CN107975357B - 超稠油油藏用的井网结构以及采油方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超稠油油藏用的采用蒸汽驱的井网结构以及采油方法,井网结构包括:鱼骨水平井,包括垂直段、与垂直段的下端连通并且位于夹层下方的水平段、多个分支段,各个分支段的一端与所述水平段连通,其中至少一个分支段的另一端位于所述夹层的上方,所述分支段在所述夹层内设置有分段堵塞装置,所述鱼骨水平井为采油井;至少一个直井,所述直井临近所述水平段设置,所述直井为注汽井,所述直井设置有分别位于夹层上方和下方的至少两个的射孔;设置在所述直井内的分层注汽机构,所述分层注汽机构能分别射开所述射孔。本发明中的结构和采油方法克服了地层非均质性对生产效果的影响,提高采油速度及原油采收率,进一步提高稠油开采综合效益。
Description
技术领域
本发明涉及石油开发领域,尤其涉及一种超稠油油藏用的井网结构以及采油方法。
背景技术
超稠油原油粘度高,油层温度下脱气原油粘度大于50000mPa·s。直井水平井组合蒸汽驱的方式是由直井注汽井连续不断地往油层中注入高干度的蒸汽,蒸汽携带的热量不断地加热油层,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,将原油驱赶到油层底部的水平井生产井的周围,被采到地面上来。为了提高汽驱阶段的采出程度,在蒸汽驱替阶段,应建立注采井间的热连通及水力连通关系,确保形成井间的泄油通道,同时蒸汽从注汽井进入地层后,在油层上部形成汽腔,同时发挥驱泄复合作用,实现有效开发。
然而矿场试验表明,储层往往具有很强的非均质性,渗透率极差大,并且伴随着物性夹层(渗透率小于200mD)、岩性夹层(渗透率小于50mD)的不连续发育。开发实践和研究表面,夹层对蒸汽腔的发育有明显的阻碍作用,夹层直接影响蒸汽的上升速度,而隔层甚至阻碍蒸汽上浮,影响蒸汽腔的发育,而蒸汽腔的体积又与汽驱开发效果密切相关。因此,缓解地层非均质性对开发效果的影响,特别是隔夹层的影响成为稠油热采开发的重要难题。针对这一矛盾,目前主要的措施为利用直井在油层上部辅助注汽,这种方式虽然可以在隔夹层上部形成新的汽腔,使上部油层内的原油具有一定的流动性,但是由于采油井位于油层底部,及时井间温度升高,仍然不能形成注采井间有效的泄油通道,影响油层上部原油的采出。
目前采用的多分支井鱼骨水平井,分支井眼往往位于同一油层,各分支均在一个平面上,该方式虽然在平面上增加油层裸露面积,扩大蒸汽驱的波及体积,增产效果明显;但不能发挥纵向优势,实现注采参数的立体调控,缓解地层非均质性对生产效果的影响。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷,本发明所要解决的技术问题是提供一种超稠油油藏用的井网结构以及采油方法,克服了地层非均质性对生产效果的影响,提高采油速度及原油采收率,进一步提高稠油开采综合效益。
本发明的具体技术方案是:一种超稠油油藏用的采用蒸汽驱的井网结构,包括:鱼骨水平井,包括垂直段、与所述垂直段的下端连通并且位于夹层下方的水平段、多个分支段,各个分支段的一端与所述水平段连通,其中至少一个分支段的另一端位于所述夹层的上方,所述分支段在所述夹层内设置有分段堵塞装置,所述鱼骨水平井为采油井;至少一个直井,所述直井临近所述水平段设置,所述直井为注汽井,所述直井设置有分别位于夹层上方和下方的至少两个的射孔;设置在所述直井内的分层注汽机构,所述分层注汽机构能分别射开所述射孔。
优选地,所述油藏的油藏深度大于200米,油层厚度大于20米,油层渗透率大于200×10-3μm2,原油粘度大于10000mPa·s,原油密度大于0.90g/cm3,含油饱和度大于60%。
优选地,所述水平段平行于地层倾角方向。
优选地,所述分支段与所述水平段之间的夹角为10°至30°之间。
优选地,所述分支段与水平面的夹角为5°至20°之间。
优选地,所述水平段的长度为500米,所述分支段的长度为180至200米之间,各分支段之间的间距为100米。
优选地,多个所述直井位于所述水平段的两侧,位于同一侧的直井之间的间距为100米。
本申请还公开了一种超稠油蒸汽驱采油方法,包括以下步骤:
选取符合预设条件的油藏;
在油藏中部署鱼骨水平井和多个直井,在鱼骨水平井的分支段上设置有分段堵塞装置,在直井上设置分层注汽装置;
使位于夹层下方的射孔处于打开状态,位于夹层上方的射孔以及所述分段堵塞装置处于关闭状态,使直井与分支段采用蒸汽吞吐方式吞吐多个周期,从而实现井间热联通;
在热联通后转蒸汽驱,继续维持位于夹层下方的射孔处于打开状态,位于夹层上方的射孔以及所述分段堵塞装置处于关闭状态,向直井持续注汽,从而使夹层下部的油层温度升高,从而使汽腔稳定扩展,加热的原油由分支段下部流入水平段;
当生产至油汽比低于极限油汽比,使位于夹层下方的射孔处于关闭状态,位于夹层上方的射孔以及所述分段堵塞装置处于打开状态,向直井持续注汽,使原油由分支段的上部流入最终流入鱼骨水平井并且采出。
优选地,所述油藏的油藏深度大于200米,油层厚度大于20米,油层渗透率大于200×10-3μm2,原油粘度大于10000mPa·s,原油密度大于0.90g/cm3,含油饱和度大于60%。
优选地,当生产过程中分支汽窜并严重干扰其它分支时,或某一分支开采接近生产末期,通过调节分段堵塞装置将对应的分支段关闭。
本发明的有益效果:
(1)适用范围广:该方法适用于非均质性较强或者有隔夹层分布的复杂油藏,隔夹层阻碍蒸汽腔均匀扩展,常规汽驱开发难以实现油层全部动用。利用鱼骨水平井的各分支井眼以一定倾角钻穿物性较差或隔夹层分布的区域,采用两侧直井作为注汽井,鱼骨水平井作为采油井,通过分段堵塞装置选择性对隔夹层上下油层进行分层注采,实现此类油藏的有效开发。
(2)操作流程简单:依次实施由下而上分层开发,分别对应两套注采系统,操作原理简单明了,立体动态调控各直井和分支水平段,对各项技术参数调整更为灵活,现场可操作性更强。
(3)提高采收率显著:该方法可以利用鱼骨水平井的多个分支井眼作为泄油通道,增加油层裸露面积,扩大蒸汽驱的波及体积,分层注采开发大幅度提高采油速度及原油采收率,进一步提高稠油开采综合效益,并且适用油藏更广,一些处于经济极限边缘的油层条件复杂的稠油油藏利用此方法更能获得好的收益,大幅度提高采收率。
附图说明
在此描述的附图仅用于解释目的,而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外,图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的,用于帮助对本发明的理解,并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下,可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。
图1为本申请实施例中的井网结构的结构示意图。
图2为图1中的鱼骨水平井的俯视图。
以上附图的附图标记:1、直井;2、水平段;3、分段堵塞装置;4、夹层;5、分支段;6、垂直段。
具体实施方式
结合附图和本发明具体实施方式的描述,能够更加清楚地了解本发明的细节。但是,在此描述的本发明的具体实施方式,仅用于解释本发明的目的,而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下,技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形,这些都应被视为属于本发明的范围。
参照图1所示,本申请公开了一种超稠油油藏用的采用蒸汽驱的井网结构,包括:鱼骨水平井,包括垂直段6、与所述垂直段6的下端连通并且位于夹层4下方的水平段2、多个分支段5,各个分支段5的一端与所述水平段2连通,其中至少一个分支段5的另一端位于所述夹层4的上方,所述分支段5在所述夹层4内设置有分段堵塞装置3,所述鱼骨水平井为采油井;至少一个直井1,所述直井1临近所述水平段2设置,所述直井1为注汽井,所述直井1设置有分别位于夹层4上方和下方的至少两个的射孔;设置在所述直井1内的分层注汽机构,所述分层注汽机构能分别射开所述射孔。
具体的,鱼骨水平井又称鱼骨状水平井。鱼骨水平井的垂直段6可以大体沿竖直方向延伸。鱼骨水平井的水平段2可以平行于地层倾角方向。所述鱼骨水平井作为采油井,其具有增大泄油面积,增加油井产量,提高采油速度,提高储量控制程度等优点。
参照图2所示,本申请实施例中的鱼骨水平井的分支段5有三个。所述分支段5与水平段2之间的角度为10°至30°之间。各所述分支段5以与水平面的夹角为5°至20°之间倾角(依照油层厚度确定)向上钻穿地层。
所述分支段5内设置有分段堵塞装置3。分段堵塞装置3可以根据需要将所述分支段5的上部关闭。分段堵塞装置3的具体结构可以参照现有技术中的堵塞装置。在此不再累述。
参照图1所示,本申请实施例中的直井1为五个。五个直井1分别位于所述水平段2的两侧。直井1作为注汽井可以将高温高压蒸汽注入油层中,从而将油层中的原油从鱼骨水平井中采出。
所述水平段2的长度、所述分支段5的长度、各分支段5的间距、以及直井1之间的间距可以基于实际情况进行调整。一般的,所述水平段2的长度可以为500米,所述分支段5的长度可以为180至200米之间,各分支段5之间的间距可以为100米。
直井1的两个射孔分别位于所述夹层4的下部和上部,分层注汽机构可以选择性地对直井1的上部或下部进行射孔,从而根据需要选择性地开采。分层注汽机构的具体结构可以参照现有技术中的注汽机构,在此不再累述。由此,不仅通过多分支段5增加泄油通道,还可以现实立体动态调控。两侧的直井1作为注汽井,通过调整射孔及喇叭口的位置实现分层注汽,使油层上部和下部均能保证汽腔均匀扩展,形成稳定的蒸汽腔,两套泄油通道互不影响,同样发育驱泄复合作用,汽驱开发效果显著提高。
本申请还公开了一种采油方法,包括以下步骤:
选取符合预设条件的油藏;
在油藏中部署鱼骨水平井和多个直井1,在鱼骨水平井的分支段5上设置有分段堵塞装置3,在直井1上设置分层注汽装置;
使位于夹层4下方的射孔处于打开状态,位于夹层4上方的射孔以及所述分段堵塞装置3处于关闭状态,即,在夹层4下部射孔,分支段5的上部处于封闭状态,直井1与分支段5采用蒸汽吞吐方式吞吐多个周期,从而实现井间热联通。一般的,一个蒸汽吞吐周期包括连续注入蒸汽、焖井、开井生产至周期结束,为一个完整过程。通常周期末期,日产油量小于0.5m3/100m,可转下一个周期。
在热联通后转蒸汽驱,继续维持位于夹层4下方的射孔处于打开状态,位于夹层4上方的射孔以及所述分段堵塞装置3处于关闭状态,向直井1持续注汽,从而使夹层4下部的油层温度升高至80℃,从而使汽腔稳定扩展,加热的原油由分支段5下部流入水平段2,最终至鱼骨水平井采出,由此实现下部油层蒸汽驱开发。
当生产至油汽比低于极限油汽比,使位于夹层4下方的射孔处于关闭状态,位于夹层4上方的射孔以及所述分段堵塞装置3处于打开状态,向直井1持续注汽,此时上部汽腔开始形成,汽驱进入驱泄复合阶段,原油由分支段5的上部流入,再流入鱼骨水平井并且采出。
当生产过程中分支汽窜并严重干扰其它分支时,或某一分支开采接近生产末期,通过调节分段堵塞装置3对鱼骨水平井的分支段5实现调控。
相较于其他分层注气井,本发明具备以下优点:1、油藏不一定具备部署多口水平井的能力;2、部署多口水平井的钻井难度较高,成本也相对高,不适用于目前;3、可有效利用了重力泄油作用,尽量减少地层非均质性汽驱的影响,实现高效开采。
下面以一个实体例子来举例:
某油藏区块,为一浅层超稠油油藏,在该油藏部署了八注一采的直井1、鱼骨水平井立体组合井组包括8口注汽直井1,直井1井距为100米,1口采油鱼骨水平井,水平井段为500米,进行了2轮蒸汽吞吐预热后,转蒸汽驱试验。该油藏埋藏深度200米,平均地层压力2.5MPA,地层温度18.0℃;油层有效厚度24.6米;孔隙度32.2%,油层渗透率3097mD;50℃温度下平均原油粘度22000mPA.S;含油饱和度77.0%,油层中部有稳定分部的岩性夹层4。
(1)首先在油层底部中心部署一口鱼骨水平井,水平段2长度500米,多分支数为4根。水平方向上鱼骨水平井的分支段5与鱼骨井水平段2之间的角度为15°,各分支段5以5°至10°倾角向上钻穿地层,分支段5长度为180至200米。在鱼骨水平段2两侧部署直井1井距为100米。直井1仅在夹层4下部射孔,射开1/2。采用蒸汽吞吐方式预热2个周期,实现井间热联通。
(2)具备转驱条件转蒸汽驱后,直井1持续注汽120m3/d,利用分段堵塞装置3封堵夹层4上部,夹层4下部温度逐渐升高至80℃,原油具有一定流动性,汽腔稳定扩展,汽驱进入驱泄复合阶段下部油层动用,原油由分支段5下部,最终至鱼骨水平井采出,产油量逐渐上升。
(3)生产至油汽比低于极限油汽比0.12,鱼骨水平井解封夹层4上部油层,直井1调整射孔位置,调整为夹层4上部射孔,射开1/2,持续注汽120m3/d,上部汽腔再此形成,汽驱进入驱泄复合阶段,夹层4上部的油层动用,原油由分支井眼上部,经井眼下部最终至鱼骨水平段2采出。
(4)油汽比再次低于极限油汽比0.12,停止生产,汽驱阶段结束。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种超稠油油藏用的采用蒸汽驱的井网结构,其特征在于,包括:
鱼骨水平井,包括垂直段、与所述垂直段的下端连通并且位于夹层下方的水平段、多个分支段,各个分支段的一端与所述水平段连通,其中至少一个分支段的另一端位于所述夹层的上方,所述分支段在所述夹层内设置有分段堵塞装置,所述鱼骨水平井为采油井;
至少一个直井,所述直井临近所述水平段设置,所述直井为注汽井,所述直井设置有分别位于夹层上方和下方的至少两个的射孔;
设置在所述直井内的分层注汽机构,所述分层注汽机构能分别射开所述射孔。
2.根据权利要求1所述的井网结构,其特征在于,所述油藏的油藏深度大于200米,油层厚度大于20米,油层渗透率大于200×10-3μm2,原油粘度大于10000mPa·s,原油密度大于0.90g/cm3,含油饱和度大于60%。
3.根据权利要求1所述的井网结构,其特征在于,所述水平段平行于地层倾角方向。
4.根据权利要求3所述的井网结构,其特征在于,所述分支段与所述水平段之间的夹角为10°至30°之间。
5.根据权利要求4所述的井网结构,其特征在于,所述分支段与水平面的夹角为5°至20°之间。
6.根据权利要求1所述的井网结构,其特征在于,所述水平段的长度为500米,所述分支段的长度为180至200米之间,各分支段之间的间距为100米。
7.根据权利要求6所述的井网结构,其特征在于,多个所述直井位于所述水平段的两侧,位于同一侧的直井之间的间距为100米。
8.一种使用如权利要求1所述的超稠油油藏用的采用蒸汽驱的井网结构的超稠油蒸汽驱采油方法,其特征在于,包括以下步骤:
选取符合预设条件的油藏;
在油藏中部署鱼骨水平井和多个直井,在鱼骨水平井的分支段上设置有分段堵塞装置,在直井上设置分层注汽装置;
使位于夹层下方的射孔处于打开状态,位于夹层上方的射孔以及所述分段堵塞装置处于关闭状态,使直井与分支段采用蒸汽吞吐方式吞吐多个周期,从而实现井间热联通;
在热联通后转蒸汽驱,继续维持位于夹层下方的射孔处于打开状态,位于夹层上方的射孔以及所述分段堵塞装置处于关闭状态,向直井持续注汽,从而使夹层下部的油层温度升高,从而使汽腔稳定扩展,加热的原油由分支段下部流入水平段;
当生产至油汽比低于极限油汽比,使位于夹层下方的射孔处于关闭状态,位于夹层上方的射孔以及所述分段堵塞装置处于打开状态,向直井持续注汽,使原油由分支段的上部流入鱼骨水平井并且采出。
9.根据权利要求8所述的超稠油蒸汽驱采油方法,其特征在于,所述油藏的油藏深度大于200米,油层厚度大于20米,油层渗透率大于200×10-3μm2,原油粘度大于10000mPa·s,原油密度大于0.90g/cm3,含油饱和度大于60%。
10.根据权利要求8所述的超稠油蒸汽驱采油方法,其特征在于,当生产过程中分支汽窜并严重干扰其它分支时,或某一分支开采接近生产末期,通过调节分段堵塞装置将对应的分支段关闭。
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