CN108868718A - 一种有气顶稠油油藏的组合热采方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有气顶稠油油藏的组合热采方法，该有气顶稠油油藏的组合热采方法通过点燃气顶的方式实现油层顶部进行加热，利用顶部气层燃烧的热量加热了整个油层，降低了气顶与稠油油层接触面上原油粘度，实现了直井与水平井的井间联通。同时，燃烧后产生的烟道气进一步的降低了稠油的粘度，又给整个油藏提供了能量。该方法不仅实现了这种带气顶稠油油藏的开采，还通过气顶的燃烧节约了蒸汽注入量，整体提高直井水平井汽驱阶段稠油开采综合效益。
Description
技术领域
本发明涉及带气顶的稠油油田采油技术领域，具体的是一种有气顶稠油油藏的组合热采方法。
背景技术
气顶稠油油藏分布复杂，再加上油层非均质影响使油气、油水运动更加复杂。目前还没有十分有效的针对带气顶稠油油藏的开发手段。若只采油不采气，下部油层注入蒸汽后很容易散失到气层中去，降低了注蒸汽开发的效果。若为了排除后期稠油开采隐患，先采气不采稠油，随着压力降低稠油原油中的轻质将侵入气顶区，使油气藏中烃类密度下降，原油性质变差，这会导致原油采收率的降低。
稠油油藏开采的主要难点在于原油的高粘度、高密度及低流动性，而带气顶的稠油油藏的开采既不同于一般稠油油藏的开发方式，需要考虑油气藏动用的先后次序及驱动方法，既需要考虑气顶的影响，同时还需持续提供所稠油开发需的热量。火烧油层是一种用电点火、化学点火等方法使油层温度达到原油燃点，并向油层注入空气使油层原油持续燃烧，火线稳定推进，驱动原油采出的一种采油方法，具有热效率高，最终采收率高、节能减排的优势。直井水平井组合汽驱，则能够充分利用驱替及重力泄油作用实现原油采出。
名词解释：
气顶稠油油藏：其基本特征是在一个稠油油层内实际上同时存在着两个没有隔离的油藏和气藏，气藏在上部，油藏在下部，有的还有底水存在。
火烧油层：指向油层中注入空气达到高温燃烧，选择油藏中的一部分重质组分或可燃气体作为燃料向油层中提供热量进行采油的一项稠油热采技术。
直井水平井汽驱：指通过直井注汽，水平井采油形成汽驱初期以驱替作用为主，后期以重力泄油作用为主的驱泄复合的开发方式。
发明内容
为了解决气顶稠油油藏原油采收率低的问题。本发明提供了一种有气顶稠油油藏的组合热采方法，该有气顶稠油油藏的组合热采方法通过点燃气顶的方式实现油层顶部进行加热，利用顶部气层燃烧的热量加热了整个油层，降低了气顶与稠油油层接触面上原油粘度，实现了直井与水平井的井间联通。同时，燃烧后产生的烟道气进一步的降低了稠油的粘度，又给整个油藏提供了能量。该方法不仅实现了这种带气顶稠油油藏的开采，还通过气顶的燃烧节约了蒸汽注入量，整体提高直井水平井汽驱阶段稠油开采综合效益。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种有气顶稠油油藏的组合热采方法，在以X、Y、Z轴为坐标轴的空间直角坐标系中，该有气顶稠油油藏的组合热采方法包括以下步骤：
步骤1、筛选适合的带气顶重油油藏；
步骤2、部署直井、水平井立体组合井组阶段；沿X轴方向，所述直井、水平井立体组合井组含有依次排列的第二批井组、第一批井组和第二批井组，该第一批井组和第二批井组中均含有直井和水平井；
步骤3、该第一批井组启动阶段；对该第一批井组进行蒸汽吞吐，当具备转蒸汽驱条件后，向该第一批井组中的直井注蒸汽井注汽，该第一批井组中的水平井生产井采油；
步骤4、该第一批井组火烧及第二批井组启动阶段；利用直井点火井点燃该第一批井组所在的油层上部的气顶，该第一批井组气实现顶火烧辅助蒸汽泄油，向该第二批井组中的直井注蒸汽井注汽，该第二批井组中的水平井生产井采油；
步骤5、该第二批井组火烧阶段；利用直井注空气井补充注入空气，维持油层上部火线持续燃烧，点燃该第二批井组所在的油层上部的气顶，该第二批井组实现气顶火烧辅助蒸汽泄油；
步骤6、循环重复步骤3至步骤5。
本发明的有益效果是：
1、适用范围扩大，带天然气顶的稠油复杂油藏，可以考虑使用该新技术，实现了难采稠油储量的有效动用。
2、科学的使用火烧油层与直井水平井组合汽驱相结合的复合热采方法。下部蒸汽注入、上部气顶点燃同时提供热量作用与油层，实现热量的高效利用，节约蒸汽量20％以上。
3、针对形成了稳定的注采系统，稳定热采过程中油气、油水界面均匀推进，避免了常规汽驱注采参数敏感，极易汽窜的风险；同时也避免了气顶油藏开采过程中，在层间和平面上的气窜发生。
4、与直井水平井组合汽驱相比，现场操作更为简单，回避了气顶的影响，同时多井组联动开采，加快了可动油的采出速度。
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。
图1是本发明所述直井、水平井立体组合井组的结构示意图。
1、直井点火井；2、直井注空气井；3、直井注蒸汽井；4、水平井生产井。
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。
一种有气顶稠油油藏的组合热采方法，在以X、Y、Z轴为坐标轴的空间直角坐标系中，该有气顶稠油油藏的组合热采方法包括以下步骤：
步骤1、筛选适合的带气顶重油油藏；
步骤2、部署直井、水平井立体组合井组阶段；沿X轴方向，所述直井、水平井立体组合井组依次排列的第二批井组、第一批井组和第二批井组，该第一批井组和第二批井组中均含有直井和水平井；具体的，该第一批井组含有直井点火井1、直井注空气井2、直井注蒸汽井3和水平井生产井4，该第二批井组含有直井注空气井2、直井注蒸汽井3和水平井生产井4。
步骤3、该第一批井组启动阶段；对该第一批井组进行蒸汽吞吐，当具备转蒸汽驱条件后(例如直井、水平井之间建立热连通，井间温度达到超稠油流动水平)，向该第一批井组中的直井注蒸汽井3注汽，该第一批井组中的水平井生产井4采油，即进行汽驱生产；
步骤4、该第一批井组火烧及第二批井组启动阶段；利用直井点火井1点燃该第一批井组所在的油层上部的气顶，该第一批井组气实现顶火烧辅助蒸汽泄油，向该第二批井组中的直井注蒸汽井3注汽，该第二批井组中的水平井生产井4采油；
步骤5、该第二批井组火烧阶段；利用直井注空气井2补充注入空气，维持油层上部火线持续燃烧，点燃该第二批井组所在的油层上部的气顶，该第二批井组实现气顶火烧辅助蒸汽泄油；
步骤6、循环重复步骤3至步骤5。
在汽驱初期，第一批井组(包括两个直井水平井组合井网)的蒸汽腔逐渐在水平井上部形成，汽腔上升，此时利用水平井间的直井点燃上部气顶，加热下部油层，注入蒸汽和气顶燃烧同时提供了充足的热量，维持油层顶部热场平衡，减少汽驱顶部热量散失，汽腔开始横向扩展。同时第两侧井组(包括一个直井水平井组合井网)转直井水平井汽驱，当第二批井组汽腔开始上升，开始利用直井注气，维持井组上部气顶持续线性燃烧，气顶燃烧火线向两侧扩展。此时第一批井组开始驱动原油向下运移，进入重力泄油阶段，而第二批井组汽腔在气顶燃烧提高热量的辅助下横向扩展，继续各个开发过程，各井组两侧陆续实现驱泄复合作用，汽驱效果显著提高。
下面将以新疆油田某油藏区块为例详细介绍。
所述有气顶稠油油藏的组合热采方法包括以下步骤：
步骤1、筛选适合的带气顶重油油藏；
其中，所述适合的带气顶重油油藏的条件为：油藏深度>200m；油层厚度>10m；油层渗透率>200×10-3μm2；原油粘度<10000mPa.s；含油饱和度>60％；气顶厚度>2m。
该新疆油田某油藏区块，为一浅层超稠油油藏，该油藏埋藏深度200m，平均地层压力2.5MPa，地层温度18.0℃；油层有效厚度24.6m；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％，油层顶部有稳定分部的气顶，气顶厚度大于2m，适合应用于本发明所述的组合热采方法。
步骤2、在该油藏所在的区域部署直井、水平井立体组合井组阶段；
沿X轴方向，所述直井、水平井立体组合井组含有依次排列的第二批井组(位于图1中的左侧)、第一批井组(位于图1中的中部)和第二批井组(位于图1中的右侧)，该第一批井组和第二批井组中均含有直井和水平井，如直井点火井1、直井注空气井2、直井注蒸汽井3和水平井生产井4。
关于该直井、水平井立体组合井组的具体构造，如图1所示，沿X轴方向，该第一批井组含有依次排列的三排直井，每排直井中含有沿Y轴方向排列的三口直井，相邻的两排直井之间设有一口水平井(水平井生产井4)。该第二批井组中含有沿X轴方向排列的两排直井，每排直井中含有沿Y轴方向排列的三口直井，该两排直井之间设有一口水平井，该第一批井组与该第二批井组共用一排直井。
该第一批井组中的水平井的水平段之间相互平行，该第一批井组中的水平井的水平段与该第二批井组中的水平井的水平段相互平行。沿X轴方向，相邻的两口直井之间的距离为100m，沿Y轴方向，相邻的两口直井之间的距离为100m，该第一批井组中的水平井的水平段与该第二批井组中的水平井的水平段的长度均为250m。
步骤3、该第一批井组启动阶段；
首先对该第一批井组中直井的夹层下部射孔，射开1/2。然后对该第一批井组进行2轮蒸汽吞吐，当具备转蒸汽驱条件后，向该第一批井组中的直井(图1中该第一批井组中的直井注蒸汽井3)注汽，该第一批井组中的水平井采油；
所述的注汽的注汽量为80m3/d，从而建立直井与水平井间的热联通，温度上升至80℃以上，原油具有一定流动性，各生产指标逐渐稳定，水平井上部汽腔逐渐形成，产液量逐渐升高。
步骤4、该第一批井组火烧及第二批井组启动阶段；
当该第一批井组所在的汽腔上升到距油层顶部3m～5m时，利用该第一批井组中两口所述水平井之间的直井(图1中的直井点火井1)点燃所述第一批井组所在的油层上部的气顶，通过该第一批井组中直井注空气井2注入空气，加热下部油层，维持油层顶部热场平衡，减少汽驱顶部热量散失，汽腔开始横向扩展。此时，步骤3中所述的注汽的注汽量为60m3/d。
同时，向图1中左侧和右侧的该第二批井组中的直井注汽，该第二批井组中的水平井采油。即两侧井组启动汽驱，该第二批井组中直井注蒸汽井3持续注汽的注汽量为80m3/d，各生产指标逐渐稳定，第二批井组生产水平井上部汽腔逐渐形成。
步骤5、该第二批井组火烧阶段；
当该第二批井组所在的汽腔上升到距油层顶部3m～5m时，利用该第二批井组中的直井注空气井2补充空气，点燃该第二批井组所在的油层上部的气顶，井组进入横向扩展阶段。
步骤6、循环重复步骤3至步骤5，实现各井组依次高效开发。
在步骤6中，还包括实时检测所述第一批井组和第二批井组油汽比，当所述油汽比小于0.12时，停止生产，汽驱结束。
本发明中，在直井水平井汽驱稳定阶段，各井组陆续点燃油层上部气顶，对下部油层进行加热，针对汽腔发育的不同阶段，实现稳定气顶压力，稳定热采过程中油气、油水界面均匀推进，还能有效控制气顶油藏开发中常见层间和平面上的过早气窜，规避油藏风险，同时节约了蒸汽注入量。该方法不仅实现带天然气顶的稠油复杂油藏有效动用，还优化了直井水平井开采方式，提高采油速度及原油采收率，通过进一步提高稠油开采综合效益，
本发明的火烧油层与直井水平井组合汽驱相结合的复合热采方法，气顶油藏的天然能量，在汽腔逐渐扩展到油藏顶部后，通过直井交替点火，点燃油层上部的气顶，加热下部油层，并促进汽驱横向扩展，气顶持续燃烧，驱动原油向下运移，从而实现驱泄复合作用一种开发方式，以上几点协同作用气顶超稠油油藏的有效动用。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。
Claims (10)
1.一种有气顶稠油油藏的组合热采方法，其特征在于，在以X、Y、Z轴为坐标轴的空间直角坐标系中，该有气顶稠油油藏的组合热采方法包括以下步骤：
步骤1、筛选适合的带气顶重油油藏；
步骤2、部署直井、水平井立体组合井组阶段；
沿X轴方向，所述直井、水平井立体组合井组含有依次排列的第二批井组、第一批井组和第二批井组，该第一批井组和第二批井组中均含有直井和水平井；
步骤3、该第一批井组启动阶段；
对该第一批井组进行蒸汽吞吐，当具备转蒸汽驱条件后，向该第一批井组中的直井注蒸汽井(3)注汽，该第一批井组中的水平井生产井(4)采油；
步骤4、该第一批井组火烧及第二批井组启动阶段；
利用直井点火井(1)点燃该第一批井组所在的油层上部的气顶，该第一批井组气实现顶火烧辅助蒸汽泄油，向该第二批井组中的直井注蒸汽井(3)注汽，该第二批井组中的水平井生产井(4)采油；
步骤5、该第二批井组火烧阶段；
利用直井注空气井(2)补充注入空气，维持油层上部火线持续燃烧，点燃该第二批井组所在的油层上部的气顶，该第二批井组实现气顶火烧辅助蒸汽泄油；
步骤6、循环重复步骤3至步骤5。
2.根据权利要求1所述的有气顶稠油油藏的组合热采方法，其特征在于，在汽驱生产过程中，当汽腔逐渐扩展到油藏顶部后，通过直井注空气点燃油层上部的气顶，充分利用气顶的天然能量，气顶中的可燃气体持续燃烧，驱动原油向下运移，从而实现气顶火烧辅助蒸汽泄油。
3.根据权利要求1所述的有气顶稠油油藏的组合热采方法，其特征在于，在步骤1中，所述适合的带气顶重油油藏的条件为：油藏深度>200m；油层厚度>10m；油层渗透率>200×10-3μm2；原油粘度<10000mPa.s；含油饱和度>60％；气顶厚度>2m。
4.根据权利要求1所述的有气顶稠油油藏的组合热采方法，其特征在于，在步骤2中，沿X轴方向，该第一批井组含有依次排列的三排直井，每排直井中含有三口直井，相邻的两排直井之间设有一口水平井。
5.根据权利要求4所述的有气顶稠油油藏的组合热采方法，其特征在于，该第二批井组中含有沿X轴方向排列的两排直井，该两排直井之间设有一口水平井，该第一批井组与该第二批井组共用一排直井。
6.根据权利要求5所述的有气顶稠油油藏的组合热采方法，其特征在于，该第一批井组中的水平井的水平段之间相互平行，该第一批井组中的水平井的水平段与该第二批井组中的水平井的水平段相互平行。
7.根据权利要求5所述的有气顶稠油油藏的组合热采方法，其特征在于，沿X轴方向，相邻的两口直井之间的距离为100m，沿Y轴方向，相邻的两口直井之间的距离为100m，该第一批井组中的水平井的水平段与该第二批井组中的水平井的水平段的长度均为250m。
8.根据权利要求1所述的有气顶稠油油藏的组合热采方法，其特征在于，在步骤3中，在对该第一批井组进行蒸汽吞吐前对该第一批井组中直井的夹层下部射孔，该蒸汽吞吐的轮数为2轮。
9.根据权利要求4所述的有气顶稠油油藏的组合热采方法，其特征在于，在步骤4中，当该第一批井组所在的汽腔上升到距油层顶部3m～5m时，利用两口所述水平井之间的直井点燃所述第一批井组所在的油层上部的气顶。
10.根据权利要求1所述的有气顶稠油油藏的组合热采方法，其特征在于，
在步骤5中，当该第二批井组所在的汽腔上升到距油层顶部3m～5m时，利用该第二批井组中的直井点燃所述第二批井组所在的油层上部的气顶；
在步骤6中，还包括实时检测所述第一批井组和第二批井组油汽比，当所述油汽比小于0.12时，停止生产。
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