[发明专利]通过储层盐水的井下电解制氢以提高油采收率

说明书

利用电化学装置(102)提高油采收率的系统和方法包括将电化学装置引入注入井眼(104)中。电化学装置包括阳极(158)、阴极(160)和内壁(168)，内壁限定了包括阳极和阴极两者的内部(129)。运行电化学装置，使得注入井眼的注入水被引入电化学装置的内部。将电力引入电化学装置，使得注入水的一部分转化为产物气体，产物气体包括氢气和氧气。运行电化学装置，使得产物气体形成产物气泡(170)并且产物气泡行进至地层中，其中产物气泡与地层的储层烃反应以形成通过生产井眼(118)生产的产出流体。

技术领域

本公开的领域涉及提高地下井中的油采收率。更具体地，本公开涉及使用电化学装置来提高烃储层的采收率。

背景技术

可以利用储存在烃储层中的自然压力从烃储层中生产油和气。所采收的油的量将取决于诸如油粘度、储层可湿性、储层压力和储层渗透性之类的参数。

产水是油田作业中的长期问题，其降低了油气资源的经济价值。老化油田面临产生“含水原油”的挑战。含水原油是其中夹带有地层水的原油或凝析油的术语。在大多数情况下，从井中生产的物质不全是烃。这种含水通过将地层水带到地表而降低了生产系统的效率和有效性。最终，所产生的水量达到使生产井对于进一步产烃变得不经济的水平。

发明内容

本公开的系统和方法利用电化学装置电解地层水以在关闭井中的井下产生诸如氢气之类的气体。产物气体将与地层中的天然烃相互作用，并通过分解储层烃的重质组分来降低储层烃的粘度。产物气体还可以改变岩石可湿性，从而使岩石更容易被气体润湿，并因此改善储层烃的流动性。产物气体可以提高地层中的压力，从而为地层提供能量。产物气体的这些作用中的每一种都将提高油采收率。使用水形成产物气体还降低了水侵入产油井和产气井的不利影响。电化学装置的电力可以由太阳能光伏板提供，从而不需要外部电源基础设施。

在本公开的一个实施方案中，利用电化学装置提高油采收率的方法包括将电化学装置引入注入井眼中，其中电化学装置包括阳极、阴极和内壁，其中内壁限定了包括阳极和阴极两者的内部。运行电化学装置，使得注入井眼的注入水被引入电化学装置的内部。将电力引入电化学装置，使得注入水的一部分转化为产物气体，其中产物气体包括氢气和氧气。运行电化学装置，使得产物气体形成产物气泡，并且产物气泡行进至地层中，其中产物气泡与地层的储层烃反应以形成通过生产井眼生产的产出流体。

在可供选择的实施方案中，生产井眼可以与注入井眼间隔开，并且生产井眼比注入井眼更靠近地表。产出流体的粘度可以小于储层烃的粘度。产出流体的沸点可以低于储层烃的沸点。可以利用产物气泡改变地层的可湿性。可以利用产物气泡的压力向储层烃提供能量。可以由太阳能光伏板提供电力。

在本公开的一个可供选择的实施方案中，利用电化学装置提高油采收率的方法包括将电化学装置引入注入井眼中，使得电化学装置位于含水地层中，其中含水地层内的流体包括注入水，并且其中电化学装置包括阳极、阴极和内壁，其中内壁限定了包括阳极和阴极两者的内部。运行电化学装置，使得注入水被引入电化学装置的内部。将来自太阳能光伏板的电力引入电化学装置，使得注入水的一部分转化为产物气体，其中产物气体包括氢气和氧气。运行电化学装置，使得产物气体形成产物气泡，并且产物气泡行进至地层中，其中产物气泡与地层的储层烃反应以形成通过生产井眼生产的产出流体，其中生产井眼与注入井眼间隔开，并且生产井眼比注入井眼更靠近地表。

在可供选择的实施方案中，产出流体的粘度可以小于储层烃的粘度。产出流体的沸点可以低于储层烃的沸点。可以利用产物气泡改变地层的可湿性。可以利用产物气泡的压力向储层烃提供能量。