAGD井對的過程中或者之后，注射井能夠與循環(huán)井連接，用于沿該注射井形成單向熱激發(fā)循環(huán)流動通路。循環(huán)井不僅提供熱載體的引入，而且還除去由該熱載體產(chǎn)生的產(chǎn)物。由熱載體的引入產(chǎn)生的產(chǎn)物能夠包括冷凝物、乳劑和不可冷凝的組分。
[0046]參考圖2，一個實施例能夠包括建立在注射井10和生產(chǎn)井20的井對之間的基本直接連接部分，作為循環(huán)井，初始熱腔室能夠由該循環(huán)井來發(fā)展。
[0047]如圖所示，SAGD井對這樣完成，即通過從地面至載有烴的地層70中鉆出注射井10，該注射井10包括第一踵部40、第一趾部50和在它們之間的第一水平延伸部分60。類似的，鉆出生產(chǎn)井20，該生產(chǎn)井20包括第二踵部80、第二趾部90和在它們之間的第二水平延伸部分100，這樣，第二水平延伸部分100基本平行于第一水平延伸部分60和在其下面間開。
[0048]在一個實施例中，直接連接部分120能夠形成于井對的水平延伸部分60、100之間，用于快速建立在注射井10和生產(chǎn)井20之間的井間連接部分，且熱激發(fā)循環(huán)通路P允許熱能量在注射井10的水平延伸部分中的至少一部分和循環(huán)井(在本例中為生產(chǎn)井20)之間直接循環(huán)。盡管圖2表示了基本直接的井間連接部分120形成于注射-生產(chǎn)井對的趾部50、90周圍，但是 申請人:注意到基本直接的井間連接部分120布置在沿相應注射井10和生產(chǎn)井20的水平延伸部分60、100的某處并在它們之間。對于本申請而言，井間連接部分120將表示為在注射井10和生產(chǎn)井20的水平延伸部分60、100的趾部50、90附近，從而使得注射井10的水平延伸部分60的有效長度最大。
[0049]參考圖3，在一個實施例中，直接井間連接部分120能夠通過使得在井對的水平延伸部分60、100之間的、地層70的井間區(qū)域或插入部分130破裂而形成。在一個實施例中，如圖所示，破裂能夠在水平井對的至少一個趾部50或90中導向另一趾部。 申請人:相信，由于在SAGD井對中的緊鄰或井間距(通常為大約5米)，破裂將優(yōu)選地在各井對的注射井10和生產(chǎn)井20之間發(fā)生，從而產(chǎn)生基本直接連接部分120或通路P，用于熱機構(gòu)通過地層70傳播。
[0050]在另一實施例中，直接連接部分120能夠通過在兩個水平延伸部分60、100之間穿過地層70的插入部分130而定向鉆出，以使得水平延伸部分60、100彼此相交。參考圖2，第一水平延伸部分60的第一趾部50能夠在鉆井過程中向下傾斜，以便延伸和與第二水平延伸部分100相交。
[0051]參考圖4，類似的，在另一實施例中，第二水平延伸部分100的趾部90能夠在鉆井過程中向上傾斜，以便延伸和與第一水平延伸部分60相交。
[0052]注射井10和生產(chǎn)井20的相交建立了直接或基本直接連接部分120和循環(huán)通路P。
[0053]參考圖5，一旦建立井間連接部分120，就通過熱載體的循環(huán)而產(chǎn)生初始熱腔室140。在一個實施例中，熱能量能夠通過熱載體的注入而注入或沿注射井10向下傳導，熱載體例如為蒸汽，或者如可選實施例中所示，通過來自井下燃燒器150的熱煙氣的排出，該井下燃燒器150位于注射井10的第一踵部40周圍。熱載體(通常成蒸汽形式，來自地面或來自現(xiàn)場的蒸汽發(fā)生器)或者來自燃燒器(該燃燒器布置在地面上或位于井下)的熱煙氣能夠通過從注射井10通過熱腔室140至生產(chǎn)井20而循環(huán)。在熱載體的循環(huán)過程中，蒸汽冷凝，水和乳劑從生產(chǎn)井20泵送。在燃燒器的情況中，不可冷凝的材料和排氣能夠通過生產(chǎn)井20來排出，至少作為熱激發(fā)循環(huán)通路的一部分。
[0054]在一個實施例中，如圖所示，井下燃燒器150能夠定位在注射井10的第一踵部40附近的垂直部分160中，用于產(chǎn)生熱煙氣，該熱煙氣能夠通過在井對之間產(chǎn)生的熱激發(fā)循環(huán)通路P來循環(huán)，以便加熱、熔化或以其它方式使得井對周圍的油運動。
[0055]而且，如圖5中所示，在使用蒸汽發(fā)生器(例如在美國專利申請N0.2010/0181069中公開的、本 申請人:的發(fā)生器)的實施例中，至少熱煙氣和進入地層中的相關(guān)熱量能夠定位在注射井10的第一踵部40附近，并以穩(wěn)定狀態(tài)操作，以便沿第一水平延伸部分60引導至少熱能量和熱煙氣，用于將熱煙氣和熱量傳遞給地層70。來自該熱量和熱煙氣的熱能量能夠傳遞給地層70的插入部分130，同時形成的多余的不可冷凝氣體能夠通過底部的生產(chǎn)井20而循環(huán)和除去。來自處理的熱量也將原生的水或另外的注射水轉(zhuǎn)變成蒸汽，從而增加了蒸汽熱機構(gòu)。油運動的重油向下流入生產(chǎn)井20中，還能夠與多余的煙氣混合，這能夠提供使氣體升高的液壓力，以便將運動的油輸送至地面。
[0056]參考圖6，一旦啟動完成，當載有烴的地層70接收增加量的熱能量來用于加熱浙青時，且當熱腔室140產(chǎn)生和傳播時，方法調(diào)節(jié)為更聚焦于在生產(chǎn)井20上面和注射井10周圍的基質(zhì)油。因此，通過兩個井10、20而形成的循環(huán)通路P將通過阻塞井間連接部分120而脫開，用于過渡至更普通的SAGD情況或穩(wěn)定狀態(tài)操作。
[0057]穩(wěn)定狀態(tài)操作類似于普通的SAGD操作。在燃燒器供給煙氣的情況下，人們還將不可冷凝的CO2收集在初始熱腔室140的底部中。釋放至該腔室中的熱煙氣超越在煙氣中的更冷的CO2,該更冷的CO2在它們與腔室壁的上部部分接觸時損失熱能量。這種處理加熱和熔化接觸的浙青，運動的液體沿腔室壁泄下，用于收集在腔室的底部處。液體和多余的不可冷凝蒸汽由該腔室的底部產(chǎn)生。
[0058]在準備穩(wěn)態(tài)操作時，熱注射處理暫時停止，以便允許在井間連接部分120周圍進行水泥粘接關(guān)閉或以其它方式阻塞注射井10或生產(chǎn)井20中的一個。在一個實施例中，如圖6中所示，生產(chǎn)井20的趾部90能夠在它的趾部90附近進行水泥粘接關(guān)閉和堵塞。生產(chǎn)井20能夠通過擠壓水泥粘接來堵塞，以便最小化在井對之間的優(yōu)先熱注射流。在另一實施例中，水泥粘接和堵塞關(guān)閉能夠在注射井10中在井間連接部分120周圍來進彳丁。而且，為了減輕在堵塞井周圍的優(yōu)先流動，人們能夠通過在外殼和地層之間的空間采用水泥擠壓至地層中，從而防止在井對之間的優(yōu)先熱注射流。
[0059]由于注射井IC和生產(chǎn)井20的脫開以及運動的油重力泄油至底部生產(chǎn)井20中，因此熱腔室140的生長預計將是大致徑向的性質(zhì)，從基本直接的井間連接部分120的位置周圍朝向井對的踵部40、80。
[0060]在可選實施例中，如圖7中所示，新的循環(huán)井(例如熱井15)能夠鉆入，以便將井下燃燒器150定位在注射井10的第一趾部50周圍。如該實施例中所不，熱井15為垂直。
[0061]如圖所示，產(chǎn)生熱井15，且井下燃燒器150能夠安裝在注射井10的第一趾部50的周圍。熱井15能夠處于充分接近上部注射井10，以便允許蒸汽和/或溶劑通過第一水平延伸部分60而穿透和流入地層70中，用于產(chǎn)生熱激發(fā)循環(huán)通路P。熱量和/或溶劑能夠沿注射井10的第一水平延伸部分60運行，在此期間，熱量和/或溶劑能夠傳播至周圍地層70中。這樣的組合影響使得注射井10周圍的浙青運動。因此，注射井10能夠起到雙重功能，首先用于產(chǎn)生熱激發(fā)循環(huán)通路P，其次作為通氣裝置來用于多余的不可冷凝氣體。
[0062]參考圖8，由井下燃燒器150產(chǎn)生的熱煙氣能夠注入地層70中，且來自該熱煙氣的熱量能夠通過上部注射井10周圍的地層70來傳播，用于使得其中的浙青運動，并允許重力泄油和通過底部生產(chǎn)井20來生產(chǎn)。
[0063]井下燃燒器150還產(chǎn)生在上部注射井10周圍的熱腔室200，且燃燒器150的穩(wěn)態(tài)操作使得熱腔室200生長，直到它達到底部生產(chǎn)井20。
[0064]經(jīng)過一段時間，熱腔室200生長成與生產(chǎn)井20相交，且井對周圍的區(qū)域發(fā)展成普通的熱腔室。不可冷凝氣體優(yōu)先地從第一趾部50流向上部注射井10的第一踵部40。
[0065]井下燃燒器150的穩(wěn)態(tài)操作在熱腔室200周圍產(chǎn)生熱煙氣，并進入在第一趾部50周圍的地層70中用于透過該地層。如在 申請人:的公開美國專利申請N0.2010/0181069(
【公開日】為2010年7月22日)中所公開的，當注射水重力泄入這些熱煙氣中時，蒸汽在地層70中產(chǎn)生。在熱腔室200周圍的地層70內(nèi)形成的蒸汽同樣沿著更小阻力的通路，因此很可能流入上部注射井10的第一趾部50中。該蒸汽將熱量輸送和傳導至在注射井10周圍的地層70中，同時不可冷凝氣體再通過注射井10而在地面處產(chǎn)生。
[0066]煙氣的通氣使得熱載體的質(zhì)量流沿著注射井10。為了保持壓力和防止熱煙氣直接通過注射井10來通氣，壓力閥210能夠定位在注射井10中并在地面處。當多余的不可冷凝氣體通過循環(huán)通路P而在地面處釋放時，在蒸汽和浙青之間的溫度能夠控制成允許系統(tǒng)的壓力管理。這樣的壓力管理控制使得操作人員能夠控制和管理熱能量流入地層中，優(yōu)選是流向旁通或未開采區(qū)域。
[0067]也可選擇，熱井15能夠形成循環(huán)通路P和位于注射井10中的燃燒器的通氣部分，如前面在圖5中所示。附加的熱井代替在注射井10和生產(chǎn)井20之間的井間連接部分120，從而能夠有可選的提高啟動操作。操縱油層壓力也控制熱腔室200的熱傳播。
[0068]參考圖9A至9C， 申請人:相信這里所述的方法的實施例導致比現(xiàn)有技術(shù)更高效和更大的熱腔室200側(cè)向生長或膨脹。
[0069]如圖9A中所示，普通SAGD井對通常間開大約50至200米，且由相鄰SAGD井對產(chǎn)生的熱腔室200、200在其最接近點處分開大約20米。類似的，如圖9B中所示，蒸汽-溶劑SAGD井對通常間開100至400米，由各井對產(chǎn)生的熱腔室200、200在其最接近點處分開大約30米。如圖所示，普通SAGD井對(圖9A)和蒸汽-溶劑SAGD井對(圖9B)的熱腔室200,200都彼此不相交，從而形成地層70的、保持未觸及的部分。
[0070]參考圖9C，使用這里公開的實施例的井對能夠間開大約100至400米。不過，由這里公開的實施例產(chǎn)生的熱腔室200、200在地層70內(nèi)側(cè)向或水平膨脹，以便與由相鄰井對產(chǎn)生的熱腔室相交。熱腔室200、200的相交同樣到達用于SAGD操作的地層70的所有部分。
[0071]因此，在圖10和11所示的實施例中，單個熱井15能夠用于充分影響兩個或更多先前鉆出的SAGD井對。如圖所示，單個熱井15能夠鉆出，以便將井下燃燒器150定位在相鄰SAGD井對300(見圖10)或面對井對(見圖11)的注射井10、10的趾部50、50周圍和它們之間。
[0072]已知普通的SAGD操作只生產(chǎn)在相應位置中的原油(OOIP)的大約30%，從而在用于開采的地層中留下大約70%的00ΙΡ。因此，耗盡的SAGD地層包含用于EOR操作的殘余油。
[0073]因此，參考圖12，本發(fā)明的可選實施例能夠用于通過使用在以前的SAGD操作過程中產(chǎn)生的熱腔室400和利用更積極的EOR(使用井下燃燒器150)而開采剩余的70% 00ΙΡ。
[0074]如圖12中所示，新的熱井15使用上部注射井410來獲得與留在地層中的殘余重油和/或浙青的熱接觸。蒸汽和熱煙氣(例如CO2)在新的熱井15的底部415產(chǎn)生，該新熱井15能夠定向鉆井，以便與上部注射井410的趾部420相交。這時，注射井410能夠用于雙重目的:1)通過使得已經(jīng)收集在熱腔室400中的多余不可冷凝氣體經(jīng)由循環(huán)通路P排出而提供緊密的壓力控制；以及2)提供熱能量(例如由井下燃燒器150產(chǎn)生的熱量)進入地層70，用于使得殘余重油和/或浙青運動。
[0075]由井下燃燒器150產(chǎn)生的蒸汽和熱煙氣流過注射井410的水平延伸部分430，從而將熱量導入周圍地層70中。熱煙氣與周圍地層70中的殘余浙青直接接觸，用于加熱殘余浙青，同時蒸汽在地層70內(nèi)冷凝,從而向地層釋放熱量，以便加熱殘余浙青。
[0076]通過水平延伸部分430的質(zhì)量流輸送質(zhì)量和對流熱量，該對流熱量使得熱腔室400傳播至周圍地層70中，且熱能量作為傳導熱量而吸收至周圍的油層基質(zhì)中，用于增加地層和烴的溫度。浙青的運動性足夠充分地增加，以便允許通過地層70的空隙空間來重力泄油，從而收集在熱腔室400的底部435處，并允許通過生產(chǎn)井440來生產(chǎn)它。
[0077]在熱腔室400的外端上的溫度逐漸增加(取決于壓力)，因為CO2和傳導熱量都吸收至液相(油-水-CO2)中。形成的乳劑沿熱腔室400的外壁向下泄油，并積累在底部生產(chǎn)井440的周圍，用于從耗盡SAGD地層進行附加油生產(chǎn)。
[0078]實施例
[0079]這里介紹的實施例對于某些載有烴的地層(例如碳酸鹽油層)能夠包括井對的可選結(jié)構(gòu)，因為井對位置將取決于載有烴的地層的特征。例如，在碳酸鹽油層中(例如位于加拿大Saleski,Alberta的Grosmont Format1ns),在一個實施例中，注射井10將安裝成更接近現(xiàn)有的蓋巖層170或覆蓋層，以方便通過垂直破裂的頂部向下的EOR泄油(見圖13)。
[0080]人們可以增加在注射井10和生產(chǎn)井20之間的分開距離，以方便在具有蓋巖層基質(zhì)的特殊油層的碳酸鹽開采。浙青從頂部向下運動或氣體驅(qū)動重力泄油的目的是能夠通過克服向覆蓋層的熱損失增加而有特定的熱效率。不過，在生產(chǎn)井20上面的注射部位可能產(chǎn)生高壓區(qū)域，這可能導致運動的油以氣體驅(qū)動形式的情況向下泄油。
[0081]參考圖14和15，在注射井10的第一水平延伸部分60和生產(chǎn)井20的第二水平延伸部分100之間的分開距離能夠?qū)е掠糜诓杉\動的油的機構(gòu)移動。
[0082]如圖14中更詳細地所示，在頂部向下EOR或氣體驅(qū)動重力泄油中，注射井10的第一水平延伸部分60與生產(chǎn)井20的第二水平延伸部分100間開，靠近產(chǎn)油帶130的頂部180和鄰近蓋巖層170。 申請人:相信在產(chǎn)油帶130內(nèi)的垂直破裂提供了用于運動的油向下泄油的導管，從而產(chǎn)生氣體驅(qū)動，朝向生產(chǎn)井20的第二水平延伸部分100。注射井10的第一水平延伸部分60布置在產(chǎn)油帶的頂部周圍鄰近蓋巖層170將產(chǎn)生在生產(chǎn)井20上面的高壓區(qū)域?？梢哉J為該方法使得在蓋巖層-產(chǎn)油帶的交接面附近傳播有CO2 (熱煙氣的主要組分)、溶劑和對流熱量。熱煙氣與蓋巖層漏失帶直接接觸，并優(yōu)選地向下流過在產(chǎn)油帶130中的耗盡破裂處。
[0083]如圖15中更詳細地所示，在底部向上EOR或熱虹吸中，注射井10的第一水平延伸部分60與生產(chǎn)井20的第二水平延伸部分100更接近地間開，靠近產(chǎn)油帶130的中部和從蓋巖層170向下鉆井。
[0084] 申請人:相信，通過使得注射井10更低地位于載有烴的地層70中，將稍微降低通向覆蓋層的熱損失，且處理將取決于熱虹吸效果，因此熱煙氣通過已經(jīng)產(chǎn)生的垂直破裂處向上流動，通過更遠離熱源的破裂處往回向下循環(huán)，這是加熱向上和泄油至更低的蒸汽-溶劑腔室中的處理。
[0085]可以認為，在產(chǎn)油帶130內(nèi)的垂直破裂提供了用于熱煙氣向上流動和使得運動的油向下泄出的導管，從而產(chǎn)生熱虹吸-流體的重力泄油運動?？梢哉J為，該方法使得產(chǎn)油帶130傳播有CO2 (熱煙氣)、溶劑和對流熱量。當煙氣通過產(chǎn)油帶130時，傳導熱量傳遞將升高油和巖石的溫度，同時冷卻的CO2氣體將進入具有烴的乳劑中，或者充當在產(chǎn)油帶130內(nèi)的空隙。
[0086]圖16表示了特別用于碳酸鹽油層200的輕油采集方法以及熱EOR的燃燒器設(shè)備的使用。與圖14的頂部向下重力驅(qū)動類似，通過煙氣和碳酸鹽的相互作用而增強，在碳酸鹽油層200中的產(chǎn)油帶210能夠通過產(chǎn)生更高可透過性的槽道220而有正影響。如這里所述，燃燒器熱處理(例如STRIP)能夠促進在碳酸鹽油層內(nèi)的更高的孔隙度?？梢哉J為，當碳酸氫鈣與H2O和飽含的CO2接觸時，它反應形成可溶的碳酸氫鈣[CaC03+C02+H20 — Ca(HCO3)2]。經(jīng)過一段時間，該反應將使得結(jié)構(gòu)的碳酸鹽組分被侵蝕。這種化學反應將膨脹，并使得現(xiàn)有的破裂生長，同時在整個產(chǎn)油帶210中產(chǎn)生新的高的可透過性的槽道220。熱組分使得在緊鄰注射井的碳酸鹽油層的目標部分的選定部分產(chǎn)生高溫。
[0087]盡管圖16中未示出，在注射井10處生長的CO2氣體帽提供了氣體驅(qū)動開采機制，以便使得油向下朝著生產(chǎn)井運動。運動的油與蒸汽和CO2—起向下掃過破裂處(例如礦脈破裂處)。運動的油在產(chǎn)油帶的底部處收集，其中，該產(chǎn)油帶通過生產(chǎn)井來生產(chǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在載有烴的地層中啟動蒸汽輔助重力泄油(SAGD)運動和烴采集的方法，所述方法包括: 在地層中完成SAGD井對，所述SAGD井對具有注射井，所述注射井布置成與生產(chǎn)井平行和高于所述生產(chǎn)井間開，所述注射井具有趾部； 通過使得注射井與循環(huán)井連接而建立沿注射井的單向熱激發(fā)循環(huán)通路； 使得熱載體在注射井和循環(huán)井之間循環(huán)； 形成沿所述注射井的至少一部分的初始熱腔室；以及 使得烴運動，用于從生產(chǎn)井采集。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中:所述生產(chǎn)井形成循環(huán)井，且注射井與循環(huán)井連接包括使得注射井的趾部與生產(chǎn)井相互連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中:所述循環(huán)通路形成于所述注射井和所述生產(chǎn)井之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中:熱載體的循環(huán)包括通過所述注射井引入熱載體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任意一項所述的方法，其中:熱載體的循環(huán)包括將蒸汽引入所述注射井中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任意一項所述的方法，還包括:在所述注射井中產(chǎn)生蒸汽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6中任意一項所述的方法，其中:通過使得注射井與循環(huán)井連接而沿注射井建立單向熱激發(fā)循環(huán)通路包括在所述注射井和所述生產(chǎn)井之間破裂一部分地層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1?6中任意一項所述的方法，其中:通過使得注射井與循環(huán)井連接而沿注射井建立單向熱激發(fā)循環(huán)通路包括在所述注射井和所述生產(chǎn)井之間鉆井。
9.根據(jù)權(quán)利要求1?8中任意一項所述的方法，其中:使得注射井與循環(huán)井連接包括使得所述注射井在趾部處或趾部附近與所述循環(huán)井連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中:在所述注射井和所述生產(chǎn)井之間鉆井還包括當完成SAGD井對時，使得所述注射井的趾部向下傾斜，以與生產(chǎn)井相交，或者使得生產(chǎn)井的趾部向上傾斜，以與注射井相交。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 在所述注射井的趾部處或趾部附近完成熱井，用于使得熱載體在它們之間連通；以及其中，熱井形成循環(huán)井，且使得注射井與循環(huán)井連接包括使得熱載體在注射井的趾部和熱井之間連通。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中:完成SAGD井對包括完成兩個或更多的SAGD井對，所述方法還包括: 在多個SAGD井對的注射井的趾部周圍完成熱井，用于使得熱載體在兩個或更多SAGD井對的多個注射井之間連通；以及 其中，熱井形成循環(huán)井，且使得注射井與循環(huán)井連接包括使得熱載體在注射井的趾部和熱井之間連通。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 操作井下燃燒器，用于產(chǎn)生蒸汽和熱的不可冷凝的氣體； 使得蒸汽和熱的不可冷凝的氣體沿注射井循環(huán)；以及 使得不可冷凝的氣體從循環(huán)井排出。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括:將井下燃燒器布置在注射井中。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 在注射井的趾部處或趾部附近完成熱井，用于熱載體在它們之間的連通，其中，熱井形成循環(huán)井； 使得井下燃燒器布置在熱井中，用于產(chǎn)生蒸汽和熱的不可冷凝的氣體； 使得蒸汽和熱的不可冷凝的氣體沿注射井循環(huán)；以及 使得不可冷凝的氣體從循環(huán)井排出。
16.根據(jù)權(quán)利要求1?15中任意一項所述的方法，其中:在沿注射井的至少一部分建立和形成初始熱腔室之后，所述方法還包括: 堵塞在注射井和循環(huán)井之間的循環(huán)通路；以及 建立穩(wěn)態(tài)SA⑶操作。
【文檔編號】E21B43/26GK104145078SQ201280062527
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月16日
【發(fā)明者】佛瑞德·施耐德, 格雷格·庫蘭, 林恩·泰西 申請人:佛瑞德·施耐德, 格雷格·庫蘭, 林恩·泰西