高傾角稠油油藏火驅與煙道氣回注重力驅協同開采方法與流程
本發明屬于油藏開采技術領域，涉及一種高傾角稠油油藏火驅與煙道氣回注重力驅協同開采方法。
背景技術：
稠油通常指地層條件下粘度超過50mPa·s，相對密度大于0.920的原油。國內已探明的稠油儲量達13億噸，約占國內總石油儲量的25-30％。稠油因其密度大、粘度高、流動性差，所以常規水驅開采方法開發效果差，火驅技術已經成為提高稠油采收率的主要方法之一。對于高傾角稠油油藏，通常采用油藏頂部線性驅和油藏富油區中部線性驅兩種火驅方式。采用頂部線性驅方式開發，從構造高部位向構造低部位注空氣時，注入的空氣會向構造高部位運移，使大量的空氣流向已燃區域，造成空氣的浪費。隨著已燃區的逐漸擴大，需要的注空氣速度也要隨之增加，使操作成本不斷提高。同時，油藏低部位受效較慢，開發效率不高。而采用油藏富油區中部線性驅方式開發，從富油區的中部位注入空氣，同時向上部和下部驅替，會導致火線推進不均勻，導致向下部見效較好，而向上部的見效較差，油藏的整體動用程度低，開發效果不夠理想。
技術實現要素：
基于上述存在的技術問題，本發明的目的在于提供一種高傾角稠油油藏火驅與煙道氣回注重力驅協同驅替開采方法，能夠增加油藏整體動用面積，使高傾角油藏的構造上部與下部同時開發，提高開采速度。
本發明的目的通過以下技術方案得以實現：
本發明提供一種高傾角稠油油藏火驅與煙道氣回注重力驅協同開采方法，其包括以下步驟：
選取生產區塊；
在生產區塊的油藏中部部署火驅線性驅井網；
在生產區塊的油藏頂部部署煙道氣回注重力驅井網；
安裝地面設施并鋪設輸送管線；所述地面設施包括煙道氣氣液分離裝置和氣體過濾裝置；所述的氣液分離裝置、氣體過濾裝置為本領域常規分離過濾裝置。
向火驅線性驅井網中的火驅注氣井中注入空氣并點火，在油層中形成穩定的火驅前緣，持續注入空氣保持火驅前緣穩步向前推進，將燃燒產生的熱油與煙道氣經由火驅線性驅井網中的火驅生產井采出，將煙道氣通過輸送管道經由煙道氣氣液分離裝置、氣體過濾裝置進行分離過濾后，回注到煙道氣回注重力驅井網中的煙道氣注氣井中，經煙道氣注氣井回注到地層，然后經由煙道氣回注重力驅井網中的氣驅生產井生產采油。
上述高傾角稠油油藏火驅與煙道氣回注重力驅協同開采方法中，“在油層中形成穩定的火驅前緣，持續注入空氣保持火驅前緣穩步向前推進”為本領域火驅點火進行火驅的常規操作。
上述高傾角稠油油藏火驅與煙道氣回注重力驅協同開采方法中，優選地，生產區塊的選取需滿足如下的油藏條件：油層傾角≥10°，油層厚度>2m，油層滲透率>10×10-3μm2，原油粘度為50mPa·s-50000mPa·s，含油飽和度>30％。
上述高傾角稠油油藏火驅與煙道氣回注重力驅協同開采方法中，優選地，
所述火驅線性驅井網包括至少一排火驅注氣井和一排火驅生產井(例如，在實施例中為一線火驅生產井)，火驅注氣井和火驅生產井的方向(井排的方向)與油藏傾斜方向垂直，火驅注氣井位于高部位，火驅生產井位于低部位，火驅前緣由高部位向低部位推進。
上述高傾角稠油油藏火驅與煙道氣回注重力驅協同開采方法中，優選地，
上述高傾角稠油油藏火驅與煙道氣回注重力驅協同開采方法中，優選地，火驅注氣井和火驅生產井之間的排間距為50-150m。
所述煙道氣回注重力驅井網包括至少一口煙道氣注氣井和至少一口氣驅生產井(例如，在實施例中為一線氣驅生產井)，氣驅生產井分布于煙道氣注氣井周圍；煙道氣注氣井和氣驅生產井的方向(井排的方向)與油藏傾斜方向垂直，煙道氣注氣井位于高部位，氣驅生產井位于低部位。
上述高傾角稠油油藏火驅與煙道氣回注重力驅協同開采方法中，優選地，煙道氣注氣井和氣驅生產井之間的排間距為50-150m。
上述高傾角稠油油藏火驅與煙道氣回注重力驅協同開采方法中，為了描述油層在地下的垂向位置，定義油藏的油層中部海拔為油層中部位置在海平面之上的垂直距離。如果油層在海平面之下，則該值為負。本發明所提到的“高部位”指油層中部海拔的值大的油藏部位，“低部位”指油層中部海拔的值小的油藏部位。
上述高傾角稠油油藏火驅與煙道氣回注重力驅協同開采方法中，優選地，所述地面設施還包括輔助增壓裝置。從油層低部位產出的煙道氣本身具有一定的壓力，且該壓力一般比油層頂部壓力高，無需壓縮即可自然回注到油層頂部。但有時由于井眼表皮系數和注入能力等因素的影響，可能需要進行小幅度增壓。可以利用輔助增壓設備進行增壓后，經管線輸送至油藏頂部，經注煙道氣井回注到地層。所述輔助增壓裝置為本領域常規增壓裝置。
上述高傾角稠油油藏火驅與煙道氣回注重力驅協同開采方法中，優選地，
當火驅注氣井中火線燃燒至火驅生產井時，關閉火驅注氣井，將火驅生產井改為注氣井，并在其低部位部署二線火驅生產井，燃燒產生的熱油與煙道氣一并經由二線火驅生產井生產采出，將煙道氣通過輸送管道經由煙道氣氣液分離裝置、氣體過濾裝置進行氣液分離和過濾后，回注到油藏頂部的煙道氣注氣井中，然后經由氣驅生產井生產采油，依次類推進行。
上述高傾角稠油油藏火驅與煙道氣回注重力驅協同開采方法中，優選地，每線火驅生產井相鄰之間的排間距為50-150m；每線火驅生產井中，火驅生產井相鄰之間的井間距為50-150m。
上述高傾角稠油油藏火驅與煙道氣回注重力驅協同開采方法中，是以第二線為例，實際上，當火驅注氣井中火線燃燒至火驅生產井時，關閉火驅注氣井，將火驅生產井改為注氣井，并在其低部位部署二線火驅生產井，也可以是二線、三線及以上的火驅生產井，這些生產井可以同時、也可以不同時開采。下面的煙道氣回注重力驅也是如此。
上述高傾角稠油油藏火驅與煙道氣回注重力驅協同開采方法中，每排火驅注氣井和每排火驅生產井的數量依據油田實際情況而定。
上述高傾角稠油油藏火驅與煙道氣回注重力驅協同開采方法中，優選地，
過濾后的煙道氣回注到油藏頂部的煙道氣注氣井中后，隨著煙道氣的注入，地層中的煙道氣會向周圍的氣驅生產井推進，當氣驅生產井中產出大量煙道氣時，將氣驅生產井關閉或將氣驅生產井改為煙道氣注氣井，并在其周圍部署二線氣驅生產井進行生產采油，依次類推進行。操作中應盡量使注入的煙道氣滯留在油藏中，不要再次采出。若有少量煙道氣再次被采出，應將其分離后匯入到回注管路，重新注入到地層，避免向大氣中排放。
上述高傾角稠油油藏火驅與煙道氣回注重力驅協同開采方法中，優選地，每線氣驅生產井相鄰之間的排間距為50-150m；每線氣驅生產井中，氣驅生產井相鄰之間的井間距為50-150m。
上述高傾角稠油油藏火驅與煙道氣回注重力驅協同開采方法中，煙道氣注氣井和氣驅生產井的具體井的數量根據油藏實際情況、單井的注氣能力以及預期火驅產生的煙道氣量而定。
上述高傾角稠油油藏火驅與煙道氣回注重力驅協同開采方法中，優選地，所述煙道氣回注重力驅井網的類型可以包括面積井網、排狀井網或不規則井網；
更加優選地，所述面積井網可以包括五點法井網、反七點法井網或九點法井網。
上述高傾角稠油油藏火驅與煙道氣回注重力驅協同開采方法中，優選地，火驅與煙道氣回注重力驅可以同時開發。
上述高傾角稠油油藏火驅與煙道氣回注重力驅協同開采方法中，優選地，火驅的油藏層位和煙道氣回注重力驅的油藏層位可以位于同一層位或不同層位。
本發明的高傾角稠油油藏中部火驅與頂部煙道氣回注重力驅協同驅替開采方法能夠適用于原始油藏，也能夠適用于注蒸汽開發后期的油藏。
本發明中，稠油通常指地層條件下粘度超過50mPa·s，相對密度大于0.920的原油；高傾角油藏通常是指地層傾角大于10°的油藏；火驅是指火燒油層采油方法的簡稱，通過注氣井向地層連續注入空氣并點燃油層，實現層內燃燒，從而將地層原油從注氣井推向生產井的采油方法；頂部煙道氣回注重力驅是指將油藏中部火驅過程中排出的煙道氣回注到油藏頂部地層中，形成人工氣頂，利用氣體與原油之間的重力差異形成穩定重力驅。
本發明的高傾角稠油油藏火驅與煙道氣回注重力驅協同開采方法的主要采油機理如下：
(1)所述開采方法中火驅采油方法伴隨著復雜的傳熱、傳質過程和物理化學變化，具有多種開采機理。火驅通過注氣井向地層連續注入空氣，并點燃油層，形成火線。火線前方的原油受熱降粘、蒸餾，蒸餾后的輕質油、汽與燃燒煙氣被驅向前方，留下未被蒸餾的重質組分在高溫下產生裂化、分解，最后剩下的裂解產物—焦炭作為火燒油層的燃料，維持油層繼續向前燃燒；在高溫下，油層水(包括束縛水)、注入水及燃燒生成水，變成蒸汽，攜帶大量的熱量傳遞給前方油層，并再次洗刷油層原油，最終把原油驅向生產井。這樣便在地下油層內形成一個多種驅動機制并存的復雜過程，各種機制共同作用。
(2)所述開采方法中火驅采油方法具有熱水驅、蒸汽驅和煙道氣驅多種開采機理。
(3)所述開采方法中頂部注入煙道氣重力驅采油方法具有增溶、降粘、強化蒸餾和擴大波及體積等作用。
(4)所述開采方法中頂部注入煙道氣重力驅采油過程中煙道氣通常含有80％-85％的氮氣和15％-20％的二氧化碳以及少量雜質。煙道氣的化學成分不固定，其性質主要取決于氮氣和二氧化碳在煙道氣中所占的比例，具有二氧化碳驅和氮氣驅的驅油機理。
(5)所述開采方法中頂部注入煙道氣重力驅采油方法中氮氣可以進入水不能進入的低滲透層段，可降低滲透帶處于束縛狀態的原油驅替成為可流動的原油。
(6)所述開采方法中頂部注入煙道氣重力驅采油方法中氮氣被注入油層后，可在油層中形成束縛氣飽和度，從而使含水飽和度及水相滲透率降低，在一定程度上提高后續水驅的波及體積。
(7)所述開采方法中頂部注入煙道氣重力驅采油方法中氮氣不溶于水，微溶于油，能夠形成微氣泡，與油水形成乳狀液，降低原油黏度，提高采收率。
本發明的突出效果為：
本發明提供的高傾角稠油油火驅與煙道氣回注重力驅協同開采方法，開采效果好、開采速度高，能夠避免因單一火驅造成的火線推進不均勻，動用面積小的弊端，增大油藏整體動用面積；火驅與煙道氣回注重力驅協同作用能夠有效降低所波及地層的原油粘度，補充地層能量，增加單井產能和提高油藏采收率；同時火驅產生的煙道氣能夠為頂部注氣提供穩定的氣源，煙道氣的回注能夠減少尾氣的排放，降低操作成本，減少空氣污染，保護環境。
附圖說明
圖1為本發明實施例中高傾角稠油油藏火驅與煙道氣回注重力驅協同開采流程圖；
圖2為本發明實施例中火驅線性驅井網示意圖；
圖3為本發明實施例中煙道氣回注重力驅五點井網示意圖；
圖4為本發明實施例中高傾角稠油油藏火驅與煙道氣回注重力驅協同開采整體流程示意圖。
具體實施方式
為了對本發明的技術特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現對本發明的技術方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本發明的可實施范圍的限定。
實施例
本實施例提供一種高傾角稠油油藏火驅與煙道氣回注重力驅協同開采方法，流程圖如圖1所示，其包括以下步驟：
(1)選取生產區塊，該生產區塊的油藏條件為：油層傾角為30°，油層厚度為15m，油層滲透率為580×10-3μm2，油藏條件下原油粘度為250mPa·s-300mPa·s，初始含油飽和度為70％。
(2)在生產區塊的油藏中部部署火驅線性驅井網，該所述火驅線性驅井網包括一排火驅注氣井和一排火驅生產井(為一線火驅生產井)；每排井的數量為5口。如圖2所示，火驅注氣井與一線火驅生產井之間的排間距為100m，每線火驅生產井中，火驅生產井相鄰之間的井間距為100m，火驅注氣井位于高部位，一線火驅生產井位于低部位。
(3)在生產區塊的油藏頂部部署煙道氣回注重力驅井網，所述煙道氣回注重力驅井網包括一口煙道氣注氣井以及在其周圍部署的四口氣驅生產井(為一線氣驅生產井)，部署采取五點法井網(如圖3所示)，四口井構成正方形四角，煙道氣注氣井位于正方形中心，氣驅生產井與煙道氣注氣井之間的排間距為150m，每口氣驅生產井相鄰之間的井間距為150m；煙道氣注氣井和氣驅生產井的方向與油藏傾斜方向垂直，煙道氣注氣井位于高部位，氣驅生產井位于低部位。
(4)安裝煙道氣氣液分離裝置、氣體過濾裝置和輔助增壓裝置，火驅生產井、煙道氣氣液分離裝置、氣體過濾裝置和煙道氣注氣井依次通過輸送管道相連通。
(5)從火驅注氣井向油層注入空氣，用電點火方式點燃油層，在油層中形成穩定的火驅前緣，并持續注入空氣保持火驅前緣穩步向前推進，將燃燒產生的熱油與煙道氣經由一線火驅生產井采出，上返到地面，然后將煙道氣通過輸送管道經由煙道氣氣液分離裝置、氣體過濾裝置進行氣液分離和過濾后，利用輔助增壓裝置進行增壓后，經管線輸送至油藏頂部的煙道氣注氣井中，經煙道氣注氣井回注到地層，然后經由氣驅生產井生產采油(如圖4所示)。
初期火驅注氣井的注氣速度為3000Nm3/d，單井月增注氣速度為1000Nm3/d，直至單井注氣速度達到20000Nm3/d，之后不再增加。實施過程中可以根據動態監測資料和油井產量進行相應的調整。當油藏中火線向下燃燒到一線生產井時，關閉火驅注氣井，將一線火驅生產井改為注氣井，并在其低部位部署二線火驅生產井，燃燒產生的熱油與煙道氣并經由二線火驅生產井生產采出，通過輸送管道經由煙道氣氣液分離裝置、氣體過濾裝置進行氣液分離和過濾后，將過濾后的煙道氣回注到油藏頂部的煙道氣注氣井中，然后經由氣驅生產井生產采油，依次類推，部署三線火驅生產井，每線火驅生產井相鄰之間的排間距為100m，二線火驅生產井和三線火驅生產井位置的高度依次遞減(如圖2所示)。
過濾后的煙道氣回注到油藏頂部的煙道氣注氣井中后，隨著煙道氣的注入，地層中的煙道氣會向周圍的氣驅生產井推進，當氣驅生產井中產出大量煙道氣時，將氣驅生產井改為煙道氣注氣井，并在其周圍部署二線氣驅生產井進行生產采油，依次類推，每線氣驅生產井相鄰之間的排間距為150m。
該案例經過5年的生產，注氣井每年的有效注氣時間平均為330天(因為修井等原因需要暫時關井)，5口注氣井累計注入空氣1.65×108Nm3；一線、二線、三線火驅生產井累計產油8×104t。根據井底溫度監測結果，燃燒前緣已經到達一線火驅生產井，此時關閉原來的注氣井，將一線生產井轉為注氣井注入空氣。此階段累計采出煙道氣1.4×108Nm3，這些煙道氣全部經過地面流程重新注入到頂部的煙道氣回注重力驅井網中進行頂部煙道氣驅，經煙道氣氣驅生產井累計采出原油3.2×104t。在傳統的火驅技術中，采出的煙道氣被簡單處理后排放到大氣中，而本發明利用采出的煙道氣進行頂部驅油，不但避免了環境污染，還采出了額外的原油。
綜上所述本發明提供的高傾角稠油油藏火驅與煙道氣回注重力驅協同開采方法，開采效果好、開采速度高，能夠避免因單一火驅造成的火線推進不均勻，動用面積小的弊端，增大油藏整體動用面積；火驅與煙道氣回注重力驅協同作用能夠有效降低所波及地層的原油粘度，補充地層能量，增加單井產能和提高油藏采收率；同時火驅產生的煙道氣能夠為頂部注氣提供穩定的氣源，煙道氣的回注能夠減少尾氣的排放，降低操作成本，減少空氣污染，保護環境。
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