CN102392625B - 重力泄水辅助采油方法及采油系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重力泄水辅助采油方法及采油系统，所述方法包括：在油层底部设置上水平井，在所述上水平井的正下方平行设置下水平井，在所述油层中设置多个生产直井，所述多个生产直井位于所述上水平井的周围；在所述上水平井和所述多个生产直井内分别下入注汽管柱进行注汽，对所述油层进行蒸汽预热，以使所述上水平井与所述多个生产直井形成热连通；待所述上水平井与所述多个生产直井形成热连通后，将所述生产直井内的注汽管柱提出，并下入举升管柱进行抽油生产，在所述下水平井内下入举升管柱进行排水和辅助抽油。本发明的重力泄水辅助采油方法及采油系统可以有效动用特超稠油油藏，降低生产直井含水率，提高采油速度。

Description

重力泄水辅助采油方法及采油系统

技术领域

本发明有关于一种中厚层特超稠油油藏开采领域，特别有关于一种用于中厚层特超稠油油藏开采中的重力泄水辅助采油方法及采油系统。

背景技术

目前，SAGD蒸汽驱开采技术已经成为国际开发超稠油的一种前卫技术，其主要是通过向地下连续注入蒸汽加热油层，将原油驱至周围生产井中，然后采出。

在油田采油领域中，常规的SAGD蒸汽辅助重力泄油方式主要有两种：一种是在地层中靠近油层底部布置两口水平井，上部水平井注汽，下部水平井采油，热蒸汽由上部的水平井注入，形成蒸汽腔后，在热力的作用下，稠油粘度大幅降低，产生流动性，由于蒸汽和原油的密度差异，重力成为驱动力，密度大的原油和液态水流入下部的水平生产井中并采出；另一种是通过直井和水平井组合的布井方式进行原油开采，上部直井注汽，下部水平井采油。

上述两种布井开采方式，对于在地层原始条件下没有流动能力的高粘度原油，要实现注采井之间的热连通，均需经历油层预热阶段，使油层形成热连通后，注入的蒸汽向上超覆在地层中形成蒸汽腔，蒸汽腔向上及侧面扩展，与油层中的原油发生热交换，加热的原油和蒸汽冷凝水靠重力作用泄到下面的水平生产井中并产出。

但是，无论采用哪种布井方式进行采油，随着SAGD开发的不断深入，注汽井在长期注汽后，更多的蒸汽被注入地层，蒸汽腔在注采井之间不断扩大，由于蒸汽冷凝水与加热的原油流速比存在差异，越来越多的蒸汽冷凝水在重力的作用下较原油较快地泄到水平生产井中，使水平生产井的含水率逐渐提高，进而影响了后续原油的采收率，对中厚层特超稠油油藏的开采来说，原油开采的速度有所降低。

因此，有必要提供一种新的采油方法和采油系统，来克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种重力泄水辅助采油方法，该方法可以有效动用中厚层特超稠油油藏，降低生产直井含水率，提高采油速度，增加原油采收率。

本发明的另一目的是提供一种重力泄水辅助采油系统，利用该采油系统进行中厚层特超稠油油藏的开采，能够降低生产直井含水率，提高采油速度，增加原油采收率。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种重力泄水辅助采油方法，所述重力泄水辅助采油方法包括：

a)在油层底部设置上水平井，在所述上水平井的正下方平行设置下水平井，在所述油层中设置多个生产直井，所述多个生产直井位于所述上水平井的周围；

b)在所述上水平井和所述多个生产直井内分别下入注汽管柱进行注汽，对所述油层进行蒸汽预热，以使所述上水平井与所述多个生产直井形成热连通；

c)待所述上水平井与所述多个生产直井形成热连通后，将所述生产直井内的注汽管柱提出，并下入举升管柱进行抽油生产，在所述下水平井内下入举升管柱进行排水和辅助抽油。

在优选的实施方式中，在所述步骤c)中，待所述上水平井与所述多个生产直井形成热连通后，保持所述上水平井内的注汽管柱不动，通过所述上水平井内的注汽管柱连续向所述油层进行注汽，同时利用所述多个生产直井内的举升管柱进行抽油生产，并利用所述下水平井内的举升管柱进行排水和辅助采油。

在优选的实施方式中，在所述步骤a)中，每个所述生产直井的射孔段位于所述上水平井与所述下水平井之间的平面内。

在优选的实施方式中，在所述步骤a)中，每个所述生产直井位于所述上水平井的水平井段的斜上方。

在优选的实施方式中，每个所述生产直井距所述上水平井的水平距离为50m-70m，所述上水平井与所述下水平井之间的距离为20m。

在优选的实施方式中，在所述步骤b)中，所述上水平井内下入的注汽管柱为双管注汽管柱，所述多个生产直井内下入的注汽管柱为单管注汽管柱。

在优选的实施方式中，在所述步骤b)中，向所述上水平井的注汽管柱内注蒸汽的注汽速度小于400t/d，所述上水平井的竖直井段末端位置处的注汽干度大于45％。

在优选的实施方式中，在所述步骤b)中，在所述生产直井进行1周期的蒸汽吞吐，所述上水平井进行2-3周期的蒸汽吞吐后，所述上水平井与所述多个生产直井形成热连通。

本发明还提供一种重力泄水辅助采油系统，所述重力泄水辅助采油系统包括上水平井、下水平井和多个生产直井，所述上水平井设置在油层底部，所述下水平井平行设置在所述上水平井的正下方，所述多个生产直井设置在所述油层中并位于所述上水平井的周围，其中，所述上水平井内设有注汽管柱，所述下水平井及所述多个生产直井内分别设有举升管柱。

在优选的实施方式中，每个所述生产直井的射孔段位于所述上水平井与所述下水平井之间的平面内。

在优选的实施方式中，每个所述生产直井位于所述上水平井的水平井段的斜上方。

在优选的实施方式中，每个所述生产直井距所述上水平井的水平距离为50m-70m，所述上水平井与所述下水平井之间的距离为20m。

在优选的实施方式中，所述注汽管柱为双管注汽管柱，其包括：

内注汽管，其由水平井的竖直井段延伸至水平井段，所述内注汽管具有内注汽通道，在所述内注汽管位于所述水平井段的末端位置处连接有内注汽筛管，所述内注汽筛管的末端连接有内管丝堵；

外注汽管，其套设在所述内注汽管外，所述外注汽管与所述内注汽管之间形成有环形注汽通道，所述外注汽管从井口至水平井段的末端位置处依次连接有真空隔热油管、油管、第一外注汽筛管和第二外注汽筛管，所述第一外注汽筛管位于靠近所述竖直井段的所述水平井段处，所述第二外注汽筛管与所述内注汽筛管相对，其末端连接有外管丝堵。

在优选的实施方式中，所述举升管柱包括油管、抽油泵和抽油杆，所述油管的下方连接有所述抽油泵，所述抽油杆穿设在所述油管内，其下方与所述抽油泵相连，所述抽油泵的下方依次连接有打孔筛管和导锥丝堵。

本发明的重力泄水辅助采油方法及采油系统的特点及优点是：

一、本发明的重力泄水辅助采油方法，在采油前，通过上水平井与周围生产直井同时向油层注汽，可有效缩短上水平井与生产直井之间的热连通时间，为提高采油速度提供前提；在采油过程中，本发明继续通过上水平井不断地向油层中注蒸汽，并将多个注汽的生产直井转为采油生产直井进行原油开采(即通过将多个生产直井中注汽管柱提出，下入举升管柱)，同时通过下水平井进行排水及辅助采油作业，因此，本发明可有效动用中厚层特超稠油油藏，降低生产直井含水率，提高采油速度，增加原油采收率。

二、本发明的重力泄水辅助采油系统，利用上水平井不断向油层中注汽，在注汽过程中，通过设置在上水平井周围的多个生产直井进行抽油生产，并通过设置在上水平井下方的下水平井进行排水和辅助抽油，本发明采用上述布井方式的采油系统可有效动用特超稠油油藏，降低生产直井的含水率，提高采油速度，增加原油采收率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的重力泄水辅助采油系统的立体示意图。

图2为本发明的重力泄水辅助采油系统的实施方式1的侧视图。

图3为本发明的重力泄水辅助采油系统的实施方式2的侧视图。

图4为本发明的上水平井内的注汽管柱的结构示意图。

图5为本发明的生产直井内的举升管柱的结构示意图。

图6为本发明的下水平井内的举升管柱的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供一种重力泄水辅助采油系统，其包括上水平井1、下水平井2和多个生产直井3，所述上水平井1设置在油层4底部，所述下水平井2平行设置在所述上水平井1的正下方，所述多个生产直井3设置在所述油层4中并位于所述上水平井1的周围，其中，所述上水平井1内设有注汽管柱11，所述下水平井2及所述多个生产直井3内分别设有举升管柱21。

具体是，请配合参看图2所示，在本发明中，上水平井1的水平井段伸入油层4的底部，下水平井2的水平井段与上水平井1的水平井段平行，其没有伸入油层4中，而是位于油层4的下方。当然，在其它的实施方式中，下水平井2的水平井段也可伸入油层4中，并与上水平井1的水平井段上下平行设置在油层4内的中下部，在此不作限制。

多个生产直井3钻设在油层4内并设置在上水平井1的周围，在本发明中，如图1所示，在上水平井1的周围共设有九个生产直井3，其中五个生产直井3间隔设置排成一排分布在上水平井1的水平井段后侧，其余四个生产直井3间隔设置排成一排分布在上水平井1的水平井段前侧。

在原油开采过程中，蒸汽通过设置在上水平井1内的注汽管柱11被注入油层4，原油与蒸汽发生热交换后流动能力增强，加热后的大部分原油在蒸汽驱动力及重力共同作用的合力驱动下，向周围生产直井3流动，并通过多个生产直井3中的举升管柱21采出，仅有极少部分的原油在重力的作用下流入下水平井2中；由于上水平井1在长期注汽后，会有更多的蒸汽被注入油层4，蒸汽与原油进行热交换后形成蒸汽冷凝水，因蒸汽冷凝水与加热的原油流速比存在差异，越来越多的蒸汽冷凝水在重力的作用下较原油较快的泄到下水平井2中，而不会流入周围生产直井3内，此时，利用下水平井2内的举升管柱21可将蒸汽冷凝水及存在的极少部分原油排出。

本发明的重力泄水辅助采油系统，利用上水平井1不断向油层4中注汽，在注汽过程中，通过设置在上水平井1周围的多个生产直井3进行抽油生产，并通过设置在上水平井1下方的下水平井2进行排水和辅助抽油，本发明采用上述布井方式的采油系统可有效动用特超稠油油藏，降低生产直井3的含水率，提高采油速度，增加原油采收率。

如图2所示，根据本发明的一个实施方式，每个所述生产直井3的射孔段位于所述上水平井1与所述下水平井2之间的平面内。这样设置的好处是，由于上水平井1不断地向油层4中注汽，注入的蒸汽向上超覆在油层4中形成蒸汽腔，蒸汽腔向上及侧面扩展，在重力和蒸汽驱的合力作用下，加热后的原油向生产直井3的射孔段的斜下方流动，因此可以最大限度的将原油驱至多个生产直井3中，避免原油流入下水平井2中随蒸汽冷凝水一同被采出，从而可有效提高原油的采收率，提高采油速度。在该实施方式中，每个所述生产直井3距所述上水平井1的水平距离L为50m-70m，所述上水平井1与所述下水平井2之间的距离H为20m，每个生产直井3的射孔段距上水平井1的垂直距离H’(其中H’＝H/2)为10m，两两生产直井3之间的间隔距离L1为70m。当然，在另外的实施方式中，如图3所示，每个所述生产直井3还可位于所述上水平井1的水平井段的斜上方，具体是，每个所述生产直井3距所述上水平井1的水平距离L为50m-70m，所述上水平井1与所述下水平井2之间的距离H为20m，每个所述生产直井3的射孔段距所述上水平井1的水平井段的垂直距离H’为5m，两两生产直井3之间的间隔距离L1为70m。

如图4所示，根据本发明的一个实施方式，所述注汽管柱11为双管注汽管柱，其包括内注汽管12和外注汽管13。其中，内注汽管12由上水平井1的竖直井段14延伸至水平井段15，所述内注汽管12具有内注汽通道121，在所述内注汽管12位于所述水平井段的末端16位置处(上水平井1的脚尖位置处)连接有内注汽筛管122，所述内注汽筛管122的末端连接有内管丝堵123；外注汽管13套设在所述内注汽管12外，所述外注汽管13与所述内注汽管12之间形成有环形注汽通道131，所述外注汽管13从井口至水平井段的末端16位置处依次连接有真空隔热油管132、油管133、第一外注汽筛管134和第二外注汽筛管135，所述第一外注汽筛管134位于靠近所述竖直井段14的所述水平井段15处(上水平井1的脚跟位置处)，所述第二外注汽筛管135与所述内注汽筛管122相对，其末端连接有外管丝堵136。

具体是，外注汽管13的真空隔热油管132位于上水平井1的竖直井段14处，油管133连接在真空隔热油管132的下端，其从竖直井段14弯曲延伸至水平井段15，油管133的一端连接有第一外注汽筛管134，第二外注汽筛管135通过连接油管17与第一外注汽筛管134相连，第二外注汽筛管135的末端通过外管丝堵136密封；内注汽管12穿设在外注汽管柱13内，在本发明中，所述内注汽管12与所述外注汽管13的轴心同心，内注汽管12末端连接的内注汽筛管122与外注汽管13的第二外注汽筛管135相对，内管丝堵123密封连接在内注汽筛管122上。

在注汽过程中，一部分蒸汽自内注汽管12的内注汽通道121通过内注汽筛管122和第二外注汽筛管135被注入至上水平井1水平井段15的末端16位置处的油层内，另一部分蒸汽自内注汽管12与外注汽管13之间的环形注汽通道131通过第一外注汽筛管134注入至上水平井1靠进竖直井段14的水平井段15处的油层内。

本发明的上水平井1采用双管注汽管柱进行注汽，能够实现上水平井1的均匀注汽，充分动用上水平井1的水平井段末端16位置处的油层，提高稠油的产能和采收率。

根据本发明的一个实施方式，如图5所示，为设置在生产直井3中的举升管柱21的示意图，该举升管柱21包括油管211、抽油泵212和抽油杆213，所述油管211的下方连接有所述抽油泵212，所述抽油杆213穿设在所述油管211内，其下方与所述抽油泵212相连，所述抽油泵212的下方依次连接有打孔筛管214和导锥丝堵215。具体是，在本发明中，抽油泵212为管式泵，其包括泵筒和设置在泵筒内的活塞，抽油泵212的泵筒直接连接在油管211的下方，抽油杆213与抽油泵212的活塞相连。本发明通过该举升管柱21可将驱至生产直井3中的原油采出。

另外，如图6所示，设置在下水平井2中的举升管柱21与设置在生产直井3中的举升管柱21结构相同，在此不再赘述，利用设置在下水平井2中举升管柱21，可将蒸汽冷凝水及少部分原油排出。

请再次参考图1-6所示，本发明还提供一种重力泄水辅助采油方法，该采油方法包括：a)在油层4底部设置上水平井1，在所述上水平井1的正下方平行设置下水平井2，在所述油层4中设置多个生产直井3，所述多个生产直井3位于所述上水平井1的周围；b)在所述上水平井1和所述多个生产直井3内分别下入注汽管柱进行注汽，对所述油层4进行蒸汽预热，以使所述上水平井1与所述多个生产直井3形成热连通；c)待所述上水平井1与所述多个生产直井3形成热连通后，将所述生产直井3内的注汽管柱提出，并下入举升管柱21进行抽油生产，在所述下水平井2内下入举升管柱21进行排水和辅助抽油。

具体是，在所述步骤c)中，待所述上水平井1与所述多个生产直井3形成热连通后，保持所述上水平井1内的注汽管柱11不动，通过所述上水平井1内的注汽管柱11连续向所述油层4进行注汽，同时利用所述多个生产直井3内的举升管柱21进行抽油生产，并利用所述下水平井2内的举升管柱21进行排水和辅助采油。

本发明的重力泄水辅助采油方法，在采油前，通过上水平井1与周围生产直井3同时向油层4注汽，可有效缩短上水平井1与生产直井3之间的热连通时间，为提高采油速度提供前提；在采油过程中，本发明继续通过上水平井1不断地向油层4中注蒸汽，并将多个注汽的生产直井3转为采油生产直井进行原油开采(即通过将多个生产直井3中注汽管柱提出，下入举升管柱21)，同时通过下水平井2进行排水及辅助采油作业，因此，本发明可有效动用中厚层特超稠油油藏，降低生产直井3含水率，提高采油速度，增加原油采收率。

另外，本发明的重力泄水辅助采油方法，其上水平井1、下水平井2以及多个生产直井3的相互位置关系，及上水平井1内下入的注汽管柱11结构和生产直井3与下水平井2内下入的举升管柱21结构，与上述重力泄水辅助采油系统的主要结构、原理和效果基本相同，在此不再赘述。另外，在采油前，所述多个生产直井3内下入的注汽管柱为单管注汽管柱，单管注汽管柱为现有技术中应用的注汽管柱，其主要包括隔热管、封隔器、打孔筛管及导锥丝堵，在此不再详述，多个生产直井3可通过单管注汽管柱向油层4进行笼统注汽。

根据本发明的一个实施方式，在所述步骤b)中，向所述上水平井1内的注汽管柱11内注蒸汽的注汽速度小于400t/d，所述上水平井1的竖直井段14末端(上水平井1的脚跟位置处)的注汽干度大于45％。另外，在本发明中，为使所述上水平井1与所述多个生产直井3形成热连通，需对所述生产直井3进行1周期的蒸汽吞吐，以及对所述上水平井1进行2-3周期的蒸汽吞吐。当然，在其它的实施方式中，具体的蒸汽预热时间还可根据井组压力下降的实际情况确定，在此不作限制。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (14)

1.一种重力泄水辅助采油方法，其特征在于，所述重力泄水辅助采油方法包括：

a)在油层底部设置上水平井，在所述上水平井的正下方平行设置下水平井，在所述油层中设置多个生产直井，所述多个生产直井位于所述上水平井的周围；

b)在所述上水平井和所述多个生产直井内分别下入注汽管柱进行注汽，对所述油层进行蒸汽预热，以使所述上水平井与所述多个生产直井形成热连通；

c)待所述上水平井与所述多个生产直井形成热连通后，将所述生产直井内的注汽管柱提出，并下入举升管柱进行抽油生产，在所述下水平井内下入举升管柱进行排水和辅助抽油。

2.如权利要求1所述的重力泄水辅助采油方法，其特征在于，在所述步骤c)中，待所述上水平井与所述多个生产直井形成热连通后，保持所述上水平井内的注汽管柱不动，通过所述上水平井内的注汽管柱连续向所述油层进行注汽，同时利用所述多个生产直井内的举升管柱进行抽油生产，并利用所述下水平井内的举升管柱进行排水和辅助采油。

3.如权利要求1所述的重力泄水辅助采油方法，其特征在于，在所述步骤a)中，每个所述生产直井的射孔段位于所述上水平井与所述下水平井之间的平面内。

4.如权利要求1所述的重力泄水辅助采油方法，其特征在于，在所述步骤a)中，每个所述生产直井位于所述上水平井的水平井段的斜上方。

5.如权利要求3或4所述的重力泄水辅助采油方法，其特征在于，每个所述生产直井距所述上水平井的水平距离为50m-70m，所述上水平井与所述下水平井之间的距离为20m。

6.如权利要求1所述的重力泄水辅助采油方法，其特征在于，在所述步骤b)中，所述上水平井内下入的注汽管柱为双管注汽管柱，所述多个生产直井内下入的注汽管柱为单管注汽管柱。

7.如权利要求1所述的重力泄水辅助采油方法，其特征在于，在所述步骤b)中，向所述上水平井的注汽管柱内注蒸汽的注汽速度小于400t/d，所述上水平井的竖直井段末端位置处的注汽干度大于45％。

8.如权利要求1所述的重力泄水辅助采油方法，其特征在于，在所述步骤b)中，在所述生产直井进行1周期的蒸汽吞吐，所述上水平井进行2-3周期的蒸汽吞吐后，所述上水平井与所述多个生产直井形成热连通。

9.一种重力泄水辅助采油系统，其特征在于，所述重力泄水辅助采油系统包括上水平井、下水平井和多个生产直井，所述上水平井设置在油层底部，所述下水平井平行设置在所述上水平井的正下方，所述多个生产直井设置在所述油层中并位于所述上水平井的周围，其中，所述上水平井内设有注汽管柱，所述下水平井及所述多个生产直井内分别设有举升管柱。

10.如权利要求9所述的重力泄水辅助采油系统，其特征在于，每个所述生产直井的射孔段位于所述上水平井与所述下水平井之间的平面内。

11.如权利要求9所述的重力泄水辅助采油系统，其特征在于，每个所述生产直井位于所述上水平井的水平井段的斜上方。

12.如权利要求10或11所述的重力泄水辅助采油系统，其特征在于，每个所述生产直井距所述上水平井的水平距离为50m-70m，所述上水平井与所述下水平井之间的距离为20m。

13.如权利要求9所述的重力泄水辅助采油系统，其特征在于，所述注汽管柱为双管注汽管柱，其包括：

内注汽管，其由水平井的竖直井段延伸至水平井段，所述内注汽管具有内注汽通道，在所述内注汽管位于所述水平井段的末端位置处连接有内注汽筛管，所述内注汽筛管的末端连接有内管丝堵；

外注汽管，其套设在所述内注汽管外，所述外注汽管与所述内注汽管之间形成有环形注汽通道，所述外注汽管从井口至水平井段的末端位置处依次连接有真空隔热油管、油管、第一外注汽筛管和第二外注汽筛管，所述第一外注汽筛管位于靠近所述竖直井段的所述水平井段处，所述第二外注汽筛管与所述内注汽筛管相对，其末端连接有外管丝堵。

14.如权利要求9所述的重力泄水辅助采油系统，其特征在于，所述举升管柱包括油管、抽油泵和抽油杆，所述油管的下方连接有所述抽油泵，所述抽油杆穿设在所述油管内，其下方与所述抽油泵相连，所述抽油泵的下方依次连接有打孔筛管和导锥丝堵。

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