CN110344798B - 一种利用水平排气井改善重力火驱调控的重力火驱方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用水平排气井改善重力火驱调控的重力火驱方法。该方法包括：1)在重力火驱的目标区块设置处于同一平面内的水平排气井、水平生产井、注气直井，水平排气井设于水平生产井上方，水平排气井的脚尖、水平生产井的脚尖分别朝向注气直井井身所在直线；2)注气直井注入空气并点燃油层进行目标区块的重力火驱；在重力火驱过程中，对水平生产井的水平井段、水平排气井的水平井段的温度进行实时监测，根据监测到的温度对水平排气井排气量、水平生产井排气量进行调控，从而控制火线拓展方向。该方法通过调节水平排气井排气量牵引火线、有效降低火线由水平生产井发生火窜的风险，扩大重力火驱波及范围，进而提高稠油油藏采收率。
Description
技术领域
本发明属于稠油油藏提高采收率技术领域，涉及稠油油藏火驱辅助重力泄油开采方法，具体涉及一种利用水平排气井改善重力火驱调控方法。
背景技术
重力火驱是采用垂直注气井和水平采油井的组合来形成燃烧辅助重力泄油的方式进行采油，是在常规火驱和SAGD基础上形成的一种新的有效的稠油开采方法。是目前国际上深层、厚层稠油油藏的较佳开发方式，具有易调控、受储层非均质性影响小、采收率高、产出油品质高、成本低等优点，可有效解决厚层稠油直井火驱开发中火线纵向超覆的问题，大幅度提高厚层稠油火驱采收率。
重力火驱在实施的初级阶段燃烧腔发育较均匀，但由于垂直注气井与水平采油井之间距离很短，注气井注入的空气容易进入水平生产井，造成火窜，引起井筒内原油再次燃烧，从而烧毁水平井筒，发生严重的安全隐患，另外还将造成火线无法沿水平井段有效向前推进，降低火线波及范围，严重影响了重力火驱的开发效果。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种改善重力火驱调控方法。该方法通过调节水平排气井排气量牵引火线、有效降低火线由水平生产井发生火窜的风险，扩大重力火驱波及范围，进而提高稠油油藏采收率。
为了实现上述目的，本发明提供了一种重力火驱方法，其中，该方法包括以下步骤：
1)在重力火驱的目标区块设置水平排气井、水平生产井、注气直井，其中，所述水平排气井设置于水平生产井上方，所述水平排气井、水平生产井、注气直井处于同一平面内，所述水平排气井的脚尖、所述水平生产井的脚尖分别朝向所述注气直井井身所在直线；
2)注气直井注入空气并点燃油层进行目标区块的重力火驱；
在重力火驱过程中，对水平生产井的水平井段、水平排气井的水平井段的温度进行实时监测，根据监测到的温度对水平排气井排气量、水平生产井排气量进行调控，从而控制火线拓展方向，具体包括：
在重力火驱起始阶段，通过调控水平排气井排气量、水平生产井排气量使火线向水平生产井方向拓展使得水平生产井的最高温度先于水平排气井的最高温度达到界限温度；
水平生产井的最高温度首次达到界限温度后的重力火驱过程中，通过调控水平排气井排气量、水平生产井排气量控制火线拓展方向避免火线与水平生产井、水平排气井的距离过小，具体调控方法为：当监测到水平生产井的最高温度达到界限温度时，表明火线前缘已接近水平生产井，降低水平生产井的排气量和/或加大水平排气井的排气量，从而牵引火线向上拓展，形成稳定泄油界面；当监测到水平排气井的最高温度达到界限温度时，表明火线已接近上水平排气井，降低水平排气井的排气量和/或加大水平生产井的排气量，从而防止火线窜流至水平排气井牵引火线向下拓展。
在上述重力火驱方法中，优选地，所述界限温度为260-300℃；更优选地，所述界限温度为300℃。
在上述重力火驱方法中，优选地，所述水平生产井的脚尖低于所述注气直井的射孔底界8-15m；所述注气直井与水平生产井的脚尖的水平距离为5-8m。
在上述重力火驱方法中，优选地，所述水平排气井的脚尖与注气直井的水平距离为不小于30m；更优选地，所述水平排气井的脚尖与注气直井的水平距离为30-40m。
在上述重力火驱方法中，优选地，所述水平排气井水平井段与所述水平生产井的水平段垂直距离不小于15m；更优选地，所述水平排气井水平井段与所述水平生产井的水平段垂直距离为15-30m。
在上述重力火驱方法中，优选地，所述水平生产井的水平井段位于油层底部且距底部界面不少于3m；更优选地，所述水平生产井的水平井段位于油层底部且距底部界面3-5m。
在上述重力火驱方法中，优选地，所述水平排气井的水平井段位于油层顶部且距顶部界面不少于3m；更优选地，所述水平排气井的水平井段位于油层顶部且距顶部界面3-5m。
在上述重力火驱方法中，优选地，所述注气直井的射孔底界位于油层的上1/2段(包括油层的1/2位置处)；。注气直井可以但不限于位于油层上部或贯穿整个油层，根据实际需要注气直井的射孔井段可以但不限于油层的上1/2段(包括1/2段)；射孔段长度根据实际需要以及油层的纵向分布特征确定。
在上述重力火驱方法中，优选地，步骤2)中所述在重力火驱过程中，对水平生产井、水平排气井温度进行实时监测，根据监测到的温度对水平排气井排气量、水平生产井排气量进行调控，从而控制火线拓展方向在目标区块进行重力火驱过程中实现高温氧化后进行；更优选地，点火后对水平生产井产出气体的组分进行监测从而获悉地下燃烧状态，当地下燃烧状态能够实现高温氧化后，进行上述调控水平排气井排气量、水平生产井排气量牵引火线向上或者向下拓展即向水平排气井或者向水平生产井方向拓展；进一步优选地，所述对水平生产井产出气体的组分进行监测通过对水平生产井产出气体中CO2含量和视H/C比进行检测的方式实现，其中，能够实现高温氧化的地下燃烧状态的条件是水平生产井产出气体中CO2含量大于12％，视H/C比小于3。
在上述重力火驱方法中，优选地，步骤2)所述进行目标区块的重力火驱的过程中，对地下燃烧状态进行检测；更优选地，所述对地下燃烧状态进行检测通过对水平生产井产出气体的组分进行监测的方式进行；进一步优选地，所述对水平生产井产出气体的组分进行监测通过对水平生产井产出气体的CO2含量和视H/C比进行检测的方式实现，其中实现高温氧化的地下燃烧状态的稳定燃烧条件是水平生产井产出气体中CO2含量大于12％，视H/C比小于3。
在上述重力火驱方法中，优选地，步骤2)所述在重力火驱起始阶段，通过调控水平排气井排气量、水平生产井排气量使火线向水平生产井方向拓展使得水平生产井先于水平排气井达到界限温度的过程中，所述水平排气井排气量调控为零。(即水平排气井不开井)；此种情况下，直到水平生产井的最高温度首次达到界限温度时，第一次打开水平排气井。
在上述重力火驱方法中，优选地，水平生产井的温度通过在水平生产井的水平井段设置多个测温点的方式进行检测。较佳情况下测温点的设置可以实现对水平生产井整个水平井段的温度监控。
在上述重力火驱方法中，当水平生产井的水平井段设置多个测温点时，优选地，水平生产井上相邻两个测温点之间的距离较佳为不大于10m；更优选地，水平生产井脚尖位置设有测温点，水平生产井设置的测温点中距离水平井脚跟位置最近的测温点与脚跟位置的水平距离为大于等于0m小于5m。
在上述重力火驱方法中，当水平生产井的水平井段设置多个测温点时，优选地，当水平生产井的脚跟位置不设测温点时，水平生产井上的测温点在水平生产井的水平井段上的分布为等间隔分布；当水平生产井的脚跟位置设测温点时，水平生产井上除脚跟位置所设的测温点之外的其他测温点在水平生产井的水平井段上的分布为等间隔分布。在一具体实施例中，水平生产井的脚尖位置设置测温点，脚跟位置则按照设计测温点间距等间距排列后，最后一个测温点到脚跟位置的距离大于等于5m，则增设一个测温点，否则则不设。
在上述重力火驱方法中，优选地，水平排气井的温度通过在水平排气井的水平井段设置多个测温点的方式进行检测；较佳情况下测温点的设置可以实现对水平排气井整个水平井段的温度监控。
在上述重力火驱方法中，当水平排气井的水平井段设置多个测温点时，优选地，水平排气井上相邻两个测温点之间的距离较佳为不大于10m；更优选地，水平排气井脚尖位置设有测温点，水平排气井设置的测温点中距离水平井脚跟位置最近的测温点与脚跟位置的水平距离为大于等于0m小于5m。
在上述重力火驱方法中，当水平排气井的水平井段设置多个测温点时，优选地，当水平排气井的脚跟位置不设测温点时，水平排气井上的测温点在水平生产井的水平井段上的分布为等间隔分布；当水平排气井的脚跟位置设测温点时，水平排气井上除脚跟位置所设的测温点之外的其他测温点在水平生产井的水平井段上的分布为等间隔分布。在一具体实施例中，水平排气井的脚尖位置设置测温点，脚跟位置则按照设计测温点间距等间距排列后，最后一个测温点到脚跟位置的距离大于等于5m，则增设一个测温点，否则则不设。
在上述重力火驱方法中，优选地，水平排气井的水平井段内设置的测温点与水平生产井的水平井段内设置的测温点按照测温点距离注气直井的水平距离由小到大排序，在所排序列中第一个水平排气井的测温点到最后一个水平排气井的测温点范围内，水平排气井的水平井段内设置的测温点与水平生产井的水平井段内设置的测温点交错排序；且水平排气井、水平生产井设置的全部测温点中，距离注气直井的水平距离最小的测温点位于水平生产井的水平井段上。
在上述重力火驱方法中，优选地，在所述重力火驱起始阶段，水平排气井的排气量为0，水平生产井排气量占此时总排气量的100％。
在上述重力火驱方法中，优选地，在所述水平生产井的最高温度首次达到界限温度后的重力火驱过程中：
当水平生产井的最高温度首次达到界限温度时，将水平排气井的排气量增加至总排气量的60％-70％，将水平生产井的排气量降低至总排气量的40％-30％；此次调控为第一次调节；
在第一次调控后的重力火驱过程中，水平排气井的排气量的调节范围在总排气量的30％-70％之间，水平生产井的排气量的调节范围通常在总排气量的30％-70％之间；优选地，在之后的重力火驱过程中，水平排气井的排气量的调节范围在总排气量的40％-60％之间，水平生产井的排气量的调节范围通常在总排气量的40％-60％之间。
在上述重力火驱方法中，优选地，当监测到水平生产井的最高温度达到界限温度时，所述牵引火线向上拓展能够实现下次监测到的最高温度达到界限温度的井为水平排气井。
在上述重力火驱方法中，优选地，当监测到水平排气井的最高温度达到界限温度时，所述牵引火线向下拓展能够实现下次监测到的最高温度达到界限温度的井为水平生产井。当水平生产井、水平排气井轮流达到界限温度时，更有利于使火线按照一定倾角稳定前移，进一步提高降低火线窜流现象的发生、扩大火线的波及范围，更有助于发挥重力火驱效果，进一步提高重力火驱油藏的采收率。
在上述重力火驱方法中，当水平生产井、水平排气井轮流达到界限温度时，优选地，在所述水平生产井的最高温度首次达到界限温度后的重力火驱过程中；
当水平生产井的最高温度首次达到界限温度时，将水平排气井的排气量增加至总排气量的60％-70％，将水平生产井的排气量降低至总排气量的40％-30％，牵引火线向上拓展、形成稳定泄油界面，并实现下次监测到的最高温度达到界限温度的井为水平排气井，然后进行后续调控；
在后续调控阶段中，当监测到水平排气井的最高温度达到300℃时，水平生产井排气量从总排气量的40％-30％增大至总排气量的60％-70％，水平排气井的排气量从总排气量的60％-70％降低到总排气量的40％-30％，从而防止火线窜流至水平排气井牵引火线向下拓展，并实现下次监测到的最高温度达到界限温度的井为水平生产井；当监测到水平生产井的最高温度达到300℃时，水平排气井排气量从总排气量的40％-30％增大至总排气量的60％-70％，水平生产井排气量从总排气量的60％-70％降低到总排气量的40％-30％，从而牵引火线向上拓展、形成稳定泄油界面，并实现下次监测到的最高温度达到界限温度的井为水平排气井。
在一具体实施例中，在所述重力火驱起始阶段，水平排气井的排气量约为0，水平生产井排气量约占此时总排气量的100％；当水平生产井的最高温度首次达到界限温度后，将水平排气井的排气量由0增加至总排气量的60％-70％，将水平生产井的排气量由100％降低至总排气量的40％-30％，牵引火线向上拓展、形成稳定泄油界面，并实现下次监测到的最高温度达到界限温度的井为水平排气井，然后进行后续调控；在后续调控阶段中，当监测到水平排气井的最高温度达到300℃时，水平生产井排气量从总排气量的40％-30％增大至总排气量的60％-70％，水平排气井的排气量从总排气量的60％-70％降低到总排气量的40％-30％，从而防止火线窜流至水平排气井牵引火线向下拓展，并实现下次监测到的最高温度达到界限温度的井为水平生产井；当监测到水平生产井的最高温度达到300℃时，水平排气井排气量从总排气量的40％-30％增大至总排气量的60％-70％，水平生产井排气量从总排气量的60％-70％降低到总排气量的40％-30％，从而牵引火线向上拓展、形成稳定泄油界面，并实现下次监测到的最高温度达到界限温度的井为水平排气井。
在上述重力火驱方法中，优选地，步骤2)所述点燃油层的点火方式为井下点火；所述井下点火方式可以但不限于电点火、化学点火或者自燃点火。
在上述重力火驱方法中，水平排气井的水平井段位长度、水平生产井的水平井段的长度，注气直井的射孔段距离等均可以根据矿场生产实际需要进行确定。注气直井的注气速度可以根据实际需要确定，通常情况下注气直井的注气速度是根据原油燃烧基础参数中的空气耗量折算的。
在上述重力火驱方法中，根据监测到的水平排气井的水平井段的温度、水平生产井的水平井段的温度的变化可以判断重力火驱过程中火线与水平生产井、水平排气井的相对距离，然后通过水平排气井排气量、水平生产井排气量的调整对火线的推进及时进行调控；当生产井的最高温度达到界限温度时，表明火线前缘已接近水平生产井，此时控制水平生产井的排气量、开启上水平排气井并加大排气量，牵引火线向上拓展，形成稳定泄油界面；当排气井的最高温度达到界限时，表明火线已接近上水平排气井，此时控制上水平排气井的排气量、加大下水平生产井的排气量，防止火线窜流至排气井并牵引火线向下拓展；通过在重力火驱过程中的水平生产井的排气量、水平排气井的排气量的调整，控制并牵引火线实现相对均匀的推进，从而达到扩大火线波及范围，使得最终重力火驱的驱油效果得以提升。
本发明在水平生产井上方布设一口与水平生产井相对的水平排气井来代替重力火驱过程中若干口排气直井，通过调节水平排气井的排气量以及水平生产井的排气量控制并牵引火线进行相对均匀的推进，降低了火线窜流现象的发生、扩大了火线的波及范围进而更大程度发挥重力火驱效果，重力火驱油藏的采收率；同时本发明提供的重力火驱人力、物力的投入相对较低，有利于降低经济成本。
附图说明
图1为本发明提供的重力火驱方法的一具体实施方式的流程图。
图2为实施例1提供的重力火驱方法的井网布置示意图。
图3为实施例2提供的重力火驱方法的井网布置示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
本发明中涉及调控水平排气井排气量、水平生产井排气量、对水平排气井排气量、水平生产井排气量进行调控均包括调控水平排气井排气量的大小、调控水平生产井排气量的大小、调控水平排气井的开关、调控水平生产井的开关中的一种或两种以上方式的组合。
本发明中涉及加大水平排气井的排气量包括水平排气井的排气量由小调大、水平排气井由关调开中的一种或两种方式的组合。
本发明中涉及降低水平排气井的排气量包括水平排气井的排气量由大调小、水平排气井由开调关中的一种或两种方式的组合。
本发明中涉及加大水平生产井的排气量包括水平生产井的排气量由小调大、水平生产井产气由关调开中的一种或两种方式的组合。
本发明中涉及降低水平生产井的排气量包括水平生产井的排气量由大调小、水平生产井产气由开调关中的一种或两种方式的组合。
如图1所示，在一具体实施方式中，本发明提供的重力火驱方法包括以下步骤：
1)在重力火驱的目标区块设置包括水平排气井、水平生产井、注气直井的注采排井网：其中，水平排气井、水平生产井、注气直井处于同一平面内，水平排气井设置于水平生产井上方；
根据实际需要确定射孔长度；
水平排气井的水平井段位于油层上部，根据实际需要确定水平排气井的水平井段长度；
水平生产井的水平井段位于油层下部，根据实际需要确定水平生产井的水平井段的长度；
水平生产井的脚尖朝向注气直井井身所在直线；根据实际需要确定水平生产井的脚尖低于注气直井的射孔底界的距离以及注气直井与水平生产井的脚尖的水平距离；
水平排气井的脚尖朝向注气直井井身所在直线，根据实际需要确定水平排气井的脚尖与注气直井的水平距离以及注气直井与水平排气井的脚尖的水平距离；
根据实际需要确定水平排气井的水平井段距油层顶部界面距离、确定水平生产井的水平井段距油层底部界面距离、确定水平排气井的水平井段与水平生产井的水平井段的垂直距离；
在水平排气井的水平井段、水平生产井的平井段分别等间距设置多个测温点用以对水平生产井的水平井段、水平排气井的水平井段的温度进行实时监测，其中，水平生产井的水平井段内相邻两个测温点之间的间隔为不大于10m，水平排气井的水平井段内相邻两个测温点之间的间隔为不大于10m；
2)注气直井注入空气，并采用井下点火方式(例如电点火、化学点火或者自然点火等)点燃油层；
3)点燃油层后，对生产井产出气体组分进行连续监测，通过生产井产出气体组分中的CO2含量和视H/C比判定地下燃烧状态；
4)当地下燃烧状态实现高温氧化后(通常情况下，水平生产井产出气体中产出的尾气中CO2含量大于12％，视H/C比小于3，判定地下燃烧状态实现高温氧化)，对水平生产井的水平井段、水平排气井的水平井段的温度进行实时监测，根据监测到的温度对水平排气井排气量、水平生产井排气量进行调控，从而控制火线拓展方向，具体包括：
在重力火驱起始阶段，通过关闭水平排气井、调控水平生产井排气量使火线向水平生产井方向拓展使得水平生产井的最高温度先于水平排气井的最高温度达到300℃；
水平生产井的最高温度首次达到300℃后的重力火驱过程中，通过调控水平排气井排气量、水平生产井排气量控制火线拓展方向避免火线与水平生产井、水平排气井的距离过小，具体调控方法为：当监测到水平生产井的最高温度达到300℃时，表明火线前缘已接近水平生产井，降低水平生产井的排气量和/或加大水平排气井的排气量，从而牵引火线向上拓展，形成稳定泄油界面；当监测到水平排气井的最高温度达到300℃时，表明火线已接近上水平排气井，降低水平排气井的排气量和/或加大水平生产井的排气量，从而防止火线窜流至水平排气井牵引火线向下拓展。
通过调控水平排气井控制并牵引火线均匀推进，可将火线波及范围扩大至整个水平井井段，较佳情况下，可提高采收率30-45％，油藏最终采收率可达55-65％。
实施例1
本实施例提供一种重力火驱方法。
目标区块油藏埋深875-1015m，平均油层厚度42.1米，平均孔隙度28.0％，渗透率800-1500mD，垂向渗透率一般为水平渗透率的0.47-0.74，平均为0.6。目标区块进行重力火驱前，井间剩余油饱和度平均为51.35％，油藏采出程度为21％，原油粘度很高，50℃平均脱气原油粘度38670mPa·s。目标区块前期以蒸汽吞吐开发为主，现在转用本实施例提供的下述重力火驱方法进行开采。
本实施例提供的重力火驱方法包括如下步骤：
1)在目标区块中布置如图2所示的重力火驱注采排井网，具体包括水平排气井、水平生产井、注气直井的注采排井网：其中，水平排气井、水平生产井、注气直井处于同一平面内，水平排气井设置于水平生产井上方；
注气直井位于油层上部，射孔长度为20m；水平排气井的水平井段位于油层上部，水平井段长度为270m；水平生产井的水平井段位于油层下部，水平井段长度为300m；水平排气井的水平井段距油层顶部界面距离为5m；水平生产井的水平井段距油层底部界面距离为5m；水平排气井的水平井段与水平生产井的水平井段的垂直距离为30m；水平生产井的脚尖朝向注气直井井身所在直线，水平生产井的脚尖低于注气直井的射孔底界的15m，注气直井与水平生产井的脚尖的水平距离为5m；水平排气井的脚尖朝向注气直井井身所在直线，水平排气井的脚尖与注气直井的水平距离30m；
在水平排气井的水平井段内自脚尖到脚跟位置等间距设置28个测温点，相邻两个测温点的间隔为10m；在水平生产井的水平井段内自脚尖到脚跟位置等间距设置31个测温点，相邻两个测温点的间隔为10m；
2)注气直井注入空气，并采用井下点火方式(电点火、化学点火或者自然点火均可)点燃油层；其中在整个重力火驱过程中注气直井的注入速度始终维持在约20000m3/d；
3)点燃油层后，对生产井产出气体组分进行连续监测，通过生产井产出气体组分中的CO2含量和视H/C比判定地下燃烧状态，水平生产井产出气体中产出的尾气中CO2含量大于12％，视H/C比小于3，判定地下燃烧状态实现高温氧化；
4)当地下燃烧状态实现高温氧化后，对水平生产井的水平井段、水平排气井的水平井段的温度进行实时监测，根据监测到的温度对水平排气井排气量、水平生产井排气量进行调控，从而控制火线拓展方向，具体包括：
在重力火驱起始阶段，通过关闭水平排气井排气量、调控水平生产井排气量使火线向水平生产井方向拓展使得水平生产井的最高温度先于水平排气井的最高温度达到300℃；此阶段水平排气井排气量为0，水平生产井排气量约为17000m3/d；
水平生产井的最高温度首次达到300℃后的重力火驱过程中，通过调控水平排气井排气量、水平生产井排气量控制火线拓展方向避免火线与水平生产井、水平排气井的距离过小，具体调控方法为：当监测到水平生产井的最高温度达到300℃时，表明火线前缘已接近水平生产井，降低水平生产井的排气量和/或加大水平排气井的排气量，从而牵引火线向上拓展、形成稳定泄油界面，并实现下次监测到的最高温度达到界限温度的井为水平排气井；当监测到水平排气井的最高温度达到300℃时，表明火线已接近上水平排气井，降低水平排气井的排气量和/或加大水平生产井的排气量，从而防止火线窜流至水平排气井牵引火线向下拓展，并实现下次监测到的最高温度达到界限温度的井为水平生产井。此阶段，水平生产井和水平排气井的总排气量始终维持在约17000m3/d左右；当水平生产井的最高温度首次达到300℃后，将水平排气井的排气量从0逐步增大至总排气量的60％-70％(即10200m3/d-11900m3/d)、水平生产井的排气量从100％逐步降低到总排气量的40％-30％(即6800m3/d-5100m3/d)，然后进行后续调控；在后续调控中，当监测到水平排气井的最高温度达到300℃时，水平生产井排气量均从总排气量的40％-30％(即6800m3/d-5100m3/d)逐步增大至总排气量的60％-70％(即10200m3/d-11900m3/d)，水平排气井排气量对应减少；当监测到水平生产井的最高温度达到300℃时，水平排气井排气量均从总产气量排气量的40％-30％(即6800m3/d-5100m3/d)逐步增大至总产气量排气量的60％-70％(即10200m3/d-11900m3/d)，生产井产气量排气量对应减少。
本实施例通过调控水平排气井控制并牵引火线均匀推进，可将火线波及范围扩大至整个水平井井段，预测重力火驱开采8.6年，可提高采收率35-40％，油藏最终采收率可达59％(预测是通过数值模拟结合室内实验进行的)。
实施例2
本实施例提供一种重力火驱方法。
目标区块油藏埋深1640-1740m，油层平均有效厚度35.7m，平均孔隙度21.2％，渗透率1376mD，初始含油饱和度60％。目标区块进行重力火驱前，井间平均剩余油饱和度46.3％，油藏采出程度为22％，50℃平均脱气原油粘度12500mPa·s。目标区块前期以蒸汽吞吐开发为主，现在转用本实施例提供的下述重力火驱方法进行开采。
本实施例提供的重力火驱方法包括如下步骤：
1)在目标区块中布置如图3所示的重力火驱注采排井网，具体包括水平排气井、水平生产井、注气直井的注采排井网：其中，水平排气井、水平生产井、注气直井处于同一平面内，水平排气井设置于水平生产井上方；
注气直井位于油层上部，射孔长度为18m；水平排气井的水平井段位于油层上部，水平井段长度为320m；水平生产井的水平井段位于油层下部，水平井段长度为350m；水平排气井的水平井段距油层顶部界面距离为5m；水平生产井的水平井段距油层底部界面距离为5m；水平排气井的水平井段与水平生产井的水平井段的垂直距离为25m；水平生产井的脚尖朝向注气直井井身所在直线，水平生产井的脚尖低于注气直井的射孔底界12m，注气直井与水平生产井的脚尖的水平距离为5m；水平排气井的脚尖朝向注气直井井身所在直线，水平排气井的脚尖与注气直井的水平距离30m；
在水平排气井的水平井段内自脚尖到脚跟位置等间距设置33个测温点，相邻两个测温点的间隔为10m；在水平生产井的水平井段内自脚尖到脚跟位置等间距设置36个测温点，相邻两个测温点的间隔为10m；
2)注气直井注入空气，并采用井下点火方式(电点火、化学点火或者自然点火均可)点燃油层；其中在整个重力火驱过程中注气直井的注入速度始终维持在约17500m3/d；
3)点燃油层后，对生产井产出气体组分进行连续监测，通过生产井产出气体组分中的CO2含量和视H/C比判定地下燃烧状态，水平生产井产出气体中产出的尾气中CO2含量大于12％，视H/C比小于3，判定地下燃烧状态实现高温氧化；
4)当地下燃烧状态实现高温氧化后，对水平生产井的水平井段、水平排气井的水平井段的温度进行实时监测，根据监测到的温度对水平排气井排气量、水平生产井排气量进行调控，从而控制火线拓展方向，具体包括：
在重力火驱起始阶段，通过关闭水平排气井排气量、调控水平生产井排气量使火线向水平生产井方向拓展使得水平生产井的最高温度先于水平排气井的最高温度达到300℃；此阶段水平排气井排气量为0，水平生产井排气量约为14000m3/d；
水平生产井的最高温度首次达到300℃后的重力火驱过程中，通过调控水平排气井排气量、水平生产井排气量控制火线拓展方向避免火线与水平生产井、水平排气井的距离过小，具体调控方法为：当监测到水平生产井的最高温度达到300℃时，表明火线前缘已接近水平生产井，降低水平生产井的排气量和/或加大水平排气井的排气量，从而牵引火线向上拓展，形成稳定泄油界面，并实现下次监测到的最高温度达到界限温度的井为水平排气井；当监测到水平排气井的最高温度达到300℃时，表明火线已接近上水平排气井，降低水平排气井的排气量和/或加大水平生产井的排气量，从而防止火线窜流至水平排气井牵引火线向下拓展，并实现下次监测到的最高温度达到界限温度的井为水平生产井。此阶段，水平生产井和水平排气井的总排气量始终维持在约14000m3/d左右；当水平生产井的最高温度首次达到300℃后，将水平排气井的排气量从0逐步增大至总排气量的60％-70％(即8400m3/d-9800m3/d)、水平生产井的排气量从100％逐步降低到总排气量的40％-30％(即5600m3/d-4200m3/d)，然后进行后续调控；在后续调控中，当监测到水平排气井的最高温度达到300℃时，水平生产井排气量均从总排气量的40％-30％(即5600m3/d-4200m3/d)逐步增大至总排气量的60％-70％(即8400m3/d-9800m3/d)，水平排气井排气量对应减少；当监测到水平生产井的最高温度达到300℃时，水平排气井排气量均从总产气量排气量的40％-30％(即5600m3/d-4200m3/d)逐步增大至总产气量排气量的60％-70％(即8400m3/d-9800m3/d)，生产井产气量排气量对应减少。
本实施例通过调控水平排气井控制并牵引火线均匀推进，可将火线波及范围扩大至整个水平井井段，预测重力火驱开采10年，可提高采收率40-45％，油藏最终采收率可达65％(预测是通过数值模拟结合室内实验进行的)。
Claims (29)
1.一种重力火驱方法，其中，该方法包括以下步骤：
1)在重力火驱的目标区块设置水平排气井、水平生产井、注气直井，其中，所述水平排气井设置于水平生产井上方，所述水平排气井、水平生产井、注气直井处于同一平面内，所述水平排气井的脚尖、所述水平生产井的脚尖分别朝向所述注气直井井身所在直线；
2)注气直井注入空气并点燃油层进行目标区块的重力火驱；
在重力火驱过程中，对水平生产井的水平井段、水平排气井的水平井段的温度进行实时监测，根据监测到的温度对水平排气井排气量、水平生产井排气量进行调控，从而控制火线拓展方向，具体包括：
在重力火驱起始阶段，通过调控水平排气井排气量、水平生产井排气量使火线向水平生产井方向拓展使得水平生产井的最高温度先于水平排气井的最高温度达到界限温度；
水平生产井的最高温度首次达到界限温度后的重力火驱过程中，通过调控水平排气井排气量、水平生产井排气量控制火线拓展方向避免火线与水平生产井、水平排气井的距离过小，具体调控方法为：当监测到水平生产井的最高温度达到界限温度时，表明火线前缘已接近水平生产井，降低水平生产井的排气量和/或加大水平排气井的排气量，从而牵引火线向上拓展，形成稳定泄油界面；当监测到水平排气井的最高温度达到界限温度时，表明火线已接近上水平排气井，降低水平排气井的排气量和/或加大水平生产井的排气量，从而防止火线窜流至水平排气井牵引火线向下拓展。
2.根据权利要求1所述的重力火驱方法，其中，所述界限温度为260-300℃。
3.根据权利要求1所述的重力火驱方法，其中，所述界限温度为300℃。
4.根据权利要求1所述的重力火驱方法，其中，
所述注气直井的射孔底界位于油层的上1/2段；
所述水平生产井的脚尖低于所述注气直井的射孔底界8-15m；
所述水平排气井水平井段与所述水平生产井的水平井段垂直距离不小于15m；
所述水平生产井的水平井段位于油层底部，距底部界面不少于3m；
所述水平排气井的水平井段位于油层顶部，距顶部界面不少于3m；
所述注气直井与水平生产井的脚尖的水平距离为5-8m；
所述水平排气井的脚尖与注气直井的水平距离为不小于30m。
5.根据权利要求4所述的重力火驱方法，其中，所述水平排气井水平井段与所述水平生产井的水平井段垂直距离为15-30m。
6.根据权利要求4所述的重力火驱方法，其中，所述水平生产井的水平井段位于油层底部，距底部界面3-5m。
7.根据权利要求4所述的重力火驱方法，其中，所述水平排气井的水平井段位于油层顶部，距顶部界面3-5m。
8.根据权利要求4所述的重力火驱方法，其中，所述水平排气井的脚尖与注气直井的水平距离为30-40m。
9.根据权利要求1所述的重力火驱方法，其中，
步骤2)中，所述在重力火驱过程中，对水平生产井的水平井段、水平排气井的水平井段的温度进行实时监测，根据监测到的温度对水平排气井排气量、水平生产井排气量进行调控，从而控制火线拓展方向的步骤，在目标区块进行重力火驱过程中实现高温氧化后进行。
10.根据权利要求9所述的重力火驱方法，其中，点火后对水平生产井产出气体的组分进行监测从而获悉地下燃烧状态，当地下燃烧状态能够实现高温氧化后，进行水平排气井排气量、水平生产井排气量调控牵引火线向上或者向下拓展。
11.根据权利要求10所述的重力火驱方法，其中，所述对水平生产井产出气体的组分进行监测通过对水平生产井产出气体中CO2含量和视H/C比进行检测的方式实现，其中，能够实现高温氧化的地下燃烧状态的条件是水平生产井产出气体中CO2含量大于12％，视H/C比小于3。
12.根据权利要求1所述的重力火驱方法，其中，步骤2)所述进行目标区块的重力火驱的过程中，对地下燃烧状态进行检测。
13.根据权利要求12所述的重力火驱方法，其中，所述对地下燃烧状态进行检测通过对水平生产井产出气体的组分进行监测的方式进行。
14.根据权利要求13所述的重力火驱方法，其中，所述对水平生产井产出气体的组分进行监测通过对水平生产井产出气体的CO2含量和视H/C比进行检测的方式实现，其中实现高温氧化的地下燃烧状态的稳定燃烧条件是水平生产井产出气体中CO2含量大于12％，视H/C比小于3。
15.根据权利要求1所述的重力火驱方法，其中，步骤2)所述在重力火驱起始阶段，通过调控水平排气井排气量、水平生产井排气量使火线向水平生产井方向拓展使得水平生产井的最高温度先于水平排气井的最高温度达到界限温度的过程中，所述水平排气井排气量调控为零。
16.根据权利要求1所述的重力火驱方法，其中，
水平生产井的温度通过在水平生产井的水平井段设置多个测温点的方式进行检测。
17.根据权利要求16所述的重力火驱方法，其中，水平生产井上相邻两个测温点之间的距离为不大于10m。
18.根据权利要求17所述的重力火驱方法，其中，水平生产井脚尖位置设有测温点，水平生产井设置的测温点中距离水平井脚跟位置最近的测温点与脚跟位置的水平距离为大于等于0m小于5m。
19.根据权利要求18所述的重力火驱方法，其中，当水平生产井的脚跟位置不设测温点时，水平生产井上的测温点在水平生产井的水平井段上的分布为等间隔分布；当水平生产井的脚跟位置设测温点时，水平生产井上除脚跟位置所设的测温点之外的其他测温点在水平生产井的水平井段上的分布为等间隔分布。
20.根据权利要求1所述的重力火驱方法，其中，水平排气井的温度通过在水平排气井的水平井段设置多个测温点的方式进行检测。
21.根据权利要求20所述的重力火驱方法，其中，水平排气井上相邻两个测温点之间的距离为不大于10m。
22.根据权利要求21所述的重力火驱方法，其中，水平排气井脚尖位置设有测温点，水平排气井设置的测温点中距离水平井脚跟位置最近的测温点与脚跟位置的水平距离为大于等于0m小于5m。
23.根据权利要求22所述的重力火驱方法，其中，当水平排气井的脚跟位置不设测温点时，水平排气井上的测温点在水平排气井的水平井段上的分布为等间隔分布；当水平排气井的脚跟位置设测温点时，水平排气井上除脚跟位置所设的测温点之外的其他测温点在水平生产井的水平井段上的分布为等间隔分布。
24.根据权利要求7所述的重力火驱方法，其中，
水平排气井的水平井段内设置的测温点与水平生产井的水平井段内设置的测温点按照测温点距离注气直井的水平距离由小到大排序；在第一个水平排气井的测温点到最后一个水平排气井的测温点范围内，水平排气井的水平井段内设置的测温点与水平生产井的水平井段内设置的测温点交错排序；且水平排气井、水平生产井设置的全部测温点中，距离注气直井的水平距离最小的测温点位于水平生产井的水平井段上。
25.根据权利要求1所述的重力火驱方法，其中，在所述水平生产井的最高温度首次达到界限温度后的重力火驱过程中；
当水平生产井的最高温度首次达到界限温度时，将水平排气井的排气量增加至总排气量的60％-70％，将水平生产井的排气量降低至总排气量的40％-30％；此次调控为第一次调控；
在第一次调控后的重力火驱过程中，水平排气井的排气量的调节范围在总排气量的30％-70％之间，水平生产井的排气量的调节范围通常在总排气量的30％-70％之间。
26.根据权利要求25所述的重力火驱方法，其中，在第一次调控后的重力火驱过程中，水平排气井的排气量的调节范围在总排气量的40％-60％之间，水平生产井的排气量的调节范围通常在总排气量的40％-60％之间。
27.根据权利要求1所述的重力火驱方法，其中，
当监测到水平生产井的最高温度达到界限温度时，所述牵引火线向上拓展能够实现下次监测到的最高温度达到界限温度的井为水平排气井；
当监测到水平排气井的最高温度达到界限温度时，所述牵引火线向下拓展能够实现下次监测到的最高温度达到界限温度的井为水平生产井。
28.根据权利要求27所述的重力火驱方法，其中，在所述水平生产井的最高温度首次达到界限温度后的重力火驱过程中；
当水平生产井的最高温度首次达到界限温度时，将水平排气井的排气量增加至总排气量的60％-70％，将水平生产井的排气量降低至总排气量的40％-30％，牵引火线向上拓展、形成稳定泄油界面，并实现下次监测到的最高温度达到界限温度的井为水平排气井，然后进行后续调控；
在后续调控阶段中，当监测到水平排气井的最高温度达到300℃时，水平生产井排气量从总排气量的40％-30％增大至总排气量的60％-70％，水平排气井的排气量从总排气量的60％-70％降低到总排气量的40％-30％，从而防止火线窜流至水平排气井牵引火线向下拓展，并实现下次监测到的最高温度达到界限温度的井为水平生产井；当监测到水平生产井的最高温度达到300℃时，水平排气井排气量从总排气量的40％-30％增大至总排气量的60％-70％，水平生产井排气量从总排气量的60％-70％降低到总排气量的40％-30％，从而牵引火线向上拓展、形成稳定泄油界面，并实现下次监测到的最高温度达到界限温度的井为水平排气井。
29.根据权利要求1所述的重力火驱方法，其中，步骤2)所述点燃油层的点火方式为井下点火；所述井下点火方式为电点火、化学点火或者自燃点火。
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