CN109138976A - 双水平井预热转sagd时机的判断方法及双水平井预热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种双水平井预热转SAGD时机的判断方法及双水平井预热装置，双水平井包括注汽井和生产井，该判断方法包括：步骤S100：对注汽井和生产井进行预热之后同时关井，测取生产井的生产水平段上各测试点的温降数据、以及生产井的生产水平段上各测试点与注汽井的注汽水平段上对应的各点之间的垂向间距，通过对比分析进行热连通判断；步骤S200：当热连通率达到设定阈值时，依次间隔启动注汽井和生产井，根据生产井的脚跟部的压力数据以及生产井的生产水平段上各测试点的温度数据，判断注汽井和生产井之间的压力连通状况并计算压力连通率。本发明能定量化利用测取的温度数据和压力数据，准确地判断预热转SAGD时机，减少返工、预热时间和热量消耗，有效提高SAGD效果。
Description
技术领域
本发明涉及稠油或油砂SAGD技术领域，特别涉及一种双水平井预热转SAGD时机的判断方法和双水平井预热装置。
背景技术
蒸汽辅助重力泄油(Steam Assisted Gravity Drainage，SAGD)技术常用于开采高粘度的超稠油或油砂。最常用的布井方式为在靠近油层底部钻一对双水平井，注采井网间保持5m～10m的井距。该技术的基本原理是热传导与热对流相结合，蒸汽从上方水平井注入后向上及侧向移动加热油藏，在重力作用下通过下方水平井开采稠油或沥青。
对于超稠油或油砂SAGD技术，正式转为SAGD生产前，还有一个预热阶段，多采用蒸汽循环或吞吐方式，受储层非均质性、夹层、贼层(例如：底水、顶水、气顶)和井轨迹偏移等因素影响，不同井对预热时间(通常为3～6个月)和蒸汽用量(通常为2.5～5.0万吨)存在较大差异。因此，准确判断预热转SAGD时机对于确保SAGD效果意义重大。
发明内容
本发明的目的是提供一种双水平井预热转SAGD时机的判断方法及双水平井预热装置，能定量化利用测取的温度数据和压力数据，快速准确地判断预热转SAGD时机，减少返工、预热时间和热量消耗，有效提高SAGD效果。
本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：
本发明提供一种双水平井预热转SAGD时机的判断方法，所述双水平井包括注汽井和生产井，所述注汽井的注汽水平段位于所述生产井的生产水平段的上方，所述判断方法包括：
步骤S100：对所述注汽井和所述生产井进行预热之后同时关井，测取所述生产井的生产水平段上各测试点的温降数据、以及所述生产井的生产水平段上各测试点与所述注汽井的注汽水平段上对应的各点之间的垂向间距，通过对比分析进行热连通判断；
步骤S200：当热连通率达到设定阈值时，依次间隔启动所述注汽井和所述生产井，根据所述生产井的脚跟部的压力数据以及所述生产井的生产水平段上各测试点的温度数据，判断所述注汽井和所述生产井之间的压力连通状况并计算压力连通率。
在本发明的实施方式中，所述步骤S100包括：
步骤S110：根据所述温降数据建立水平井径向热传导解释模型；
步骤S120：根据所述水平井径向热传导解释模型，计算获得所述生产井的沿程预热半径；
步骤S130：在确定所述沿程预热半径大于或等于所述垂向间距的一半时，判断所述注汽井和所述生产井能够热连通。
在本发明的实施方式中，在所述步骤S130中，在确定所述沿程预热半径小于所述垂向间距的一半时，再次对所述生产井和所述注汽井进行预热，直至所述沿程预热半径大于或等于所述垂向间距的一半，判断所述注汽井和所述生产井能够热连通。
在本发明的实施方式中，在所述步骤S110中，根据所述温降数据绘制无因次温度与关井时间的半对数图；根据所述半对数图回归中后期直线斜率，获得所述生产井的生产水平段上各测试点的热扩散系数。
在本发明的实施方式中，根据如下公式计算所述无因次温度：
其中，T*为无因次温度；Ts为关井前正常加热温度；Ti为初始地层温度；T为关井后t时刻的所述生产井的生产水平段上各测试点的温度；
根据如下公式计算热扩散系数：
其中，α为热扩散系数；Δt*为无因次温度T*与关井时间Δt的半对数图上，回归中后期直线在关井时间Δt轴上的截距；λ为时间单位转换系数；rw为所述生产井的筛管半径。
在本发明的实施方式中，根据所述水平井径向热传导解释模型，计算获得所述生产井的沿程预热半径，根据如下公式计算：
其中，ro为所述生产井的沿程预热半径；rw为所述生产井的筛管半径；mq为无因次温度T*与关井时间Δt的半对数图上，回归中后期直线斜率；Tt为所述双水平井预热启动应达到的最低温度值；Ts为关井前正常加热温度；Ti为初始地层温度。
在本发明的实施方式中，所述步骤S200包括：
步骤S210：在确定所述热连通率的阈值为60％～80％时，启动所述注汽井，经一间隔期后，再启动所述生产井；
步骤S220：根据所述生产井的脚跟部的压力数据，获得所述间隔期内，所述生产井的脚跟部的压力变化曲线，在确定所述间隔期内的所述生产井的脚跟部的压力有明显上升现象时，判断所述注汽井和所述生产井之间形成压力连通。
在本发明的实施方式中，在所述步骤S220中，在确定所述间隔期内的所述生产井的脚跟部的压力无明显上升现象时，再次对所述注汽井进行预热，直至所述间隔期内的所述生产井的脚跟部的压力有明显上升现象时，判断所述注汽井和所述生产井之间形成压力连通。
在本发明的实施方式中，在所述步骤S220中：根据所述间隔期内的所述生产井的生产水平段上各测试点的温度数据，获得所述间隔期内，所述生产井的生产水平段上各测试点的温度变化曲线，在确定所述温度变化曲线中的某一测试点的温度随时间变化出现明显的温度拐点时，判断在该温度拐点处形成压力连通。
在本发明的实施方式中，通过计算已形成压力连通的温度拐点的数量之和与所有所述生产井的测试点的数量之和的比值，获得所述压力连通率。
在本发明的实施方式中，所述判断方法还包括步骤S300：在所述压力连通率达到设定阈值时，对所述生产井和所述注汽井进行半SAGD阶段预热效果再判断。
在本发明的实施方式中，所述步骤S300包括：
步骤S310：在确定所述压力连通率的阈值为60％～80％时，对所述注汽井进行注汽或加热，对所述生产井进行注汽或加热，并同时循环返液，根据所述生产井的总注汽量和所述生产井的总返液量，计算获得所述生产井的采注比；
步骤S320：在确定所述生产井的采注比大于或等于1.5时，判断所述双水平井具备转为SAGD生产的条件。
在本发明的实施方式中，在所述步骤S320中，在确定所述生产井的采注比小于1.5时，再次对所述注汽井进行注汽或加热，并对所述生产井进行注汽或加热，并同时循环返液，直至所述生产井的采注比大于1.5，判断所述双水平井具备转为SAGD生产的条件。
本发明还提供一种双水平井预热装置，包括：
注汽井，其具有注汽水平段；
生产井，其具有生产水平段，所述生产水平段位于所述注汽水平段的下方，所述生产井的脚跟部设有温压测试仪，所述生产水平段内设有放置温压测试光纤的连续油管。
在本发明的实施方式中，所述注汽井内下入有变径短管和长管，所述变径短管的末端位于所述注汽井的脚跟部，所述长管的末端位于所述注汽井的脚尖部。
在本发明的实施方式中，所述生产井内下入有多功能油管及短管，所述短管的末端位于所述生产井的脚跟部，所述连续油管穿设在所述多功能油管内，所述多功能油管的末端位于所述生产井的脚尖部。
在本发明的实施方式中，所述注汽水平段内下入有放置电加热仪的长管，所述长管内充满溶剂。
在本发明的实施方式中，所述生产水平段内下入有放置电加热仪的长管，所述连续油管穿设在所述长管内，所述长管与所述连续油管的环空中充满溶剂。
本发明的双水平井预热转SAGD时机的判断方法及双水平井预热装置的特点及优点是：本发明适用于超稠油或油砂项目、以及双水平井SAGD技术，该判断方法及预热装置，能够充分利用双水平井的水平井段的温压监测资料，定量计算双水平井的水平井段的热连通率和压力连通率，实现超稠油或油砂的双水平井预热转SAGD时机的快速准确判断，本发明能够减少返工、预热时间和热量消耗，并能有效提高SAGD效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的双水平井预热转SAGD时机的判断方法的流程图。
图2为本发明的双水平井预热装置的结构示意图。
图3为本发明的双水平井预热转SAGD时机的判断方法的步骤S100的流程图。
图4为本发明的双水平井预热转SAGD时机的判断方法的步骤S200的流程图。
图5为本发明的双水平井预热转SAGD时机的判断方法的步骤S300的流程图。
图6为本发明的双水平井预热装置的预热过程示意图。
图7为本发明的具体实施例中的生产井的生产水平段上的各测试点的温降曲线图。
图8为本发明的具体实施例中的生产井的生产水平段与注汽井的注汽水平段上各测试点间的间距曲线图。
图9为本发明的具体实施例中的生产井的生产水平段的温降解释相关系数的曲线图。
图10为本发明的具体实施例中的生产井的生产水平段的温降解释热扩散系数的曲线图。
图11为本发明的具体实施例中的生产井的生产水平段的温降解释沿程预热半径的曲线图。
图12为本发明的具体实施例中的生产井的压力连通判断曲线图。
图13为本发明的具体实施例中的双水平井组循环预热及转SAGD后生产动态曲线图。
附图标号说明：1、注汽井；11、注汽水平段；12、变径短管；13、长管；14、脚跟部；15、脚尖部；2、生产井；21、生产水平段；22、脚跟部；23、温压测试仪；24、连续油管；25、短管；26、多功能油管；27、脚尖部；28、连续抽油杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施方式一
如图1和图2所示，本发明提供了一种双水平井预热转SAGD时机的判断方法，所述双水平井包括注汽井1和生产井2，所述注汽井1的注汽水平段11位于所述生产井2的生产水平段21的上方，所述判断方法包括：
步骤S100：对所述注汽井1和所述生产井2进行预热之后同时关井，测取所述生产井2的生产水平段21上各测试点的温降数据、以及所述生产井2的生产水平段21上各测试点与所述注汽井1的注汽水平段11上对应的各点之间的垂向间距H，通过对比分析进行热连通判断；
步骤S200：当热连通率达到设定阈值时，依次间隔启动所述注汽井1和所述生产井2，根据所述生产井2的脚跟部22的压力数据以及所述生产井2的生产水平段21上各测试点的温度数据，判断所述注汽井1和所述生产井2之间的压力连通状况并计算压力连通率。
本发明的双水平井由注汽井1和生产井2组成，其中，注汽井1的注汽水平段11位于生产井2的生产水平段21的上方。也即，注汽水平段11可位于生产水平段21的斜上方或正上方；优选的，在本实施例中，该注汽水平段11位于生产水平段21的正上方。
本发明的判断方法包括步骤S100的热连通判断步骤、以及步骤S200的压力连通判断步骤，在判断注汽井1和生产井2形成热连通且二者的热连通率达到设定阈值时，再判断注汽井1和生产井2之间是否形成压力连通并计算压力连通率。
本发明的判断方法，适用于超稠油或油砂项目、以及双水平井SAGD技术，该判断方法能够充分利用双水平井的水平井段的温压监测资料，定量计算双水平井的水平井段的热连通率和压力连通率，实现超稠油或油砂的双水平井预热转SAGD时机的快速准确判断，本发明能够减少返工、预热时间和热量消耗，并能有效提高SAGD效果。
在本发明的一实施方式中，如图3所示，该步骤S100包括：
步骤S110：根据温降数据建立水平井径向热传导解释模型；
步骤S120：根据水平井径向热传导解释模型，计算获得生产井2的沿程预热半径ro；
步骤S130：在确定沿程预热半径ro大于或等于垂向间距H的一半时，判断注汽井1和生产井2能够热连通。
具体的，在本实施例中，注汽井1和生产井2在预热之后同时关井24小时以上，在该关井期间内，设定数据采集间隔，例如2小时采集一次数据，当然也可根据实际需要任一选择数据采集间隔，在此不做限制；记录采集的生产井2的生产水平段21上各测试点的温降数据。
在步骤S110中，根据生产井2的生产水平段21上各测试点的温降数据，以无因次温度T*为纵轴，并以关井时间Δt为横轴，绘制无因次温度T*与关井时间Δt的半对数图；根据该半对数图，筛选中后期的生产井2的生产水平段21上各测试点的无因次温度T*，用于自动回归直线段斜率，由此获得中后期的生产井2的生产水平段21上各测试点的热扩散系数。
在本实施例中，根据如下公式计算无因次温度：
在式(1)中，T*为无因次温度，℃；Ts为关井前正常加热温度，℃；Ti为初始地层温度，℃；T为关井后t时刻的生产井2的生产水平段21上各测试点的温度，℃；
具体的，热传导方程的表达式为：
式(11)中，q为单位井长热流量，w/m；k为热传导系数，w/(m﹒℃)；π为圆周率；r为生产井2的传热半径，m；rw为生产井2的筛管半径，m；Ts为关井前正常加热温度，℃；Ti为初始地层温度，℃。
根据式(11)，可知生产井2的生产水平段21上各测试点的温度T的近似表达式为：
在式(12)中，q为单位井长热流量，w/m；k为热传导系数，w/(m﹒℃)；r为生产井2的传热半径，m；λ为时间单位转换系数，86400；α为热扩散系数，m2/s；t为加热时间，天。
进一步的，根据式(11)，则有：
根据式(12)和式(13)，获得公式如下并定义为无因此温度：
记
式(14)中，T*为关井后t时刻的生产井2的生产水平段21上各测试点的无因次温度；tj为定井筒温度下的加热时间，d；Δt为关井停止加热时间，d。
特别地，当Δt＜＜tj时，式(14)的简化表达式为：
记
并根据式(12)至式(15)，可获得如下公式的热扩散系数：
在式(2)中，α为热扩散系数，m2/s；Δt*为无因次温度T*与关井时间Δt的半对数图上，回归中后期直线在关井时间Δt轴上的截距，小时；λ为时间单位转换系数，86400；rw为生产井2的筛管半径，m。
特别地，当Δt＜＜tj时，某一温度对应的时间为：
t*＝Δt·10T*/m (17)
式中，m为无因次温度T*与关井时间Δt半对数图上回归中后期直线段斜率。
根据上述公式(11)至式(17)形成的水平井径向热传导解释模型，在步骤S120中，根据该水平井径向热传导解释模型，计算获得生产井2的沿程预热半径ro，根据如下公式计算：
在式(4)中，ro为生产井2的沿程预热半径，m；rw为生产井2的筛管半径，m；mq为无因次温度T*与关井时间Δt的半对数图上，回归中后期直线斜率；Tt为双水平井预热启动应达到的最低温度值，℃；Ts为关井前正常加热温度，℃；Ti为初始地层温度，℃。
在步骤S130中，在确定沿程预热半径ro大于或等于垂向间距H的一半时，判断注汽井1和生产井2能够热连通；进一步的，在确定沿程预热半径ro小于垂向间距H的一半时，再次对生产井2和注汽井1进行预热，直至沿程预热半径ro大于或等于垂向间距H的一半，判断注汽井1和生产井2能够热连通。在本实施例中，该垂向间距H为生产井2的生产水平段21上各测试点与注汽井1的注汽水平段11上对应的各点之间的垂直距离。
也即，针对生产井2的生产水平段21上的某一测试点：
若则判断在该测试点处，注汽井1和生产井2能够热连通；
若则判断在该测试点处，注汽井1和生产井2未形成热连通，此时，需要对生产井2和注汽井1再次预热，直至时为止。
在本发明中，热连通率B是根据生产井2上已形成热连通的测试点的数量之和A1与生产井2的所有测试点数量之和A的比值获得的。也即，B＝A1/A。
如图4所示，在本发明的一实施方式中，步骤S200包括：
步骤S210：在确定热连通率的阈值为60％～80％时，启动注汽井1，经一间隔期C后，再启动生产井2；
步骤S220：根据生产井2的脚跟部22的压力数据，获得间隔期C内，生产井2的脚跟部22的压力变化曲线，在确定间隔期C内的生产井2的脚跟部22的压力有明显上升现象时，判断注汽井1和生产井2之间形成压力连通。
具体的，在步骤S210中，根据热连通率的计算公式B＝A1/A，当热连通率的阈值为60％～80％时，也即B＝60％～80％，启动注汽井1，经一间隔期C后，再启动生产井2；在本实施方式中，该间隔期C为6～24小时。
进一步的，当热连通率的阈值小于60％时，也即B<60％时，此时需要对注汽井1和生产井2进行再次预热，也即重复步骤S100，直至B＝60％～80％。
在步骤S220中，以间隔期C为横轴，生产井2的脚跟部22的压力数据为纵轴，绘制压力变化曲线；根据该压力变化曲线，分析间隔期C内的某一测试点的压力是否出现明显上升现象，若存在压力随时间变化出现明显上升现象时，则判断在该时间点处注汽井1与生产井2之间形成压力连通。
在本实施例中，可通过注汽井1的井底压力，绘制注汽井1的井底压力变化曲线，配合上述生产井2的压力变化曲线，进一步判断注汽井1与生产井2间的压力连通状态。也即，观察生产井2的井底压力变化是否出现与注汽井1的井底压力变化相同的明显上升现象，若存在压力随时间变化出现明显上升现象时，则判断在该时间点处注汽井1与生产井2之间形成压力连通。
具体的，本发明的注汽井1的井底压力可通过安装井底压力传感器直接测取，也可通过在注汽井1的油套环空注入隔离气来折算注汽井1的井底压力，其计算公式为：
式(3)中，P井底为注汽井1的井底压力，kPa；P环空井口为注汽井的油套环空井口处的压力，kPa；T为注汽井的油套环空的井口温度，℃；ρ0为标准状况下注汽井1的油套环空隔离气的气体密度，kg/m3；h为注汽井1的井底垂深，m。
特别地，当隔离气为氮气时，注汽井1的井底压力计算公式为：
P井底＝P环空井口+0.033P环空井口h/(T+273.15) (4)
式(4)中，P井底为注汽井1的井底压力，kPa；P环空井口为注汽井1的环空井口压力，kPa；T为套管井口温度，℃；h为注汽井1的井底垂深，m。
进一步的，在步骤S220中，在确定间隔期C内的生产井2的脚跟部22的压力无明显上升现象时，再次对注汽井1和生产井2进行预热，预热周期为2周左右，直至生产井2的脚跟部22的压力有明显上升现象时为止，即可判断注汽井1和生产井2之间形成压力连通。
在本发明中，在步骤S220中，当判断注汽井1和生产井2之间形成压力连通后，需计算压力连通率。
在一可行的实施例中，若生产井2的生产水平段21上各测试点沿生产水平段21的长度方向均匀分布，则通过计算已形成压力连通的温度拐点的数量之和D1与所有生产井2的测试点的数量之和D的比值，即可获得该压力连通率E，也即，E＝D1/D。在另一可行的实施例中，若生产井2的生产水平段21的各测试点沿生产水平段21的长度方向未均匀分布，则统计两两相邻的已形成压力连通的测试点之间的中点，两两相邻中点的距离之和与生产水平段21的总长度的比值，即可获得该压力连通率。
在本发明中，根据间隔期C内的生产井2的生产水平段21上各测试点的温度数据，获得间隔期C内，生产井2的生产水平段21各测试点的温度变化曲线，在确定该温度变化曲线中的某一测试点的温度随时间变化出现明显的温度拐点时，判断在该温度拐点处形成压力连通。
具体是，以生产井2的生产水平段21上各测试点的温度数据为纵轴，间隔期C为横轴，绘制该温度变化曲线；根据该温度变化曲线，分析间隔期C内的某一测试点的温度随时间变化的趋势，若某一测试点的温度随时间变化出现明显的温度拐点时，则可判断生产井2的该测试点在该温度拐点处与注汽井1形成压力连通；否则，未形成压力连通。在本实施例中，该温度拐点包括：下降拐点、先下降后上升拐点、以及上升拐点三种情形。
根据本发明的一个实施方式，该判断方法还包括步骤S300：在压力连通率达到设定阈值时，对生产井2和注汽井1进行半SAGD阶段预热效果再判断。通过该步骤S300可进一步实现预热转SAGD时机的快速准确判断。
具体的，如图5所示，该步骤S300包括：
步骤S310：在确定压力连通率的阈值为60％～80％时，对注汽井1进行注汽或加热，对生产井2进行注汽或加热，并同时循环返液，根据生产井2的总注汽量和生产井2的总返液量，计算获得生产井2的采注比；
步骤S320：在确定生产井2的采注比大于或等于1.5时，判断双水平井具备转为SAGD生产的条件。
具体的，根据上述压力连通率的计算方法，当该压力连通率的阈值为60％～80％时，在正式转为SAGD生产时，先转入半SAGD阶段，该半SAGD阶段需经历大致7至10天的时间。
在步骤S310中，针对蒸气循环预热的双水平井，需对注汽井1进行注汽，对生产井2进行注汽并循环返液的操作，经历7至10天后，获得生产井2的总注汽量和生产井2的总返液量，计算获得生产井2的总注汽量与生产井2的总返液量的比值，即为该生产井2的采注比。
在步骤S310中，针对电加热预热的双水平井，需对注汽井1进行电加热，对生产井2进行电加热并循环返液的操作，经历7至10天后，获得生产井2的总注汽量和生产井2的总返液量，计算获得生产井2的总注汽量与生产井2的总返液量的比值，即为该生产井2的采注比。
在步骤S320中，当生产井2的采注比大于或等于1.5时，判断双水平井具备转为SAGD生产的条件。
进一步的，在步骤S320中，针对蒸气循环预热的双水平井，在确定生产井2的采注比小于1.5时，再次对注汽井1进行注汽，注汽的位置可选择在该注汽井1的注汽水平段11中预热效果相对较差的地方，以进一步改善沿程均匀预热程度，在对注汽井1进行注汽的同时，需对生产井2进行注汽并循环返液，直至生产井2的采注比大于或等于1.5，判断该双水平井具备转为SAGD生产的条件。
在步骤S320中，针对电加热预热的双水平井，在确定生产井2的采注比小于1.5时，再次对注汽井1进行电加热，电加热的位置可选择在该注汽井1的注汽水平段11中预热效果相对较差的地方，以进一步改善沿程均匀预热程度，在对注汽井1进行注汽的同时，需对生产井2进行电加热并循环返液，直至生产井2的采注比大于或等于1.5，判断该双水平井具备转为SAGD生产的条件。
在本发明的实施方式中，在步骤S300中，也可通过观察生产井2的返液速度是否逼近生产井2的总注汽速度，且返液中的含水率是否明显下降，来判断可否正式转为SAGD生产。具体是，若生产井2的返液速度逼近其总注汽速度，且返液中的含水率明显下降，则表明可以转为SAGD生产；否则，需对注汽井1和生产井2继续预热2周后，重新转入半SAGD阶段以判断预热转SAGD时机是否成熟。
与现有技术相比，本发明应用范围更广，可适用于蒸汽循环和电加热等多种预热方式；另外，本发明的温度数据信息挖掘充分，能实现定量判断；再有，本发明不依赖于静态地质模型和数模软件灵活井模型准确度，仅需较少预热阶段的现场动态数据，耗时短且准确性好。
实施方式二
如图2和图6所示，本发明还提供一种双水平井预热装置，包括：
注汽井1，其具有注汽水平段11；
生产井2，其具有生产水平段21，所述生产水平段21位于所述注汽水平段11的下方，所述生产井2的脚跟部22设有温压测试仪23，所述生产水平段21内设有放置温压测试光纤的连续油管24。
具体是，本发明的双水平井由注汽井1和生产井2组成，其中，注汽井1的注汽水平段11位于生产井2的生产水平段21的上方。也即，注汽水平段11可位于生产水平段21的斜上方或正上方；优选的，在本实施例中，该注汽水平段11位于生产水平段21的正上方。
在一可行的实施例中，该注汽井1内下入有变径短管12和长管13，该变径短管12的末端位于注汽井1的脚跟部14处，该长管13的末端位于注汽井1的脚尖部15。
该生产井2内下入有短管25和多功能油管26，该短管25的末端位于生产井2的脚跟部22，该多功能油管26的末端位于生产井2的脚尖部27，其中，放置有温压测试光纤的连续油管24穿设在多功能油管26内，该温压测试仪23通过连续抽油杆28下入至短管25的末端。
本发明的此实施例，为采用蒸汽预热方式的双水平井。
在另一可行的实施例中，与上述实施例不同的是，注汽井1内下入的长管13内设有电加热仪，长管13内充满溶剂，该溶剂可为柴油；另外，生产井2内下入的多功能油管26，在多功能油管26与连续油管24的环空中设有电加热仪，且环空中充满溶剂，该溶剂可为柴油。本发明的此实施例，为采用电加热方式的双水平井。
下面以采用蒸汽预热方式的双水平井为例，具体说明该双水平井预热装置进行预热转SAGD时机的判断步骤：
首先，对注汽井1和生产井2进行预热处理。也即，向注汽井1的长管13或变径短管12内注汽，同时向生产井2的多功能油管26内注汽，注汽后的驱液经生产井2的短管25返至井口，如图6所示。预热周期可为3个月左右。
在注汽井1和生产井2预热之后同时关井24小时以上，通过生产井2内下入的多功能油管26中的温压测试光纤，对生产井2的生产水平段21上各测试点进行温降测试。也即，在注汽井1和生产井2同时关井后，设定数据采集间隔，例如2小时采集一次数据，并记录采集的生产井2的生产水平段21上各测试点的温降数据；根据采集的生产井2的生产水平段21上各测试点的温降数据、以及生产井2的生产水平段21上各测试点与注汽井1的注汽水平段11上对应的各点之间的垂向间距H，对比分析进行热连通判断。也即，进行实施方式一中所述的步骤100。
当确定注汽井1和生产井2之间形成热连通且热连通率达到60％～80％时，通过设置在生产井2的脚跟部22处的温压测试仪23，测取生产井2的脚跟部22的压力数据，同时继续使用设置在生产井2的多功能油管26中的温压测试光纤，对生产井2的生产水平段21上各测试点的温度进行监测。由此，根据测取的压力数据及温度数据，判断注汽井1和生产井2之间的压力连通状况并计算压力连通率。也即，进行实施方式一中所述的步骤200。
最后，当注汽井1和生产井2形成压力连通且压力连通率达到60％～80％时，可通过对注汽井1和生产井2再次预热，以精确判断预热转SAGD的准确时机。也即，继续向注汽井1的长管13或变径短管12内注汽，并向生产井2的多功能油管26和连续油管24的环空中注汽，同时通过生产井2的短管25返液，通过计算获得生产井2的采注比，当采注比大于或等于1.5时，判断该双水平井具备转SAGD的时机。也即，进行实施方式一中所述的步骤300。
下面提供一具体实例，以说明本发明的双水平井预热装置及其判断预热转SAGD时机的判断方法。
根据本发明提出的判断方法及预热装置，在某油砂区块部署某井组，例如井号AF02的双水平井井组，如图2和图6所示，该生产井2的生产水平段21的长度为848m，在该生产水平段21上均匀部署70个光纤温压测试点，两两测试点间的平均间距为12m；该双水平井井组所处储层品质较优，底部过渡带厚度为0～1m，不利影响较小。
实验在2017年1月12日进行，对该AF02双水平井井组的生产井2和注汽井1同时循环注汽，截止2017年4月25日，循环预热总时间为103天(d)，有效时间为93天，注汽井1的累积注汽量为8169m3，平均为88m3/d；生产井2的累积注汽量为10961m3，平均为118m3/d；该双水平井井组合计累计注汽量为19130m3，平均为206m3/d。
在4月18日至21日期间，对生产井2和注汽井1同时关井，并持续温降测试48小时，如图7所示，记录生产井2的生产水平段21上70个测试点的温降数据。
如图8所示，计算获得AF02双水平井井组的注汽井1的注汽水平段11距生产井2的生产水平段21的间距介于4.5m～5.6m，平均为4.9m。
此时，设定时间间隔为2小时，对生产井2的生产水平段21上70个测试点的温降数据进行抽稀，在无因次温度与关井时间的半对数图上，筛选各个测试点末尾7～10个温降数据，用于自动回归直线段斜率、截距和相关系数；如图9所示，回归相关系数均大于0.9，回归结果具有较高的置信度；基于水平井径向热传导解释模型中的热扩散系数公式，计算该井对沿水平段饱和油砂沥青岩石热扩散系数介于1.1e-7m2/s～1.6e-7m2/s，如图10所示；基于水平井径向热传导解释模型中的热扩散系数公式，计算该井对沿水平段的沿程预热半径介于2.4m～5m，如图11所示，并与注采井的水平段间距对比，计算热连通率为82.9％(>80％)，表明已建立热连通，但生产水平段21的脚跟部22到脚尖部27的预热半径偏小、效果偏差。
在4月20日16:00转入压力连通判断阶段：先启动注汽井1，间隔20小时后，再启动生产井2，观察到间隔期内生产井2的压力逐渐上升、逼近注汽井1的压力，如图12所示，表明注采井间已建立压力连通。
根据生产井2的各测试点的温度响应情况，期间有明显温度拐点的曲线为57条，计算判断压力连通率为81.4％，与温降测试解释结果一致，表明具备转SAGD生产的条件。
综合沿程预热效果分析，达到热连通与压力连通条件，建议先转入半SAGD阶段，即：注汽井1单注长管13、停注变径短管12，生产井2继续注汽循环，持续至5月2日，共计7天。期间，日产油由不足0.5m3上升至5m3，含水由99.8％降至96.5％，表明具备转入SAGD生产的条件。
如图13所示，经5天现场作业，5月8日正式转入SAGD生产，初期液量/油量/含水为135m3/天/29m3/天/78.5％，目前正式生产液量/油量/含水为272m3/天/74m3/天/72.8％，生产动态指标较好，进一步验证本发明提出的预热转SAGD时机快速判断方法的准确性。
以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。
Claims (18)
1.一种双水平井预热转SAGD时机的判断方法，其特征在于，所述双水平井包括注汽井和生产井，所述注汽井的注汽水平段位于所述生产井的生产水平段的上方，所述判断方法包括：
步骤S100：对所述注汽井和所述生产井进行预热之后同时关井，测取所述生产井的生产水平段上各测试点的温降数据、以及所述生产井的生产水平段上各测试点与所述注汽井的注汽水平段上对应的各点之间的垂向间距，通过对比分析进行热连通判断；
步骤S200：当热连通率达到设定阈值时，依次间隔启动所述注汽井和所述生产井，根据所述生产井的脚跟部的压力数据以及所述生产井的生产水平段上各测试点的温度数据，判断所述注汽井和所述生产井之间的压力连通状况并计算压力连通率。
2.如权利要求1所述的双水平井预热转SAGD时机的判断方法，其特征在于，所述步骤S100包括：
步骤S110：根据所述温降数据建立水平井径向热传导解释模型；
步骤S120：根据所述水平井径向热传导解释模型，计算获得所述生产井的沿程预热半径；
步骤S130：在确定所述沿程预热半径大于或等于所述垂向间距的一半时，判断所述注汽井和所述生产井能够热连通。
3.如权利要求2所述的双水平井预热转SAGD时机的判断方法，其特征在于，在所述步骤S130中，在确定所述沿程预热半径小于所述垂向间距的一半时，再次对所述生产井和所述注汽井进行预热，直至所述沿程预热半径大于或等于所述垂向间距的一半，判断所述注汽井和所述生产井能够热连通。
4.如权利要求2或3所述的双水平井预热转SAGD时机的判断方法，其特征在于，在所述步骤S110中，根据所述温降数据绘制无因次温度与关井时间的半对数图；根据所述半对数图回归中后期直线斜率，获得所述生产井的生产水平段上各测试点的热扩散系数。
5.如权利要求4所述的双水平井预热转SAGD时机的判断方法，其特征在于，根据如下公式计算所述无因次温度：
其中，T*为无因次温度；Ts为关井前正常加热温度；Ti为初始地层温度；T为关井后t时刻的所述生产井的生产水平段上各测试点的温度；
根据如下公式计算热扩散系数：
其中，α为热扩散系数；Δt*为无因次温度T*与关井时间Δt的半对数图上，回归中后期直线在关井时间Δt轴上的截距；λ为时间单位转换系数；rw为所述生产井的筛管半径。
6.如权利要求2所述的双水平井预热转SAGD时机的判断方法，其特征在于，根据所述水平井径向热传导解释模型，计算获得所述生产井的沿程预热半径，根据如下公式计算：
其中，ro为所述生产井的沿程预热半径；rw为所述生产井的筛管半径；mq为无因次温度T*与关井时间Δt的半对数图上，回归中后期直线斜率；Tt为所述双水平井预热启动应达到的最低温度值；Ts为关井前正常加热温度；Ti为初始地层温度。
7.如权利要求1所述的双水平井预热转SAGD时机的判断方法，其特征在于，所述步骤S200包括：
步骤S210：在确定所述热连通率的阈值为60％～80％时，启动所述注汽井，经一间隔期后，再启动所述生产井；
步骤S220：根据所述生产井的脚跟部的压力数据，获得所述间隔期内，所述生产井的脚跟部的压力变化曲线，在确定所述间隔期内的所述生产井的脚跟部的压力有明显上升现象时，判断所述注汽井和所述生产井之间形成压力连通。
8.如权利要求7所述的双水平井预热转SAGD时机的判断方法，其特征在于，在所述步骤S220中，在确定所述间隔期内的所述生产井的脚跟部的压力无明显上升现象时，再次对所述注汽井进行预热，直至所述间隔期内的所述生产井的脚跟部的压力有明显上升现象时，判断所述注汽井和所述生产井之间形成压力连通。
9.如权利要求7或8所述的双水平井预热转SAGD时机的判断方法，其特征在于，在所述步骤S220中：根据所述间隔期内的所述生产井的生产水平段上各测试点的温度数据，获得所述间隔期内，所述生产井的生产水平段上各测试点的温度变化曲线，在确定所述温度变化曲线中的某一测试点的温度随时间变化出现明显的温度拐点时，判断在该温度拐点处形成压力连通。
10.如权利要求9所述的双水平井预热转SAGD时机的判断方法，其特征在于，通过计算已形成压力连通的温度拐点的数量之和与所有所述生产井的测试点的数量之和的比值，获得所述压力连通率。
11.如权利要求1所述的双水平井预热转SAGD时机的判断方法，其特征在于，所述判断方法还包括步骤S300：在所述压力连通率达到设定阈值时，对所述生产井和所述注汽井进行半SAGD阶段预热效果再判断。
12.如权利要求11所述的双水平井预热转SAGD时机的判断方法，其特征在于，所述步骤S300包括：
步骤S310：在确定所述压力连通率的阈值为60％～80％时，对所述注汽井进行注汽或加热，对所述生产井进行注汽或加热，并同时循环返液，根据所述生产井的总注汽量和所述生产井的总返液量，计算获得所述生产井的采注比；
步骤S320：在确定所述生产井的采注比大于或等于1.5时，判断所述双水平井具备转为SAGD生产的条件。
13.如权利要求12所述的双水平井预热转SAGD时机的判断方法，其特征在于，在所述步骤S320中，在确定所述生产井的采注比小于1.5时，再次对所述注汽井进行注汽或加热，并对所述生产井进行注汽或加热，并同时循环返液，直至所述生产井的采注比大于1.5，判断所述双水平井具备转为SAGD生产的条件。
14.一种双水平井预热装置，其特征在于，包括：
注汽井，其具有注汽水平段；
生产井，其具有生产水平段，所述生产水平段位于所述注汽水平段的下方，所述生产井的脚跟部设有温压测试仪，所述生产水平段内设有放置温压测试光纤的连续油管。
15.如权利要求14所述的双水平井预热装置，其特征在于，所述注汽井内下入有变径短管和长管，所述变径短管的末端位于所述注汽井的脚跟部，所述长管的末端位于所述注汽井的脚尖部。
16.如权利要求14或15所述的双水平井预热装置，其特征在于，所述生产井内下入有多功能油管及短管，所述短管的末端位于所述生产井的脚跟部，所述连续油管穿设在所述多功能油管内，所述多功能油管的末端位于所述生产井的脚尖部。
17.如权利要求14所述的双水平井预热装置，其特征在于，所述注汽水平段内下入有放置电加热仪的长管，所述长管内充满溶剂。
18.如权利要求14或17所述的双水平井预热装置，其特征在于，所述生产水平段内下入有放置电加热仪的长管，所述连续油管穿设在所述长管内，所述长管与所述连续油管的环空中充满溶剂。
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