CN113914837A - 一种蒸汽吞吐井间汽窜程度测定方法 - Google Patents

一种蒸汽吞吐井间汽窜程度测定方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种蒸汽吞吐井间汽窜程度测定方法，其中，所述方法包括利用无因次汽窜时间和无因次温度增量计算得到蒸汽吞吐井间汽窜程度评价指数，并利用该评价指数评价蒸汽吞吐井间汽窜程度。本发明通过理论计算，将蒸汽吞吐井间汽窜程度加以量化，根据量化指标对比分析，划分不同级别，为现场确定同步注采井组提供理论依据。

Description

一种蒸汽吞吐井间汽窜程度测定方法
技术领域
本发明涉及油藏开发领域，具体的说，本发明涉及一种蒸汽吞吐井间汽窜程度测定方法。
背景技术
蒸汽吞吐在稠油热采中是最为普遍和有效的开发方式之一，但在实际生产中，由于地质因素和注采工艺的影响，尤其在进行异步注采时，吞吐井间存在注采压差，在经历多轮次吞吐之后，井间往往会发生汽窜，使产量急剧下降，极大地影响生产状况。蒸汽吞吐井间汽窜形成楔形的汽窜通道，自吞吐井(注汽)至吞吐井(生产)存在蒸汽腔、冷凝水前缘、变温油水两相区。汽窜简化模型如图1所示。发生蒸汽窜通(实际为热水窜通)时，蒸汽腔前缘的冷凝水正好推进到吞吐井(生产)，造成吞吐井(生产)含水率迅速增加至100％，同时井底(井口)温度大幅增加。
井间同步吞吐可作为治理汽窜的方式之一，根据井间汽窜程度，结合现场实际情况，选择同步注采井组，在一定程度上可缓解汽窜的加剧。但目前对于井间汽窜程度的评价缺少一种量化指标，难以有效确定同步注采井组。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蒸汽吞吐井间汽窜程度测定方法。根据生产参数，将汽窜程度加以量化，结合现场实际井位情况，确定同步注采井组，在一定程度上达到减弱汽窜的目的。
为达上述目的，本发明提供了一种蒸汽吞吐井间汽窜程度测定方法，其中，所述方法包括利用无因次汽窜时间和无因次温度增量计算得到蒸汽吞吐井间汽窜程度评价指数，并利用该评价指数评价蒸汽吞吐井间汽窜程度。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述方法包括利用如下公式(1)计算得到蒸汽吞吐井间汽窜程度评价指数Esc：
Figure BDA0002572999560000021
其中，tD为蒸汽吞吐井不同汽窜通道的无因次汽窜时间；
TD为蒸汽吞吐井不同汽窜通道的无因次温度增量；
nc为蒸汽吞吐井的井间汽窜通道数量，无因次；
i表示第i个发生汽窜的井对。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述方法包括利用蒸汽吞吐井发生汽窜时，与之形成蒸汽吞吐汽窜井对的吞吐井的总注汽时间、以及注汽、焖井、生产总时间来计算得到无因次汽窜时间。
本发明所述的蒸汽吞吐汽窜井对，是指发生汽窜的两口蒸汽吞吐井。蒸汽吞吐井是在一口井完成注汽、焖井、生产，三个阶段称为一个周期。例如，所述蒸汽吞吐汽窜井对如图5所示，其中：
a.存在三对蒸汽吞吐汽窜井对：1井-2井、1井-3井、1井-4井；
b.针对1井：
当其处于生产阶段，2井、3井、4井处于注汽阶段时，2井、3井、4井注入的蒸汽窜流到1井，产生三条汽窜通道，三组TD、tD值；
1井的汽窜程度评价指数Esc＝(TD/tD)1+(TD/tD)2+(TD/tD)3；
c.针对2井：
当其处于生产阶段，1井处于注汽阶段时，1井注入的蒸汽窜流到2井，产生一条汽窜通道，一组TD、tD值；
2井的汽窜程度评价指数Esc＝TD/tD。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述方法包括利用如下公式(2)计算得到无因次汽窜时间tD：
Figure BDA0002572999560000022
其中，tir为蒸汽吞吐井发生汽窜时，与之形成蒸汽吞吐汽窜井对的吞吐井的总注汽时间，d；
Tir为蒸汽吞吐井发生汽窜时，与之形成蒸汽吞吐汽窜井对的吞吐井的注汽、焖井、生产总时间，d。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述方法包括利用蒸汽吞吐井发生汽窜时刻起到井底温度增至最大值所经历的时间、蒸汽吞吐井发生汽窜时刻起到井底温度增至最大值所经历的时间内，与之形成蒸汽吞吐汽窜井对的吞吐井的注汽速度、蒸汽密度、蒸汽热焓值、蒸汽吞吐井发生汽窜时刻起到井底温度增至最大值所产生的温度增值、蒸汽吞吐汽窜井间的汽窜体积、和油层热容量计算得到所述无因次温度增量。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述方法包括利用如下公式(3)计算得到所述无因次温度增量TD：(其中Δt和ΔT的含义如图2所示)
Figure BDA0002572999560000031
其中，Δt为蒸汽吞吐井发生汽窜时刻起到井底温度增至最大值所经历的时间，d；
Qs(t)为Δt时间内，与发生汽窜的吞吐井形成蒸汽吞吐汽窜井对的吞吐井的注汽速度，m3/d；
hs为蒸汽热焓值，kJ/kg；
ΔT为蒸汽吞吐井发生汽窜时刻起到井底温度增至最大值所产生的温度增值，℃；
Vsf为蒸汽吞吐汽窜井间的汽窜体积，m3；
MR为油层热容量，kJ/(m3·℃)；
ρ—蒸汽密度，kg/m3。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述方法包括利用蒸汽超覆系数、油层有效厚度、蒸汽吞吐汽窜井间的加热半径、和井距计算得到蒸汽吞吐汽窜井间的汽窜体积。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述方法包括利用如下公式(4)计算得到蒸汽吞吐汽窜井间的汽窜体积Vsf：
Figure BDA0002572999560000032
其中：fh为蒸汽超覆系数，无因次；
ht为油层有效厚度，m；
Rh为蒸汽吞吐汽窜井间的加热半径，m；
L为井距，m。
其中，蒸汽吞吐汽窜井间的加热半径Rh可以利用本领域已知方法获得，本发明为获得Rh值无需再付出创造性劳动，譬如可以参照何聪鸽、穆龙新、许安著等人发表的题为《稠油油藏蒸汽吞吐加热半径及产能预测新模型》中加热半径的计算方法获得该Rh值。
综上所述，本发明提供了一种蒸汽吞吐井间汽窜程度测定方法。本发明的方法具有如下优点：
本发明通过理论计算，将蒸汽吞吐井间汽窜程度加以量化，根据量化指标对比分析，划分不同级别，为现场确定同步注采井组提供理论依据。
附图说明
图1为蒸汽吞吐井间汽窜简化模型；
图2为无因次温度增量参数解释图；
图3为实施例1的吞吐井简化示意图；
图4为实施例1的汽窜程度划分图；
图5为蒸汽吞吐汽窜井对示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅读者更好地理解本发明的实质和特点，不作为对本发明可实施范围的限定。
实施例1
以某一区块为研究对象，油藏原油黏度45600-98500mPa·s，属于特稠油；油层深度1080-1130m，埋藏较深；油层厚度>25m，孔隙度0.33，渗透率1000-5000×10-3μm2，原始含油饱和度0.56，储层物性较好。抽取区块中的部分吞吐井，简化的示意图如图3所示。
选取的实际区块共包含13口吞吐井，其中双箭头线段代表两个端点的吞吐井已经发生汽窜，总共包含10条汽窜通道。各吞吐井之间均发生不同程度的汽窜，需要根据汽窜程度的强弱采取组合吞吐的措施。
1.无因次汽窜时间的计算
根据选取区块的各井井史资料，计算各汽窜吞吐井间的无因次汽窜时间(如表1所示)。
表1无因次汽窜时间计算表
Figure BDA0002572999560000051
2.无因次温度增量的计算
根据选取区块的各井井史资料，计算各汽窜吞吐井间的无因次温度增量(如表2所示)。其中，蒸汽密度取值1000kg/m3，蒸汽热焓值hs取值2700kJ/kg，油层热容量MR取值2194kJ/(m3·℃)。
表2无因次温度增量计算表
Figure BDA0002572999560000052
Figure BDA0002572999560000061
3.汽窜评价指数的计算
根据计算的无因次汽窜时间与无因次温度增量计算井间汽窜程度评价指数(如表3所示)。
表3汽窜程度评价指数计算表
Figure BDA0002572999560000062
Figure BDA0002572999560000071
4.井间汽窜程度评价
根据各吞吐井间的汽窜程度评价指数，对比分析，判断井间汽窜程度。
如图4所示，根据计算结果可知，选取的13口井汽窜程度从大到小排序依次为：4井、8井、3井、2井、6井、11井、13井、10井、12井、5井、9井、7井、1井。其中，2井、3井、4井、6井、8井的汽窜程度评价指数相对较大(均大于10)，汽窜较为严重。
进一步结合井位图分析可知，若采取组合吞吐的方式以减弱区块的整体汽窜程度，根据上述各吞吐井汽窜程度评价指数的相对大小，可按照2井-3井-4井、8井-11井-13井、9井-10井的方式分别进行组合吞吐，达到治理汽窜的目的。

Claims (10)

1.一种蒸汽吞吐井间汽窜程度测定方法，其中，所述方法包括利用无因次汽窜时间和无因次温度增量计算得到蒸汽吞吐井间汽窜程度评价指数，并利用该评价指数评价蒸汽吞吐井间汽窜程度。
2.根据权利要求1所述的测定方法，其中，所述方法包括利用如下公式(1)计算得到蒸汽吞吐井间汽窜程度评价指数Esc：
Figure FDA0002572999550000011
其中，tD为蒸汽吞吐井不同汽窜通道的无因次汽窜时间；
TD为蒸汽吞吐井不同汽窜通道的无因次温度增量；
nc为蒸汽吞吐井的井间汽窜通道数量，无因次；
i表示第i个发生汽窜的井对。
3.根据权利要求1或2所述的测定方法，其中，所述方法包括利用蒸汽吞吐井发生汽窜时，与之形成蒸汽吞吐汽窜井对的吞吐井的总注汽时间、以及注汽、焖井、生产总时间来计算得到无因次汽窜时间。
4.根据权利要求3所述的测定方法，其中，所述方法包括利用如下公式(2)计算得到无因次汽窜时间tD：
Figure FDA0002572999550000012
其中，tir为蒸汽吞吐井发生汽窜时，与之形成蒸汽吞吐汽窜井对的吞吐井的总注汽时间，d；
Tir为蒸汽吞吐井发生汽窜时，与之形成蒸汽吞吐汽窜井对的吞吐井的注汽、焖井、生产总时间，d。
5.根据权利要求1或2所述的测定方法，其中，所述方法包括利用蒸汽吞吐井发生汽窜时刻起到井底温度增至最大值所经历的时间、蒸汽吞吐井发生汽窜时刻起到井底温度增至最大值所经历的时间内，与之形成蒸汽吞吐汽窜井对的吞吐井的注汽速度、蒸汽密度、蒸汽热焓值、蒸汽吞吐井发生汽窜时刻起到井底温度增至最大值所产生的温度增值、蒸汽吞吐汽窜井间的汽窜体积、和油层热容量计算得到所述无因次温度增量。
6.根据权利要求5所述的测定方法，其中，所述方法包括利用如下公式(3)计算得到所述无因次温度增量TD：
Figure FDA0002572999550000021
其中，Δt为蒸汽吞吐井发生汽窜时刻起到井底温度增至最大值所经历的时间，d；
Qs(t)为Δt时间内，与发生汽窜的吞吐井形成蒸汽吞吐汽窜井对的吞吐井的注汽速度，m3/d；
hs为蒸汽热焓值，kJ/kg；
ΔT为蒸汽吞吐井发生汽窜时刻起到井底温度增至最大值所产生的温度增值，℃；
Vsf为蒸汽吞吐汽窜井间的汽窜体积，m3；
MR为油层热容量，kJ/(m3·℃)；
ρ—蒸汽密度，kg/m3。
7.根据权利要求5所述的测定方法，其中，所述方法包括利用蒸汽超覆系数、油层有效厚度、蒸汽吞吐汽窜井间的加热半径、和井距计算得到蒸汽吞吐汽窜井间的汽窜体积。
8.根据权利要求6所述的测定方法，其中，所述方法包括利用蒸汽超覆系数、油层有效厚度、蒸汽吞吐汽窜井间的加热半径、和井距计算得到蒸汽吞吐汽窜井间的汽窜体积。
9.根据权利要求7所述的测定方法，其中，所述方法包括利用如下公式(4)计算得到蒸汽吞吐汽窜井间的汽窜体积Vsf：
Figure FDA0002572999550000022
其中：fh为蒸汽超覆系数，无因次；
ht为油层有效厚度，m；
Rh为蒸汽吞吐汽窜井间的加热半径，m；
L为井距，m。
10.根据权利要求8所述的测定方法，其中，所述方法包括利用如下公式(4)计算得到蒸汽吞吐汽窜井间的汽窜体积Vsf：
Figure FDA0002572999550000031
其中：fh为蒸汽超覆系数，无因次；
ht为油层有效厚度，m；
Rh为蒸汽吞吐汽窜井间的加热半径，m；
L为井距，m。
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