一种溶剂辅助低温氧化注空气吞吐开采稠油的方法技术

本发明专利技术涉及一种溶剂辅助低温氧化注空气吞吐开采稠油的方法，包括：S1、根据稠油油藏原油的平均相对分子大小以及物化性质选择相应的有机溶剂，再通过压力泵将溶剂从生产井注入到稠油油藏中；S2、关井焖井，待溶剂与稠油进行混相并萃取出稠油中的轻质组分；S3、开井，运行空气压缩机，将空气压缩机连接生产井井口的阀门打开，将空气通过生产井注入到油藏中；S4、关井，进行第二次焖井，此次焖井时间由井底附近的氧气浓度决定；S5、打开井口的生产阀门，进行采油。本发明专利技术通过溶剂萃取稠油中的轻质组分，使其与氧气发生低温氧化反应，在充分消耗氧气的情况下，降低稠油粘度，改善稠油品质，提升稠油的流动能力，从根本上实现稠油开采的降本增效。效。效。

【技术实现步骤摘要】
一种溶剂辅助低温氧化注空气吞吐开采稠油的方法


[0001]本专利技术属于油田开发领域，涉及一种稠油开采方法，特别是涉及一种溶剂辅助低温氧化注空气吞吐开采稠油的方法。

技术介绍

[0002]稠油在全球的非常规资源中占比大，据统计，全球稠油储量约为6万亿桶。然而，由于稠油的高粘度、高密度，大部分稠油油田仍未开发，为了利用稠油粘度随温度急剧变化的特点，在对稠油进行开发时一般采用热采的方式，目前主要为注蒸汽的方式，但制造蒸汽需要消耗大量能源，同时产生大量温室气体，对环境极其不友好。同时，采出水的处理随着环保要求的提高，处理成本也越来越高。这些因素导致目前一些稠油油田开采效率低下、运营困难。对于埋藏较深的油藏，由于井筒沿程的热损失巨大，使得注蒸汽开发不具备技术可行性。
[0003]针对注蒸汽难以开发的稠油油藏，有学者提出通过溶剂萃取技术(VAPEX)提高稠油开采效率，相比于热采，VAPEX技术有以下几个优点：(1)该技术不需要注入蒸汽，地面设施的成本会大大降低；(2)没有热量的损失以及温室气体的排放：(3)可以使稠油中的沥青质稳定性变差发生脱离沉降，使稠油就地改质；(4)能够极大提升稠油的举升效率。即使VAPEX技术显示出比传统的热采更高的产油速率和采收程度，但在实际应用过程中，由于不同油藏的不同属性，VAPEX技术的经济盈利能力可能并不能达到预期。研究表明，稠油的原始粘度对于溶剂萃取的效果影响较大，部分稠油油藏所需要的溶剂的量和价格可能在一定程度上会影响到VAPEX技术的经济性，并且溶剂的回采程度也不理想。因此，该技术有待改善以同时满足经济效益与技术可行性。
[0004]另一方面，为了达到稠油的降粘改质目的，注空气开采稠油技术被广泛应用，稠油注空气低温氧化采油技术是将廉价的空气注入油层，利用低温氧化反应在油层内部就地将稠油改质。相关研究表明低温氧化反应后稀油黏度增加不超过20%，但是黏度较高的稠油黏度增加10%～300%；原油黏度越大，反应时间越长，低温氧化后原油黏度的增加越明显。由此可见，不同的原油组分遇空气后会发生不同类型的氧化反应：原油的重质组分在低温条件（149℃~364℃）下的主导反应以加氧吸热反应为主，对应耗氧速率低；而原油的轻质组分在相同温度条件下遇氧后则以断键放热反应为主，其对应耗氧速率高，且能产出大量热量。因此，在实际的反应过程中要尽量避免稠油中的重质组分发生加氧反应。然而，虽然空气低廉，来源充足，但是注空气开采过程中，空气中的氧气难以被完全消耗，由于设备繁多、工艺复杂、管理缺陷等问题，各个环节均存在着可燃性混合物爆炸的危险。其中，空压机、注气管线和注入井井筒是注气过程中的主要危险隐患。目前，国内油田还缺乏较多的管控措施和设备，国内多家油田对该技术都顾虑重重，所以注空气开采稠油技术的可控制性与安全性还有待深入研究与完善。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种溶剂辅助低温氧化注空气吞吐开采稠油的方法，该方法通过溶剂萃取稠油中的轻质组分，使其与氧气发生低温氧化断键反应，在充分消耗氧气的情况下，降低稠油粘度，改善稠油品质，提升稠油的流动能力。本专利技术在深层或复杂油层稠油的开采中应用前景广阔，能够从根本上实现稠油开采的降本增效。
[0006]为达到以上技术目的，本专利技术采用以下技术方案。
[0007]一种溶剂辅助低温氧化注空气吞吐开采稠油的方法，依次包括以下步骤：S1、首先根据稠油油藏原油的平均相对分子大小以及物理化学性质选择相应的有机溶剂，一般可以是己烷、C4‑
C
10
的混合物或二甲苯，溶剂从井口产出的废弃原油或者从下游的炼油厂原油的分离物提取而来；再通过压力泵将溶剂从生产井注入到稠油油藏中，油藏厚度在30~40m范围的油藏单井一般一个周期注入200~500m3的溶剂，注入方式应选择段塞式注入；S2、关井焖井，一个周期的焖井时间一般为3
‑
5天，待溶剂与稠油进行混相并萃取出稠油中的轻质组分；S3、开井，运行空气压缩机，将空气压缩机连接生产井井口的阀门打开，根据油藏的大小将空气通过生产井注入到油藏中，单井一般选择注入1~2
×
104m3的空气；S4、关井，进行第二次焖井，此次焖井时间由井底附近的氧气浓度决定，当井底氧气浓度低于0.5%，即认为此时空气中的氧气已经和溶剂萃取出来的轻质组分发生了充分的低温氧化反应，井底氧气的浓度可由井底的气体探测器监测得到；S5、关闭空气压缩机与井口的阀门，打开井口的生产阀门，进行采油。
[0008]本专利技术首先根据稠油性质筛选轻质溶剂（C4‑
C
10
），将溶剂通过油井注入油藏，然后关井一段时间进行焖井；待溶剂与稠油进行混相并萃取出稠油中的轻质组分后，再将一定量的空气注入到油藏中；再关井一段时间进行焖井，此过程中空气中的氧气将与抽提出的轻质原油组分进行氧化放热反应，反应产生大量的热与非凝结气体（如CO、CO2与N2等）对近井地带稠油进行增压降粘，同时反应产生的高温还可以促使稠油实现原位改质等系列反应，提升油品性质；待氧气被完全消耗后再开井生产。此方法的主要过程可分为五个阶段，即注入溶剂、第一次焖井、注入空气、第二次焖井与回采。
[0009]本专利技术注入介质主要为溶剂与空气，其中溶剂可由井口产出的废弃原油或者从下游的炼油厂原油的分离物提取后获得，而空气的来源非常丰富。相较于蒸汽，不仅经济易获得，且不产生CO2，是一种低能耗、低碳环保、低成本的高效稠油开采技术，同时该技术还适用于目前难以通过注蒸汽的方式开采的深层与其他难动用低品位稠油油藏，拥有提高稠油开采经济效益，提升油品性质，深化剩余储量挖潜的潜力与价值。
[0010]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过溶剂萃取稠油中的轻质组分，使其与氧气发生低温氧化断键反应，在充分消耗氧气的情况下，降低稠油粘度，改善稠油品质，提升稠油的流动能力，同时提高了注空气技术的可控性和安全性。
[0011]本专利技术应用前景广阔，能够实现稠油开采的降本增效，降低油田生产的碳排放，适用于深层或复杂油层稠油的开采。
附图说明
[0012]图1是本专利技术溶剂辅助低温氧化注空气吞吐开采稠油的方法流程图。
[0013]图2是本专利技术在直井中应用的剖面示意图。
[0014]图3是本专利技术在水平井中应用的平行与水平井方向剖面示意图。
[0015]图4是本专利技术在水平井中应用的垂直与水平井方向剖面示意图。
[0016]图2、3、4中：
①‑
溶剂注入阶段；
②‑
焖井阶段；
③‑
空气注入阶段；
④‑
二次焖井阶段；
⑤‑
生产阶段；1
‑
注入的溶剂聚集区域；2
‑
稠油聚集区域；3
‑
溶剂与稠油混合萃取区域；4
‑
注入的空气聚集区域；5
‑
空气中的氧气与萃取出来的轻质油发生低温氧化反应区域；6
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种溶剂辅助低温氧化注空气吞吐开采稠油的方法，依次包括以下步骤：S1、首先根据稠油油藏原油的平均相对分子大小以及物理化学性质选择相应的有机溶剂，再通过压力泵将溶剂从生产井注入到稠油油藏中；S2、关井焖井，待溶剂与稠油进行混相并萃取出稠油中的轻质组分；S3、开井，运行空气压缩机，将空气压缩机连接生产井井口的阀门打开，将空气通过生产井注入到油藏中；S4、关井，进行第二次焖井，此次焖井时间由井底附近的氧气浓度决定；S5、关闭空气压缩机与井口的阀门，打开井口的生产阀门，进行采油。2.如权利要求1所述的一种溶剂辅助低温氧化注空气吞吐开采稠油的方法，其特征在于，步骤S1中，所述溶剂是己烷、C4‑
C
10
的混合物或二甲苯，溶剂从井口产出的废弃原油或者从炼油厂原油的分离物提取而来。3.如权利要求1所述的一种溶剂辅助低温氧化注空气吞吐开采稠油的方法，其特征在于，步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄思源，黄岢，蒋琪，于春生，周翔，张阳，李锐，吴芳杰，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：