[发明专利]一种催化加热辅助稠油原位改质开采深层稠油的方法

说明书

本发明涉及一种催化加热辅助稠油原位改质开采深层稠油的方法，包括：步骤一、在生产井附近设置操作井，在操作井的井下加热段对套管进行均匀射孔，将间隔放置加热器和微波发生器的电缆下入加热段；步骤二、将催化剂水溶液注入加热段；步骤三、同时开启加热器和微波发生器，加热段周围储层形成高温催化反应区，稠油发生水热裂解反应；步骤四、裂解反应产生的非凝结气体和轻烃向储层四周扩散，逐渐溶解于稠油中，使原油粘度降低，形成快速泄油面和泄油区，泄油区内的稠油由于重力作用泄至油藏底部，由生产井举升至地面。本发明能够提高深层超深层稠油油藏开采效率，拓展低品位、深层和复杂类型稠油油藏开采规模，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及油田开发领域一种深层稠油油藏开发的方法，特别是涉及一种催化加热辅助稠油原位改质开采深层稠油的方法。

背景技术

世界上发现的原油资源中，稠油占70%以上。我国稠油资源丰富，目前探明陆上稠油资源量超过200亿吨，具有巨大的开发潜力。由于稠油在地下原始条件下的流动能力差，以注蒸汽为主的热力开采是目前稠油开采的主要方式。主要的商业化开采技术包括蒸汽吞吐（CSS）、蒸汽驱(SF)、蒸汽辅助重力泄油（SAGD）和火烧油层技术(ISC)。然而常规注蒸汽热采技术由于地面管线和沿井筒的热损失量大，降低了用于加热油藏的有效热量，通常适用于油层埋藏相对较浅(2000米)的油藏。中石化西北局的塔河油田的超稠油油藏埋深超过5000米，在地层温度（120^oC）下，原油粘度200-4000 mPa.s，具有从地层流到井底的能力。但在沿井筒向地面的流动过程中，由于流体温度降低和溶解气的脱出，原油粘度升高，流动阻力增大，通常在距离地面2000-3000米左右时，流体失去正常举升所需要的流动能力。目前针对该油藏主要采用在井筒中掺稀降粘的方式，平均掺稀比例(稀油与稠油体积比)通常超过3.0，一些原油粘度较高的油井掺稀比例更高。在井下掺稀后，不但增加了举升体积和举升费用，混入的稀油也将以稠油价格出售，大大增加了生产成本。一些超稠油区块由于受稀油资源所限和成本的增加，不能投入经济开采。

原位改质稠油可保证稠油在较低温度下仍具有一定的流动性，很好地解决了举升过程的难题，同时，也规避了物理降粘的缺点。实验室研究表明，在350~500℃条件下，稠油分子中共价键断裂生成自由基，自由基相互组合不仅会产生轻烃，还会产生CO₂、CO、H₂S、H₂等非凝结气体，而催化剂还可进一步降低热解反应温度至300℃左右，此温度条件可通过电阻、电磁和微波等方式加热近井地带达到。其中电阻加热在井筒中产生热量通过热传导的方式使井筒周围的稠油升温；电磁加热依靠低频电阻热损耗生热机制或高频介质极化，在稠油内部产生热；微波加热依赖于物质的介电性，通过偶极偶化和离子传导两种方式实现。此外，微波还具有非热效应，即当微波频率接近稠油分子固有频率，会促进稠油分子的化学键断裂，降低沥青质和胶质的含量，在提高稠油裂解效率的同时还能进一步降低稠油粘度，使得稠油在低温环境中仍具有较好的流动性。

目前常规注蒸汽的热力开采方式不适用于深层稠油油藏的开发，本发明结合催化改质与电磁加热等技术，提出了一种催化加热辅助稠油原位改质开采深层稠油的方法，具有原位改质降粘、产生溶剂非凝结气体辅助重力泄油、提升原油品质等优势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种催化加热辅助稠油原位改质开采深层稠油的方法，该方法具有原位改质降粘、产生非凝结气体和轻烃辅助重力泄油、提升原油品质等优势，不仅提高了原油在油藏中的流动能力，还解决了井筒举升的问题。本发明能够提高深层超深层稠油油藏开采效率，拓展低品位、深层和复杂类型稠油油藏开采规模，具有广阔的应用前景。

为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案。