CN106368659B - 提高蒸汽驱采油过程中蒸汽均衡性方法及蒸汽驱采油系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种提高蒸汽驱采油过程中蒸汽均衡性方法及蒸汽驱采油系统。该方法包括：蒸汽驱采油为直井‑水平井蒸汽驱时，采用第一采油水平井和多个第一注汽直井对进行采油，第一注汽直井对中的第一注汽直井不同时注汽；蒸汽驱采油为双水平井蒸汽驱和/或立体双水平井蒸汽驱时，采用第一注汽水平井和第二采油水平井进行采油，第一注汽水平井包括并列设置的注汽主管和注汽副管，注汽主管上具有第一蒸汽注入点，注汽副管上具有第二蒸汽注入点，每隔设定周期移动第二蒸汽注入点在注汽副管上的位置，以使第二蒸汽注入远离第一蒸汽注入点。该方法提高了蒸汽驱采油过程中注入蒸汽的均衡性以及油层的动用程度，最终提高了石油的采收率。

Description

提高蒸汽驱采油过程中蒸汽均衡性方法及蒸汽驱采油系统

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，具体而言，涉及一种提高蒸汽驱采油过程中蒸汽均衡性方法及蒸汽驱采油系统。

背景技术

目前我国稠油、超稠油比较成熟的开采技术是注蒸汽热采。通常的注蒸汽热采方式为蒸汽吞吐，然而稠油在经过一定时间的蒸汽吞吐开采形成热连通后，只能采出各油井井点附近油层中的原油，井间留有大量的死油区，一般采收率仅10％～25％。

为了提高注蒸汽热采的总体效果以及石油的采收率，需要将蒸汽吞吐开采至适当时机转入蒸汽驱开采，蒸汽驱采油是由注入井连续不断地往油层中注入高干度的蒸汽，蒸汽不断地加热油层，从而大大降低了地层原油的粘度。注入的蒸汽在地层中变为热的流体，将原油驱赶到生产井的周围，并被采到地面上来。适时转入蒸汽驱，采收率可增加20％～30％，总采收率可达45％～60％。

然而针对蒸汽驱采油，若采油中形成的蒸汽腔无法均衡扩展，会影响蒸汽驱采油的加热半径，致使油层动用不均，影响注蒸汽热采的总体效果和石油的采收率。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种提高蒸汽驱采油过程中蒸汽均衡性方法及蒸汽驱采油系统，以解决现有技术的蒸汽驱采油中形成的蒸汽腔无法均衡扩展，影响注蒸汽热采的总体效果和石油的采收率的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种提高蒸汽驱采油过程中蒸汽均衡性方法，方法包括：蒸汽驱采油为直井-水平井蒸汽驱时，采用第一采油水平井和多个第一注汽直井对进行采油，每个第一注汽直井对包括对称设置于第一采油水平井两侧的第一注汽直井，且第一注汽直井对中的第一注汽直井不同时注汽；蒸汽驱采油为双水平井蒸汽驱和/或立体双水平井蒸汽驱时，采用第一注汽水平井和对称设置于第一注汽水平井两侧的第二采油水平井进行采油，第一注汽水平井包括并列设置的注汽主管和注汽副管，注汽主管上具有第一蒸汽注入点，注汽副管上具有第二蒸汽注入点，每隔设定周期移动第二蒸汽注入点在注汽副管上的位置，以使第二蒸汽注入远离第一蒸汽注入点。

进一步地，第一注汽直井对中的第一注汽直井交替注汽，且各第一注汽直井的注汽时间为30～60天。

进一步地，位于第一采油水平井一侧的第一注汽直井依次等间距设置。

进一步地，在每隔设定周期移动第二蒸汽注入点在注汽副管上的位置的步骤中，每隔设定周期将第二蒸汽注入点移动30～40m。

进一步地，在每隔设定周期移动第二蒸汽注入点在注汽副管上的位置的步骤中，设定周期为3～4个月。

进一步地，当蒸汽驱采油为双水平井蒸汽驱时，第一注汽水平井和第二采油水平井的上表面齐平设置，相邻的第一注汽水平井和第二采油水平井之间的水平距离为60m。

进一步地，当蒸汽驱采油为立体双水平井蒸汽驱时，第一注汽水平井位于第二采油水平井的上方，相邻的第一注汽水平井和第二采油水平井的水平距离为30m，垂直距离为5m。

根据本发明的另一方面，提供了一种蒸汽驱采油系统，用于直井-水平井蒸汽驱，包括：第一采油单元，包括第一采油水平井；第一注汽单元，包括多个第一注汽直井对，每个第一注汽直井对包括对称设置于第一采油水平井两侧的第一注汽直井；第一控制单元，与第一注汽单元连接，用于控制第一注汽直井对中的第一注汽直井不同时注汽。

进一步地，第一控制单元包括信号源以及分别与第一注汽直井对中的第一注汽直井连接的第一控制阀和第二控制阀，信号源控制第一控制阀和第二控制阀不同时开启。

根据本发明的另一方面，提供了一种蒸汽驱采油系统，用于双水平井蒸汽驱和/或立体双水平井蒸汽驱，包括：第二注汽单元，包括第一注汽水平井，第一注汽水平井包括并列设置的注汽主管和注汽副管，注汽主管上具有第一蒸汽注入点，注汽副管上具有第二蒸汽注入点；第二采油单元，包括对称设置于第一注汽水平井两侧的第二采油水平井；第二控制单元，与第二注汽单元连接，用于每隔设定周期移动第二蒸汽注入点在注汽副管上的位置，以使第二蒸汽注入远离第一蒸汽注入点。

应用本发明的技术方案，本发明提供了一种提高蒸汽驱采油过程中蒸汽均衡性方法，该方法通过对不同类型的蒸汽驱采油进行优化：蒸汽驱采油为直井-水平井蒸汽驱时，使第一注汽直井对中的第一注汽直井不同时注汽，从而有效地避免了在蒸汽注入点形成蒸汽突破；蒸汽驱采油为双水平井蒸汽驱和/或立体双水平井蒸汽驱时，每隔设定周期移动第二蒸汽注入点在注汽副管上的位置，以使第二蒸汽注入点远离第一蒸汽注入点，从而使注入的蒸汽周期性地从不同位置注入，使第一注汽水平井的水平段沿程的油层都能得到有效的加热并动用，进而提高了蒸汽驱采油过程中注入蒸汽的均衡性以及油层的动用程度，最终提高了石油的采收率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明实施方式所提供的直井-水平井蒸汽驱的蒸汽扩展示意图；

图2示出了本发明实施方式所提供的双水平井蒸汽驱的蒸汽扩展示意图；以及

图3示出了本发明实施方式所提供的立体双水平井蒸汽驱的蒸汽扩展示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

正如背景技术中所介绍的，针对蒸汽驱采油，若采油中形成的蒸汽腔无法均衡扩展，会影响蒸汽驱采油的加热半径，致使油层动用不均，影响注蒸汽热采的总体效果和石油的采收率。本申请的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种提高蒸汽驱采油过程中蒸汽均衡性方法，蒸汽驱采油包括直井-水平井蒸汽驱、双水平井蒸汽驱和立体双水平井蒸汽驱，该方法包括：蒸汽驱采油为直井-水平井蒸汽驱时，采用第一采油水平井和多个第一注汽直井对进行采油，每个第一注汽直井对包括对称设置于第一采油水平井两侧的第一注汽直井，且第一注汽直井对中的第一注汽直井不同时注汽；蒸汽驱采油为双水平井蒸汽驱和/或立体双水平井蒸汽驱时，采用第一注汽水平井和对称设置于第一注汽水平井两侧的第二采油水平井进行采油，第一注汽水平井包括并列设置的注汽主管和注汽副管，注汽主管上具有第一蒸汽注入点，注汽副管上具有第二蒸汽注入点，每隔设定周期移动第二蒸汽注入点在注汽副管上的位置，以使第二蒸汽注入点远离第一蒸汽注入点。

本申请的上述方法由于对不同类型的蒸汽驱采油进行优化：蒸汽驱采油为直井-水平井蒸汽驱时，使第一注汽直井对中的第一注汽直井不同时注汽，从而有效地避免了在蒸汽注入点形成蒸汽突破；蒸汽驱采油为双水平井蒸汽驱和/或立体双水平井蒸汽驱时，每隔设定周期移动第二蒸汽注入点在注汽副管上的位置，以使第二蒸汽注入点远离第一蒸汽注入点，从而使注入的蒸汽周期性地从不同位置注入，避免了固定在某一点注汽时，只能有效加热并动用水平段沿程一定范围之内的油层，导致水平段油层动用范围低的问题，使第一注汽水平井的水平段沿程的油层都能得到有效的加热并动用，进而提高了蒸汽驱采油过程中注入蒸汽的均衡性以及油层的动用程度，最终提高了石油的采收率。

下面更详细地描述根据本发明提供的蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点测定方法的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员。

提高蒸汽驱采油过程中蒸汽均衡性方法包括：蒸汽驱采油为直井-水平井蒸汽驱时，采用第一采油水平井和多个第一注汽直井对进行采油，每个第一注汽直井对包括对称设置于第一采油水平井两侧的第一注汽直井，且第一注汽直井对中的第一注汽直井不同时注汽。用于直井-水平井蒸汽驱的蒸汽驱采油系统如图1所示，图1中3代表蒸汽推进方向，在上述步骤中，由于位于同一排的第一注汽直井20不同时进行注汽，从而减少了同时注入第一采油水平井10中同一蒸汽注入点的蒸汽，进而有效地避免了在蒸汽注入点形成蒸汽突破，提高了蒸汽驱采油过程中注入蒸汽的均衡性的同时，也提高了蒸汽的热利用率，进而提高了油层50的动用程度，最终提高了石油的采收率。

在一种优选的实施方式中，第一注汽直井20对中的第一注汽直井20交替注汽，更为优选地，各第一注汽直井20的注汽时间为30～60天。上述优选的实施方式通过不间断地进行蒸汽的交替注入，从而在有效地避免在蒸汽注入点形成蒸汽突破的基础上，进一步地提高了石油的采收率和注蒸汽热采的总体效果。

在另一种优选的实施方式中，位于第一采油水平井10一侧的第一注汽直井20可以依次等间距设置。等间距设置的第一注汽直井20能够使注入的蒸汽更为均衡地扩展于油层50中，提高了蒸汽驱采油过程中注入蒸汽的均衡性，进而提高了油层50的动用程度，最终提高了石油的采收率。

提高蒸汽驱采油过程中蒸汽均衡性方法包括：蒸汽驱采油为双水平井蒸汽驱和/或立体双水平井蒸汽驱时，采用第一注汽水平井30和对称设置于第一注汽水平井30两侧的第二采油水平井40进行采油，第一注汽水平井30包括并列设置的注汽主管和注汽副管，注汽主管上具有第一蒸汽注入点，注汽副管上具有第二蒸汽注入点，每隔设定周期移动第二蒸汽注入点在注汽副管上的位置，以使第二蒸汽注入点远离第一蒸汽注入点。用于双水平井蒸汽驱和/或立体双水平井蒸汽驱的蒸汽驱采油系统如图2和图3所示，图2中4代表蒸汽推进方向，图3中5代表蒸汽推进方向，虚线处为移动第二蒸汽注入点后形成的第一注汽水平井30。在上述步骤中，利用井下作业周期性地对蒸汽注入点的管柱进行移动，从而达到移动第二蒸汽注入点的目的周期性移动第二蒸汽注入点的位置。通过周期性地移动第二蒸汽注入点能够使注入的蒸汽从不同位置注入到蒸汽腔中，从而在提高了蒸汽驱采油过程中注入蒸汽的均衡性的同时，也提高了蒸汽的热利用率，进而提高了油层50的动用程度，最终提高了石油的采收率。

在一种优选的实施方式中，第二蒸汽注入点的移动周期和距离可以根据实际需求进行设定，优选地，在每隔设定周期移动第二蒸汽注入点在注汽副管上的位置的步骤中，每隔设定周期将第二蒸汽注入点移动30～40m；设定周期为3～4个月。上述优选的参数范围能够进一步提高蒸汽驱采油过程中注入蒸汽的均衡性，进而更为有效地提高油层50的动用程度。

当蒸汽驱采油为双水平井蒸汽驱时，第一注汽水平井30和第二采油水平井40的上表面齐平设置，相邻的第一注汽水平井30和第二采油水平井40的位置关系可以根据现有技术进行设定，优选地，相邻的第一注汽水平井30和第二采油水平井40之间的水平距离为60m。

当蒸汽驱采油为立体双水平井蒸汽驱时，第一注汽水平井30位于第二采油水平井40的上方，相邻的第一注汽水平井30和第二采油水平井40的位置关系也可以根据现有技术进行设定，相邻的第一注汽水平井30和第二采油水平井40的水平距离为30m，垂直距离为5m。

根据本发明的另一方面，提供了一种蒸汽驱采油系统，用于直井-水平井蒸汽驱，如图1所示，包括：第一采油单元，包括第一采油水平井10；第一注汽单元，包括多个第一注汽直井对，每个第一注汽直井对包括对称设置于第一采油水平井10两侧的第一注汽直井20；第一控制单元，与第一注汽单元连接，用于控制第一注汽直井20对中的第一注汽直井20不同时注汽。

上述蒸汽驱采油系统中由于设置有第一控制单元，从而使第一注汽直井20对中的第一注汽直井20不同时注汽，有效地避免了在蒸汽注入点形成蒸汽突破，进而提高了蒸汽驱采油过程中注入蒸汽的均衡性以及油层50的动用程度，最终提高了石油的采收率。

在本申请的上述蒸汽驱采油系统中，所述第一控制单元可以包括信号源以及分别与所述第一注汽直井20对中的所述第一注汽直井20连接的第一控制阀和第二控制阀，所述信号源控制所述第一控制阀和第二控制阀不同时开启。上述信号源周期性的发出信号以控制第一控制阀和第二控制阀，第一控制阀开启的同时第二控制阀关闭，且第一控制阀关闭的同时第二控制阀开启，从而使连接有第一控制阀的第一注汽直井20与连接有第二控制阀的第一注汽直井20不同时注汽。

根据本发明的另一方面，提供了一种蒸汽驱采油系统，用于双水平井蒸汽驱和/或立体双水平井蒸汽驱，如图2和图3所示，包括：第二注汽单元，包括第一注汽水平井30，所述第一注汽水平井30包括并列设置的注汽主管和注汽副管，所述注汽主管上具有第一蒸汽注入点，所述注汽副管上具有第二蒸汽注入点；第二采油单元，包括对称设置于所述第一注汽水平井30两侧的第二采油水平井40；第二控制单元，与所述第二注汽单元连接，用于每隔设定周期移动所述第二蒸汽注入点在所述注汽副管上的位置，以使所述第二蒸汽注入远离所述第一蒸汽注入点。

上述蒸汽驱采油系统中由于设置有第二控制单元，从而使注汽副管上的第二蒸汽注入点每隔设定周期地进行移动，以使第二蒸汽注入点远离第一蒸汽注入点，从而使注入的蒸汽周期性地从不同位置注入，使第一注汽水平井30的水平段沿程的油层50都能得到有效的加热并动用，进而提高了蒸汽驱采油过程中注入蒸汽的均衡性以及油层50的动用程度，最终提高了石油的采收率。

下面将结合实施例进一步说明本发明提供的提高蒸汽驱采油过程中蒸汽均衡性方法。

实施例1

新疆风城油田重32井区于2011年9月开展了直井小井距的蒸汽驱采油，油层厚度为9.7m，孔隙度为29.5％，渗透率为1331mD，含油饱和度为71.8％，地层温度下(19～20℃)原油的粘度为600016mPa.s。在第8轮采油中将蒸汽吞吐转入蒸汽驱，利用本发明的提高蒸汽驱采油过程中蒸汽均衡性方法，蒸汽驱阶段生产30个月，通过测试发现蒸汽驱阶段增加的采出程度为16.6％，蒸汽吞吐和蒸汽驱阶段累计采出程度达53.1％，油汽比0.09，采油阶段的月递减率为0.4％，采油阶段的年递减率为4.7％。

实施例2

新疆风城油田重32井区于2013年8月开展了直井-水平井(VHSD)，油层效度为15.8m，孔隙度为32％，渗透率为3012mD，含油饱和度为74.6％，地层温度下(19～20℃)原油粘度为631556mPa.s。在第8.4轮采油中将直井的蒸汽吞吐转入蒸汽驱，在第7.6轮采油中将水平井的蒸汽吞吐转入蒸汽驱，利用本发明的提高蒸汽驱采油过程中蒸汽均衡性方法，转入蒸汽驱后日产油量由转入蒸汽驱前的69t/d上升到115t/d，油汽比由0.11上升到0.18，蒸汽驱阶段生产12个月，蒸汽驱阶段的采出程度达4.5％。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

蒸汽驱采油为直井-水平井蒸汽驱时，使第一注汽直井对中的第一注汽直井不同时注汽，从而有效地避免了在蒸汽注入点形成蒸汽突破；

蒸汽驱采油为双水平井蒸汽驱和/或立体双水平井蒸汽驱时，每隔设定周期移动第二蒸汽注入点在注汽副管上的位置，以使第二蒸汽注入点远离第一蒸汽注入点，从而使注入的蒸汽周期性地从不同位置注入，使第一注汽水平井的水平段沿程的油层都能得到有效的加热并动用；

最终提高了蒸汽驱采油过程中注入蒸汽的均衡性以及油层的动用程度，最终提高了石油的采收率。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种提高蒸汽驱采油过程中蒸汽均衡性方法，其特征在于，所述蒸汽驱采油包括直井-水平井蒸汽驱、双水平井蒸汽驱和立体双水平井蒸汽驱，所述方法包括：

所述蒸汽驱采油为双水平井蒸汽驱和/或立体双水平井蒸汽驱时，采用第一注汽水平井(30)和对称设置于所述第一注汽水平井(30)两侧的第二采油水平井(40)进行采油，所述第一注汽水平井(30)包括并列设置的注汽主管和注汽副管，所述注汽主管上具有第一蒸汽注入点，所述注汽副管上具有第二蒸汽注入点，每隔设定周期移动所述第二蒸汽注入点在所述注汽副管上的位置，以使所述第二蒸汽注入远离所述第一蒸汽注入点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在每隔设定周期移动所述第二蒸汽注入点在所述注汽副管上的位置的步骤中，每隔所述设定周期将所述第二蒸汽注入点移动30～40m。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在每隔设定周期移动所述第二蒸汽注入点在所述注汽副管上的位置的步骤中，所述设定周期为3～4个月。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述蒸汽驱采油为双水平井蒸汽驱时，所述第一注汽水平井(30)和所述第二采油水平井(40)的上表面齐平设置，相邻的所述第一注汽水平井(30)和所述第二采油水平井(40)之间的水平距离为60m。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述蒸汽驱采油为立体双水平井蒸汽驱时，所述第一注汽水平井(30)位于所述第二采油水平井(40)的上方，相邻的所述第一注汽水平井(30)和所述第二采油水平井(40)的水平距离为30m，垂直距离为5m。

6.一种蒸汽驱采油系统，用于双水平井蒸汽驱和/或立体双水平井蒸汽驱，其特征在于，包括：

第二注汽单元，包括第一注汽水平井(30)，所述第一注汽水平井(30)包括并列设置的注汽主管和注汽副管，所述注汽主管上具有第一蒸汽注入点，所述注汽副管上具有第二蒸汽注入点；

第二采油单元，包括对称设置于所述第一注汽水平井(30)两侧的第二采油水平井(40)；

第二控制单元，与所述第二注汽单元连接，用于每隔设定周期移动所述第二蒸汽注入点在所述注汽副管上的位置，以使所述第二蒸汽注入远离所述第一蒸汽注入点。