[发明专利]在CHOPS后油田回收操作中使用碱金属硅化物

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年10月17日提交的美国临时专利申请号61/892,222的优先权，其全部内容通过引用并入本申请。

技术领域

本发明涉及用于改进可从CHOPS后(重油出砂冷采后)含油层中提取的原油的回收率和增加其量的碱金属硅化物系统和技术。

背景

油田背景

在烃沉积物中，例如包含重油和沥青的储层中，烃资源的主要部分通过现有方法不可回收，包括初级采出和二级注水技术。这些现有回收技术仅到达已知重质石油储备的小部分，剩余部分仍困在地下。这特别符合10-22度API(美国石油学会比重(AmericanPetroleumInstitutegravity))种类的重质原油和沥青的情况，其中烃沉积物的粘度可在几百泊范围内或更大。特别地，这些较重质原油难以被水基流体从多孔基质(地层)置换到采出井，由于其粘性指进(不稳定的液体界面)和不利的流度比，使得简单的注水是不可行的选择。

重油出砂冷采(CHOPS)技术已经用于从相对薄的未固结的油砂中回收重质石油。CHOPS是非热过程，其中砂和油两者同时在初级条件下产生。增加的砂采量导致石油采量也有较高水平。典型的CHOPS回收率仅为原始油储量的5-15%，剩下大量储量，且储层的大部分未开采。由于从这些储层和地层采砂，在采油层中产生非常高的渗透性通道(“蚓孔(wormhole)”)。虽然已经表明在很多情况下，这些蚓孔为直径最多数厘米的开放通道，可延伸几百米至地层，但在其它情况下，在初级石油开采停止之后，蚓孔可填充、崩塌和/或继续生长为开放通道的网络和高孔隙度及渗透性的扰动区。蚓孔可为动态现象。随着出砂持续，蚓孔生长得更大和更长，延伸更深至储层。因此，蚓孔在CHOPS后含油层中的存在使得大多数后续强化回收技术的应用在技术上是困难的、高风险的、不经济的乃至不可能的。

在初级CHOPS采出之后，另外的驱油(flooding)或其它二级技术通常无效，因为水或其它流体和气体在沿着CHOPS后含油层中的蚓孔通道行进时，容易绕过重油。注入的流体然后在驱油期间快速地穿透地层，因为水和重油之间不利的流度对比。

已经提出许多技术并尝试用于改进石油回收效率，但大量烃甚至在二级回收努力之后仍然留在富油地层中的。导致烃在地层中滞留的一个因素是不能对基质油层的孔隙中存在的烃液滴施加足够的压力以促进其流向采出井。而且，增加的石油价值和增加的需求对用于恢复较旧的井的强化石油回收方法产生了更大的需求，包括由于水比起采出的全部石油量(含水)的高比率而已经废弃的那些井。

强化石油回收通过有效地增加埋在地层中的石油的相对渗透性和通过减少石油的粘度和表面张力来促进先前受困的石油的流动。大量强化石油回收技术目前已在油田中实施，包括涉及热力学、化学和机械过程的那些。用蒸汽加热石油通常降低受困石油的粘度，只要容易获得热能和可控制热量损失。在CHOPS中，蒸汽无效，因为油带相对薄和传热太难。

已经研究不同的EOR技术以改进初级CHOPS采出之后的石油回收。已经进行尝试，在驱油情况下，利用井下蒸汽发生器将热量应用至CHOPS后采出中，以降低原油粘度和改善流动，因此可将重油驱赶至(第二)收集井中。在水平CHOPS井中的微波设备已经用于加热地层和降低粘度以改进重油的流度。此外，微生物技术也已经用于产生生物气、甲烷或CO₂，以再加压CHOPS井的一部分，从而将气体溶解进重质原油中以降低粘度和提供采出的驱动能量。溶剂和溶剂蒸汽注入EOR技术还用于再加压CHOPS后的储层，降低粘度，改进驱油(sweep)和回收率。然而，这些技术都不提供通用的经济解决方案，也未获得广泛用途。需要其它技术加入至石油回收工具箱。因此，需要有效方式从CHOPS后含油层中回收石油。

发明概要

本发明涉及促进从含油层中重油出砂冷采(CHOPS)后的井中额外的石油回收的方法。所述方法任选地在具有至少一个蚓孔的CHOPS后含油层中冲洗井筒以从井筒中排出水；然后将碱金属硅化物经由井筒注入CHOPS后含油层以将碱金属硅化物引入至CHOPS后含油层内的至少一个蚓孔中。注射步骤后面是使注入的碱金属硅化物与水反应以促进CHOPS后含油层内的石油流动；和从CHOPS后含油层中回收石油。在一个实施方案中，所述注入和反应步骤以循环方式重复以促进CHOPS后含油层内的石油流动。

附图简述