[发明专利]用蒸汽和氧气的原位燃烧和分别注入的烃采收

说明书

技术领域

进行沥青SAGDOX EOR的方法和步骤，其通过将氧气和蒸汽分别注入至沥青储层；并且如果需要的话，移除由燃烧所产生的不凝性气体以控制储层压力。在本发明的一个方面中，本地提供了废热发电操作，以供给氧气和蒸汽需求。

本文所使用的缩写

SAGD=蒸汽辅助重力泄油

SAGDOX=本发明包括具有氧气的SAGD

SAGDOX_（X）=具有x%氧气的SAGDOX

ISC=原位燃烧

PG=所产生的不凝性气体

GD=重力泄油

ETOR=能源石油比（MMBTU/bbI）

EOR=三次采油

U of C=卡尔加里大学

CSS=蒸汽吞吐

ISC（O₂）=使用氧气的ISC

ISC（空气）=使用压缩空气的ISC

STARS=蒸汽辅助的采收模拟

SI-ISC=SAGD引发的ISC

VT=垂直

HZ=水平

发明背景

在加拿大，广泛用于从Athabasca或者类似地层中原位采收沥青的方法为SAGD。

但是，SAGD具有如下的问题：

蒸汽为高成本的

该方法使用大量的水（0.25至0.50bbl/bbl.bit.），甚至在回收所产生的水之后。

排放的CO₂较高（约0.08公吨CO₂/bbl沥青）。

排放的CO₂不容易捕集（在废气中被稀释）。

蒸汽的运输在大于5km时不能是经济的；所以中央蒸汽装置不能用于广阔的陆地区域。

均匀的储层（包括贫瘠区域）会负面影响SAGD的性能。

温度由操作压力而定。温度不会超过饱和蒸汽温度。如果不得不降低压力以有助于包含储层流体，那么产率就会降低。

SAGD不能通过蒸发使原生水动起来（mobilize）。

所产生的水体积通常小于注入的蒸汽体积。

SAGD不能在储层中回流蒸汽-其为单程蒸汽过程。

使用标准的井尺寸和5m的注入器与生产井之间的间距的井孔水力学可以将有效的井长度限制为<1000m。

SAGD不能通过蒸发移动贫瘠区域的水。具有降低的沥青饱和度的贫瘠区域会阻塞蒸汽室的生长并损害产率。

SAGD在蒸汽波及区域中遗留未被回收的残留沥青（10-25%）。

对于本发明来说，SAGDOX在这里可被定义为增加了SAGD的过程，其除了SAGD使用的蒸汽之外还利用了氧气，所述蒸汽与氧气混合在一起，以将能量（热量）注入至沥青。氧气通过在蒸汽波及区域燃烧残留的沥青而提供额外的热量。SAGDOX过程还可以在没有SAGD的情况下被引发。

实施SAGDOX过程能够降低递送至沥青储层的能量的总成本。

当考虑到原生水、燃烧水和贫瘠区域的水时，SAGDOX应当直接使用较少的水，并产生比所使用的更多的水。

CO₂在浓缩蒸汽中排放，适于隔离。

如果某些CO₂被隔离在储层中或者被隔离在异地的位置中，SAGDOX可以排放比SAGD少的CO₂。

氧气可以在超过100英里的管道中经济地输送。我们可以集中氧气的生产。

SAGDOX过程将不会像SAGD那样受到储层均匀性的影响。

在SAGDOX过程中，能量递送的燃烧组分产生的温度高于饱和蒸汽温度。对于给定的储层或过程压力来说，SAGDOX将具有比SAGD高的平均温度。

原生水将被蒸发并作为蒸汽在SAGDOX内流动。

因为SAGDOX的平均温度高于饱和蒸汽温度，我们可以在储层中回流某些蒸汽。

每单位产物所产生的流体（沥青+水）体积小于SAGD体积，所以我们可以延长水平生产井的长度，而不会超过水力限度。

用于SAGDOX过程的单一井对可以比相当的SAGD井对回收更多的油。

贫瘠区域的沥青将被回收或燃烧，贫瘠区域的水将被蒸发。

在燃烧波及区域中将几乎不会遗留可回收的沥青。

文献研究