[发明专利]用于在致密油油藏中执行压裂和提高石油采收率的方法

说明书

本发明涉及用于在致密油油藏中执行压裂和提高石油采收率的方法，具体地，涉及一种从油藏采收石油的方法。该方法包括：通过井筒将CO₂引入油藏中，所述井筒的井底压力大于油藏的破裂压力以在油藏内形成裂缝，而且该井底压力大于CO₂与石油之间的最小混相压力以形成混相带；停止通过井筒引入CO₂第一时间段，以使井底压力降低至低于破裂压力且大于最小混相压力；再次引入CO₂以将井底压力维持在低于破裂压力且大于最小混相压力，以维持混相带；关闭井筒以促使CO₂穿过油藏沿着远离井筒的方向驱替；以及从油藏采收石油。

技术领域

本文公开涉及提高石油采收率，特别涉及用于在致密油油藏中执行压裂和提高石油采收率的方法。

背景技术

从目标地层一次采油期间，该地层的油藏驱动源自天然机制，例如，将石油向下驱入油井的天然水、天然气在油藏顶部的膨胀、最初溶解于原油中的气体的膨胀，以及油藏中的石油从上部移动至油井所在的下部时所引起的重力泄油。

天然油藏驱动减弱后，实施二次采油方法。二次采油方法通常依靠向油藏中供应外部能量，例如以注入流体的形式，以增加油藏压力，从而用人造驱动替代或增加天然油藏驱动。

水力压裂是一种油井增产技术，在该技术中，采用加压液体(例如，水)来压裂油藏。该技术涉及在高压下将压裂流体(主要为水，含有沙子或其他支撑剂)注入井筒，以在油藏的深岩地层中形成裂缝。当液压从油井中排出时，小颗粒的支撑剂使裂缝张开。

二氧化碳(CO₂)最近被用作压裂液来刺激油藏。探索使用CO₂作为压裂液的研究表明，它的使用有可能减少石油生产过程中的用水量。

传统的CO₂压裂工艺往往比较复杂，产生的裂缝相对于用水基压裂液进行水力压裂时形成的裂缝较小。进一步，传统的CO₂压裂需要进行返排步骤，在该步骤中，至少一部分注入油藏中的CO₂经由井筒回收。在该返排步骤期间，存在有这样的风险，即支撑剂可能会流出油藏，返排至井筒。进一步，在CO₂与液压流体(例如，水)相混合的CO₂压裂期间，大量的CO₂需要经由蒸发、再捕获、固-液分离以及油气分离进行回收。因此，在传统的CO₂压裂中，CO₂的利用效率低，而处理时间及资金成本高。

CO₂驱油是在低于地层压裂压力的压力条件下将CO₂注入目标地层以刺激石油生产的过程。在水力压裂与CO₂驱油之间，钻井井口需要换成生产井口。

与CO₂驱油相类似，CO₂吞吐是三步过程，由以下组成：将CO₂注入油藏，将CO₂浸泡在油藏内，并从油藏开采石油。CO₂吞吐通常在二次采油技术例如水力驱油(例如，用水进行)的实施之后进行。在CO₂吞吐的注入步骤中，CO₂通常在非混相条件注入以驱替井筒附近的流动流体并给油井排油区加压。在浸泡步骤中，CO₂可与油藏中的石油相互作用并溶解在该石油中。这种相互作用通常导致油藏中的石油发生膨胀，并降低石油的粘度。在开采步骤中，通过降低井筒压力使油井恢复生产，由此将混合有CO₂的石油吸入井筒。虽然CO₂吞吐可能是有效的提高石油采收率(EOR)技术，然而，其在其他二次采油技术实施之后才应用通常需要额外的资金成本并导致低效率。

发明内容