[发明专利]一种致密储层深部水相圈闭损害解除的方法及装置

说明书

本发明公开了一种致密储层深部水相圈闭损害解除的方法及装置，可以有效解除油气钻采过程中水相入侵储层造成的水相圈闭损害。该方法通过在套管内下入多段式电加热棒，并且对套管注入氮气，热量主要通过两个途径进入储层，首先是电加热棒通过热辐射加热套管，套管、水泥环与储层之间通过热传导的方式传递热量；然后是电加热棒通过强制对流传热以及热辐射加热氮气，氮气进入裂缝将热量带入储层，热量进入储层后高温将液态水蒸发为水蒸气，返排阶段利用压力差将水蒸气和氮气从套管导出，该装置主要包括多段式电加热棒、氮气系统。通过上述方法和装置可以高效解除储层深部水相圈闭损害，恢复和改善储层渗透率。

技术领域

本发明涉及一种致密储层深部水相圈闭损害解除的方法及装置，可以提升致密藏气采收率。

背景技术

目前就探明储量和技术实力而言，致密砂岩气藏是我国最具现实勘探开发意义的非常规天然气资源，但是致密砂岩储层，一般不具有自然产能，需要通过水力压裂形成裂缝网络，缩短气体从基质到裂缝的渗流距离、增大泄流面积，实现致密砂岩气藏经济开发。压裂规模大，压裂液用量多，单井压裂液可达(2-4)×10⁴m³，但压裂液返排难度大，返排率往往低于50％。压裂液滞留，再加上在钻完井过程中的其他水相入侵，产生水相圈闭损害，严重影响致密砂岩气的渗流能力。所以迫切需要一种高效、经济、对环境友好的解除水相圈闭损害的方法以及系统性的装置。

现有技术方法中，可以通过一些工程技术措施来减少水相圈闭损害，例如改变钻井技术使用欠平衡钻井，使用一些非润湿相工作液等，当出现水相圈闭损害发生后目前解决技术主要可以分为两个方向：一是通过化学技术可以酸化，可以加入化学活性剂；另外一个方向是物理加热技术，可以火烧储层等。但是这些技术方法有的效率低下，有的解除效果不明显，有的经济成本太高。

相较于中国专利公布号CN202611662 U公开的“井下涡轮发电机电加热稠油短节”该方法的能源来自井下发电机其受限于井下空间所以装置体积小，电能供给十分有限，难以通过电能产生大量的热能。

相较于中国专利公布号CN 102261238 A公开的“一种微波加热地下油页岩开采油气的方法”，该方法主要是对地下油页岩矿层进行造缝，分别生成横向裂缝和纵向裂缝，在生成的纵向裂缝中注入微波强吸收介质；然后通过微波强吸收介质进行直接微波加热，所述油页岩矿层，以及使得生成的油气通过所述横向裂缝导出，该加热方法并没有针对于井下水相圈闭损害问题的解除而且从原理上讲与本发明没有任何关联。

此外，目前还有采用地层热处理的技术，通过专门的注气管道向位于井下储层段的一个气体加热装置进行注气，装置将加热后的气体排出使之进入储层从而解除水相圈闭损害。该方法的特点是热能利用率较高，但是加热效率低下，每次加热需要长时间的预热，时间成本太高。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种致密储层深部水相圈闭损害高效解除的方法及装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：通过在套管内下入多段式电加热棒，下入至储层段，然后对套管注入氮气，利用电加热棒的高温同时加热氮气以及套管，加热一段时间后停止注入氮气，热量主要通过两个途径进入储层，首先是电加热棒通过热辐射加热套管，套管通过热传导加热水泥环，水泥环再通过热传导让热量进入储层，然后是电加热棒通过强制对流换热以及热辐射加热氮气，氮气通过裂缝将热量带入储层，热量进入储层后高温将液态水蒸发为水蒸气，返排阶段通过压力差将水蒸气和氮气从套管导出，从而解除水相圈闭损害。进一步的是：所述电加热棒的发热温度为200℃-500℃，当电加热棒下入至目标储层段通过变频器使得电加热棒开始以500℃的高功率运行，油气井套管一般采用API标准材质，常见材质为N80,J55其均可承受超过600℃的温度。