[发明专利]用于对海上储层注水的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请要求享受2009年12月21日提交的美国临时申请序列号No.61/288430的优先权，该申请在此整体引入作为参考。

技术领域

概况来说，本发明涉及一种用于对海上储层注水以提高油的采收的系统和方法，尤其是涉及一种用于对边际海上储层注水以提高油的采收的便携式系统和方法。

背景技术

储层系统，例如油层，通常含有诸如水的流体以及诸如油和气的烃类混合物。为从储层开采烃类，可以使用不同的机理，诸如一次采收工艺、二次采收工艺或三次采收工艺。

在一次采收工艺中，由于储层与井眼内井底压力之间的固有压力差较高，烃类被从储层排出。储层的能量和自然力将储层中含有的烃类驱至开采井，直至地面。人工举升系统，例如有杆泵、电动潜水泵或气举系统，通常在一次开采阶段实施，以减少井内的井底压力。这些系统增加了储层和井眼入口之间的压力差；从而增加烃类开采。但是，即使使用这些人工举升系统，由于储层压力的原因，利用一次开采工艺通常也仅能采收原始原油地质储量（OOIP）的一小部分，储层和井眼入口之间的压力差由于开采而随着时间减小。例如，在一次采收达到极限(亦即：储层压力太低而导致开采率不合算的情况，或者在开采流中气或水的比例太高的情况)之前，通常只能开采原始原油地质储量的约10-20%。

为了延长储层的开采寿命，可以使用二次采收工艺或三次采收工艺。通常，在这些工艺中，诸如水、气、表面活性剂或它们的组合这样的流体被注入到储层中，以维持储层压力，并将烃类驱至开采井。例如，除了一次采收过程中开采的量之外，通常还可以额外开采原始原油地质储量的约10-50%。最通用的二次采收工艺是注水，其常常被称为提高采收（IOR）的工艺，其包括向储层注入水，以置换或物理驱扫残油至邻近的开采井。

注水作业通常需要用于注入的充足水源、对水源水进行过滤和化学处理的水净化系统、泵送或注入系统以及经由井眼通向储层地层的通路。虽然注水工艺比其他采油工艺更经济，但是，注水作业存在后勤和经济局限性，这些妨碍了注水的使用，尤其是在海上环境作业的时候。

在海上或远洋注水作业时，开采井和注入井位于海底，或者在水体下面，通向井的通路主要经由平台或开采船舶。开采出的水被处理而用作注水水源；作为选择，也可以采收、处理海水，将其注入到注入井中。这样的流体加工/处理设施通常位于集中式注入平台上，所述集中式注入平台经由海底管线连接于各个注入井，因为注入井通常位于储层周边很远。

注水的投资和运行成本以及后勤限制常常确定了注水是否是用于采收储层的可行选择。从历史的角度来看，在原始原油地质储量范围在0.25-2百万储罐桶数（MMSTB)之间的边际油储层中，注水还没有可行的，即使在增加的注水储量达到第一储量的两倍的时候。例如，从对边际海上储层进行注水获得的预测的增产油通常不会抵销注入泵和供给注入水至远程平台的铺设管线的成本。注水采收同样还依赖于水注入时机，而由地面获得水的延误也会导致采收损失。此外，海水注入系统安装在远程平台上，这从结构上来说是不可行的，因为它们受到重量限制、空间限制和有限移动的挑战。

发明内容

依照本发明的一个方面，本发明公开了一种在海底储层中进行注水的方法。该方法包括：提供其内具有烃类的海底储层和多个海上平台，每个海上平台具有与海底储层流体连通的井眼。还提供了便携式注水系统。便携式注水系统包括用于采收海水的潜水泵、用于容纳海水的箱、以及用于泵送海水至海底储层的注入泵。在所述多个海上平台中的至少一个上组装所述便携式注水系统。利用所述便携式注水系统，向海底储层注入海水一预定量的时间。烃类从所述海底储层开采。

在一个实施例中，在所述预定量的时间之后，从所述海上平台拆卸便携式注水系统，并将其转移到另一个海上平台，以便注水。

在一个实施例中，所注入的海水通过所述便携式注水系统被组装在其上的海上平台上的井眼注入。

在一个实施例中，便携式注水系统的组装包括连接位于海水表面之下的潜水泵，以将海水泵送至海上平台的甲板。所述箱安装在海上平台的甲板上，使得所述箱与潜水泵流体连通，并从潜水泵接收海水。注入泵安装在海上平台的甲板上。注入泵与所述箱和井眼流体连通，使得注入泵从所述箱接收海水，并将海水泵送至井眼，以便对海底储层注水。

在一个实施例中，潜水泵安装在滑架（skid）上，使得所述潜水泵可以利用标准平台起重机提升。

在一个实施例中，所述箱安装在滑架上，使得所述箱可以利用标准平台起重机提升到甲板上。