專利名稱：微波輔助溶劑萃取稠油的開采方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于石油開采領(lǐng)域中稠油油藏的開采方法，尤其涉及一種微波輔助溶劑萃取稠油的開采方法。
背景技術(shù)：
稠油油藏是指地層溫度下脫氣原油粘度大于100厘泊的油藏，在我國遼河油田、新疆吐哈油田、克拉瑪依油田等有大面積分布；在國外加拿大、委內(nèi)瑞拉等地也蘊藏有巨大的儲量；據(jù)不完全統(tǒng)計，世界范圍內(nèi)未來可開發(fā)的原油資源量有70%是稠油。稠油油藏的主體開發(fā)技術(shù)為注水開發(fā)技術(shù)、注蒸汽開發(fā)技術(shù)與注空氣火燒油層開發(fā)技術(shù)。其中，注水開發(fā)技術(shù)主要針對地下原油粘度在1000厘泊以下的稠油油藏，對于地下原油粘度高于1000厘泊的稠油油藏，由于注水過程中原油與水的流度比太大，造成注入水進入油藏的流動阻力較大，注入水易沿著油層內(nèi)高滲通道竄進，從而使得生產(chǎn)井過早暴性水淹，水驅(qū)動用程度與采收率均偏低，通常水驅(qū)稠油油藏采收率在30%左右。注蒸汽開發(fā)技術(shù)主要用于地下原油粘度大于1000厘泊、水驅(qū)效果差的稠油油藏，通常的注蒸汽開發(fā)技術(shù)有蒸汽吞吐與蒸汽驅(qū)技術(shù)。蒸汽吞吐是指通過一口井向油藏內(nèi)連續(xù)高速注入一定量的蒸汽，接著關(guān)井一段時間再開井生產(chǎn)的技術(shù)，其優(yōu)勢在于蒸汽熱利用率高，注入的蒸汽少，回采期長，油汽比與經(jīng)濟效益好，且由于吞吐過程在一口井內(nèi)完成，無井間汽竄風(fēng)險；但由于蒸汽吞吐是一種能量不斷衰竭的開采方式，隨著吞吐輪次增加，油藏壓力快速下降，當(dāng)油藏壓力低于2MPa以后，繼續(xù)吞吐有效生產(chǎn)時間短，周期油汽比與吞吐經(jīng)濟效益急劇下降，通常吞吐采收率只有20 30%之間。蒸汽驅(qū)技術(shù)是在蒸汽吞吐以后大幅度提高采收率的接替技術(shù)，采收率可以在吞吐基礎(chǔ)上提高10 20個百分點，但是，由于稠油油藏非均質(zhì)性，蒸汽驅(qū)過程中汽竄嚴重，造成蒸汽熱損大大，油汽比偏低，經(jīng)濟效益差，或者無經(jīng)濟效益。 注空氣火燒油層技術(shù)是在一定的井網(wǎng)條件下，向油藏內(nèi)注入空氣點燃油層，然后持續(xù)注空氣維持地下燃燒，通過燃燒產(chǎn)生高溫?zé)崃呀獬碛秃图訜峤嫡吵碛停ㄟ^燃燒產(chǎn)生的煙道氣驅(qū)替原油，與注蒸汽技術(shù)相比，火燒油層技術(shù)在地下燃燒產(chǎn)生熱量，能量利用率高，能耗低，原油改質(zhì)效果好；但由于火燒油層過程中火線前緣難以有效控制，造成火線容易沿著高滲透通道向前突進，大大增加生產(chǎn)井火竄風(fēng)險，因此，火燒油層的安全風(fēng)險較大；此外，火燒油層過程中，生產(chǎn)井采出流體溫度較高，需要成熟配套的耐高溫的完井、固井與高溫舉升工藝技術(shù)；國內(nèi)外從上世紀60年代就陸續(xù)開展了火燒油層技術(shù)的礦場試驗，但由于上述安全與工藝技術(shù)原因，除羅馬尼亞和印度的兩個試驗區(qū)宣告成功以外，其余均大敗。加拿大的Bulter等人于上世紀80年代提出了溶劑萃取(VAPEX)開采方法，其原理是利用上下疊置的一對水平井，上部水平井注入碳數(shù)為C3 CS的輕質(zhì)烷烴溶劑體系，下部水平井連續(xù)生產(chǎn)。溶劑注入油藏里面以后，溶劑與稠油由于密度差產(chǎn)生垂向重力分異作用，溶劑往上流動，原油往下流動。溶劑在溶劑腔壁上溶解到稠油里面，由于溶劑在稠油中具有較高的擴散能力，同時溶劑對稠油具有很好的萃取抽提作用，因此稠油中除了浙青渣油以外，其余組分均被溶劑萃取并流向下部的水平生產(chǎn)井，從而實現(xiàn)稠油的溶劑萃取與就地改質(zhì)；而采出的溶劑可以經(jīng)過簡單的分離重新注入油層，溶劑重復(fù)利用率可高達80%，因此該技術(shù)的注入成本遠遠低于注蒸汽成本。但溶劑萃取技術(shù)由于本質(zhì)上是一種冷采技術(shù)，低溫條件下稠油粘度高，溶劑溶油阻力大，分子擴散系數(shù)較低，因此現(xiàn)有的低溫溶劑萃取日產(chǎn)油量低，采油速度慢，礦場生產(chǎn)投資回收期長，不利于大規(guī)模商業(yè)化開發(fā)。對于稠油油藏，尋求一種低能耗、高采油速度、高采收率、高經(jīng)濟效益的開采技術(shù)，是未來稠油開采技術(shù)的發(fā)展方向。由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗與實踐，提出一種微波輔助溶劑萃取稠油的開采方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種微波輔助溶劑萃取稠油的開采方法，以有效降低稠油油藏開采成本，提高稠油油藏產(chǎn)油速度和采收率。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種微波輔助溶劑萃取稠油的開采方法，所述開采方法包括以下步驟:(I)在稠油油藏開采區(qū)域內(nèi)設(shè)置水平注采井網(wǎng)；所述水平注采井網(wǎng)中包括至少一對水平井對；所述水平井對由在油層內(nèi)同一垂直平面呈上下位置設(shè)置的一口溶劑注入井和一口生產(chǎn)井構(gòu)成，所述溶劑注入井為上部水平井，所述生產(chǎn)井為下部水平井；(2)利用水平井水平段連續(xù)壓裂技術(shù)在上部水平井的水平段與油層對應(yīng)位置進行水平造縫和垂直造縫；(3)向水平裂縫和 垂直裂縫中注入碳化硅顆粒作為高溫傳熱介質(zhì)；(4)在上部水平井井口部署微波發(fā)生器，向上部水平井內(nèi)下入連接所述微波發(fā)生器的微波導(dǎo)入管，該微波導(dǎo)入管延伸到上部水平井的水平段腳尖，在所述上部水平井的水平段的微波導(dǎo)入管上均勻設(shè)置微波發(fā)射孔；(5)開啟微波發(fā)生器，監(jiān)測上部水平井的水平段沿程溫度變化，并根據(jù)沿程溫度變化調(diào)節(jié)微波發(fā)生器功率；(6)向所述上部水平井連續(xù)注入輕質(zhì)烷烴溶劑；(7)下部水平生產(chǎn)井連續(xù)采油。在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述水平注采井網(wǎng)在單層有效厚度大于15m的油層布設(shè)。在本發(fā)明的一較佳實施方式中，在所述步驟(I)中，上部水平井的水平段位于油層上部或中部，所述下部水平井的水平段位于油層底部且距離油層底部界面I 2m，所述上部水平井的水平段與所述下部水平井的水平段之間的垂直距離為5 6m，所述上部水平井的水平段長度與下部水平井的水平段長度均為600m以上。在本發(fā)明的一較佳實施方式中，在所述步驟(2)中，在上部水平井的水平段與油層對應(yīng)位置連續(xù)均勻壓裂產(chǎn)生6 15條垂直裂縫，在上部水平井的水平段與油層對應(yīng)位置連續(xù)均勻壓裂產(chǎn)生6 15條水平裂縫，所述垂直裂縫與水平裂縫在所述上部水平井的水平段呈交錯設(shè)置，所述垂直裂縫與相鄰水平裂縫之間的距離為30 60m。在本發(fā)明的一較佳實施方式中，在所述步驟(2)中，上部水平井連續(xù)壓裂產(chǎn)生垂直裂縫過程中，向下延伸的裂縫長度不超過所述上部水平井的水平段與所述下部水平井的水平段之間的垂直距離。在本發(fā)明的一較佳實施方式中，在所述步驟(3)中，碳化硅顆粒的粒度為8 20目，碳化硅顆粒的注入程序為:①首先向裂縫中注入前置液；②利用壓裂攜砂液攜載碳化硅顆粒注入裂縫，作為裂縫支撐劑注入頂替液將碳化硅顆粒與攜砂液擠入裂縫深處；④再利用壓裂攜砂液攜載碳化硅顆粒作為裂縫支撐劑注入近井地帶的裂縫中，使碳化硅顆粒在從近井地帶到油層深處的壓裂裂縫中連續(xù)分布。在本發(fā)明的一較佳實施方式中，在所述步驟(5)中，在所述上部水平井的水平段間隔部署6 20個熱電偶，用于適時監(jiān)測所述上部水平井的水平段井筒內(nèi)沿程溫度變化并根據(jù)溫度變化調(diào)節(jié)微波發(fā)生器的功率。在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述熱電偶間隔設(shè)置在與地面控制裝置連接的熱電偶電纜上；當(dāng)所述上部水平井水平段環(huán)空的平均溫度上升到250°C以上時，下調(diào)微波發(fā)生器功率，直到水平段環(huán)空的平均溫度下降到200 220°C ;當(dāng)所述上部水平井水平段環(huán)空的平均溫度下降到150°C以下時，上調(diào)微波發(fā)生器功率，直到水平段環(huán)空的平均溫度上升到200 220。。。在本發(fā)明的一較佳實施方式中，在所述步驟￠)中，所述輕質(zhì)烷烴溶劑是碳數(shù)為C3、C4、C5、C6、C7或C8的烷烴溶劑，或者為它們其中兩種或多種溶劑的混合物；所述輕質(zhì)烷烴溶劑的注入速度為100 300m3/天；所述上部水平井水平段環(huán)空的平均注入壓力比下部水平井環(huán)空的平均排液壓力高0.3 0.7MPa。在本發(fā)明的一較佳實施方式中，在所述步驟(7)中，所述下部水平井采用自噴或者人工舉升的方式連續(xù)采油；采出的溶劑由地面分離后循環(huán)注入。由上所述，本發(fā)明的微波輔助溶劑萃取稠油的開采方法，是在同一油層內(nèi)部部署上下疊置的水平井對，對上·部水平井的水平段進行連續(xù)分段壓裂產(chǎn)生水平裂縫與垂直裂縫，向裂縫中注入碳化硅(金剛砂)顆粒作為裂縫支撐劑，在水平段篩管內(nèi)下入連接地面微波發(fā)生器的微波導(dǎo)入管到水平段腳尖，在水平段的微波導(dǎo)入管上均勻部署微波發(fā)射孔，通過一定功率的微波持續(xù)對高導(dǎo)熱系數(shù)的碳化硅顆粒進行微波輻射加熱，碳化硅顆粒升溫以后通過熱傳導(dǎo)作用加熱油層使其快速升溫到200°C以上，使稠油升溫降粘；從所述上部水平井以一定速度注入輕質(zhì)烷烴溶劑，溶劑與稠油在密度差產(chǎn)生的重力分異作用下沿著垂直與水平裂縫不斷向油層上部與橫向擴展，形成溶劑腔，在高溫碳化硅加熱原油作用下，溶劑具有很高的分子擴散系數(shù)，能快速溶解于加熱降粘的稠油，并對稠油進行萃取抽提，萃取抽提出來的原油粘度下降到幾個厘泊，具有與稀油一樣的極高的流動能力，在重力作用下流入下部的水平生產(chǎn)井內(nèi)。本發(fā)明的開采方法，能夠有效降低稠油油藏開采成本，提高稠油油藏產(chǎn)油速度和采收率。本發(fā)明具有以下技術(shù)優(yōu)勢:(I)稠油油層為微波弱吸收介質(zhì)，國內(nèi)外研究結(jié)果表明，在常規(guī)微波加熱過程中，只能加熱近井地帶5米范圍內(nèi)的油層，無法加熱更遠更大范圍的油層；而本發(fā)明采用水平段連續(xù)人工垂向及水平造縫，并向裂縫中注入碳化硅顆粒作為裂縫支撐劑，可以有效提高油層的微波吸收率，微波加熱過程中，從上部水平井井筒附近一直延伸到油層深處的裂縫由于碳化硅顆粒的傳熱與升溫，形成一條條高溫導(dǎo)熱通道一直延伸到油層深處，從而實現(xiàn)平面大于40米半徑及縱向覆蓋整個油層厚度的大范圍深部加熱。(2)碳化硅顆粒具有耐高溫、化學(xué)性能穩(wěn)定、硬度大(莫氏硬度為9.5級，僅次于金剛石)、導(dǎo)熱性能良好，抗沖擊、高溫時能抗氧化等優(yōu)勢，以碳化硅顆粒作為造縫支撐劑，可以長時間的形成高溫碳化硅裂縫導(dǎo)熱通道，持續(xù)的加熱大范圍的油層并降粘原油，提高原油向下重力泄油過程中的流動性能，實現(xiàn)長時間的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。(3)采用從上部水平井連續(xù)注入輕質(zhì)烷烴溶劑，溶劑注入后由于與原油的密度差產(chǎn)生縱向重力分異，溶劑沿著垂向裂縫持續(xù)向上擴展，沿著水平裂縫持續(xù)橫向擴展，從而形成不斷增大的溶劑腔；在溶劑腔表面，溶劑快速溶解于原油中進一步降粘并對稠油進行高溫快速萃取，萃取出的稠油組分隨著溶劑一起流入下部水平井(生產(chǎn)井)，由此，可以快速溶劑萃取、快速重力泄油與高速生產(chǎn)；同時，除了浙青渣油以外的稠油組分均可以溶劑萃取采出，因此采收率高，通常可以達到80%以上。(4)注采井間保持較低的注采壓差，有利于溶劑腔向上與橫向擴展，規(guī)避溶劑直接向下竄入下部水平生產(chǎn)井，可以有效避免溶劑無效循環(huán)。(5)采出的溶劑在地面經(jīng)過簡單分離即可重新注入油層內(nèi)，因此溶劑利用率高，噸油操作成本低，經(jīng)濟效益好。


以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中:圖1:為本發(fā)明中的水平注采井網(wǎng)示意圖以及溶劑腔擴展原理示意圖；圖2:為本發(fā)明中上部水平井的水平段連續(xù)壓裂裂縫分布示意圖；圖3:為本發(fā)明中的上部水平井的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)號:上部水平井11 下部水平井 12 溶劑腔 2溶劑萃取泄油區(qū)3垂直裂縫 41 水平裂縫 42微波發(fā)生器51 微波導(dǎo)入管 52 微波發(fā)射孔53熱電偶電纜61 熱電偶 62 表層套管 71技術(shù)套管72 篩管 73 注溶劑油管81溶劑注入孔82 油層 9
具體實施例方式為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照

本發(fā)明的具體實施方式
。實施例1以某一稠油油藏為例闡釋本發(fā)明的開采方法，但應(yīng)該注意，本發(fā)明絕不限于該稠油油藏。油藏深度為300m，油藏溫度下的原 油粘度為100000厘泊，原始平均地層壓力為
2.5MPa，油層9厚度有效平均15m。A、部署水平注采井網(wǎng):如圖1所示，首先在該淺層稠油油藏的主力稠油層9內(nèi)設(shè)置上部水平井(溶劑注入井)11和下部水平井(生產(chǎn)井)12，上部水平井11和下部水平井12位于同一垂直平面位置；在鉆井過程中，為了確保上部水平井11的水平段與下部水平井12的水平段之間的垂直距離為5 6m,利用磁導(dǎo)向精確控制井軌跡；溶劑注入井與生產(chǎn)井均采用11英寸的表層套管下部連接9英寸技術(shù)套管，該9英寸技術(shù)套管下部再連接7英寸水平段割縫篩管73完井；以溶劑注入井11為例，如圖3所示，溶劑注入井11由Ilin的表層套管71，連接9in技術(shù)套管72，再連接7in水平段割縫篩管73完井；上部水平井(注入井)11與上部水平井(生產(chǎn)井)12的水平段長度均為600m，生產(chǎn)井12水平段距離油層9底界lm，注入井11水平段與生產(chǎn)井水平段垂向距離5m ；注入井11水平段篩管73內(nèi)下入多個間隔分布的測溫?zé)犭娕?2，本實施例布設(shè)6個測溫?zé)犭娕?2，所述測溫?zé)犭娕?2由一根熱電偶電纜連接至地面中控室；注入井11水平段篩管73內(nèi)下入微波導(dǎo)入管52到水平段腳尖，所述微波導(dǎo)入管52在水平段間隔分布6個微波發(fā)射孔53，所述微波導(dǎo)入管52向上穿過井口與地面的大功率微波發(fā)生器51連接；所述微波發(fā)生器、微波導(dǎo)入管以及它們之間的連接方式等為現(xiàn)有成熟技術(shù)，在此不再贅述。注入井11水平段篩管73內(nèi)下入注溶劑油管81，所述注溶劑油管81在水平段連續(xù)分布6個溶劑注入孔82 ；如圖3所示，所述測溫?zé)犭娕?2、微波發(fā)射孔53與溶劑注入孔82在水平段位于相互對應(yīng)的同一位置。B、人工壓裂造縫:在上部水平井11的水平段與油層9對應(yīng)位置進行水平造縫和垂直造縫；利用本領(lǐng)域熟知的水平井水平段連續(xù)壓裂技術(shù)進行壓裂，如圖2所示，在上部水平井11水平段與油層9對應(yīng)位置連續(xù)均勻壓裂產(chǎn)生6條垂直裂縫41，在上部水平井水平段與油層9對應(yīng)位置連續(xù)均勻壓裂產(chǎn)生6條水平裂縫42，所述垂直裂縫41與水平裂縫42在所述上部水平井11的水平段呈交錯設(shè)置，所述各個垂直裂縫41與相鄰的水平裂縫42之間的距離為30 50m,在本實施例中該距離設(shè)為50m，所述垂直裂縫41與測溫?zé)犭娕?2、微波發(fā)射孔53與溶劑注入孔82在水平段位于相互對應(yīng)的同一位置；所述的水平井連續(xù)壓裂產(chǎn)生垂直裂縫41過程中，向下延伸的裂縫長度不超過所述上部水平井11的水平段與所述下部水平井(生產(chǎn)井)12的水平段之間的垂直距離，即不超過5m ；向裂縫中注入一定粒度的碳化硅顆粒作為高溫傳熱介質(zhì)，碳化硅顆粒的粒度為8 20目，所述碳化硅顆粒的注入程序為:①首先向裂縫中注入一定量的前置液利用壓裂攜砂液攜載一定粒度的 碳化硅顆粒作為裂縫支撐劑注入裂縫；③注入一定的頂替液將碳化硅顆粒與攜砂液擠入裂縫深處；④再利用壓裂攜砂液攜載一定粒度的碳化硅顆粒作為裂縫支撐劑注入近井地帶的裂縫中，使碳化硅顆粒在從近井地帶到油層9深處的壓裂裂縫中連續(xù)分布。C、注溶劑生產(chǎn):開啟微波發(fā)生器51，利用所述的6個測溫?zé)犭娕?2適時監(jiān)測所述上部水平井11的水平段井筒內(nèi)沿程溫度變化并據(jù)此調(diào)節(jié)微波發(fā)生器的功率，具體地，當(dāng)所述上部水平井11水平段環(huán)空的平均溫度上升到250°c以上時，下調(diào)微波發(fā)生器51功率，直到水平段環(huán)空的平均溫度下降到200°C ;當(dāng)所述上部水平井11水平段環(huán)空的平均溫度下降到150°C以下時，上調(diào)微波發(fā)生器51的功率，直到水平段環(huán)空的平均溫度上升到200°C。向所述上部注入井11連續(xù)注入輕質(zhì)烷烴溶劑，所述輕質(zhì)烷烴溶劑可以是碳數(shù)為C3、C4、C5、C6、C7或C8的烷烴溶劑，或者為它們其中兩種或多種溶劑的混合物；所述碳數(shù)為C3、C4、C5、C6、C7或C8的烷烴溶劑分別為丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷或辛烷；在本實施例中，注入碳數(shù)為C3的輕質(zhì)烷烴溶劑(丙烷)；溶劑與稠油在密度差產(chǎn)生的重力分異作用下沿著垂直與水平裂縫不斷向油層9上部與橫向擴展，形成溶劑腔2 (如圖2所示)，在高溫碳化硅加熱原油作用下，溶劑具有很高的分子擴散系數(shù)，能快速溶解于加熱降粘的稠油，并對稠油進行萃取抽提，萃取抽提出來的原油粘度下降到幾個厘泊，具有與稀油一樣的極高的流動能力，在重力作用下流入下部水平井(生產(chǎn)井)內(nèi)，并形成溶劑萃取泄油區(qū)3(如圖2所示)；下部水平生產(chǎn)井12連續(xù)采油；所述輕質(zhì)烷烴溶劑的注入速度為100 300m3/天，具體地，初期為IOOm3/天，第二年提高到150m3/天，隨著溶劑腔不斷擴展，第三年提高到300m3/天，所述上部水平井11水平段環(huán)空的平均注入壓力比下部生產(chǎn)井12水平段環(huán)空的平均排液壓力高0.3MPa ;所述下部水平生產(chǎn)井12采用自噴的方式連續(xù)采油。由上所述，本發(fā)明的微波輔助溶劑萃取稠油的開采方法，是在同一油層9內(nèi)部部署上下疊置的水平井對，對上部水平井的水平段進行連續(xù)分段壓裂產(chǎn)生水平裂縫與垂直裂縫，向裂縫中注入碳化硅(金剛砂)顆粒作為裂縫支撐劑，在水平段篩管內(nèi)下入連接地面微波發(fā)生器的微波導(dǎo)入管到水平段腳尖，在水平段的微波導(dǎo)入管上均勻部署微波發(fā)射孔，通過一定功率的微波持續(xù)對高導(dǎo)熱系數(shù)的碳化硅顆粒進行微波輻射加熱，碳化硅顆粒升溫以后通過熱傳導(dǎo)作用加熱油層9使其快速升溫到200°C以上，使稠油升溫降粘；從所述上部水平井以一定速度注入輕質(zhì)烷烴溶劑，溶劑與稠油在密度差產(chǎn)生的重力分異作用下沿著垂直與水平裂縫不斷向油層9上部與橫向擴展，形成溶劑腔，在高溫碳化硅加熱原油作用下，溶劑具有很高的分子擴散系數(shù)，能快速溶解于加熱降粘的稠油，并對稠油進行萃取抽提，萃取抽提出來的原油粘度下降到幾個厘泊，具有與稀油一樣的極高的流動能力，在重力作用下流入下部的水平生產(chǎn)井內(nèi)。本發(fā)明的開采方法，能夠有效降低稠油油藏開采成本，提高稠油油藏產(chǎn)油速度和采收率。實施例2油藏深度為400m，油藏溫度下的原油粘度為200000厘泊，原始平均地層壓力為
3.5MPa，油層9厚度有效平均25m。A、部署水平注采井網(wǎng):如圖1所示，首先在該淺層稠油油藏的主力稠油層9內(nèi)設(shè)置上部水平井(溶劑注入井)11和下部水平井(生產(chǎn)井)12，上部水平井11和下部水平井12位于同一垂直平面位置；在鉆井過程中，為了確保上部水平井11的水平段與下部水平井12的水平段之間的垂直距離為5 6m,利用磁導(dǎo)向精確控制井軌跡；溶劑注入井與生產(chǎn)井均采用11英寸的表層套管下部連接9英寸技術(shù)套管，該9英寸技術(shù)套管下部 再連接7英寸水平段割縫篩管73完井；以溶劑注入井11為例，如圖3所示，溶劑注入井11由Ilin的表層套管71，連接9in技術(shù)套管72，再連接7in水平段割縫篩管73完井；上部水平井(注入井)11與上部水平井(生產(chǎn)井)12的水平段長度均為900m，生產(chǎn)井12水平段距離油層9底界2m，注入井11水平段與生產(chǎn)井水平段垂向距離6m ；注入井11水平段篩管73內(nèi)下入多個間隔分布的測溫?zé)犭娕?2，本實施例布設(shè)6個測溫?zé)犭娕?2，所述測溫?zé)犭娕?2由一根熱電偶電纜連接至地面中控室；注入井11水平段篩管73內(nèi)下入微波導(dǎo)入管52到水平段腳尖，所述微波導(dǎo)入管52在水平段間隔分布6個微波發(fā)射孔53，所述微波導(dǎo)入管52向上穿過井口與地面的大功率微波發(fā)生器51連接；所述微波發(fā)生器、微波導(dǎo)入管以及它們之間的連接方式等為現(xiàn)有成熟技術(shù)，在此不再贅述。注入井11水平段篩管73內(nèi)下入注溶劑油管81，所述注溶劑油管81在水平段連續(xù)分布6個溶劑注入孔82 ；如圖3所示，所述測溫?zé)犭娕?2、微波發(fā)射孔53與溶劑注入孔82在水平段位于相互對應(yīng)的同一位置，有利 于注入裂縫中的碳化硅顆粒快速傳熱與注入溶劑的快速升溫。B、人工壓裂造縫:在上部水平井11的水平段與油層9對應(yīng)位置進行水平造縫和垂直造縫；利用本領(lǐng)域熟知的水平井水平段連續(xù)壓裂技術(shù)進行壓裂，如圖2所示，在上部水平井11水平段與油層9對應(yīng)位置連續(xù)均勻壓裂產(chǎn)生8條垂直裂縫41，在上部水平井水平段與油層9對應(yīng)位置連續(xù)均勻壓裂產(chǎn)生8條水平裂縫42，所述垂直裂縫41與水平裂縫42在所述上部水平井11的水平段呈交錯設(shè)置，所述各個垂直裂縫41與相鄰的水平裂縫42之間的距離為30 50m，在本實施例中該距離設(shè)為60m，所述測溫?zé)犭娕?2、微波發(fā)射孔53與溶劑注入孔82在水平段位于相互對應(yīng)的同一位置；所述的水平井連續(xù)壓裂產(chǎn)生垂直裂縫41過程中，向下延伸的裂縫長度不超過所述上部水平井11的水平段與所述下部水平井(生產(chǎn)井)12的水平段之間的垂直距離，即不超過6m;向裂縫中注入一定粒度的碳化硅顆粒作為高溫傳熱介質(zhì)，碳化硅顆粒的粒度為8 20目，所述碳化硅顆粒的注入程序為:①首先向裂縫中注入一定量的前置液利用壓裂攜砂液攜載一定粒度的碳化硅顆粒作為裂縫支撐劑注入裂縫；③注入一定的頂替液將碳化硅顆粒與攜砂液擠入裂縫深處；④再利用壓裂攜砂液攜載一定粒度的碳化硅顆粒作為裂縫支撐劑注入近井地帶的裂縫中，使碳化硅顆粒在從近井地帶到油層9深處的壓裂裂縫中連續(xù)分布。C、注溶劑生產(chǎn):開啟微波發(fā)生器51，利用所述的6個測溫?zé)犭娕?2適時監(jiān)測所述上部水平井11的水平段井筒內(nèi)沿程溫度變化并據(jù)此調(diào)節(jié)微波發(fā)生器的功率，具體地，當(dāng)所述上部水平井11水平段環(huán)空的平均溫度上升到250°C以上時，下調(diào)微波發(fā)生器51功率，直到水平段環(huán)空的平均溫度下降到220°C ;當(dāng)所述上部水平井11水平段環(huán)空的平均溫度下降到150°C以下時，上調(diào)微波發(fā)生器51的功率，直到水平段環(huán)空的平均溫度上升到220°C。向所述上部注入井11連續(xù)注入輕質(zhì)烷烴溶劑，所述輕質(zhì)烷烴溶劑可以是碳數(shù)為C3、C4、C5、C6、C7或C8的烷烴溶劑，或者為它們其中兩種或多種溶劑的混合物；所述碳數(shù)為C3、C4、C5、C6、C7或C8的烷烴溶劑分別為丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷或辛烷；在本實施例中，注入碳數(shù)為CS的輕質(zhì)烷烴溶劑(辛烷)；溶劑與稠油在密度差產(chǎn)生的重力分異作用下沿著垂直與水平裂縫不斷向油層9上部與橫向擴展，形成溶劑腔2(如圖2所示)，在高溫碳化硅加熱原油作用下，溶劑具有很高的分子擴散系數(shù)，能快速溶解于加熱降粘的稠油，并對稠油進行萃取抽提，萃取抽提出來的原油粘度下降到幾個厘泊，具有與稀油一樣的極高的流動能力，在重力作用下流入下部水平井(生產(chǎn)井)內(nèi)，并形成溶劑萃取泄油區(qū)3(如圖2所示)；下部水平生產(chǎn)井12連續(xù)采油；所述輕質(zhì)烷烴溶劑的注入速度為100 300m3/天，具體地，初期為IOOm3/天，第二年提高到200m3/天，隨著溶劑腔不斷擴展，第三年提高到300m3/天，所述上部水平井11水平段環(huán)空的平均注入壓力比下部生產(chǎn)井12水平段環(huán)空的平均排液壓力高0.7MPa ;所述下部水平生產(chǎn)井12采用自噴的方式連續(xù)采油。本發(fā)明具有以下技術(shù)優(yōu)勢:(I)稠油油層為微波弱吸收介質(zhì)，國內(nèi)外研究結(jié)果表明，在常規(guī)微波加熱過程中，只能加熱近井地帶5米范圍內(nèi)的油層，無法加熱更遠更大范圍的油層；而本發(fā)明采用水平段連續(xù)人工垂向及水平造縫，并向裂縫中注入碳化硅顆粒作為裂縫支撐劑，可以有效提高油層的微波吸收率，微波加熱過程中，從上部水平井井筒附近一直延伸到油層深處的裂縫由于碳化硅顆粒的傳熱與升溫，形成一條條高溫導(dǎo)熱通道一直延伸到油層深處，從而實現(xiàn)平面大于40米半徑及縱向覆蓋整個油層厚度的大范圍深部加熱。(2)碳化硅顆粒具有耐高溫、化學(xué)性能穩(wěn)定、硬度大(莫氏硬度為9.5級，僅次于金剛石)、導(dǎo)熱性能良好，抗沖擊、高溫時能抗氧化等優(yōu)勢，以碳化硅顆粒作為造縫支撐劑，可以長時間的形成高溫碳化硅裂縫導(dǎo)熱通道，持續(xù)的加熱大范圍的油層并降粘原油，提高原油向下重力泄油過程中的流動性能，實現(xiàn)長時間的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。(3)采用從上部水平井連續(xù)注入輕質(zhì)烷烴溶劑，溶劑注入后由于與原油的密度差產(chǎn)生縱向重力分異，溶劑沿著垂向裂縫持續(xù)向上擴展，沿著水平裂縫持續(xù)橫向擴展，從而形成不斷增大的溶劑腔；在溶劑腔表面，溶劑快速溶解于原油中進一步降粘并對稠油進行高溫快速萃取，萃取出的稠油組分隨著溶劑一起流入下部水平井(生產(chǎn)井)，由此，可以快速溶劑萃取、快速重力泄油與高速生產(chǎn)；同時，除了浙青渣油以外的稠油組分均可以溶劑萃取采出，因此采收率高，通常 可以達到80%以上。(4)注采井間保持較低的注采壓差，有利于溶劑腔向上與橫向擴展，規(guī)避溶劑直接向下竄入下部水平生產(chǎn)井，可以有效避免溶劑無效循環(huán)。(5)采出的溶劑在地面經(jīng)過簡單分離即可重新注入油層內(nèi)，因此溶劑利用率高，噸油操作成本低，經(jīng)濟效益好。以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實施方式
，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任伺本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護的范圍。
權(quán)利要求
1.一種微波輔助溶劑萃取稠油的開采方法，所述開采方法包括以下步驟: (1)在稠油油藏開采區(qū)域內(nèi)設(shè)置水平注采井網(wǎng)；所述水平注采井網(wǎng)中包括至少一對水平井對；所述水平井對由在油層內(nèi)同一垂直平面呈上下位置設(shè)置的一口溶劑注入井和一口生產(chǎn)井構(gòu)成，所述溶劑注入井為上部水平井，所述生產(chǎn)井為下部水平井； (2)利用水平井水平段連續(xù)壓裂技術(shù)在上部水平井的水平段與油層對應(yīng)位置進行水平造縫和垂直造縫； (3)向水平裂縫和垂直裂縫中注入碳化硅顆粒作為高溫傳熱介質(zhì)； (4)在上部水平井井口部署微波發(fā)生器，向上部水平井內(nèi)下入連接所述微波發(fā)生器的微波導(dǎo)入管，該微波導(dǎo)入管延伸到上部水平井的水平段腳尖，在所述上部水平井的水平段的微波導(dǎo)入管上均勻設(shè)置微波發(fā)射孔； (5)開啟微波發(fā)生器，監(jiān)測上部水平井的水平段沿程溫度變化，并根據(jù)沿程溫度變化調(diào)節(jié)微波發(fā)生器功率； (6)向所述上部水平井連續(xù)注入輕質(zhì)烷烴溶劑； (7)下部水平生產(chǎn)井連續(xù)采油。
2.如權(quán)利要求1所述的微波輔助溶劑萃取稠油的開采方法，其特征在于:所述水平注采井網(wǎng)在單層有效厚度大于15m的油層布設(shè)。
3.如權(quán)利要求2所述的微波輔助溶劑萃取稠油的開采方法，其特征在于:在所述步驟(1)中，上部水平井的水平段位于油層上部或中部，所述下部水平井的水平段位于油層底部且距離油層底部界面I 2m，所述上部水平井的水平段與所述下部水平井的水平段之間的垂直距離為5 6m，所述上部水平井的水平段長度與下部水平井的水平段長度均為600m以上。
4.如權(quán)利要求2所述的微波輔助溶劑萃取稠油的開采方法，其特征在于:在所述步驟(2)中，在上部水平井的水平段與油層對應(yīng)位置連續(xù)均勻壓裂產(chǎn)生6 15條垂直裂縫，在上部水平井的水平段與油層對應(yīng)位置連續(xù)均勻壓裂產(chǎn)生6 15條水平裂縫，所述垂直裂縫與水平裂縫在所述上部水平井的水平段呈交錯設(shè)置，所述垂直裂縫與相鄰水平裂縫之間的距離為30 60m。
5.如權(quán)利要求3所述的微波輔助溶劑萃取稠油的開采方法，其特征在于:在所述步驟(2)中，上部水平井連續(xù)壓裂產(chǎn)生垂直裂縫過程中，向下延伸的裂縫長度不超過所述上部水平井的水平段與所述下部水平井的水平段之間的垂直距離。
6.如權(quán)利要求2所述的微波輔助溶劑萃取稠油的開采方法，其特征在于:在所述步驟(3)中，碳化硅顆粒的粒度為8 20目，碳化硅顆粒的注入程序為:①首先向裂縫中注入前置液利用壓裂攜砂液攜載碳化硅顆粒注入裂縫，作為裂縫支撐劑；③注入頂替液將碳化硅顆粒與攜砂液擠入裂縫深處；④再利用壓裂攜砂液攜載碳化硅顆粒作為裂縫支撐劑注入近井地帶的裂縫中，使碳化硅顆粒在從近井地帶到油層深處的壓裂裂縫中連續(xù)分布。
7.如權(quán)利要求2所述的微波輔助溶劑萃取稠油的開采方法，其特征在于:在所述步驟(5)中，在所述上部水平井的水平段間隔部署6 20個熱電偶，用于適時監(jiān)測所述上部水平井的水平段井筒內(nèi)沿程溫度變化并根據(jù)溫度變化調(diào)節(jié)微波發(fā)生器的功率。
8.如權(quán)利要求7所述的微波輔助溶劑萃取稠油的開采方法，其特征在于:所述熱電偶間隔設(shè)置在與地面控制裝置連接的熱電偶電纜上；當(dāng)所述上部水平井水平段環(huán)空的平均溫度上升到250°C以上時，下調(diào)微波發(fā)生器功率，直到水平段環(huán)空的平均溫度下降到200 2200C ;當(dāng)所述上部水平井水平段環(huán)空的平均溫度下降到150°C以下時，上調(diào)微波發(fā)生器功率，直到水平段環(huán)空的平均溫度上升到200 220°C。
9.如權(quán)利要求2所述的微波輔助溶劑萃取稠油的開采方法，其特征在于:在所述步驟(6)中，所述輕質(zhì)烷烴溶劑是碳數(shù)為C3、C4、C5、C6、C7或C8的烷烴溶劑，或者為它們其中兩種或多種溶劑的混合物；所述輕質(zhì)烷烴溶劑的注入速度為100 300m3/天；所述上部水平井水平段環(huán)空的平均注入壓力比下部水平井環(huán)空的平均排液壓力高0.3 0.7MPa。
10.如權(quán)利要求2所述的微波輔助溶劑萃取稠油的開采方法，其特征在于:在所述步驟(7)中，所述下部水平井采用自噴或者人工舉升的方式連續(xù)采油；采出的溶劑由地面分離后循環(huán)注入 。
全文摘要
本發(fā)明為一種微波輔助溶劑萃取稠油的開采方法，該方法包括以下步驟在稠油油藏開采區(qū)設(shè)置水平注采井網(wǎng)，上部水平井為溶劑注入井，下部水平井為生產(chǎn)井；利用壓裂技術(shù)在上部水平井水平段與油層對應(yīng)位置進行水平和垂直造縫；向水平和垂直裂縫中注入碳化硅顆粒；在上部水平井井口及井內(nèi)部署微波發(fā)生設(shè)備，并根據(jù)上部水平井的水平段沿程溫度變化調(diào)節(jié)微波發(fā)生設(shè)備的功率；向上部水平井注入輕質(zhì)烷烴溶劑；下部水平生產(chǎn)井連續(xù)采油。該方法利用裂縫中碳化硅顆粒支撐劑高效傳熱降粘、熱溶劑快速溶油降粘與熱溶劑的升溫快速萃取的三者優(yōu)勢結(jié)合，實現(xiàn)微波快速加熱大范圍油層基礎(chǔ)上的溶劑快速萃取稠油，能有效降低稠油油藏開采成本，提高產(chǎn)油速度和采收率。
文檔編號E21B43/22GK103244089SQ201310131948
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月16日
發(fā)明者吳永彬, 王紅莊 申請人:中國石油天然氣股份有限公司