CN114183108B - 提高底水蒸汽驱油气生产过程中横向驱动力方法 - Google Patents
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Abstract
提高底水蒸汽驱油气生产过程中横向驱动力方法，即依据底水蒸汽压力与加热功率正相关性、蒸汽自下而上由高压区向低压区流动且在外力作用下改变流动方向的特点，在底水蒸汽驱油气生产过程中，自油气生产井控制储量边界向生产井方向，通过由外向内、由高到低、有规律、差异化设计目标区域不同位置加热器功率来调控目标区域不同位置蒸汽生成强度，形成不均衡的底水蒸汽驱，促使上浮蒸汽改变运动方向，由高势能区向低势能区横向流动，变相增大底水蒸汽的横向驱动力。该方法，可以有效提高油气储层内横向驱动力，缓解远井地带油气运移滞后现象，延长无水采油时间，特别是脉冲式非均衡底水蒸汽驱，可以有效动用隔夹层上方残余油，低能耗低成本见效快。
Description
技术领域
本方法属于石油天然气工业行业中利用油气藏边/底水资源开采油气技术领域。
背景技术
利用油气藏边/底水资源开采油气方法，即通过加热油气藏水层顶部的方法，结合向油气藏水层注水方法，数模（未精算加热井深度）计算结果显示：油藏采收率高达86%，平均年采油速度3.0~7.8，吨油电费成本介于950~1486￥/t，吨油能耗66.6~104.3×105kJ/t，电加热器设计可进一步节能1/3~1/2，估算实际电费成本475~743￥/t，吨油能耗33~52×105kJ/t，在兼顾油藏采收率、吨油能耗等经济指标条件下，平均单井累产油（注水+底水蒸汽驱）提高至16.4~26.8×104/t，生产井井网密度降为常规热采井网密度0.2~0.6倍。本方法及设备突破传统油气开采方法及设备的多种局限性，能为油气储层提供充足热能、提供创新采油气驱动力、补充地层能量亏空、抑制延缓底水侵入、切实提高储层动用程度及采出程度，并且，在保障油藏资源利用率基础上提高单井经济效益，降低生产井井网密度，技术优势显著，能获得良好的经济、社会效益，节能、环保、低碳、低成本、高收益、安全、方便、快捷、易实施，除热采油藏外，还可广泛应用于其它各类油气藏，能为将来油气田高效开发及碳中和、碳减排做巨大贡献。
但这种底水蒸汽驱方法，采油气动力自下而上，油气储层内水平方向采油气动力相对不足，表现形式是，当增加井距或者延长水平井水平段长度时，油井生产曲线特征（图1）显示，在采油中后期，日产油会突增，含水下降，同步变化的是油层中上部温度随时间推移而上升，显然，是油层中上部原油升温降黏的结果。增加油层预热温度，这种日产油突增现象消失。但同时发现，油层预热温度不能无限度增加，当超过一定温度时，采油边际效益降低。因此，努力提高远离生产井区域水平方向驱动力，提高油气运移速度，将会提高底水蒸汽驱热采效果。
同时，对于非均质油气储层，理论上说，底水蒸汽驱是平面驱，蒸汽可以通过高渗区绕过隔夹层弥散在油气储层空间内，实现底水蒸汽驱效果，且因生产井部署在油层顶部，蒸汽上升动力方向与油气运移方向一致，因而采油速度快，汽驱效果好。但实际底水蒸汽水气分散体系在油藏孔隙内的流动状况，会像气流在障碍物后方形成涡流低压区，如果有水平方向驱动力，这对汽驱效果会产生积极影响。
王义刚等，水平井电加热油藏地层水热采方法可行性分析，非常规油气，2018.2公开资料显示，集中预热油藏，当压力达15MPa停止加热时，油层内温度分布特征（如图2）呈一漏斗形状，即加热井的正上方温度自下而上递减，加热井井间温度低。这表明，加热井上方原油流动性好于生产井周边原油。
发明内容
方法原理 某压力条件下，持续加热水，水进入沸腾状态。加热器周边优先产生蒸汽，且加热器功率越高，水产生蒸汽越多越快，蒸汽压力越大。蒸汽自下而上，自高压区向低压区流动，在外力作用下改变流动方向。
观察油生产井及隔夹层上方区域特征，油气生产过程中，二者均位于相对低压区。因此，增加油气生产井或者隔夹层上方目标区域两侧的蒸汽压力，就会促使蒸汽压力向低压区传递，促进油气流动和生产。
提高底水蒸汽驱油气生产过程中横向驱动力方法，即依据底水蒸汽压力与加热功率正相关性、蒸汽自下而上由高压区向低压区流动且在外力作用下改变流动方向的特点，在底水蒸汽驱油气生产过程中，自油气生产井控制储量边界向生产井方向，通过由外向内、由高到低、有规律、差异化设计目标区域不同位置加热器功率来调控目标区域不同位置蒸汽生成强度，形成不均衡的底水蒸汽驱，结合油层内温度压力不均衡分布状态，促使上浮蒸汽改变运动方向，由高势能区向低势能区横向流动，变相增大底水蒸汽的横向驱动力，加速油气向生产井方向流动，缓解远井地带或者隔夹层上方油气流动滞后现象，提高底水蒸汽驱油气开采速度 。
所述提高底水蒸汽驱油气生产过程中横向驱动力方法中的调整加热器功率方法，包含提高加热器功率、降低加热器功率及加热功率不变。
所述提高底水蒸汽驱油气生产过程中横向驱动力方法中的目标区域，为油气生产井控制储量范围，或者为隔夹层分布区域。
所述提高底水蒸汽驱油气生产过程中横向驱动力方法中的加热功率调控，针对生产井来说，是由生产井控制的储量边界向生产井，加热功率逐渐降低（图3）。
所述提高底水蒸汽驱油气生产过程中横向驱动力方法的加热功率调控，针对隔夹层上方油气区域，是由隔夹层边界外侧向内侧，加热功率逐渐降低（图4）。
所述提高底水蒸汽驱油气生产过程中横向驱动力方法的加热功率调控，针对隔夹层上方油气区域，也可以由隔夹层边界一侧向另一侧，加热功率逐渐降低。
所述提高底水蒸汽驱油气生产过程中横向驱动力方法，底水蒸汽驱可以是脉冲式汽驱，或者持续性汽驱。所述脉冲式汽驱，即间歇、规律性调控加热功率。 持续性汽驱，即一次性调控完加热功率后，不再调控加热功率，直到汽驱结束。
附图说明
图1 生产井井网200m×600m底水蒸汽驱生产关系曲线图；
图2 油藏集中热采方法中压力13.7MPa时过生产井剖面油层内部温度分布特征
图3 提高底水蒸汽驱生产井周边横向驱动力原理示意图；
图4 提高底水蒸汽驱隔夹层上方横向驱动力原理示意图
其中，1.油层；2.水层；3.油水界面；4.油层厚度；5.以油层厚度为半径的无水采油区；6.生产井井距；7.加热功率，虚线三角形的高度示意功率大小；8.油气储层内的隔夹层。
有益效果
底水蒸汽驱自发动力方向自下而上，侧向驱动力相对薄弱。在油气生产过程中，通过调控加热器功率方法调整目标区域蒸汽生成的强度，形成不均衡的底水蒸汽驱，促使蒸汽压力由高压区向低压区传递，变相增大蒸汽的横向驱动力，促使油气由高势能区向低势能区流动，这种方法，可以有效提高油气储层内横向驱动力，缓解远井地带油气运移滞后现象，提高油气开采速度，延长无水采油时间，特别是脉冲式非均衡底水蒸汽驱，可以有效动用残余油，低能耗低成本见效快。
实施案例 一：
如图3，设油层厚度为h（4），油气生产井井距为R（6）。当h≥R时，在h-R厚度采油半径范围内，均为无水采油；当h<R时，均质模型，产液速度适中，理论上说，以h为半径范围内油气无水状态产出，超过h范围，生产井含水就会上升，油水混相生产，含水上升速度与产液速度成正比。
当如图调控加热功率（7）后，生产井周边的原油流动性增强，汽驱压力增大，相对生产井下方原油，其流动速度快，必然h半径外地层原油的无水采出程度就会提高，相应延缓高含水油气生产时间，最终提高油气开采速度。
实施案例二：
如图4，设油层内隔夹层（8），如图示调控加热功率（7），因隔平层正下方蒸汽强度低，侧方高强度蒸汽优先弥散在储层各方向，弱化蒸汽涡流的形成，相对提高隔夹层上方的水平驱动力。油气在势能及脉冲式底水蒸汽驱作用下，由高势能驱向低势能区（生产井）流动。
Claims (6)
1.提高底水蒸汽驱油气生产过程中横向驱动力方法，其特征是，依据底水蒸汽压力与加热功率正相关性、蒸汽自下而上、由高压区向低压区流动及在外力作用下改变流动方向的特点，在底水蒸汽驱油气生产过程中，自油气生产井控制储量边界向生产井方向，通过由外向内、由高到低、有规律、差异化设计目标区域不同位置加热器功率来调控目标区域不同位置蒸汽生成强度，形成有规律的、不均衡的底水蒸汽驱，结合油层内温度压力不均衡分布状态，促使上浮蒸汽改变运动方向，由高势能区向低势能区横向流动，变相增大底水蒸汽的横向驱动力，加速油气向生产井方向流动，缓解远井地带或者隔夹层上方油气流动滞后现象，同时，如上调控加热功率后，生产井周边的原油流动性增强，汽驱压力增大，相对生产井下方原油，其流动速度快，必然h半径外地层原油的无水采出程度就会提高，相应延缓高含水油气生产时间，由此提高底水蒸汽驱油气开采经济效益，其中，所述h为油层厚度。
2.根据权利要求1所述的提高底水蒸汽驱油气生产过程中横向驱动力方法，其特征是，加热器功率调整包含提高汽驱阶段加热器功率、降低加热器功率及加热功率不变，自油气生产井控制储量边界向生产井方向，通过由外向内、由高到低、有规律、差异化设计目标区域不同位置加热器功率。
3.根据权利要求1、2所述的提高底水蒸汽驱油气生产过程中横向驱动力方法，其特征是，所述目标区域为油气生产井控制储量范围，自油气生产井控制储量边界向生产井方向，通过由外向内、由高到低、有规律、差异化设计目标区域不同位置加热器功率。
4.根据权利要求1、2所述的提高底水蒸汽驱油气生产过程中横向驱动力方法，其特征是，所述目标区域为隔夹层分布区域，增加隔夹层上方目标区域两侧的蒸汽压力由隔夹层边界外侧向内侧，自油气生产井控制储量边界向生产井方向，通过由外向内、由高到低、有规律、差异化设计目标区域不同位置加热器功率。
5.根据权利要求1、2所述的提高底水蒸汽驱油气生产过程中横向驱动力方法，其特征是，所述目标区域为隔夹层分布区域，由隔夹层边界一侧向另一侧，由生产井控制的储量边界向生产井，加热功率逐渐降低。
6.根据权利要求1所述的提高底水蒸汽驱油气生产过程中横向驱动力方法，其特征是，所述底水蒸汽驱包括脉冲式汽驱及持续性汽驱，其中，
所述脉冲式汽驱，即间歇、规律性调控加热功率，自油气生产井控制储量边界向生产井方向，通过由外向内、由高到低、有规律、差异化设计目标区域不同位置加热器功率，动用残余油；
所述持续性汽驱，即，自油气生产井控制储量边界向生产井方向，通过由外向内、由高到低、有规律、差异化设计目标区域不同位置加热器功率，一次性调控完加热功率后，不再调控加热功率，直到汽驱结束。
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