CN104405348B - 一种溶剂强化水平井间连通的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种溶剂强化水平井间连通的方法。该方法包括：向生产井注入柴油，排出井内空气；向生产井注入气态复合溶剂驱替柴油，将被驱替的柴油压人注汽井内，关闭注气井；继续注入气态复合溶剂直至发生相变时停止注入；关闭生产井，并监测生产井内压力，当压力下降到设计注入压力以下时，对生产井进行加热，直到压力回升到设计注入压力时停止加热，加入气态复合溶剂进行补偿；适时采油；注入气态复合溶剂，重复步骤四和步骤五，直至井间连通；向生产井注入柴油，焖井侵泡，再将生产井内的柴油转入注气井形成循环；向注汽井注入高温蒸汽，转入正常SAGD过程。本发明方法能够改善双水平井间的连通，从而提高SAGD生产阶段开发效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种溶剂强化水平井间连通的方法，属于石油开采技术领域。
背景技术
双水平井(上部水平井为注汽井，下部水平井为生产井)SAGD(steam assistedgravity drainage，蒸汽辅助重力泄油)开发浅层超稠油在加拿大取得了成功，并付诸于商业应用，该技术在国内也受到了重视。
SAGD开采分为SAGD启动阶段和SAGD生产阶段。在SAGD启动阶段，如图1和图2所示，要实现上下水平井间的热连通和初步流体连通；但是由于油藏初始温度低、原油粘度大，传统的5米井距双水平井井间难以形成有效连通，导致注汽井附近受热具有流动能力的稠油无法向下流动，蒸汽腔也无法扩展，因而建立有效流体连通十分重要。同时，井间的热连通也至关重要。上部加热稠油向下部生产井缓慢渗流过程中会损失热量，温度下降、粘度增加，从而导致井间原油流动困难，无法顺利完成泄油过程。
目前主流的操作技术是在上部注汽井和下部生产井内布置双油管管柱结构，同时等压注蒸汽循环预热，在井眼附近形成稳定高温区，依靠温度差以热传导的形式向储层深部传热，从而缓慢加热注采井间油藏。对于350米左右的埋深，注入蒸汽温度大约260度、压力4.5MPa。对于长度为400米左右的水平井，裸眼直径为7寸而言，注入蒸汽流量大约为70M3/d。目前主要的热源为使用天然气的蒸汽锅炉。按此流量计算，单日单井组的天然气成本超过一万元。通常循环预热过程持续4个月才能保障井间有效连通，转入正常SAGD生产。
然而，现有技术还有诸多不利因素影响，如油藏含水饱和度高、热物性差、钻井轨迹控制不好、平行度差、井间距波动大、埋深较深、注入蒸汽干度低、井下加热不均等均可能导致循环预热效果差、耗时长，有时甚至需要近1年的循环预热时间，SAGD开发的总体油气比、经济效率均受到较大的影响。此外，在SAGD启动阶段，循环预热效果差往往导致转SAGD生产阶段后水平井动用程度低，采油速率达不到方案设计预期，后续改善水平井动用程度的措施效果也十分有限，因而启动初期连通效果差将严重影响SAGD生产阶段开发效果。
所以在SAGD启动阶段，传统的5米井间油藏热连通和流体连通需要消耗大量的水、天然气，但是由于油藏厚度薄、埋深较深、油藏含水饱和度高、热物性差、双水平井对钻井轨迹控制差、管柱结构及注汽参数不合理，往往效果依旧不好，导致SAGD生产阶段开发速度慢，油气比低、经济效率差。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种溶剂强化水平井间连通的方法，能够改善双水平井间的连通，从而提高SAGD生产阶段开发效果。
本发明的目的通过以下技术方案得以实现：
一种溶剂强化水平井间连通的方法，包括如下步骤：
步骤一、向生产井注入柴油，直到将井眼及管柱内外所有空间完全侵泡，排出井内空气；
步骤二、向生产井注入气态复合溶剂驱替柴油，直至完全驱替，将被驱替的柴油压人注汽井内，关闭注气井；
步骤三、继续注入气态复合溶剂，直至气态复合溶剂发生相变时停止注入；
步骤四、关闭生产井，并监测生产井内压力，当压力下降到设计注入压力以下时，对生产井进行加热，直到压力回升到设计注入压力时停止加热，当压力仅通过加热无法回升到设计注入压力时，加入气态复合溶剂进行补偿；
步骤五、判断生产井内产生的原油的位置，适时采油；
步骤六、注入气态复合溶剂，重复步骤四和步骤五，直至井间连通；
步骤七、向生产井注入强极性液态溶剂，直至上部注汽井完全被淹后焖井侵泡(用于改善溶剂腔扩展的不均匀性)，再将生产井内的柴油转入注气井形成循环(用于强化未连通部分水平井段的井间连通)；
步骤八、向注汽井注入高温蒸汽，生产井进行石油开采，转入正常SAGD过程。
上述的溶剂强化水平井间连通的方法中，在步骤五中，适时采油需要根据生产井内产生的原油的位置的现场实际情况，选择合适的时机进行采油，因为频繁泵采会增加操作成本，过低频率采油则会延缓溶剂辅助泄油速度。
上述的溶剂强化水平井间连通的方法中，在步骤六中，井间连通是指当生产井内的压力传导到注汽井内时，表明井间已连通。
上述的溶剂强化水平井间连通的方法中，在步骤七中，焖井侵泡的时间根据溶剂腔的均匀性状况定，即根据强极性液态溶剂的侵泡效果而定。
上述的溶剂强化水平井间连通的方法中，优选的，所述气态复合溶剂包括C1-C4的有机溶剂和CO2气体。
上述的溶剂强化水平井间连通的方法中，优选的，所述C1-C4的有机溶剂包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等中的一种或几种的组合。
上述的C1-C4的有机溶剂还可以包括碳原子数1-4的醇、醚、酮等有机溶剂。C1-C4的有机溶剂和CO2气体组成的气态复合溶剂的组分及用量的选择主要取决于油藏深度、油藏温度，以使配置的混合气能进入气液两相区。
上述的溶剂强化水平井间连通的方法中，优选的，在步骤五中，判断生产井内产生的原油的位置是通过测温剖面给出的温度分布规律确定的。
上述的通过测温剖面给出的温度分布规律是通过是剖面测温仪给出的。
上述的溶剂强化水平井间连通的方法中，优选的，在步骤四中，对生产井进行加热的加热方式为井底加热。
上述的溶剂强化水平井间连通的方法中，优选的，在步骤三中，所述气态复合溶剂可以为与地层温度相对应的饱和压力条件下的气态复合溶剂。
上述的溶剂强化水平井间连通的方法中，优选的，该方法还包括在步骤一开始前钻打注气井和生产井的步骤，所述生产井打在油藏下部，距离油藏底部＜1米。
上述的溶剂强化水平井间连通的方法中，设计注入压力比地层压力高(设计注入压力低于地层压力，溶剂无法注入地层)，比破裂压力低(设计注入压力高于破裂压力时，将破坏储层，导致溶剂泄露等事故)；为达到较好的效果，通常设计注入压力处于复合溶剂的露点压力和泡点压力之间。上述的溶剂强化水平井间连通的方法中，优选的，所述强极性液态溶剂包括甲苯、二甲苯、柴油等中的一种或几种的组合；更优选的，强极性液态溶剂为柴油。
上述的强极性液态溶剂中柴油虽然效果略差，但毒性较小，也更加环保一些。
上述的溶剂强化水平井间连通的方法中，注气井和生产井为水平井，均采用割缝筛管完井的方式完井，筛管内下入长、短管柱，注入阶段从长管柱注入溶剂，采出阶段由短管柱末端下入泵泵抽；生产井底内置有电加热装置，均匀加热，并在井内设置测温、测压点。
本发明利用小分子溶剂在稠油中有较高的溶解度和扩散能力的特点，注入气态复合溶剂(C1-C4)+CO2，达到溶剂降黏的目的；此外，通过生产井底部加热，还可以实现一定程度上的热力辅助降黏；但主要贡献还是溶剂降黏。降黏后的原油在重力作用下下泄，留下的空间由气态复合溶剂占据并形成溶剂腔，同时粘性指进现象也能强化溶剂腔的扩展。随着溶剂腔向上部和侧向扩展，不断形成新的溶剂-稠油接触面，因而大幅缩短了溶剂向油藏深部的原油内扩散的路径，加速了溶剂腔的发育。
注入阶段注入压力维持在气态复合溶剂的露点以上(混合物的相图来中，露点压力以下为气态；露点压力以上、泡点压力以下时为气液两相；泡点压力以上则为液相；这里气态复合溶剂为气液两相状态，这里的维持在露点以上是指控制气态复合溶剂的压力维持在与地层温度对应的露点压力以上，保持气态复合溶剂进入气液两相区)，随着溶剂的溶解、扩散和弥散，井内压力不断下降。溶剂相态可以由井下操作压力来控制。在采收阶段，溶剂与原油形成泡沫油，溶解气驱成为除重力泄油外的泄油机理之一。井底布置加热装置对生产井进行加热，可以对生产井内的气态复合溶剂进行加热，溶剂受热膨胀增压，推动溶剂扩散，此外，对生产井进行加热还可以加热返回井筒的流体，提高流体温度从而分离出部分溶剂，这部分溶剂进入溶剂腔而循环使用，节省了溶剂的消耗量。该开发过程以水平井形式实现，可以大幅增加有效动用面积。可连续生产(类似单井SAGD)或者周期性生产(类似蒸汽吞吐CSS)。
本发明提出了使用溶剂吞吐或者类单井SAGD的连续方式，通过溶剂降黏、重力泄油先产出双水平井间稠油，达到部分井间流体连通效果；再注入强极性溶剂改善井间连通程度，最后转为注蒸汽建立热连通，进入常规SAGD生产，代替传统的注高温高压高干度蒸汽循环预热的方法。
本发明的突出效果为：
本发明方法能够改善双水平井间的连通，从而降低对钻井井眼轨迹要求，提高水平段均匀动用程度，充分发挥水平井重力泄油的优势，单井成本低、钻井技术要求低、水消耗少、能耗低、排放少、转SAGD不需要改变管柱结构，提高SAGD生产阶段开发效果。
附图说明
图1是常规SAGD启动阶段，建立热连通和流体连通的上下水平井的正面剖视示意图；
图2是常规SAGD启动阶段，建立热连通和流体连通的上下水平井的侧面剖视示意图；
图3是实施例的流程图；
图4是实施例水平井的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的方法进行说明，以使本发明技术方案更易于理解、掌握，但本发明并不局限于此。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例
本实施例提供一种溶剂强化水平井间连通的方法，其流程如图3所示，包括如下步骤：
步骤一、在油藏地层钻打注气井和生产井，如图3中阶段1所示，水平井长400米，井距5米，井眼直径0.25米，孔隙度30％，生产井打在油藏下部，距离油藏底部＜1米；
注气井和生产井均采用割缝筛管完井的方式完井，如图4所示，筛管内下入长管柱A、短管柱B，长管柱A用于注入溶剂，短管柱B末端下入管式泵C，用于泵抽；生产井底内置有电加热装置，均匀加热，并在井内设置测温光纤D、测压点；
向生产井注入柴油，直到将井眼及管柱内外所有空间完全侵泡，排出井内空气，如图3中阶段2所示；
步骤二、向生产井注入气态复合溶剂(丙烷+CO2，体积比例7:3)驱替柴油，直至完全驱替，将被驱替的柴油压人注汽井内，关闭注气井，如图3中阶段3所示；
步骤三、继续注入与地层温度相对应的饱和压力条件下的气态复合溶剂，直至气态复合溶剂发生相变时停止注入；
步骤四、关闭生产井，并监测生产井内压力，此时如图3中阶段4所示，生产井内的气态复合溶剂向井眼四周冷油内溶解、扩散，形成溶剂腔(溶剂腔最小体积为v＝400×5×0.25×0.3＝150m3)，如图3中的阶段5所示，稠油发生重力泄油，溶剂腔向上扩散(形成60度夹角左右的等腰扇形，这里以60度夹角的三角形估算，溶剂腔实际体积为v＝400×25×1.73/3×0.3＝1732m3)，压力发生下降；当压力下降到设计注入压力以下时，对生产井进行加热，直到压力回升到设计注入压力(本实施例油层为250米埋深储层，设计注入压力为3MPa)时停止加热，当压力仅通过加热无法回升到设计注入压力时，加入气态复合溶剂进行补偿；
步骤五、判断生产井内产生的原油的位置，如图3中阶段6所示，运转管式泵采油；
步骤六、注入气态复合溶剂，如图3中阶段7所示，重复步骤四和步骤五，直至井间连通，如图3中阶段8所示；
步骤七、向生产井注入柴油，如图3中阶段9所示，直至上部注汽井完全被淹后焖井侵泡40天，再将生产井内的柴油转入注气井形成循环，如图3中阶段10所示；
步骤八、向注汽井注入高温蒸汽，如图3中阶段11所示，生产井进行石油开采，转入正常SAGD过程。
本实施例中，以油藏温度为15摄氏度、3MPa压力下的溶剂注入为参数，
溶剂腔填充溶剂量为V1＝v×30∈[4500,51960]m3；
另外部分溶剂溶解并进入稠油内被采出，这里假设汽油比GOR(std.m3/m3)＝50，V2＝v×50∈[7500,86600]m3；
总的气态复合溶剂消耗为V＝V1+V2∈[12000,138560]m3。复合溶剂平均以4元/方估算，成本为[48000,554240]元。而常规注蒸汽循环方法的主要成本为天然气消耗，以单井组日耗天然气10000元、循环预热4个月估算，成本为1200000元。
从上面的数据可见，上述的气态复合溶剂消耗产生的成本比现有技术常规注蒸汽实现水平井连通的成本要降低很多。
本实施例方法能够改善双水平井间的连通，从而降低对钻井井眼轨迹要求，提高水平段均匀动用程度，充分发挥水平井重力泄油的优势，单井成本低、钻井技术要求低、水消耗少、能耗低、排放少、转SAGD不需要改变管柱结构，提高SAGD生产阶段开发效果。
Claims (9)
1.一种溶剂强化水平井间连通的方法，包括如下步骤：
步骤一、向生产井注入柴油，直到将井眼及管柱内外所有空间完全浸泡，排出井内空气；
步骤二、向生产井注入气态复合溶剂驱替柴油，直至完全驱替，将被驱替的柴油压入注汽井内，关闭注气井；
步骤三、继续注入气态复合溶剂，直至气态复合溶剂发生相变时停止注入；
步骤四、关闭生产井，并监测生产井内压力，当压力下降到设计注入压力以下时，对生产井进行加热，直到压力回升到设计注入压力时停止加热，当压力仅通过加热无法回升到设计注入压力时，加入气态复合溶剂进行补偿；
步骤五、判断生产井内产生的原油的位置，适时采油；
步骤六、注入气态复合溶剂，重复步骤四和步骤五，直至井间连通；
步骤七、向生产井注入强极性液态溶剂，直至上部注汽井完全被淹后焖井浸泡，再将生产井内的柴油转入注气井形成循环；
步骤八、向注汽井注入高温蒸汽，生产井进行石油开采，转入正常SAGD过程。
2.根据权利要求1所述的溶剂强化水平井间连通的方法，其特征在于：所述气态复合溶剂包括C1-C4的有机溶剂和CO2气体。
3.根据权利要求2所述的溶剂强化水平井间连通的方法，其特征在于：所述C1-C4的有机溶剂包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷中的一种或几种的组合。
4.根据权利要求1所述的溶剂强化水平井间连通的方法，其特征在于：在步骤五中，所述判断生产井内产生的原油的位置是通过测温剖面给出的温度分布规律确定的。
5.根据权利要求1所述的溶剂强化水平井间连通的方法，其特征在于：在步骤四中，所述对生产井进行加热的加热方式为井底加热。
6.根据权利要求1所述的溶剂强化水平井间连通的方法，其特征在于：在步骤三中，所述气态复合溶剂为与地层温度相对应的饱和压力条件下的气态复合溶剂。
7.根据权利要求1所述的溶剂强化水平井间连通的方法，其特征在于：该方法还包括在步骤一开始前钻打注气井和生产井的步骤，所述生产井打在油藏下部，距离 油藏底部＜1米。
8.根据权利要求1所述的溶剂强化水平井间连通的方法，其特征在于：所述强极性液态溶剂包括甲苯、二甲苯、柴油中的一种或几种的组合。
9.根据权利要求8所述的溶剂强化水平井间连通的方法，其特征在于：所述强极性液态溶剂为柴油。
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