CN111364961A - 超稠油sagd开采方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种超稠油SAGD开采方法,包括如下步骤:步骤S10,设置注汽井和生产井,且注汽井和生产井均延伸至超稠油储层;步骤S20,通过注汽井和/或生产井向超稠油储层内通入蒸汽,以在超稠油储层内形成蒸汽腔;步骤S30,确定超稠油储层内夹层的位置,并设置工具下放井,且使工具下放井延伸至夹层的位置处;步骤S40,将喷射工具通过工具下放井下入至夹层位置处;步骤S50,通过喷射工具对夹层喷射含砂流体,以使夹层内部形成裂缝,并使蒸汽腔通过裂缝突破夹层。本发明解决了现有技术中的SAGD超稠油开采方法存在原油的开采效率低和开采的原油的油汽比低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域,具体而言,涉及一种超稠油SAGD开采方法。
背景技术
现有技术中SAGD超稠油开采方法包括如下步骤:设置注汽井和水平井,通过注汽井和水平井同时向超稠油储层内通入蒸汽,在注汽井的水平注汽井段和生产水平井段之间形成热力、水力连通的连通段,并在水平注汽井段的上方形成呈倒三角设置的蒸汽腔;停止通过水平井向超稠油储层内通入蒸汽,通过注汽井向蒸汽腔内通入高干度蒸汽,高干度蒸汽释放汽化潜热加热原油,被加热的原油粘度降低并和蒸汽冷凝水一起在重力作用下向下流动,沿着水平注汽井段和生产水平井段之间的连通段流入生产井,再从生产井中将原油采出。
但由于超稠油储层的物性差异较大,含夹层较多,而夹层的存在严重地限制了蒸汽腔沿竖直方向的扩展,限制了原油的下泄,从而导致现有技术中SAGD超稠油开采方法存在原油的开采效率低和开采的原油的油汽比低的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种超稠油SAGD开采方法,以解决现有技术中的SAGD超稠油开采方法存在原油的开采效率低和开采的原油的油汽比低的问题。
为了实现上述目的,本发明提供了一种超稠油SAGD开采方法,包括如下步骤:步骤S10,设置注汽井和生产井,且注汽井和生产井均延伸至超稠油储层;步骤S20,通过注汽井和/或生产井向超稠油储层内通入蒸汽,以在超稠油储层内形成蒸汽腔;步骤S30,确定超稠油储层内夹层的位置,并设置工具下放井,且使工具下放井延伸至夹层的位置处;步骤S40,将喷射工具通过工具下放井下入至夹层位置处;步骤S50,通过喷射工具对夹层喷射含砂流体,以使夹层内部形成裂缝,并使蒸汽腔通过裂缝突破夹层。
进一步地,在步骤S10和步骤S20之间还包括步骤S11,设置沿竖直方向延伸的多个沿水平方向间隔设置的观察井;在步骤S30中,根据夹层位置在多个观察井中选取一个靠近或穿过夹层的观察井作为工具下放井。
进一步地,注汽井包括竖直注汽井段和水平注汽井段,生产井包括竖直生产井段和水平生产井段,水平注汽井段相对于水平生产井段靠近地面,多个观察井沿水平注汽井段的延伸方向相间隔。
进一步地,将被选作工具下放井的观察井中的管柱和/或测温系统提出,并通过洗井液对工具下放井进行洗井处理,通过通井规对工具下放井进行通井处理。
进一步地,在步骤S30中,在地面上挖设施工井以作为工具下放井,工具下放井由地面沿竖向延伸并穿过夹层。
进一步地,超稠油SAGD开采方法还包括:步骤S60,实时监测注汽井的位于超稠油储层内的井口处的压力,当压力降低至设定值后,将喷射工具由工具下放井内提出,通过工具下放井向超稠油储层内通入蒸汽。
进一步地,通过工具下放井向超稠油储层内通入蒸汽的参数与通过注汽井向超稠油储层内通入蒸汽的参数相同。
进一步地,上封隔器和下封隔器之间,并使喷枪在竖直方向上与夹层相对设置。
进一步地,步骤S50具体包括:步骤S51,旋转第一连接管,使上封隔器和下封隔器坐封,并在上封隔器和下封隔器之间形成封隔层;步骤S52,通过筛管向封隔层内注入液体并使液体充满封隔层;步骤S53,通过喷枪喷射含砂流体,而使夹层的与喷枪相对的表面在含砂流体的作用下形成射孔;步骤S54,通过喷枪对射孔进行喷射,以在夹层内部形成裂缝。
进一步地,在步骤S20中,通过位于注汽井内的第一长管和第一短管向超稠油储层内循环地通入蒸汽;和/或通过位于生产井内的第二长管和第二短管向超稠油储层内循环地通入蒸汽。
应用本发明的技术方案,通过确定夹层的位置并将喷射工具下入至夹层位置处,利用喷射工具对夹层进行喷射,而使夹层内部形成裂缝。这样,位于夹层下方的蒸汽腔可以穿过裂缝而突破夹层,顺利地向上扩展,从而保证蒸汽腔能够均衡地发育,进而提升了原油的开采效率,同时,位于夹层上方的受热原油可以在重力的作用下通过裂缝流入至生产井内,从而进一步地提升了原油的开采效率,并提升了开采原油的油汽比,进而提升了原油的开采质量。
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示出了根据本发明的一种可选实施例的超稠油SAGD开采方法中设置的注汽井、生产井、喷射工具和工具下放井之间的结构示意图;
图2示出了根据本发明的一种可选实施例的超稠油SAGD开采方法中设置的注汽井、生产井、蒸汽腔和夹层的结构示意图;
图3示出了图1中喷射工具的结构示意图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
10、注汽井;11、竖直注汽井段;12、水平注汽井段;13、第一长管;14、第一短管;20、生产井;21、竖直生产井段;22、水平生产井段;23、第二长管;24、第二短管;30、喷射工具;31、第一连接管;32、上封隔器;33、液压扶正器;34、喷枪;35、第二连接管;36、单流阀;37、筛管;38、堵头;39、下封隔器;40、工具下放井;1、蒸汽腔;2、夹层。
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,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作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。
为了解决现有技术中SAGD超稠油开采方法存在原油的开采效率低和开采的原油的油汽比低的问题,本发明提供了一种超稠油SAGD开采方法。
实施例一
在图1示出的可选实施例中,超稠油SAGD开采方法包括如下步骤:
步骤S10,本申请提供的SAGD超稠油开采方法采用了平行双水平井布井方式,设置注汽井10和生产井20,且注汽井10和生产井20均延伸至超稠油储层。
可选地,在步骤S10中,注汽井10包括竖直注汽井段11和水平注汽井段12,生产井20包括竖直生产井段21和水平生产井段22,水平注汽井段12相对于水平生产井段22靠近地面。
步骤S11,设置沿竖直方向延伸的多个沿水平方向间隔设置的观察井;多个观察井沿水平注汽井段12的延伸方向相间隔。
可选地,观察井和水平注汽井段12在水平方向上的间隔距离为10m~50m。
步骤S20,通过注汽井10和/或生产井20向超稠油储层内通入蒸汽,以在超稠油储层内形成蒸汽腔1。
可选地,观察井的数量为3个,3个观察井分别与水平注汽井段12的前段、中段和后段相对应。在各观察井内下入管柱,在管柱内设置测温系统,通过测温系统实时监测蒸汽腔1的发育状况。
可选地,通过各观察井监测蒸汽腔1的发育位置、速度以及大小等特征,从而判断蒸汽腔1的发育状况。
可选地,在步骤S10中,通过位于注汽井10内的第一长管13和第一短管14向超稠油储层内循环地通入蒸汽;和/或通过位于生产井20内的第二长管23和第二短管24向超稠油储层内循环地通入蒸汽。
可选地,第一长管13由地面延伸至水平注汽井段12的脚尖处,第一短管14由地面延伸至距水平注汽井段12的脚尖100m的位置处。蒸汽通过第一长管13向注汽井10的井筒内注入,并由第一短管14返出,从而实现蒸汽的循环。
可选地,第二长管23由地面延伸至水平生产井段22的脚尖处,第二短管24由地面延伸至距水平生产井段22的脚尖100m的位置处。蒸汽通过第二长管23向注汽井10的井筒内注入,并由第二短管24返出,从而实现蒸汽的循环。
步骤S30,确定超稠油储层内夹层2的位置,根据夹层2位置在多个观察井中选取一个靠近或穿过夹层2并且蒸汽腔1能够发育到的观察井作为工具下放井40。
可选地,将被选作工具下放井40的观察井中的管柱和/或测温系统提出,并通过洗井液由地面向人工井底的方向对工具下放井40进行洗井处理,通过通井规由地面向人工井底的方向对工具下放井40进行通井处理。
步骤S40,将喷射工具30通过工具下放井40下入至夹层2位置处。
可选地,如图3所示,喷射工具30包括由上至下依次连接的第一连接管31、上封隔器32、液压扶正器33、喷枪34、第二连接管35、单流阀36、筛管37、堵头38和下封隔器39,当喷射工具30下入至夹层2位置处时,使夹层2沿竖直方向位于上封隔器32和下封隔器39之间,并使喷枪34在竖直方向上与夹层2相对设置。
喷射工具30与位于地面的地面设备连接,地面设备用于为喷射工具30提供液体或含砂流体。
步骤S50,如图1所示,通过喷射工具30对夹层2喷射含砂流体,以使夹层2内部形成裂缝,如图2所示,蒸汽腔1通过裂缝突破夹层2。
可选地,步骤S50具体包括:步骤S51,旋转第一连接管31,使上封隔器32和下封隔器39坐封,并在上封隔器32和下封隔器39之间形成封隔层;步骤S52,通过筛管37向封隔层内注入液体并使液体充满封隔层;步骤S53,通过喷枪34喷射含砂流体,而使夹层2的与喷枪34相对的表面在含砂流体的作用下形成射孔;步骤S54,通过喷枪34对射孔进行喷射,以在夹层2内部形成裂缝。
在图3示出的可选实施例中,通过液压扶正器33对整个喷射工具30进行扶正,防止喷射工具30在下入工具下放井40的过程中不居中而导致下放困难。
在图3示出的可选实施例中,通过单流阀36保证液体仅能由上至下流动,防止在向封隔层内注入液体的过程中,液体回流至井口。
在图3示出的可选实施例中,通过堵头38对下封隔器39的中心孔进行封堵,防止液体由中心孔向下流出封隔层。
可选地,上述液体为水,上述含砂流体为砂水混合物。
非均质性强的油藏的储层物性差异大,含夹层多,尤其是靠近注汽井10和生产井20的夹层会严重地限制蒸汽腔1的发育。而本申请提供的SAGD超稠油开采方法通过确定夹层2的位置并将喷射工具30下入至夹层2位置处,利用喷射工具30对夹层2进行喷射,而使夹层2内部形成裂缝。这样,位于夹层2下方的蒸汽腔1可以穿过裂缝而突破夹层2,顺利地向上扩展,从而保证蒸汽腔1能够均衡地发育,进而提升了原油的开采效率,同时,位于夹层2上方的受热原油可以在重力的作用下通过裂缝流入至生产井20内,从而进一步地提升了原油的开采效率,并提升了开采原油的油汽比,进而提升了原油的开采质量。
本申请提供的SAGD超稠油开采方法尤其适用于对非均质性强的油藏进行原油开采。
本申请提供的SAGD超稠油开采方法包括循环预热阶段和采油生产阶段,在循环预热阶段,通过注汽井10和生产井20同时向超稠油储层内通入蒸汽,从而在较短时间内,对超稠油储层进行均匀加热,使注汽井10和生产井20之间形成热力、水力连通的连通段,并在注汽井10的水平注汽井段12的上方形成倒三角的蒸汽腔1;当连通段达到一定程度后,转入采油生产阶段,仅通过注汽井10向超稠油储层内通入高干度蒸汽,高干度蒸汽进入蒸汽腔1内释放汽化潜热而对原油进行加热,被加热的原油粘度降低后和蒸汽冷凝水一起在重力的作用下向下流动,沿着注汽井10和生产井20之间的连通段流入生产井20,从生产井中排出,随着原油不断地被采出,蒸汽向上部和侧向移动,蒸汽腔1逐渐扩大发育;通过喷射工具30对影响蒸汽腔1发育的夹层2进行喷射,从而保证蒸汽腔1能够顺利地向上发育,提升了蒸汽腔快速发育到顶的过程,保证位于夹层2上方的原油能够顺利地下泄并通过生产井20被采出,缩短了峰值产量的到来时间,加快了超稠油储层采油的速度,提升了原油的产量,提升了原油的油汽比,提升了原油的质量。
此外,在本申请的可选实施例一中,利用了观察井作为工具下放井40,从而降低了超稠油SAGD开采方法的经济成本。
实施例二
实施例二与实施例一的区别在于,超稠油SAGD开采方法还包括步骤S60,实时监测注汽井10的位于超稠油储层内的井口处的压力,当压力降低至设定值后,将喷射工具30由工具下放井40内提出,将原本设置在作为工具下放井40的观察井内的管柱下入该观察井,并将进口换成热采井口,再通过作为工具下放井40的观察井向超稠油储层内通入蒸汽。
在通过注汽井10注入超稠油储层内的注汽量不变的情况下,当喷射工具30对夹层2进行喷射,使夹层2出现裂缝后,注汽井10的位于超稠油储层内的井口处的压力会下降,生产井20的产油量会提高。这样,可以通过监测注汽井10的位于超稠油储层内的井口处的压力,判断蒸汽腔1是否成功突破夹层2。
在本申请的一个具体实施例中,当注汽井10的位于超稠油储层内的井口处的压力的下降幅度达到0.2MPa/h时,说明蒸汽腔1成功突破夹层2,通过喷射工具30对夹层2继续喷射一段时间,使压力降低至设定值后再停止喷射,以扩大裂缝,保证蒸汽腔1能够快速地突破夹层2向上发育。
可选地,在本申请的可选实施例二中,通过工具下放井40向超稠油储层内通入高温蒸汽,与蒸汽腔1相融合,进一步地加快了整个蒸汽腔1的发育。
可选地,通过工具下放井40向超稠油储层内通入蒸汽的参数与通过注汽井10向超稠油储层内通入蒸汽的参数相同。
可选地,使通过工具下放井40向超稠油储层内通入蒸汽与同区块蒸汽吞吐井的注汽压力和注汽量一致,从而有利于蒸汽的融合。
实施例三
实施例三与实施例一的区别在于,在无法利用观察井作为工具下放井40的情况下,在步骤S30中,在地面上挖设施工井以作为工具下放井40,工具下放井40由地面沿竖向延伸并穿过夹层2。这样,可以提升SAGD超稠油开采方法的通用性,以便于适用处于不同环境下的油藏。
在实施例三中,利用挖设的施工井作为工具下放井40,将喷射工具30通过工具下放井40伸入至夹层2位置处,对夹层2进行喷射,使蒸汽腔1能够突破夹层2,加快了蒸汽腔1向上扩展的速度,达到均匀加热超稠油储层、提高产量的目的。
在本申请的一个具体实施例中,注汽井10井垂深445m,生产井20井垂深450m,超稠油储层的顶界位于410m处,超稠油储层的底界位于455m处,根据测井资料确定夹层2位于注汽井10的水平注汽井段12的后段,该夹层2的垂深位于435m处,夹层2的长度为100m、厚度0.5m,该夹层2的存在影响了原油产量,该井组的平均日产油量为15t/d,而同区块井组平均水平未25t/d。
采用本申请提供的超稠油SAGD开采方法进行开采,利用位于水平注汽井段12的后段的观察井作为工具下放井40,将喷射工具30下入工具下放井40,并使喷枪34位于435m处,与夹层2相对设置,对夹层2进行喷射,对夹层2产生的动态裂缝的延伸范围进行模拟分析,分析结果如表1所示。当夹层2产生裂缝后,改井组的平均日产油量明显提升。
表1动态裂缝延伸范围模拟结果表
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。
除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中,需要理解的是,方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,在未作相反说明的情况下,这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明保护范围的限制;方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
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。
此外,需要说明的是,使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件,仅仅是为了便于对相应零部件进行区别,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
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、工作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
以上所述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 (10)
1.一种超稠油SAGD开采方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S10,设置注汽井(10)和生产井(20),且所述注汽井(10)和所述生产井(20)均延伸至超稠油储层;
步骤S20,通过所述注汽井(10)和/或所述生产井(20)向所述超稠油储层内通入蒸汽,以在所述超稠油储层内形成蒸汽腔(1);
步骤S30,确定所述超稠油储层内夹层(2)的位置,并设置工具下放井(40),且使所述工具下放井(40)延伸至所述夹层(2)的位置处;
步骤S40,将喷射工具(30)通过所述工具下放井(40)下入至所述夹层(2)位置处;
步骤S50,通过所述喷射工具(30)对所述夹层(2)喷射含砂流体,以使所述夹层(2)内部形成裂缝,并使所述蒸汽腔(1)通过所述裂缝突破所述夹层(2)。
2.根据权利要求1所述的超稠油SAGD开采方法,其特征在于,在所述步骤S10和所述步骤S20之间还包括步骤S11,设置沿竖直方向延伸的多个沿水平方向间隔设置的观察井;在所述步骤S30中,根据所述夹层(2)位置在多个所述观察井中选取一个靠近或穿过所述夹层(2)的所述观察井作为所述工具下放井(40)。
3.根据权利要求2所述的超稠油SAGD开采方法,其特征在于,所述注汽井(10)包括竖直注汽井段(11)和水平注汽井段(12),所述生产井(20)包括竖直生产井段(21)和水平生产井段(22),所述水平注汽井段(12)相对于所述水平生产井段(22)靠近地面,多个所述观察井沿所述水平注汽井段(12)的延伸方向相间隔。
4.根据权利要求2所述的超稠油SAGD开采方法,其特征在于,将被选作所述工具下放井(40)的所述观察井中的管柱和/或测温系统提出,并通过洗井液对所述工具下放井(40)进行洗井处理,通过通井规对所述工具下放井(40)进行通井处理。
5.根据权利要求1所述的超稠油SAGD开采方法,其特征在于,在所述步骤S30中,在地面上挖设施工井以作为所述工具下放井(40),所述工具下放井(40)由地面沿竖向延伸并穿过所述夹层(2)。
6.根据权利要求1所述的超稠油SAGD开采方法,其特征在于,所述超稠油SAGD开采方法还包括:
步骤S60,实时监测所述注汽井(10)的位于所述超稠油储层内的井口处的压力,当所述压力降低至设定值后,将所述喷射工具(30)由所述工具下放井(40)内提出,通过所述工具下放井(40)向所述超稠油储层内通入蒸汽。
7.根据权利要求6所述的超稠油SAGD开采方法,其特征在于,
通过所述工具下放井(40)向所述超稠油储层内通入蒸汽的参数与通过所述注汽井(10)向所述超稠油储层内通入蒸汽的参数相同。
8.根据权利要求1所述的超稠油SAGD开采方法,其特征在于,所述喷射工具(30)包括由上至下依次连接的第一连接管(31)、上封隔器(32)、液压扶正器(33)、喷枪(34)、第二连接管(35)、单流阀(36)、筛管(37)、堵头(38)和下封隔器(39),当所述喷射工具(30)下入至所述夹层(2)位置处时,使所述夹层(2)沿竖直方向位于所述上封隔器(32)和所述下封隔器(39)之间,并使所述喷枪(34)在竖直方向上与所述夹层(2)相对设置。
9.根据权利要求8所述的超稠油SAGD开采方法,其特征在于,所述步骤S50具体包括:
步骤S51,旋转所述第一连接管(31),使所述上封隔器(32)和所述下封隔器(39)坐封,并在所述上封隔器(32)和所述下封隔器(39)之间形成封隔层;
步骤S52,通过所述筛管(37)向所述封隔层内注入液体并使所述液体充满所述封隔层;
步骤S53,通过所述喷枪(34)喷射含砂流体,而使所述夹层(2)的与所述喷枪(34)相对的表面在所述含砂流体的作用下形成射孔;
步骤S54,通过所述喷枪(34)对所述射孔进行喷射,以在所述夹层(2)内部形成所述裂缝。
10.根据权利要求1所述的超稠油SAGD开采方法,其特征在于,在所述步骤S20中,
通过位于所述注汽井(10)内的第一长管(13)和第一短管(14)向所述超稠油储层内循环地通入蒸汽;和/或
通过位于所述生产井(20)内的第二长管(23)和第二短管(24)向所述超稠油储层内循环地通入蒸汽。
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