CN104632164A - 双水平井sagd开采中突破油层中隔夹层的方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种双水平井SAGD开采中突破油层中隔夹层的方法，该方法是在SAGD开采中，在水平注汽井的径向方向采用高压射流钻井方式向油层内打出多个分枝侧向井。在打所述分枝侧向井时，使分枝侧向井沿水平注汽井的径向方向向外呈辐射状延伸，从而分枝侧向井能从隔夹层的下部向上穿过隔夹层。或者在打所述分枝侧向井时，使分枝侧向井沿水平注汽井的径向方向向外呈辐射状延伸，并使分枝侧向井伸入到相邻两蒸汽腔间的楔形未动用区域内，从而进一步提高采收率。本发明能有效输送蒸汽到夹层上方，保障蒸汽腔在水平和垂直方向上均衡发育，且施工成本低。

Description

双水平井SAGD开采中突破油层中隔夹层的方法

技术领域

本发明是关于一种双水平井SAGD开采的辅助方法，尤其涉及一种双水平井SAGD开采中突破油层中隔夹层的方法。

背景技术

全球超稠油的资源量巨大，作为国际上开发稠油的一项前沿技术，SAGD(Steam-Assisted Gravity Drainage，蒸汽辅助重力泄油)在加拿大油砂开采中占据主体地位，我国辽河、新疆油田也得到了规模化应用。该方法是利用水平井、蒸汽来有效地开采稠油、超稠油等资源。该方法是在油层中设置竖直方向上下对应的两个水平井，下部的水平井位于油层底部，上部水平井为注汽井，下部水平井为生产井。通过向上部水平注汽井连续注入高干度水蒸汽，蒸汽上浮释放汽化潜热加热储层，被加热的稠油黏度大幅下降并和蒸汽冷凝液在重力作用下下泄，最后从油藏底部的水平井产出。由于储层流体不断被采出，蒸汽得以沿垂直和水平方向扩展，形成不断发育的蒸汽腔。相对于其他稠油开发技术，该方法具有高的油汽比和采收率。

隔夹层是形成储层非均质性的主要原因之一，其存在严重影响了SAGD生产。展布较大的隔夹层通常由孔隙度小、渗透率低、胶结程度高的泥岩组成，蒸汽、原油等流体无渗流通过，只能缓慢绕流，大大限制了蒸汽腔沿垂向扩展到顶的速度，因而被称为蒸汽腔发育的挡板。注采井间发育隔夹层的物模研究证实，井间的短隔夹层影响很小，较长的隔夹层会降低产油速率，而完全不连通情况下(即隔夹层发育在注采井正中间)，隔夹层将导致上部原油无法采出。而对于注汽井上方发育隔夹层的数值模拟研究表明，隔夹层展布越大、离注汽井越近、渗透率越低，对SAGD开发越不利。总体来说，隔夹层导致上产慢、累积产油量和油汽比偏低，需要开展针对性的突破隔夹层研究工作。

常见的突破隔夹层技术可分为两大类，一类是依靠岩石力学方法，剪切或者拉伸失效原位破岩，这种情况下会形成狭小的裂缝，在地层应力环境下其渗流能力较弱，需要较长时间的水化、蠕变和流体冲蚀作用而形成有效渗流通道，而实际上此类方法需要高压和高温，高压操作这将提高蒸汽前缘压力，降低隔夹层岩石有效应力，从而降低其强度，为剪切失效提供可能。而高温操作有可能引起隔夹层岩石内部孔压上升，导致泥岩夹层收缩，故而存在拉伸失效(类水力压裂)。另一类是直接部分物理移除隔夹层岩石，建立高渗导流通道，此类方法不需要高温高压，仅需要一定技术工艺即可，但现有的此类技术弊端是难于定位地下夹层，从而成本高、风险大。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种双水平井SAGD开采中突破油层中隔夹层的方法，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双水平井SAGD开采中突破油层中隔夹层的方法，能有效输送蒸汽到夹层上方，保障蒸汽腔在水平和垂直方向上均衡发育，且施工成本低。

本发明的另一目的在于提供一种双水平井SAGD开采中突破油层中隔夹层的方法，解决传统的双水平井SAGD技术无法动用相邻两蒸汽腔间的楔形区未动用原油的问题，可利用分枝侧向井进入楔形未动用区，提高原油动用程度。

本发明的目的是这样实现的，一种双水平井SAGD开采中突破油层中隔夹层的方法，该方法是在SAGD双水平井基础上，在水平注汽井的径向方向采用高压射流钻井方式向油层内打出多个分枝侧向井。

在本发明的一较佳实施方式中，在打所述分枝侧向井时，使分枝侧向井沿水平注汽井的径向方向向外呈辐射状延伸，使向上延伸的分枝侧向井从隔夹层的下部向上穿过隔夹层。

在本发明的一较佳实施方式中，在SAGD开采中设有两组平行设置的水平注采井，每组水平注采井包括上部的水平注汽井及其正下方的水平生产井；在两组水平注采井的上部分别形成有蒸汽腔，相邻两个蒸汽腔之间形成有一楔形区域；在打所述分枝侧向井时，使分枝侧向井沿水平注汽井的径向方向向外呈辐射状延伸，并使向上或向下延伸的分枝侧向井伸入到楔形区域内。

在本发明的一较佳实施方式中，该方法包括如下具体步骤：

S1、下入套管锻铣钻头至水平注汽井合适部位后，启用地面设备将水平注汽井套管铣出一段，以满足下入造斜器的要求，完成后起出套管锻铣钻头；

S2、将扩眼钻头下入已铣过的井段以便扩眼，完成后提起扩眼钻头；

S3、通过油管将锚和造斜器下入上一步完成的扩眼井段中，然后使用陀螺仪测量造斜器方位角，方位角调整到位后，使用液压锚将造斜器固定在该井段处；

S4、使用带喷嘴的高压软管，在造斜器的引导下，借助高压水射流破岩作用在储层上射出径向孔眼，从而增大原油泄流半径。

由上所述，本发明的方法通过打分枝侧向井穿过隔夹层，同时提供了流动通道，蒸汽能直接进入隔夹层上方，形成的冷凝水及具备流动性的原油在侧向井内快速流入水平注汽井中，再通过注采井间联通段泄入水平生产井中被采出，从而避开传统SAGD生产中蒸汽腔前缘绕着隔夹层缓慢发育的难题。当针对某一口水平注汽井打若干组多分枝侧向井时，可将整个储层中的所有隔夹层对注采井的影响大幅度降低，蒸汽更快的配送到储层中，每个蒸汽腔都可以获得良好的发育，从而使SAGD开采正常进行。该方法有可能将注汽范围延伸到正常SAGD生产过程中无法动用的楔形区域，从而达到节约成本，提高采收率的目的，同时该方法施工成本低。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1：为本发明中分枝侧向井穿过SAGD隔夹层示意图。

图2：为本发明中分枝侧向井进入SAGD无法直接动用的楔形区的示意图。

图3：为本发明中分枝侧向井的施工剖面图。

图中标号：1、水平注汽井；2、水平生产井；3、分枝侧向井；4、盖层岩石；5、油层；6、基层岩石；7、隔夹层；8、蒸汽腔；9、楔形区域

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1至图3所示，本发明提供一种双水平井SAGD开采中突破油层中隔夹层的方法，当油层5内含多个展布较大的隔夹层7时，会对蒸汽腔8的发育有较严重的影响，蒸汽在上升过程中被隔夹层7阻拦，部分区域仅能通过热传导向油层5传递热量，受热原油无法顺利下泄，此时在传统的SAGD开采的基础上，在水平注汽井1的径向方向采用高压射流钻井方式向油层5内打出多个分枝侧向井3。如图3所示，分枝侧向井3沿水平注汽井1的径向展开，能更快速的将蒸汽配送到油层5中，使每个蒸汽腔8都可以获得良好的发育，从而使SAGD开采正常进行。

进一步，如图1所示，在打分枝侧向井3时，使分枝侧向井3沿水平注汽井1的径向方向向外呈辐射状延伸，从而使向上延伸的分枝侧向井3从隔夹层7的下部向上穿过隔夹层7。当这些分枝侧向井3穿过隔夹层7时，分枝侧向井3提供了流动通道，蒸汽能直接进入隔夹层7上方，形成的冷凝水及具备流动性的原油在侧向井内快速流入水平注汽井1中，再通过注采井间联通段泄入水平生产井2中被采出，从而避开传统SAGD生产中蒸汽腔8前缘绕着隔夹层7缓慢发育的难题。当针对某一口水平注汽井1打若干组分枝侧向井3时，即可将整个油层5中的所有隔夹层7对注采井的影响大幅度降低，蒸汽更快的配送到油层5中，每个蒸汽腔8都可以获得良好的发育。

进一步，如图2所示，在SAGD开采中设有两组平行设置的水平注采井，每组水平注采井包括上部的水平注汽井1及其正下方的水平生产井2；在两组水平注采井的上部分别形成有蒸汽腔8，相邻两个蒸汽腔8之间形成有一楔形区域9。在打分枝侧向井3时，使分枝侧向井3沿水平注汽井1的径向方向向外呈辐射状延伸，并使向上或向下延伸的分枝侧向井3伸入到楔形区域9内。根据现场实际经验，一口开采十年左右的SAGD油井，其蒸汽腔分布如图2所示，此时的蒸汽腔8已基本定型，两相邻蒸汽腔8间会形成一楔形区域9，注蒸汽重力泄油很难动用此区域的受热原油，而分枝侧向井3从水平注汽井1向径向伸展，有可能将注汽范围延伸到正常SAGD生产过程中无法动用的此楔形区域9，从而达到节约成本，提高采收率的目的。

进一步，双水平井SAGD开采中突破油层中隔夹层的方法，包括如下打分枝侧向井3的具体步骤：

S1、下入套管锻铣钻头至水平注汽井1合适部位后，启用地面设备将水平注汽井套管铣出一段，以满足下入造斜器的要求，完成后起出套管锻铣钻头；

S2、将扩眼钻头下入已铣过的井段以便扩眼，完成后提起扩眼钻头；

S3、通过油管将锚和造斜器下入上一步完成的扩眼井段中，然后使用陀螺仪测量造斜器方位角，方位角调整到位后，使用液压锚将造斜器固定在该井段处；

S4、使用带喷嘴的高压软管，在造斜器的引导下，借助高压水射流破岩作用在储层上射出径向孔眼，从而增大原油泄流半径。当井眼较大时，需要考虑填充砂石等高渗材料，确保优势流动通道的安全稳固。

相比于现有直接部分物理移除隔夹层岩石这类方法，该施工方法不需要准确定位隔夹层的具体位置，通过打分枝侧向井来提高穿透隔夹层的概率，避免了准确定位隔夹层所面临的困难，因而施工成本低。特别是针对非均质性强、隔夹层分布广的储层，所打的分枝侧向井穿过隔夹层的概率高，本发明的优势十分明显，能显著改善实施SAGD工艺的效果。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (4)

1.一种双水平井SAGD开采中突破油层中隔夹层的方法，其特征在于：该方法是在SAGD双水平井基础上，在水平注汽井的径向方向采用高压射流钻井方式向油层内打出多个分枝侧向井。

2.如权利要求1所述的双水平井SAGD开采中突破油层中隔夹层的方法，其特征在于：在打所述分枝侧向井时，使分枝侧向井沿水平注汽井的径向方向向外呈辐射状延伸，使向上延伸的分枝侧向井从隔夹层的下部向上穿过隔夹层。

3.如权利要求1所述的双水平井SAGD开采中突破油层中隔夹层的方法，其特征在于：在SAGD开采中设有两组平行设置的水平注采井，每组水平注采井包括上部的水平注汽井及其正下方的水平生产井；在两组水平注采井的上部分别形成有蒸汽腔，相邻两个蒸汽腔之间形成有一楔形区域；在打所述分枝侧向井时，使分枝侧向井沿水平注汽井的径向方向向外呈辐射状延伸，并使向上或向下延伸的分枝侧向井伸入到楔形区域内。

4.如权利要求1至3中任一项所述的双水平井SAGD开采中突破油层中隔夹层的方法，其特征在于，该方法包括如下具体步骤：

S1、下入套管锻铣钻头至水平注汽井合适部位后，启用地面设备将水平注汽井套管铣出一段，以满足下入造斜器的要求，完成后起出套管锻铣钻头；

S2、将扩眼钻头下入已铣过的井段以便扩眼，完成后提起扩眼钻头；

S3、通过油管将锚和造斜器下入上一步完成的扩眼井段中，然后使用陀螺仪测量造斜器方位角，方位角调整到位后，使用液压锚将造斜器固定在该井段处；

S4、使用带喷嘴的高压软管，在造斜器的引导下，借助高压水射流破岩作用在储层上射出径向孔眼，从而增大原油泄流半径。