本方法屬于油田采油技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種使用氨氣改善SAGD開(kāi)發(fā)效果的方法。

背景技術(shù)：

稠油油藏是指在油層溫度下脫氣原油粘度大于100mPa·s的油藏，目前國(guó)內(nèi)稠油油田開(kāi)發(fā)中廣泛應(yīng)用熱采技術(shù)，目前廣泛應(yīng)用的開(kāi)發(fā)方式包括：蒸汽輔助重力泄油，蒸汽吞吐，蒸汽驅(qū)等技術(shù)。

蒸汽輔助重力泄油(Steam Assisted Gravity Drainage，SAGD)技術(shù)由Butler博士1978發(fā)明。經(jīng)過(guò)30多年不斷發(fā)展和改進(jìn)，目前已經(jīng)形成成熟的商業(yè)化開(kāi)采的應(yīng)用技術(shù)。在加拿大油砂開(kāi)發(fā)，我國(guó)遼河油田和新疆油田等地區(qū)的超稠油油藏開(kāi)發(fā)中都得到成功應(yīng)用。其生產(chǎn)方式是在油藏的底界部署一對(duì)平行的水平井，在上部水平井中注入大量高干度蒸汽，蒸汽和原油之間的密度差迫使蒸汽向上超覆，并和上部的冷的原油接觸放熱，冷凝的水和加熱的原油受重力作用流動(dòng)到下部水平井附近被產(chǎn)出。隨著蒸汽不斷注入，在注入井上部形成不斷擴(kuò)展的蒸汽腔，蒸汽腔不斷波及到油藏的上部和側(cè)部，逐漸將整個(gè)油藏加熱并采出其中的儲(chǔ)量。

ZL200810113261.9公開(kāi)了一種氣體輔助SAGD開(kāi)采超稠油技術(shù)的方法，在該方法中應(yīng)用非凝析氣體(N₂，甲烷，CO₂等)注入到已發(fā)育的蒸汽腔中。利用氣體導(dǎo)熱系數(shù)小并且為非凝析氣體的性質(zhì)，形成隔熱層，減小蒸汽向上覆巖層的傳熱速度，降低熱損失，提高熱效率；同時(shí)分布在蒸汽腔上部的非凝析氣體能夠維持系統(tǒng)壓力，不僅對(duì)原油起到向下的推動(dòng)作用，還緩解了蒸汽向上的超覆速度，加強(qiáng)了蒸汽腔的側(cè)向擴(kuò)展能力，增大蒸汽橫向波及體積；但是該方法在應(yīng)用中存在注入的非凝析氣體影響蒸汽注入能力的問(wèn)題，操作中發(fā)現(xiàn)同時(shí)注入非凝析氣體時(shí)，由于明顯提高了蒸汽腔壓力，蒸汽注入量降低在30％左右。其次注入的氣體僅僅有隔熱和降粘的作用，因此只能提高采油速度，而在提高驅(qū)油效率方面效果并不明顯。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種使用氨氣改善SAGD開(kāi)發(fā)效果的方法，該方法可有效提高深層稠油油藏動(dòng)用程度，提高熱能利用率和開(kāi)發(fā)效率，提高油藏的采收率和開(kāi)發(fā)效果。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種使用氨氣改善SAGD開(kāi)發(fā)效果的方法，該方法包括以下步驟：

SAGD注蒸汽生產(chǎn)過(guò)程中，在生產(chǎn)井連續(xù)生產(chǎn)階段，向注汽井中加入氨氣或氨水，與水蒸汽混合后注入油藏，當(dāng)瞬時(shí)油汽比降到0.2時(shí)，停止注入氨氣或氨水；

從開(kāi)始加入氨氣或氨水到停止注入氨氣或氨水的過(guò)程中，以氨氣的質(zhì)量計(jì)，氨氣/氨水和水蒸汽的用量比為3％-20％。

本發(fā)明通過(guò)在注蒸汽過(guò)程中同時(shí)注入適量氨氣或氨水(由于氨水在加入注氣井后很快釋放出氨氣，因此可理解為該方案的主旨是注入氨氣)，通過(guò)堿水驅(qū)替，氣體增壓等機(jī)理，改善蒸汽腔內(nèi)的蒸汽利用率，提高汽腔的驅(qū)油效率，有效提高注蒸汽開(kāi)發(fā)過(guò)程的熱效率和油汽比，達(dá)到改善開(kāi)發(fā)效果和經(jīng)濟(jì)有效開(kāi)發(fā)稠油油藏的目的。

具體地，本發(fā)明提供的改善SAGD開(kāi)發(fā)效果的方法是利用氨的堿性性質(zhì)對(duì)稠油驅(qū)替原油的特定作用，明顯提高稠油驅(qū)油效率，與注蒸汽輔助重力泄油相結(jié)合，改善整個(gè)油藏的開(kāi)發(fā)效果。其作用機(jī)理在于：(1)氨的堿性性質(zhì)對(duì)于改善驅(qū)油效率具有明顯效果；氨水的堿性可以降低殘余油飽和度，使相滲曲線整體向右移動(dòng)，提高氨水波及區(qū)域的驅(qū)油效率；注入的氨主要以氣態(tài)和液態(tài)存在與蒸汽腔內(nèi)部，使汽腔內(nèi)冷凝水變成堿性，在向生產(chǎn)井泄流的同時(shí)降低蒸汽腔內(nèi)的殘余油飽和度。(2)氨氣是一種分子量小于蒸汽的氣體，所以氨氣比蒸汽的超覆能力強(qiáng)；同時(shí)蒸汽腔的上部由于存在冷凝水較少，所以部分氨氣以氣態(tài)形式存在于汽腔頂部，起到隔絕汽腔和蓋層的作用，減少蒸汽的熱損失。

在上述使用氨氣改善SAGD開(kāi)發(fā)效果的方法中，優(yōu)選地，該方法還包括在停止注入氨氣或氨水后，向注汽井注入煙道氣、空氣與蒸汽的混合氣體至油藏的油汽比降到0.1后生產(chǎn)結(jié)束的步驟。

在上述使用氨氣改善SAGD開(kāi)發(fā)效果的方法中，優(yōu)選地，加入氨氣或氨水的方式為：持續(xù)注入或者分段注入(氨水/氨氣和蒸汽交替注入)。

在上述使用氨氣改善SAGD開(kāi)發(fā)效果的方法中，優(yōu)選地，在生產(chǎn)井連續(xù)生產(chǎn)階 段，注汽井的注汽速度為100-500t/d，生產(chǎn)井排液速度控制在注汽井注入蒸汽速度的1.1-1.2倍；進(jìn)一步優(yōu)選地，注汽井的注汽速度為300-400t/d，生產(chǎn)井排液速度為400-540t/d。

在上述使用氨氣改善SAGD開(kāi)發(fā)效果的方法中，優(yōu)選地，該方法還包括在注氨氣/氨水后的生產(chǎn)井連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)生產(chǎn)井產(chǎn)出液中溶解的氨氣通過(guò)降壓操作收集，然后加入注汽井中循環(huán)利用的步驟。

在上述使用氨氣改善SAGD開(kāi)發(fā)效果的方法中，優(yōu)選的，加入氨氣或氨水的時(shí)機(jī)為：在油藏蒸汽腔發(fā)育至油藏頂部時(shí)。如果注入氨氣過(guò)早，對(duì)蒸汽腔擴(kuò)展有一定的影響，如果注入氨氣過(guò)晚，則改善效果未能充分發(fā)揮。

在上述使用氨氣改善SAGD開(kāi)發(fā)效果的方法中，優(yōu)選的，可通過(guò)溫度觀察井進(jìn)行確認(rèn)油藏蒸汽腔是否發(fā)育至油藏頂部；優(yōu)選的，所述溫度觀察井使用光纖連續(xù)測(cè)溫。

在上述使用氨氣改善SAGD開(kāi)發(fā)效果的方法中，優(yōu)選地，該方法中采用的布井方式為雙水平井井對(duì)或者直井-水平井注采井組，在所述雙水平井井對(duì)中，生產(chǎn)井部署在距離油藏底界3-5m處；在所述直井-水平井注采井組中，水平井為生產(chǎn)井，生產(chǎn)井部署在距離油藏底界3-5m處。

在上述使用氨氣改善SAGD開(kāi)發(fā)效果的方法中，優(yōu)選地，在所述雙水平井井對(duì)中，雙水平井平行部署在油藏底部，兩口井的垂向距離為3-5m，平面距離為0-5m；進(jìn)一步優(yōu)選地，兩口水平井長(zhǎng)度均大于400m；更優(yōu)選地，兩口水平井均采用割縫篩管完井。

在上述使用氨氣改善SAGD開(kāi)發(fā)效果的方法中，優(yōu)選地，在所述直井-水平井注采井組中，直井與水平井的垂向距離為3-5m，平面距離不大于50m；進(jìn)一步優(yōu)選地，水平井長(zhǎng)度大于400m；更優(yōu)選地，水平井采用割縫篩管完井，直井采用射孔完井。

在上述使用氨氣改善SAGD開(kāi)發(fā)效果的方法中，優(yōu)選地，所述割縫篩管完井的參數(shù)包括：上水平井在井筒上側(cè)90°范圍內(nèi)以30°相位割縫，割縫長(zhǎng)度5-15m/個(gè)，割縫之間距離3-10m，割縫之間錯(cuò)開(kāi)3m-5m；下水平井在井筒下側(cè)90°范圍內(nèi)以30°相位割縫，割縫長(zhǎng)度5-15m/個(gè)，割縫之間距離3-10m，割縫之間錯(cuò)開(kāi)3m-5m。

在上述使用氨氣改善SAGD開(kāi)發(fā)效果的方法中，優(yōu)選地，所述射孔完井的參數(shù)包括：射孔密度3-7個(gè)/米，孔徑3-10mm，射孔方向在朝向水平井的90°范圍內(nèi)。

在上述使用氨氣改善SAGD開(kāi)發(fā)效果的方法中，優(yōu)選地，該方法還包括在SAGD 注蒸汽生產(chǎn)過(guò)程中，在注汽生產(chǎn)前，對(duì)注采井進(jìn)行預(yù)熱，并形成熱連通的步驟。

在上述使用氨氣改善SAGD開(kāi)發(fā)效果的方法中，優(yōu)選地，所述預(yù)熱為循環(huán)預(yù)熱；進(jìn)一步優(yōu)選地，在循環(huán)預(yù)熱形成熱連通后，繼續(xù)向注汽井注入蒸汽；更優(yōu)選地，注汽井和生產(chǎn)井均采用長(zhǎng)管注汽、環(huán)空排液的方式進(jìn)行循環(huán)預(yù)熱，預(yù)熱中注汽速度為50-120t/d，預(yù)熱時(shí)間為150-210天。

在上述使用氨氣改善SAGD開(kāi)發(fā)效果的方法中，優(yōu)選地，所述油藏滿足以下條件：油藏深度<1000m；油層厚度>10m。

在上述使用氨氣改善SAGD開(kāi)發(fā)效果的方法中，優(yōu)選地，所述油藏滿足以下條件：油層平面滲透率>500md，油層垂向滲透率>200md。

在上述使用氨氣改善SAGD開(kāi)發(fā)效果的方法中，優(yōu)選地，所述油藏滿足以下條件：原油粘度>2000Pa·s。

在上述使用氨氣改善SAGD開(kāi)發(fā)效果的方法中，優(yōu)選地，所述油藏滿足以下條件：含油飽和度>50％。

在上述使用氨氣改善SAGD開(kāi)發(fā)效果的方法中，優(yōu)選地，所述油藏的油層孔隙度＞0.2；進(jìn)一步優(yōu)選地，所述油藏滿足以下條件：凈毛比>0.7。

在上述使用氨氣改善SAGD開(kāi)發(fā)效果的方法中，優(yōu)選地，所述油藏的油層中不存在連續(xù)分布的不滲透泥、頁(yè)巖夾層。

本發(fā)明提供的改善SAGD開(kāi)發(fā)效果的方法與現(xiàn)有的氣體和溶劑改善SAGD開(kāi)發(fā)效果方法相比具有較大改進(jìn)：氨水作用可以明顯降低汽腔波及區(qū)域的殘余油飽和度，提高油藏采收率；同時(shí)氨水也起到非凝析氣體的作用，可以保持汽腔壓力和減少向蓋層的熱損失，減少蒸汽的使用量；另外，與溶劑和其他非凝析氣體相比，氨水具有成本低，容易得到和可以循環(huán)使用的特點(diǎn)，大大降低稠油油藏SAGD的開(kāi)發(fā)成本。

應(yīng)用本發(fā)明提供的改善SAGD開(kāi)發(fā)效果的方法可以改善蒸汽腔的波及體積。在SAGD的基礎(chǔ)上，利用本發(fā)明提供的方法可以繼續(xù)提高采收率14％左右，加上SAGD的采出程度，總體采收率可以為68％左右。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例2中雙水平井SAGD蒸汽腔內(nèi)部的殘余油飽和度分布圖；

圖2為實(shí)施例2中雙水平井SAGD蒸汽腔內(nèi)的氨水濃度分布圖；

圖3為常規(guī)SAGD過(guò)程的殘余油飽和度分布圖。

具體實(shí)施方式

為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行以下詳細(xì)說(shuō)明，但不能理解為對(duì)本發(fā)明的可實(shí)施范圍的限定。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供了一種使用氨氣改善SAGD開(kāi)發(fā)效果的方法在油田1中的應(yīng)用。

油藏性質(zhì)介紹：

油田1油藏埋深在530m，油層有效厚度為106.0m，凈總厚度比為0.92，平均孔隙度36.5％，平均水平滲透率5540md，水平滲透率與垂向滲透率的比值為0.7，油層內(nèi)部無(wú)純泥巖隔夾層，油層條件下原油粘度為23.2×10⁴cp；油田已采用直井蒸汽吞吐開(kāi)發(fā)5年，階段采出程度為10.7％，產(chǎn)量遞減率23.4％，地層壓力2-3MPa。

利用氨氣改善SAGD開(kāi)發(fā)效果的方法進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程為：

1)根據(jù)油田地質(zhì)特征與開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀，進(jìn)行粗篩選：

該油藏滿足以下條件：油層較淺為530m，剩余油飽和度>0.50，油層厚度>10.0m，水平滲透率>250md，垂直與水平滲透率比值>0.1，油層孔隙度>0.20，油層中不存在連續(xù)分布的不滲透泥、頁(yè)巖夾層；

2)在已有吞吐直井間新鉆水平井作為生產(chǎn)井，注采井井距可在35米；

3)新鉆水平井吞吐3周期，井間形成熱連通后，進(jìn)入生產(chǎn)井連續(xù)生產(chǎn)階段，首先采用注汽直井連續(xù)注純蒸汽，注汽速度120t/d，水平井排液速度500t/d連續(xù)生產(chǎn)，當(dāng)通過(guò)溫度觀察井監(jiān)測(cè)到油藏蒸汽腔發(fā)育至油藏頂部時(shí)，轉(zhuǎn)換為注汽直井連續(xù)注入氨水和蒸汽的方式；

注入過(guò)程中，氨水和蒸汽采用分段注入的方式，至瞬時(shí)油汽比降低到0.2時(shí)，停止注入氨水但繼續(xù)注空氣+蒸汽，直到油汽比降低到0.1，生產(chǎn)結(jié)束；

在注入氨水期間，通過(guò)降壓操作收集生產(chǎn)井產(chǎn)出液中溶解的氨氣，然后將氨氣配成氨水后加入注汽井中循環(huán)利用；將氨水的量折算為氨氣的量計(jì)算，氨氣與蒸汽(冷水當(dāng)量)質(zhì)量比為3％。

在SAGD的基礎(chǔ)上，提高采出程度14.5％，油汽比可達(dá)到0.347，加上吞吐階段的采出程度，總采收率達(dá)到69.0％。

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供了一種使用氨氣改善SAGD開(kāi)發(fā)效果的方法在油田2中的應(yīng)用。

油藏性質(zhì)介紹：

油田2油藏埋深300m，油層有效厚度為32.0m，凈總厚度比為0.82，平均孔隙度26.0％，平均水平滲透率1250md，水平滲透率與垂向滲透率的比值為0.60，油層內(nèi)部無(wú)純泥巖隔夾層，油層條件下原油粘度為12.0×104cp；油田是新開(kāi)發(fā)區(qū)塊，原始含油飽和度70％，原始油藏壓力3.0MPa。

利用氨氣改善SAGD開(kāi)發(fā)效果的方法進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程為：

1)根據(jù)油田地質(zhì)特征與開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀，進(jìn)行粗篩選：

該油藏滿足以下條件：油層較淺為300m，原始含油飽和度>0.50，油層厚度>10.0m，水平滲透率>250md，垂直與水平滲透率比值>0.1，油層孔隙度>0.20，油層中不存在連續(xù)分布的不滲透泥、頁(yè)巖夾層；

2)在靠近油層底部鉆一對(duì)水平井，注采井垂向距離4米；

3)一對(duì)水平井同時(shí)采用井筒蒸汽循環(huán)的方式預(yù)熱油層3個(gè)月，當(dāng)井間形成熱連通后，進(jìn)入生產(chǎn)井連續(xù)生產(chǎn)階段，首先采用上部水平井(注汽井)連續(xù)注入蒸汽，下部水平井(生產(chǎn)井)連續(xù)生產(chǎn)的方式，當(dāng)通過(guò)溫度觀察井監(jiān)測(cè)到油藏蒸汽腔發(fā)育至油藏頂部時(shí)，轉(zhuǎn)換為注汽井連續(xù)注氨水和蒸汽的方式；

注入過(guò)程中，氨水和蒸汽采用連續(xù)注入的方式，至瞬時(shí)油汽比降低到0.2時(shí)停止注入氨水，但繼續(xù)注75％煙道氣+25％蒸汽，直到油汽比降至0.1生產(chǎn)結(jié)束；單井組注汽速度為400t/d，井底蒸汽干度為70％，采注比保持在1.2以上；

在注入氨水期間，通過(guò)降壓操作收集生產(chǎn)井產(chǎn)出液中溶解的氨氣，然后將氨氣直接注入注汽井中循環(huán)利用；將氨水的量折算為氨氣的量計(jì)算，氨氣與蒸汽(冷水當(dāng)量)質(zhì)量比為20％；

圖1為本實(shí)施例中蒸汽腔內(nèi)部的含油飽和度分布圖，圖2為本實(shí)施例中蒸汽腔的氨水濃度的分布圖，圖3為常規(guī)SAGD過(guò)程的殘余油飽和度圖。圖1和圖3對(duì)比可見(jiàn)，本實(shí)施例的方法由于使用了氨氣，明顯將汽腔中的殘余油飽和度降低到0.11左右，而常規(guī)蒸汽輔助重力泄油過(guò)程的殘余油飽和度為0.25，因此，本實(shí)施例提供的方法具有更高的驅(qū)油效率。

該開(kāi)發(fā)方式下原油采收率為65.7％，油汽比0.366。相對(duì)于SAGD提高采收率9.7％，油汽比提高0.10。

通過(guò)實(shí)施例1和實(shí)施例2可知，本發(fā)明提供的一種使用氨氣改善SAGD開(kāi)發(fā)效 果的方法和常規(guī)的SAGD的操作效果相比，較大改善了SAGD的生產(chǎn)效果，提高了蒸汽利用率，節(jié)約了蒸汽的使用量，提高了油藏的最終采收率；與溶劑輔助SAGD方法相比，該方法具有操作簡(jiǎn)單，成本低廉，易于回收等優(yōu)勢(shì)。在極端情況下，可以僅僅注入50％的蒸汽，只依靠堿水的作用進(jìn)行促進(jìn)生產(chǎn)，因此，該方法可以大大提高稠油油藏開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)性。