[发明专利]气体与电加热辅助重力泄油技术

说明书

所属技术领域

本发明属于油田钻井、完井和采油工艺技术，主要应用于稠油油藏开采，特别涉及一种气体与电加热辅助重力泄油技术。 

背景技术

直井蒸汽吞吐、水平井蒸汽吞吐、复合蒸汽吞吐和蒸汽辅助重力泄油等注蒸汽开采技术是目前技术较成熟、开采效果较好的稠油热采技术。但是，注蒸汽热采技术还存在如下不足：一是地面和井筒热损失，热损失高达20％～30％以上；二是注入蒸汽冷凝后的油水两相流动，影响稠油产量；三是井底和地层内蒸汽相分离及蒸汽超覆。随着油田开发的不断深入，需要转换注蒸汽开采方式，采用稠油开采新技术。 

注采井和油藏电加热是一项利用地面电能在注采井或油藏进行电加热的提高原油采收率技术，为注蒸汽等现有热采技术转换开采方式提供了新思路。油井或油藏电加热理论和技术研究始于20世纪50年代，20世纪80年代开始进行了大量的先导试验，并取得了油井集中式电阻加热和油藏分布式加热的初步成功，电加热激励后原油产量提高了2～4倍左右。同时，开展了电力传输、功率损耗和热利用率等工程电磁学和热工学方面的实验和理论研究，取得了较丰富的饱和油相岩石分布式电加热的电磁理论和渗流理论成果。但是，单纯的油井或油藏电加热技术主要依靠加热降低原油粘度和重力驱替机理，受电加热范围限制，开采速度和有效波及范围有限，扩大加热体积和提供更充足的驱替作用是改善油井或油藏电加热的重要途径。 

注气辅助重力泄油技术也是最近提出的一项稠油开采技术，通过上部注入井注入气体，在油藏上部形成气顶，提高油藏压力，采用合理的注气速度来控制油气界面，驱动原油向下部生产井流动，辅助重力泄油。但是，由于气体降低原油粘度作用较弱，原油流动性改善效果差，开采速度慢，实用价值不明显。 

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供了一种气体与电加热辅助重力泄油技术(Gas and Electrical HeatingAssist Gravity Drainage，简称GEAGD)，采用上下双水平井或上部直井与下部水平井结合方式，两口井起到双电极作用，就地分布式加热油藏(主要是井间油藏)，避免了地面和井筒热损失、加热效率高，并因无注入水而明显减弱油水两相流动的不利影响；另一方面，向上部井注入气体(N₂、CO₂、烟道气或天然气等)，可在油藏顶部捕集形成气顶，增加地层能量，保持地层压力，辅助重力驱油，同时还起到隔热作用。注入气体与电加热协同作用，可以扩大热波及体积、改善加热效果，提高采油速度。 

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是一种气体与电加热辅助重力泄油技术，其特殊之处是：利用上部水平井或直井与下部水平井作为电极，通入功率为几百至几千千瓦的电流(通常为60赫兹、380伏甚至更高电压的低频高压电流，功率则需要根据油藏地质特点和井身结构来确定)，在油藏内产生分布式电场，以油藏作为电阻进行加热，使油藏温度升高几十至200℃以上，明显降低稠油粘度、加快注入气体扩散速度。而注入气体(N₂、CO₂、烟道气或天然气等)可携带部分热量在油藏内扩散、形成气体与电加热协同作用下的气腔和加热体积。 

对于老区块，可以在现有水平井基础上，在上部加钻水平井或直井，或者在现有井眼上部开窗侧钻水平井或定向斜井。对于新区块，可以油藏工程研究结果，部署上下双水平井、双底水平井或上部直井与下部水平井。在直井眼或水平井眼内采用筛管、衬管或者筛管与砾石充填完井。 

本发明的气体与电加热辅助重力泄油是一项非常有潜力的重力驱开采技术，可用于新油田和老油田二次开发。该技术具有如下技术优势： 

(1)气体与电加热协同作用。电加热加快了气体扩散速度，而气体扩大了加热范围，并在油层顶部捕集形成气顶，起到保持压力和隔热作用。气体驱动和电加热的热利用率高、压力保持效果好，能够协同辅助重力泄油。 

(2)避免了因注汽引起的问题，如地面和井筒热损失、冷凝水吸热、油水两相流动及井间汽(水)窜流等。 

(3)顶部注气井可采用直井或者开窗侧钻井等多种工艺方式。 

(4)完井投资较注汽井低，只需部分使用绝缘套管或筛管，且操作成本低。 

(5)尤其适用于垂向渗透率和倾角较高的稠油油藏。 

(6)可作为老油田蒸汽吞吐和SAGD的接替技术和新油田开采技术。