CN112412409A - 双水平井sagd电预热启动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种双水平井SAGD电预热启动方法，包括：步骤S1：向井筒中下入短油管和长油管；步骤S2：在长油管内下入加热电缆和测温管；步骤S3：向井筒中注入加热介质；步骤S4：通过加热电缆采用恒功率模式持续加热井筒；步骤S5：当井筒内的加热介质温度达到预定温度后，将加热电缆改为恒温模式加热；步骤S6：加热预定时间后停止加热，从长油管注入蒸汽，短油管进行循环替液；步骤S7：循环替液完成后检测注汽井和生产井之间的连通状态，若注汽井与生产井之间未实现热连通，重复步骤S3至步骤S6，直到注汽井与生产井之间实现热连通。本发明解决了现有技术中的注汽井与生产井之间中间油层在预热阶段容易产生优先热联通的问题。
Description
技术领域
本发明涉及油气开采技术领域，具体而言，涉及一种双水平井SAGD电预热启动方法。
背景技术
双水平井SAGD采油技术是未来特超稠油的主要开采方式，与普通稠油开采方式相比具有采收率高的优点。双水平井SAGD采用上下一对平行水平井的布井方式，上部水平井注汽，下部水平井产液，然后通过大排量管式泵举升至地面。大排量管式泵一般下在水平生产井的稳斜段。
在进行SAGD生产之前，必须对井进行热循环启动。从将蒸汽注入生产井和注汽井到开始转为SAGD开采这个阶段称为启动阶段，或者预热阶段。预热阶段的目标是在最短时间内，实现油层的均匀加热，使注汽井和生产井均匀加热连通，注汽井与生产井之间建立泄油通道。
由于部分地区的稠油油藏沉积环境属于河流相沉积，储层非均质性强，在上述常规注蒸汽循环预热过程中，在高速注汽条件下，注汽井与生产井水平段存在一定的压差，在该压差作用下蒸汽容易沿着水平段高渗透通道进入注汽井与生产井中间油层，并进入生产井筒，造成优先热联通，据统计采用蒸汽循环预热的SAGD水平段连通率不到70％。优先热联通段对于转入SAGD生产阶段的均匀注汽有极大影响，会造成该段蒸汽腔优先发育，从而导致水平段无法均匀动用，影响产量和采收率。据统计，采用常规注入蒸汽循环预热的双水平井SAGD，水平段只有不到50％的部位发育蒸汽腔解决由于井眼轨迹不规则、稳斜段狗腿度大，沉没度降低等原因造成的常规管式泵无法正常工作的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种双水平井SAGD电预热启动方法，以解决现有技术中的注汽井与生产井之间中间油层在预热阶段容易产生优先热联通的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种双水平井SAGD电预热启动方法，包括：步骤S1：向井筒中下入短油管和长油管，短油管伸入至井筒的水平段靠近井口的一端，长油管伸入至水平段远离井口的一端；步骤S2：在长油管内下入加热电缆和测温管，并使加热电缆覆盖长油管；步骤S3：向井筒中注入加热介质，且加热介质充满井筒；步骤S4：通过加热电缆采用恒功率模式持续加热井筒；步骤S5：当井筒内的加热介质温度达到预定温度后，将加热电缆的控制模式由恒功率模式改为恒温模式加热；步骤S6：加热预定时间后停止加热，从长油管注入蒸汽，短油管进行循环替液，将井筒内的混合物排出井口；步骤S7：循环替液完成后检测注汽井和生产井之间的连通状态，若注汽井与生产井之间实现热连通，则转入SAGD生产，若注汽井与生产井之间未实现热连通，重复步骤S3至步骤S6，直到注汽井与生产井之间实现热连通。
进一步地，在步骤S1向井筒下入长油管时，长油管与水平段远离井口一端的端部之间间隔40～60米。
进一步地，在步骤S3向井筒中注入加热介质时，先从长油管注入蒸汽洗井，短油管采出，清除水平段内的污物，然后向井筒中通入加热介质。
进一步地，在步骤S3中，加热介质的注入量为70～200t/井，加热介质的温度与油藏压力下的饱和水蒸汽温度相同。
进一步地，在步骤S4中，加热电缆的功率为1500W/m～2500W/m。
进一步地，在步骤S5中，预定温度为300～350℃。
进一步地，在步骤S6中，循环替液的时间为3～4天，排液速度80～100t/d，注汽速度80～100t/d，水蒸汽井底干度大于80％。
进一步地，在步骤S7中重复步骤S3至步骤S6时，步骤S3至步骤S6的循环周期为半个月至一个半月。
进一步地，在步骤S7中检测注汽井和生产井之间的连通状态时，当检测到注汽井与生产井之间的油层原油粘度下降至低于100mPa·s时，注汽井与生产井之间实现热连通。
进一步地，双水平井SAGD电预热启动方法还包括在步骤S1之前的预选井阶段，预选井阶段选择油层导热系数级差小于1.5、井筒轨迹垂直摆动偏离小于1米、井筒轨迹水平摆动偏离小于2.5米且含油饱和度大于60％的油井。
应用本发明的技术方案，通过在长油管中下入加热电缆，由于长油管几乎覆盖了水平段的整个长度，因此加热电缆能够对生产井和注汽井的整个水平段均进行均匀加热，这样在进行预热阶段时，注汽井与生产井不需要采用高压作业，注汽井与生产井之间采用等压操作，有效避免在预热早期，蒸汽由于压差的存在过早突破注汽井与生产井之间的中间油层，避免蒸汽从高渗透层段窜进，有利于中间油层的均匀加热启动，并促进SAGD生产阶段水平段蒸汽腔均匀发育，有效提高产油量与采收率。本实施例下入的电阻加热电缆所产生的高温热量，均为原位就地产生，无沿程热损失，热能利用率达到90％以上，避免了常规注蒸汽循环预热由于地面锅炉到井底之间管线的热损失大于30％以上导致的热利用率低下的问题，有效降低了热损失，提高了热能的利用率。并且在进行加热的同时通过测温管对加热的温度进行实时监测，保证温度控制在与实际环境相符合的预定范围内。加热介质保证加热电缆能够均匀加热，加热电缆的热量通过加热价值均匀作用在整个水平段上，使得水平段各处的加热温度均匀一致。恒功率模式在保证了加热效果的前提下，降低了经济成本，提高了经济效益，后续转变为恒温模式有利于预定温度持续作用到中间油层，加快热连通的速度。循环替液过程能够将加热过程产生的热油与水的混合物及时排出井口，避免热油附着在加热电缆上而对加热效果产生影响。
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示出了本发明的双水平井SAGD电预热启动方法的流程图。
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。
需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。
为了解决现有技术中的注汽井与生产井之间中间油层在预热阶段容易产生优先热联通的问题，本发明提供了一种双水平井SAGD电预热启动方法。
如图1所示的一种双水平井SAGD电预热启动方法，包括步骤S1：向注汽井和生产井中均下入短油管和长油管，短油管伸入至井筒的水平段靠近井口的一端，长油管伸入至水平段远离井口的一端；步骤S2：在长油管内下入加热电缆和测温管，并使加热电缆覆盖长油管；步骤S3：向井筒中注入加热介质，且加热介质充满井筒；步骤S4：通过加热电缆采用恒功率模式持续加热井筒；步骤S5：当井筒内的加热介质温度达到预定温度后，将加热电缆的控制模式由恒功率模式改为恒温模式加热；步骤S6：加热预定时间后停止加热，从长油管注入蒸汽，短油管进行循环替液，将井筒内的混合物排出井口；步骤S7：循环替液完成后检测注汽井和生产井之间的连通状态，若注汽井与生产井之间实现热连通，则转入SAGD生产，若注汽井与生产井之间未实现热连通，重复步骤S3至步骤S6，直到注汽井与生产井之间实现热连通。
本实施例通过在长油管中下入加热电缆，由于长油管几乎覆盖了水平段的整个长度，因此加热电缆能够对生产井和注汽井的整个水平段均进行均匀加热，这样在进行预热阶段时，注汽井与生产井不需要采用高压作业，注汽井与生产井之间采用等压操作，有效避免在预热早期，蒸汽由于压差的存在过早突破注汽井与生产井之间的中间油层，避免蒸汽从高渗透层段窜进，有利于中间油层的均匀加热启动，并促进SAGD生产阶段水平段蒸汽腔均匀发育，有效提高产油量与采收率。本实施例下入的电阻加热电缆所产生的高温热量，均为原位就地产生，无沿程热损失，热能利用率达到90％以上，避免了常规注蒸汽循环预热由于地面锅炉到井底之间管线的热损失大于30％以上导致的热利用率低下的问题，有效降低了热损失，提高了热能的利用率。并且在进行加热的同时通过测温管对加热的温度进行实时监测，保证温度控制在与实际环境相符合的预定范围内。加热介质保证加热电缆能够均匀加热，加热电缆的热量通过加热价值均匀作用在整个水平段上，使得水平段各处的加热温度均匀一致。恒功率模式在保证了加热效果的前提下，降低了经济成本，提高了经济效益，后续转变为恒温模式有利于预定温度持续作用到中间油层，加快热连通的速度。循环替液过程能够将加热过程产生的热油与水的混合物及时排出井口，避免热油附着在加热电缆上而对加热效果产生影响。
可选地，在步骤S1向井筒下入长油管时，长油管与水平段远离井口一端的端部之间间隔40～60米，从而在加热介质通入到水平段时，为加热介质提供一定的缓冲，有利于加热介质充满整个水平段。
优选地，长油管与水平段远离井口一端的端部之间间隔50米。
在本实施例中，在步骤S3向井筒中注入加热介质时，先从长油管注入蒸汽洗井，短油管采出，清除水平段内的污物，然后向井筒中通入加热介质，从而避免完井产生的泥饼等污物对加热效果的影响。
可选地，在步骤S3中，加热介质的注入量为70～200t/井，加热介质的温度与油藏压力下的饱和水蒸汽温度相同即干度为0的等温介质。本实施例采用热水作为加热介质，在保证加热效果的同时降低经济成本。
可选地，在步骤S4中，加热电缆的功率为1500W/m～2500W/m。
可选地，在步骤S5中，预定温度为300～350℃，达到预定温度所需时间一般为8～10天。
可选地，在步骤S6中，循环替液的时间为3～4天，排液速度80～100t/d，注汽速度80～100t/d，水蒸汽井底干度大于80％。
可选地，在步骤S7中重复步骤S3至步骤S6时，步骤S3至步骤S6的循环周期即完成步骤S3至步骤S6一次循环的周期为半个月至一个半月，一般优选一个月即可。
可选地，在步骤S7中检测注汽井和生产井之间的连通状态时，当检测到注汽井与生产井之间的油层原油粘度下降至低于100mPa·s时，注汽井与生产井之间实现热连通，该时间可以采用目前商业化成熟的油藏数值模拟软件，例如加拿大CMG公司的CMG-STAR、美国斯伦贝谢公司的ECLIPSE等，进行跟踪预测。
可选地，双水平井SAGD电预热启动方法还包括在步骤S1之前的预选井阶段，由于本实施例的双水平井SAGD电预热启动方法主要是针对于油层导热系数级差小于1.5、井筒轨迹垂直摆动偏离小于1米、井筒轨迹水平摆动偏离小于2.5米且含油饱和度大于60％的油井，因而预选井阶段应该按照上述标准选择符合标准的油井进行作业。
以下列举两个实际应用的实施例：
实施例1
本实施例提供一种稠油油藏双水平井SAGD电预热启动方法，该双水平井SAGD井对的注采井水平段之间的油层均为砂层，导热系数相同，且双水平井钻井过程中注汽井与生产井的水平段井轨迹水平偏差仅0.3米，垂向偏差仅0.4米，原始含油饱和度70％，满足电预热的油藏条件。
本实施例提供的稠油油藏双水平井SAGD电预热启动方法包括以下具体步骤：
(1)上部注汽井与下部生产井均采用平行双油管完井，其中短油管下入水平段靠近井口一端，长油管下入水平段远离井口一端并距离远离井口一端的端部50米；
(2)下入井下电阻加热电缆和测温管。向上部注汽井与下部生产井的长油管内均下入一根电阻加热电缆和测温管到距离水平段远离井口一端50米处，其中测温管内均匀分布12根测温热电偶，用于监测水平段温度；
(3)从长油管注入水蒸汽洗井，短油管采出，清除水平段内的泥饼等完井堵塞；其中蒸汽注入速度80t/d，井底干度85％；
(4)向井筒注入热水70t充满井筒；
(5)从地面孔电箱开启注汽井与生产井内的电阻加热电缆，进行1500W/m恒功率模式的持续加热；
(6)当加热10天、井筒内流体温度达到预定温度300℃后，将加热电缆的控制模式由恒功率模式改为300℃恒温模式继续加热；
(7)加热预定时间23天后，分别从注汽井与生产井内的长油管注入蒸汽，短油管排液，进行3天循环替液，将井筒内的热油与水的混合物排出井口；排液速度80t/d，注汽速度80t/d，水蒸汽井底干度85％；
(8)循环替液完成后，继续向井筒充入热水并继续电加热并达到预定时间23天进行循环替液，如此往复；井筒饱和热水+电加热+循环替液的周期为1个月；
(9)采用CMG-STAR商业化软件进行数值模拟跟踪预测，当加热150天注汽井与生产井之间的油层升温使得原油粘度下降到95mPa·s，判断认为达到热连通以后，转入SAGD生产阶段。
转SAGD生产后的蒸汽腔监测表明，采用本实施例所提出的双水平井SAGD电预热启动方法，实现了整个水平段蒸汽腔的均匀发育，与常规循环预热方法的相邻SAGD井对相比，蒸汽腔沿水平段发育规模达到了95％(相邻常规SAGD预热启动的井对：47％)，产油速度达到了70吨/天(相邻常规SAGD预热启动的井对：32吨/天)。
实施例2
本实施例提供一种稠油油藏双水平井SAGD电预热启动方法，该双水平井SAGD井对的注采井水平段之间的油层均为砂层，导热系数相同，且双水平井钻井过程中注汽井与生产井的水平段井轨迹水平偏差仅0.4米，垂向偏差仅0.5米，原始含油饱和度75％，满足电预热的油藏条件。
本实施例提供的稠油油藏双水平井SAGD电预热启动方法包括以下具体步骤：
(1)上部注汽井与下部生产井均采用平行双油管完井，其中短油管下入水平段靠近井口一端，长油管下入水平段远离井口一端并距离远离井口一端的端部50米；
(2)下入井下电阻加热电缆和测温管。向上部注汽井与下部生产井的长油管内均下入一根电阻加热电缆和测温管到距离水平段远离井口一端50米处，其中测温管内均匀分布12根测温热电偶，用于监测水平段温度；
(3)从长油管注入水蒸汽洗井，短油管采出，清除水平段内的泥饼等完井堵塞；其中蒸汽注入速度100t/d，井底干度85％；
(4)向井筒注入热水200t充满井筒；
(5)从地面孔电箱开启注汽井与生产井内的电阻加热电缆，进行2500W/m恒功率模式的持续加热；
(6)当加热8天、井筒内流体温度达到预定温度350℃后，将加热电缆的控制模式由恒功率模式改为350℃恒温模式继续加热；
(7)加热预定时间23天后，分别从注汽井与生产井内的长油管注入蒸汽，短油管排液，进行3天循环替液，将井筒内的热油与水的混合物排出井口；排液速度100t/d，注汽速度100t/d，水蒸汽井底干度85％；
(8)循环替液完成后，继续向井筒充入热水并继续电加热并达到预定时间23天进行循环替液，如此往复；井筒饱和热水+电加热+循环替液的周期为1个月；
(9)采用CMG-STAR商业化软件进行数值模拟跟踪预测，当加热180天注汽井与生产井之间的油层升温使得原油粘度下降到98mPa·s，判断认为达到热连通以后，转入SAGD生产阶段。
转SAGD生产后的蒸汽腔监测表明，采用本实施例所提出的双水平井SAGD电预热启动方法，实现了整个水平段蒸汽腔的均匀发育，与常规循环预热方法的相邻SAGD井对相比，蒸汽腔沿水平段发育规模达到了98％(相邻常规SAGD预热启动的井对：42％)，产油速度达到了50吨/天(相邻常规SAGD预热启动的井对：27吨/天)。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
1、解决了现有技术中的注汽井与生产井之间中间油层在预热阶段容易产生优先热联通的问题；
2、注汽井与生产井之间采用等压操作，有效避免优先热连通，有利于中间油层的均匀加热启动，并促进SAGD生产阶段水平段蒸汽腔均匀发育，有效提高产油量与采收率；
3、加热电缆所产生的高温热量，均为原位就地产生，无沿程热损失，热能利用率高；
4、通过测温管对加热的温度进行实时监测，保证温度控制在与实际环境相符合的预定范围内；
5、加热介质保证加热电缆能够均匀加热，使得水平段各处的加热温度均匀一致；
6、恒功率模式降低了经济成本，提高了经济效益，恒温模式加快热连通的速度；
7、循环替液过程避免热油附着在加热电缆上而对加热效果产生影响。
显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
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)
1.一种双水平井SAGD电预热启动方法，其特征在于，包括：
步骤S1：向井筒中下入短油管和长油管，所述短油管伸入至所述井筒的水平段靠近井口的一端，所述长油管伸入至所述水平段远离所述井口的一端；
步骤S2：在所述长油管内下入加热电缆和测温管，并使所述加热电缆覆盖所述长油管；
步骤S3：向所述井筒中注入加热介质，且所述加热介质充满所述井筒；
步骤S4：通过所述加热电缆采用恒功率模式持续加热所述井筒；
步骤S5：当所述井筒内的加热介质温度达到预定温度后，将所述加热电缆的控制模式由恒功率模式改为恒温模式加热；
步骤S6：加热预定时间后停止加热，从所述长油管注入蒸汽，所述短油管进行循环替液，将所述井筒内的混合物排出所述井口；
步骤S7：循环替液完成后检测注汽井和生产井之间的连通状态，若所述注汽井与所述生产井之间实现热连通，则转入SAGD生产，若所述注汽井与所述生产井之间未实现热连通，重复所述步骤S3至所述步骤S6，直到所述注汽井与所述生产井之间实现热连通。
2.根据权利要求1所述的双水平井SAGD电预热启动方法，其特征在于，在所述步骤S1向所述井筒下入所述长油管时，所述长油管与所述水平段远离所述井口一端的端部之间间隔40～60米。
3.根据权利要求1所述的双水平井SAGD电预热启动方法，其特征在于，在所述步骤S3向所述井筒中注入所述加热介质时，先从所述长油管注入蒸汽洗井，所述短油管采出，清除所述水平段内的污物，然后向所述井筒中通入所述加热介质。
4.根据权利要求1所述的双水平井SAGD电预热启动方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述加热介质的注入量为70～200t/井，所述加热介质的温度与油藏压力下的饱和水蒸汽温度相同。
5.根据权利要求1所述的双水平井SAGD电预热启动方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述加热电缆的功率为1500W/m～2500W/m。
6.根据权利要求1所述的双水平井SAGD电预热启动方法，其特征在于，在所述步骤S5中，所述预定温度为300～350℃。
7.根据权利要求1所述的双水平井SAGD电预热启动方法，其特征在于，在所述步骤S6中，所述循环替液的时间为3～4天，排液速度80～100t/d，注汽速度80～100t/d，水蒸汽井底干度大于80％。
8.根据权利要求1所述的双水平井SAGD电预热启动方法，其特征在于，在所述步骤S7中重复所述步骤S3至所述步骤S6时，所述步骤S3至所述步骤S6的循环周期为半个月至一个半月。
9.根据权利要求1所述的双水平井SAGD电预热启动方法，其特征在于，在所述步骤S7中检测所述注汽井和所述生产井之间的连通状态时，当检测到所述注汽井与所述生产井之间的油层原油粘度下降至低于100mPa·s时，所述注汽井与所述生产井之间实现热连通。
10.根据权利要求1所述的双水平井SAGD电预热启动方法，其特征在于，所述双水平井SAGD电预热启动方法还包括在所述步骤S1之前的预选井阶段，所述预选井阶段选择油层导热系数级差小于1.5、井筒轨迹垂直摆动偏离小于1米、井筒轨迹水平摆动偏离小于2.5米且含油饱和度大于60％的油井。
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