CN115247551B - 一种提高超稠油油藏采收率的方法及装置 - Google Patents

一种提高超稠油油藏采收率的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种提高超稠油油藏采收率的方法及装置，包括：基于可疑油层、差油层及干层的历史试采产能确定各砂岩组的有效油层厚度；基于有效油层厚度及隔夹层厚度进行层系划分，获得多个独立开发层系；基于各独立开发层系的油层厚度及连通系数确定对应的开采策略及开采策略所需的井距，基于井距及原始井网确定每个独立开发层系对应的目标井网；利用独立开发层系对应的开发策略及目标井网进行油气开采；如此，先将产能达到要求的可疑油层、差油层及干层划分至油层中，重新确定油层有效厚度；再对整个油层进行层系划分；根据不同独立开发层系的油藏、开发特点确定开采策略及目标井网，充分挖掘油藏开发潜力，提高整个区块开发的采油速度及采收率。

Description

一种提高超稠油油藏采收率的方法及装置
技术领域
本发明属于油田开发技术领域，尤其涉及一种提高超稠油油藏采收率的方法及装置。
背景技术
超稠油是指脱气原油粘度＞50000mPa·s，相对密度在0.98(13°API)以上的石油，实际上这种稠油在油层原始条件下是基本不能流动，常规开发产能普遍较低，且原油对温度敏感，热采开发为首选开发方式。经过20多年的探索与实践，取得较好的开采效果。
但是随着油田开发日益深入，受区块储层及井网条件影响，油藏平面和纵向采出状况差异较大。70m井距区域采油速度和采出程度明显高于100m井距区域，受层间储层物性差异大影响，油层纵向动用程度不均，主体部位高动用程度储层吞吐潜力有限，目前已接近标定采收率，吞吐潜力有限，急需提高区块采油速度和最终采收率。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种提高超稠油油藏采收率的方法及装置，用于解决现有技术中超稠油油藏平面及纵向上动用程度不均导致油藏采收率无法得到提高的技术问题。
本发明提供一种提高超稠油油藏采收率的方法，所述方法包括：
针对目标采油区块，获取可疑油层、差油层及干层的历史试采产能，基于所述历史试采产能及当前油层厚度确定所述目标采油区块中各砂岩组的有效油层厚度；
基于各砂岩组的有效油层厚度以及相邻砂岩组之间的隔夹层厚度对目标采油区块进行层系划分，获得至少两个独立开发层系；
针对每个独立开发层系，基于所述独立开发层系的油层厚度及连通系数确定对应的开采策略；
针对每个所述独立开发层系，根据超稠油加热半径确定所述开采策略所需的井距，基于所述井距及原始井网确定每个所述独立开发层系对应的目标井网；以能在对独立开发层系进行开采时，利用所述独立开发层系对应的开发策略及对应的目标井网进行油气开采。
可选的，所述基于各砂岩组的有效油层厚度以及相邻砂岩组之间的隔夹层厚度对目标采油区块进行层系划分，包括：
在所述目标采油区块的所有砂岩组中确定油层砂岩组；
确定油层砂岩组的产能；
针对所述目标采油区块的任一隔夹层，判断所述隔夹层厚度是否大于第一厚度阈值；
若大于，则继续判断位于所述隔夹层一侧的油层砂岩组的产能是否一致，若一致，将位于所述隔夹层一侧的油层砂岩组划分为第一开发层系，将位于所述隔夹层另一侧的油层砂岩组划分为第二开发层系；其中，所述第一厚度阈值为5～10m。
可选的，所述基于所述独立开发层系的油层厚度及连通系数确定对应的开采策略，包括：
若确定所述油层厚度大于第二厚度阈值且确定所述连通系数大于或等于连通阈值，则对应的开采策略为：利用蒸汽驱采油方式进行开采；其中，所述第二厚度阈值为15～20m，所述连通阈值为0.85～0.9。
可选的，所述基于所述独立开发层系的油层厚度及连通系数确定对应的开采策略，包括：
若确定所述油层厚度大于第二厚度阈值且确定所述连通系数小于连通阈值，则对应的开采策略为：利用蒸汽吞吐采油方式进行开采；其中，所述第二厚度阈值为15～20m，所述连通阈值为0.85～0.9。
可选的，利用蒸汽驱采油方式进行开采或利用蒸汽吞吐采油方式进行开采时，所述蒸汽的干度大于75％。
可选的，所述根据超稠油加热半径确定所述开采策略所需的井距，包括：
基于公式d＝2rh确定所述开采策略所需的井距；其中，所述d为所述井距，所述rh为超稠油加热区域的加热半径。
可选的，方法还包括：
根据公式确定超稠油加热面积的加热半径rh；其中，所述Ar为超稠油加热区域的蒸汽面积，所述EA为波及系数。
可选的，方法还包括：
根据公式确定所述超稠油加热区域的蒸汽面积Ar；其中，所述Is为蒸汽注入速率，所述h为独立开发层系的有效油层厚度，所述hm为饱和蒸汽的焓值，所述λs为所述独立开发层系中顶层岩石的导热系数，所述Ts为蒸汽温度，所述Tt为油层温度，所述MR为油层热容量，所述as为油层底层的热扩散系数，所述tD为无因次时间，所述erfc为误差补偿系数。
可选的，所述基于所述井距及原始井网确定每个所述独立开发层系对应的目标井网，包括：
基于所述井距在所述原始井网中确定新生产井的位置；
基于所述新生产井的位置部署新井，所述新井与所述原始井网形成所述目标井网。
可选的，所述基于所述井距及原始井网确定每个所述独立开发层系对应的目标井网后，方法还包括：
确定封堵策略，利用所述封堵策略对所述原始井网进行层系封堵。
本发明还提供一种提高超稠油油藏采收率的装置，所述装置包括：
第一确定单元，针对目标采油区块，获取可疑油层、差油层及干层的历史试采产能，基于所述历史试采产能及当前油层厚度确定所述目标采油区块中各砂岩组的有效油层厚度；
划分单元，用于基于各砂岩组的有效油层厚度以及相邻砂岩组之间的隔夹层厚度对目标采油区块进行层系划分，获得至少两个独立开发层系；
第二确定单元，用于针对每个独立开发层系，基于所述独立开发层系的油层厚度及连通系数确定对应的开采策略；
第三确定单元，用于针对每个所述独立开发层系，根据超稠油加热半径确定所述开采策略所需的井距，基于所述井距及原始井网确定每个所述独立开发层系对应的目标井网；以能在对独立开发层系进行开采时，利用所述独立开发层系对应的开发策略及对应的目标井网进行油气开采。
可选的，所述划分单元具体用于：
在所述目标采油区块的所有砂岩组中确定油层砂岩组；
确定油层砂岩组的产能；
针对所述目标采油区块的任一隔夹层，判断所述隔夹层厚度是否大于第一厚度阈值；
若大于，则继续判断位于所述隔夹层一侧的油层砂岩组的产能是否一致，若一致，将位于所述隔夹层一侧的油层砂岩组划分为第一开发层系，将位于所述隔夹层另一侧的油层砂岩组划分为第二开发层系；其中，所述第一厚度阈值为5～10m。
可选的，所述第二确定单元具体用于：
若确定所述油层厚度大于第二厚度阈值且确定所述连通系数大于或等于连通阈值，则对应的开采策略为：利用蒸汽驱采油方式进行开采；其中，所述第二厚度阈值为15～20m，所述连通阈值为0.85～0.9。
可选的，所述第二确定单元具体用于：
若确定所述油层厚度大于第二厚度阈值且确定所述连通系数小于连通阈值，则对应的开采策略为：利用蒸汽吞吐采油方式进行开采；其中，所述第二厚度阈值为15～20m，所述连通阈值为0.85～0.9。
可选的，利用蒸汽驱采油方式进行开采或利用蒸汽吞吐采油方式进行开采时，所述蒸汽的干度大于75％。
可选的，所述第三确定单元具体用于：
基于公式d＝2rh确定所述开采策略所需的井距；其中，所述d为所述井距，所述rh为超稠油加热区域的加热半径。
可选的，所述第三确定单元还用于：
根据公式确定超稠油加热面积的加热半径rh；其中，所述Ar为超稠油加热区域的蒸汽面积，所述EA为波及系数。
可选的，所述第三确定单元还用于：
根据公式确定所述超稠油加热区域的蒸汽面积Ar；其中，所述Is为蒸汽注入速率，所述h为独立开发层系的有效油层厚度，所述hm为饱和蒸汽的焓值，所述λs为所述独立开发层系中顶层岩石的导热系数，所述Ts为蒸汽温度，所述Tt为油层温度，所述MR为油层热容量，所述as为油层底层的热扩散系数，所述tD为无因次时间，所述erfc为误差补偿系数。
可选的，所述第三确定单元还用于：
基于所述井距在所述原始井网中确定新生产井的位置；
基于所述新生产井的位置部署新井，所述新井与所述原始井网形成所述目标井网。
可选的，所述第三确定单元还用于：
确定封堵策略，利用所述封堵策略对所述原始井网进行层系封堵。
本发明提供了一种提高超稠油油藏采收率的方法及装置，方法包括：针对目标采油区块，获取可疑油层、差油层及干层的历史试采产能，基于所述历史试采产能及当前油层厚度确定所述目标采油区块中各砂岩组的有效油层厚度；基于各砂岩组的有效油层厚度以及相邻砂岩组之间的隔夹层厚度对目标采油区块进行层系划分，获得至少两个独立开发层系；针对每个独立开发层系，基于所述独立开发层系的油层厚度及连通系数确定对应的开采策略；针对每个所述独立开发层系，根据超稠油加热半径确定所述开采策略所需的井距，基于所述井距及原始井网确定每个所述独立开发层系对应的目标井网；以能在对独立开发层系进行开采时，利用所述独立开发层系对应的开发策略及对应的目标井网进行油气开采；如此，先将产能达到预期要求的可疑油层、差油层及干层划分至油层中，重新确定油层的厚度，增加油层的有效厚度；然后再根据各砂岩组的油层厚度及隔夹层厚度将整个油层进行层系划分，形成至少两个具备独立开采条件的开发层系；再根据不同独立开发层系的油藏、开发特点确定对应的开采策略，并针对每个独立开发层系确定出所需要的井距及目标井网，充分挖掘油藏开发潜力，提高每个独立开发层系的采油速度及采收率，最终提高整个区块开发的采油速度及采收率。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的提高超稠油油藏采收率的方法流程示意图；
图2为本发明实施例提供的提高超稠油油藏采收率的装置结构示意图；
图3为本发明实施例提供的某采油区块第Ⅱ+Ⅲ砂岩组的四性关系图版；
图4为本发明实施例提供的某采油区块第Ⅳ+Ⅴ砂岩组的四性关系图版；
图5为本发明实施例提供的某采油区块上层开发层系对应的目标井网示意图；
图6为本发明实施例提供的某采油区块下层开发层系对应的目标井网示意图；
图7为本发明实施例提供的某采油区块上层开发层系和下层开发层系对应的目标井网的叠加示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明实施例提供一种提高超稠油油藏采收率的方法，如图1所示，方法包括：
S110，针对目标采油区块，获取可疑油层、差油层及干层的历史试采产能，基于所述历史试采产能及当前油层厚度确定所述目标采油区块中各砂岩组的有效油层厚度；
历史试采过程中确定出的可疑油层、差油层及干层不会参与整个油层开采的，但是有些可疑油层、差油层及干层是具备一定产能的，因此本实施例为了提高有效油层厚度，针对目标采油区块，获取可疑油层、差油层及干层的历史试采产能，基于历史试采产能及当前油层厚度确定目标采油区块中各砂岩组的有效油层厚度。
具体的，可疑油层、差油层及干层的历史试采产能后，在此基础上绘制目标采油区块的四性关系图版，根据四性关系图版重新确定目标采油区块各砂岩组的有效油层厚度。
其中，四性关系指储层岩性、物性、电性及含油性之间的关系。本实施例中的四性关系图版主要是电阻率-声波时差的交汇图，在该图中可以得出油层的电阻率、孔隙度及声波时差。
S111，基于各砂岩组的有效油层厚度以及相邻砂岩组之间的隔夹层厚度对目标采油区块进行层系划分，获得至少两个独立开发层系；
确定目标采油区块各砂岩组的有效油层厚度后，基于各砂岩组的有效油层厚度以及相邻砂岩组之间的隔夹层厚度对目标采油区块进行层系划分，获得至少两个独立开发层系。
这里，若砂岩组包含了水层，则称为水层砂岩组；若砂岩组包含有油层，则称为油层砂岩组；相邻砂岩组之间存在隔夹层。
本实施例中，基于各砂岩组的有效油层厚度以及相邻砂岩组之间的隔夹层厚度对目标采油区块进行层系划分，包括：
在目标采油区块的所有砂岩组中确定油层砂岩组；
确定油层砂岩组的产能；
针对目标采油区块的任一隔夹层，判断隔夹层厚度是否大于第一厚度阈值，若大于，则继续判断位于隔夹层一侧(比如上方)的油层砂岩组的产能是否一致以及判断位于隔夹层另一侧(比如下方)的油层砂岩组的产能是否一致，若一致，将位于隔夹层一侧的油层砂岩组划分为第一开发层系，将位于隔夹层另一侧的油层砂岩组划分为第二开发层系；其中，第一厚度阈值为5～10m。
举例来说，若目标采油区块包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅳ六个砂岩组，Ⅰ、Ⅳ砂岩组为水层，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ为主要油层；其中，Ⅱ和Ⅲ的产能一致，产能较高；Ⅳ和Ⅴ的产能一致，产能较低；且Ⅲ和Ⅳ之间的隔夹层厚度为7m，因此可以将Ⅱ、Ⅲ划分为第一开发层系(也可称为上层开发层系)，将Ⅳ和Ⅴ划分为第二开发层系(也可称为下层开发层系)。
这样，将目标采油区块划分了至少两个具备独立开采能力的层系。
S112，针对每个独立开发层系，基于所述独立开发层系的油层厚度及连通系数确定对应的开采策略；
每个独立开发层系的油藏条件及开采现状是不同的，因此针对每个独立开发层系，需要确定相适应的开采方式，以能根据每个独立开发层系的特性进行开采，最大程度提高采收率。
本实施例中，基于独立开发层系的油层厚度及连通系数确定对应的开采策略，包括：
若确定油层厚度大于第二厚度阈值且确定连通系数大于或等于连通阈值，则对应的开采策略为：利用蒸汽驱采油方式进行开采；其中，第二厚度阈值为15～20m，连通阈值为0.85～0.9。
这里，连通系数大于或等于连通阈值时，可以理解为该油层为连通性较高的油层，因此可通过蒸汽驱的开采方式原油驱赶到生产井的周围，并被采到地面上来，进而提高采收率。
蒸汽驱采油是超稠油油藏经过蒸汽吞吐采油之后，为进一步提高采收率而采取的一项热采策略，因为蒸汽吞吐采油由于是周期性地往采油井中注入蒸汽，只能采出各个油井附近油层中的原油，在油井与油井之间还留有大量的死油区。蒸汽驱采油，由专门的蒸汽注入井连续不断地往油层中注入蒸汽，在开采过程中蒸汽不断地加热油层，从而降低地层原油的粘度。注入的蒸汽在地层中变为热的流体，将原油驱赶到生产井的周围，并被采到地面上来。蒸汽吞吐采收率一般在20％～30％，蒸汽驱的最终采收率一般可达50％～60％。
另外，当油层的连通性较差时，若用蒸汽驱的开采方式并不能很好地将原油驱赶到生产井的周围，因此基于独立开发层系的油层厚度及连通系数确定对应的开采策略，包括：
若确定油层厚度大于第二厚度阈值且确定连通系数小于连通阈值，则对应的开采策略为：利用蒸汽吞吐采油方式进行开采；其中，第二厚度阈值为15～20m，连通阈值为0.85～0.9。
也即，当油层连通系数低于连通阈值时，可另外部署一套目标井网，利用蒸汽吞吐采油方式进行开采。
本实施例中，利用蒸汽驱采油方式进行开采或利用蒸汽吞吐采油方式进行开采时，蒸汽的干度大于75％。
这样，针对不同特性的独立开发层系，均用相适应的开采策略进行开采，进而可以提高采收率。
S113，针对每个所述独立开发层系，根据超稠油加热半径确定所述开采策略所需的井距，基于所述井距及原始井网确定每个所述独立开发层系对应的目标井网；以能在对独立开发层系进行开采时，利用所述独立开发层系对应的开发策略及对应的目标井网进行油气开采。
开采策略确定好之后，需要对每个独立开发层系部署目标井网。本实施例中针对每个独立开发层系，根据超稠油加热半径确定所述开采策略所需的井距，基于所述井距及原始井网确定每个所述独立开发层系对应的目标井网；以能在对独立开发层系进行开采时，利用独立开发层系对应的开发策略及对应的目标井网进行油气开采。
本实施例中，根据超稠油加热半径确定开采策略所需的井距，包括：
基于公式d＝2rh确定开采策略所需的井距；其中，d为井距，rh为超稠油加热区域的加热半径。
进一步地，在注入条件不变的情况下，加热半径主要由油藏自身物性和有效油层厚度决定，因此可根据公式确定超稠油加热面积的加热半径rh；其中，Ar为超稠油加热区域的蒸汽面积，EA为波及系数。
进一步地，假设加热面积为规则圆形，则可以根据公式确定超稠油加热区域的蒸汽面积Ar；其中，Is为蒸汽注入速率，h为独立开发层系的有效油层厚度，hm为饱和蒸汽的焓值，λs为独立开发层系中顶层岩石的导热系数，Ts为蒸汽温度，Tt为独立开发层系的油层温度，MR为独立开发层系的油层热容量，as为独立开发层系的底层热扩散系数，tD为无因次时间，erfc为误差补偿系数。
当井距确定好之后，基于所述井距及原始井网确定每个独立开发层系对应的目标井网，包括：
基于井距在原始井网中确定新生产井的位置；
基于新生产井的位置部署新井，新井与原始井网形成目标井网。
目标井网形成之后，在对独立开发层系进行开采时，利用所述独立开发层系对应的开发策略及对应的目标井网进行油气开采。
值得注意的是，为了避免不同独立开发层系在开采过程中存在汽窜，造成开采及管理上的混乱，因此基于井距及原始井网确定每个独立开发层系对应的目标井网后，方法还包括：
确定封堵策略，利用封堵策略对原始井网进行层系封堵。
举例来说，假设本实施例中是将目标采油区块划分为第一开发层系及第二开发层系，因原始井网在部署时并未考虑到层系划分，因此原始井网可能会贯穿第一开发层系(上层开发层系)和第二开发层系(下层开发层系)。为了避免在对上层开发层系进行开采时，出现与下层开发层系之间产生汽窜的现象，因此需要对原始井网的下层开发层系进行注灰封堵。
这样，每个独立开发层系具有对应的开发策略，具有对应的目标井网，因此可以更深层次挖掘出油藏开发潜力，最终提高采油速率及采收率。
基于与前述实施例同一发明构思，本发明实施例还提供一种提高超稠油油藏采收率的装置，如图2所示，装置包括：
第一确定单元21，针对目标采油区块，获取可疑油层、差油层及干层的历史试采产能，基于所述历史试采产能及当前油层厚度确定所述目标采油区块中各砂岩组的有效油层厚度；
划分单元22，用于基于各砂岩组的有效油层厚度以及相邻砂岩组之间的隔夹层厚度对目标采油区块进行层系划分，获得至少两个独立开发层系；
第二确定单元23，用于针对每个独立开发层系，基于所述独立开发层系的油层厚度及连通系数确定对应的开采策略；
第三确定单元24，用于针对每个所述独立开发层系，根据超稠油加热半径确定所述开采策略所需的井距，基于所述井距及原始井网确定每个所述独立开发层系对应的目标井网；以能在对独立开发层系进行开采时，利用所述独立开发层系对应的开发策略及对应的目标井网进行油气开采。
历史试采过程中确定出的可疑油层、差油层及干层不会参与整个油层开采的，但是有些可疑油层、差油层及干层是具备一定产能的，因此本实施例为了提高有效油层厚度，第一确定单元21针对目标采油区块，获取可疑油层、差油层及干层的历史试采产能，基于历史试采产能及当前油层厚度确定目标采油区块中各砂岩组的有效油层厚度。
具体的，可疑油层、差油层及干层的历史试采产能后，在此基础上绘制目标采油区块的四性关系图版，根据四性关系图版重新确定目标采油区块各砂岩组的有效油层厚度。
其中，四性关系指储层岩性、物性、电性及含油性之间的关系。它们是深入认识油层特性和含油状况的基础。通过四性关系可定性地划分储层有效厚度、隔夹层及两者之间的过渡岩层；可建立渗透率、孔隙度、含油饱和度图版；可综合判断产油、产气、产水层。
确定目标采油区块各砂岩组的有效油层厚度后，划分单元22用于基于各砂岩组的有效油层厚度以及相邻砂岩组之间的隔夹层厚度对目标采油区块进行层系划分，获得至少两个独立开发层系。
这里，若砂岩组包含了水层，则称为水层砂岩组；若砂岩组包含有油层，则称为油层砂岩组；相邻砂岩组之间存在隔夹层。
本实施例中，划分单元22基于各砂岩组的有效油层厚度以及相邻砂岩组之间的隔夹层厚度对目标采油区块进行层系划分，包括：
在目标采油区块的所有砂岩组中确定油层砂岩组；
确定油层砂岩组的产能；
针对目标采油区块的任一隔夹层，判断隔夹层厚度是否大于第一厚度阈值，若大于，则继续判断位于隔夹层一侧(比如上方)的油层砂岩组的产能是否一致以及判断位于隔夹层另一侧(比如下方)的油层砂岩组的产能是否一致，若一致，将位于隔夹层一侧的油层砂岩组划分为第一开发层系，将位于隔夹层另一侧的油层砂岩组划分为第二开发层系；其中，第一厚度阈值为5～10m。
举例来说，若目标采油区块包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅳ六个砂岩组，ⅠⅣ砂岩组为水层，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ为主要油层；其中，Ⅱ和Ⅲ的产能一致，产能较高；Ⅳ和Ⅴ的产能一致，产能较低；且Ⅲ和Ⅳ之间的隔夹层厚度为7m，因此可以将Ⅱ、Ⅲ划分为第一开发层系(也可称为上层开发层系)，将Ⅳ和Ⅴ划分为第二开发层系(也可称为下层开发层系)。
这样，将目标采油区块划分了至少两个具备独立开采能力的层系。
每个独立开发层系的油藏条件及开采现状是不同的，因此针对每个独立开发层系，需要确定相适应的开采方式，以能根据每个独立开发层系的特性进行开采，最大程度提高采收率。
本实施例中，第二确定单元23基于独立开发层系的油层厚度及连通系数确定对应的开采策略，包括：
若确定油层厚度大于第二厚度阈值且确定连通系数大于或等于连通阈值，则对应的开采策略为：利用蒸汽驱采油方式进行开采；其中，第二厚度阈值为15～20m，连通阈值为0.85～0.9。
这里，连通系数大于或等于连通阈值时，可以理解为该油层为连通性较高的油层，因此可通过蒸汽驱的开采方式原油驱赶到生产井的周围，并被采到地面上来，进而提高采收率。
蒸汽驱采油是超稠油油藏经过蒸汽吞吐采油之后，为进一步提高采收率而采取的一项热采策略，因为蒸汽吞吐采油由于是周期性地往采油井中注入蒸汽，只能采出各个油井附近油层中的原油，在油井与油井之间还留有大量的死油区。蒸汽驱采油，由专门的蒸汽注入井连续不断地往油层中注入蒸汽，在开采过程中蒸汽不断地加热油层，从而降低地层原油的粘度。注入的蒸汽在地层中变为热的流体，将原油驱赶到生产井的周围，并被采到地面上来。蒸汽吞吐采收率一般在20％～30％，蒸汽驱的最终采收率一般可达50％～60％。
另外，当油层的连通性较差时，若用蒸汽驱的开采方式并不能很好地将原油驱赶到生产井的周围，因此第二确定单元23基于独立开发层系的油层厚度及连通系数确定对应的开采策略，包括：
若确定油层厚度大于第二厚度阈值且确定连通系数小于连通阈值，则对应的开采策略为：利用蒸汽吞吐采油方式进行开采；其中，第二厚度阈值为15～20m，连通阈值为0.85～0.9。
也即，当油层连通系数低于连通阈值时，可另外部署一套目标井网，利用蒸汽吞吐采油方式进行开采。
本实施例中，利用蒸汽驱采油方式进行开采或利用蒸汽吞吐采油方式进行开采时，蒸汽的干度大于75％。
这样，针对不同特性的独立开发层系，均用相适应的开采策略进行开采，进而可以提高采收率。
开采策略确定好之后，需要对每个独立开发层系部署目标井网。本实施例中第三确定单元24针对每个独立开发层系，根据超稠油加热半径确定所述开采策略所需的井距，基于所述井距及原始井网确定每个独立开发层系对应的目标井网；以能在对独立开发层系进行开采时，利用独立开发层系对应的开发策略及对应的目标井网进行油气开采。
本实施例中，根据超稠油加热半径确定开采策略所需的井距，包括：
基于公式d＝2rh确定开采策略所需的井距；其中，d为井距，rh为超稠油加热区域的加热半径。
进一步地，在注入条件不变的情况下，加热半径主要由油藏自身物性和有效油层厚度决定，因此可根据公式确定超稠油加热面积的加热半径rh；其中，Ar为超稠油加热区域的蒸汽面积，EA为波及系数。
进一步地，假设加热面积为规则圆形，则可以根据公式确定超稠油加热区域的蒸汽面积Ar；其中，Is为蒸汽注入速率，h为独立开发层系的有效油层厚度，hm为饱和蒸汽的焓值，λs为独立开发层系中顶层岩石的导热系数，Ts为蒸汽温度，Tt为独立开发层系的油层温度，MR为独立开发层系的油层热容量，as为独立开发层系的底层热扩散系数，tD为无因次时间，erfc为误差补偿系数。
当井距确定好之后，基于所述井距及原始井网确定每个独立开发层对应的目标井网，包括：
基于井距在原始井网中确定新生产井的位置；
基于新生产井的位置部署新井，新井与原始井网形成目标井网。
目标井网形成之后，在对独立开发层系进行开采时，利用所述独立开发层系对应的开发策略及对应的目标井网进行油气开采。
值得注意的是，为了避免不同独立开发层系在开采过程中存在汽窜，造成开采及管理上的混乱，因此基于井距及原始井网确定每个独立开发层系对应的目标井网后，方法还包括：
确定封堵策略，利用封堵策略对原始井网进行层系封堵。
举例来说，假设本实施例中是将目标采油区块划分为第一开发层系及第二开发层系，因原始井网在部署时并未考虑到层系划分，因此原始井网可能会贯穿第一开发层系(上层开发层系)和第二开发层系(下层开发层系)。为了避免在对上层开发层系进行开采时，出现与下层开发层系之间产生汽窜的现象，因此需要对原始井网的下层开发层系进行注灰封堵。
这样，每个独立开发层系具有对应的开发策略，具有对应的目标井网，因此可以更深层次挖掘出油藏开发潜力，最终提高采油速率及采收率。
本发明实施例提供的一种提高超稠油油藏采收率的方法及装置能带来的有益效果至少是：
针对目标采油区块，获取可疑油层、差油层及干层的历史试采产能，基于所述历史试采产能及当前油层厚度确定所述目标采油区块中各砂岩组的有效油层厚度；基于各砂岩组的有效油层厚度以及相邻砂岩组之间的隔夹层厚度对目标采油区块进行层系划分，获得至少两个独立开发层系；针对每个独立开发层系，基于所述独立开发层系的油层厚度及连通系数确定对应的开采策略；针对每个所述独立开发层系，根据超稠油加热半径确定所述开采策略所需的井距，基于所述井距及原始井网确定每个所述独立开发层系对应的目标井网；以能在对独立开发层系进行开采时，利用所述独立开发层系对应的开发策略及对应的目标井网进行油气开采；如此，先将产能达到预期要求的可疑油层、差油层及干层划分至油层中，重新确定油层有效厚度，增加油层的有效厚度；然后再根据各砂岩组的油层厚度及隔夹层厚度将整个油层进行层系划分，形成至少两个具备独立开采条件的开发层系；再根据不同独立开发层系的油藏、开发特点确定对应的开采策略，并针对每个独立开发层系确定出所需要的井距及目标井网，充分挖掘油藏开发潜力，提高每个独立开发层系的采油速度及采收率，有效解决单一开发方式下油藏平面及纵向动用程度不均的问题，最终提高整个区块开发的采油速度及采收率。
在实际应用中，利用上述实施例提供的提高超稠油油藏采收率的方法及装置对辽河油田某采油区块进行开采时，具体实现如下：
首先，根据可疑油层、差油层及干层的历史试采产能后，在此基础上绘制采油区块的四性关系图版，根据四性关系图版重新确定目标采油区块各砂岩组的有效油层厚度。
由整个四性关系图版可以确定采油区块包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅳ六个砂岩组，Ⅰ、Ⅳ砂岩组为水层，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ为主要油层；本实施例中还示出了Ⅱ+Ⅲ砂岩组四性关系图版，Ⅱ+Ⅲ砂岩组四性关系图版可参考图3；以及示出了Ⅳ+Ⅴ砂岩组的四性关系图版，Ⅳ+Ⅴ砂岩组的四性关系图版可参考图4。图3及图4中的参数Rt为电阻率，参数φ为孔隙度，参数AC为声波时差。
其中，Ⅱ和Ⅲ的产能一致，产能较高；Ⅳ和Ⅴ的产能一致，产能较低；且Ⅲ和Ⅳ之间的隔夹层厚度为10m左右，因此可以将Ⅱ、Ⅲ划分为上层开发层系，将Ⅳ和Ⅴ划分为下层开发层系。上层开发层系和下层开发层系的油层厚度均大于20m，因此上层开发层系和下层开发层系均可作为独立开发层系。
上层开发层系的连通系数为0.91，下层开发层系的连通系数为0.78；因此上层开发层系的开采策略为蒸汽驱采油方式，下层开发层系的开采策略为单独部署蒸汽吞吐采油方式。
开采策略确定好之后，需要对上层开发层系和下层开发层系部署目标井网。根据超稠油加热半径，以及单井控制储量达到经济效益评价标准的前提下确定出上层开发层系的开发策略对应的井距为70m，下层开发层系的井距为100m。
因此，针对上层开发层系，原始井网的井距为100m，因此以反九点法建立蒸汽驱注采井网，并将井距加密至70m，并对原始井网的下层开发层系进行封堵和避射，避免原始井网开采至下层开发层系中。其中，上层开发层系对应的目标井网如图5所示。
针对下层开发层系，井距设定为100m，并在油层厚度大于15m的区域单独部署一套蒸汽吞井网，其中，下层开发层系对应的目标井网如图6所示。
最终，上层开发层系和下层开发层系对应的目标井网的叠加示意图如图7所示。
另外，另外为保障后期生产井开发效果，需要对生成井从“注、焖、放、下、采”各节点进行全过程管理，优化注汽参数，保障注汽质量，注汽干度不低于75％，焖井天数小于7天。
按照本发明提供的方法共部署调整井121口，平均单井日产能力5.6吨，区块日产油由调整前的295吨上升到378吨，采油速度由1.17％上升到1.33％，预计井网调整15年后，121口调整井可阶段产油154万吨，转蒸汽驱后区块整体采收率可达到42％以上(含下层蒸汽吞吐开发)，采出程度阶段提高23.1％，采收率最终提高31.1％。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种提高超稠油油藏采收率的方法，其特征在于，所述方法包括：
针对目标采油区块，获取可疑油层、差油层及干层的历史试采产能，基于所述历史试采产能及当前油层厚度确定所述目标采油区块中各砂岩组的有效油层厚度；
基于各砂岩组的有效油层厚度以及相邻砂岩组之间的隔夹层厚度对目标采油区块进行层系划分，获得至少两个独立开发层系；
针对每个独立开发层系，基于所述独立开发层系的有效油层厚度及连通系数确定对应的开采策略；
针对每个所述独立开发层系，根据超稠油加热半径确定所述开采策略所需的井距，基于所述井距及原始井网确定每个所述独立开发层系对应的目标井网；以能在对独立开发层系进行开采时，利用所述独立开发层系对应的开发策略及对应的目标井网进行油气开采；其中，
所述基于各砂岩组的有效油层厚度以及相邻砂岩组之间的隔夹层厚度对目标采油区块进行层系划分，包括：
在所述目标采油区块的所有砂岩组中确定油层砂岩组；
确定油层砂岩组的产能；
针对所述目标采油区块的任一隔夹层，判断所述隔夹层厚度是否大于第一厚度阈值；
若大于，则继续判断位于所述隔夹层一侧的油层砂岩组的产能是否一致，若一致，将位于所述隔夹层一侧的油层砂岩组划分为第一开发层系，将位于所述隔夹层另一侧的油层砂岩组划分为第二开发层系；其中，所述第一厚度阈值为5～10m。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述独立开发层系的有效油层厚度及连通系数确定对应的开采策略，包括：
若确定所述独立开发层系的有效油层厚度大于第二厚度阈值且确定所述连通系数大于或等于连通阈值，则对应的开采策略为：利用蒸汽驱采油方式进行开采；其中，所述第二厚度阈值为15～20m，所述连通阈值为0.85～0.9。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述独立开发层系的有效油层厚度及连通系数确定对应的开采策略，包括：
若确定所述独立开发层系的有效油层厚度大于第二厚度阈值且确定所述连通系数小于连通阈值，则对应的开采策略为：利用蒸汽吞吐采油方式进行开采；其中，所述第二厚度阈值为15～20m，所述连通阈值为0.85～0.9。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，利用蒸汽驱采油方式进行开采或利用蒸汽吞吐采油方式进行开采时，所述蒸汽的干度大于75％。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据超稠油加热半径确定所述开采策略所需的井距，包括：
基于公式d＝2rh确定所述开采策略所需的井距；其中，所述d为所述井距，所述rh为超稠油加热区域的加热半径。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，方法还包括：
根据公式确定超稠油加热区域的加热半径rh；其中，所述Ar为超稠油加热区域的蒸汽面积，所述EA为波及系数。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，方法还包括：
根据公式确定所述超稠油加热区域的蒸汽面积Ar；其中，所述Is为蒸汽注入速率，所述h为独立开发层系的有效油层厚度，所述hm为饱和蒸汽的焓值，所述λs为所述独立开发层系中顶层岩石的导热系数，所述Ts为蒸汽温度，所述Tt为油层温度，所述MR为油层热容量，所述as为油层底层的热扩散系数，所述tD为无因次时间，所述erfc为误差补偿系数。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述井距及原始井网确定每个所述独立开发层系对应的目标井网，包括：
基于所述井距在所述原始井网中确定新生产井的位置；
基于所述新生产井的位置部署新井，所述新井与所述原始井网形成所述目标井网。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述井距及原始井网确定每个所述独立开发层系对应的目标井网后，方法还包括：
确定封堵策略，利用所述封堵策略对所述原始井网进行层系封堵。
10.一种提高超稠油油藏采收率的装置，其特征在于，所述装置包括：
第一确定单元，针对目标采油区块，获取可疑油层、差油层及干层的历史试采产能，基于所述历史试采产能及当前油层厚度确定所述目标采油区块中各砂岩组的有效油层厚度；
划分单元，用于基于各砂岩组的有效油层厚度以及相邻砂岩组之间的隔夹层厚度对目标采油区块进行层系划分，获得至少两个独立开发层系；
第二确定单元，用于针对每个独立开发层系，基于所述独立开发层系的有效油层厚度及连通系数确定对应的开采策略；
第三确定单元，用于针对每个所述独立开发层系，根据超稠油加热半径确定所述开采策略所需的井距，基于所述井距及原始井网确定每个所述独立开发层系对应的目标井网；以能在对独立开发层系进行开采时，利用所述独立开发层系对应的开发策略及对应的目标井网进行油气开采；其中，
所述划分单元具体用于：
在所述目标采油区块的所有砂岩组中确定油层砂岩组；
确定油层砂岩组的产能；
针对所述目标采油区块的任一隔夹层，判断所述隔夹层厚度是否大于第一厚度阈值；
若大于，则继续判断位于所述隔夹层一侧的油层砂岩组的产能是否一致，若一致，将位于所述隔夹层一侧的油层砂岩组划分为第一开发层系，将位于所述隔夹层另一侧的油层砂岩组划分为第二开发层系；其中，所述第一厚度阈值为5～10m。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二确定单元具体用于：
若确定所述独立开发层系的有效油层厚度大于第二厚度阈值且确定所述连通系数大于或等于连通阈值，则对应的开采策略为：利用蒸汽驱采油方式进行开采；其中，所述第二厚度阈值为15～20m，所述连通阈值为0.85～0.9。
12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二确定单元具体用于：
若确定所述独立开发层系的有效油层厚度大于第二厚度阈值且确定所述连通系数小于连通阈值，则对应的开采策略为：利用蒸汽吞吐采油方式进行开采；其中，所述第二厚度阈值为15～20m，所述连通阈值为0.85～0.9。
13.如权利要求10所述的装置，其特征在于，利用蒸汽驱采油方式进行开采或利用蒸汽吞吐采油方式进行开采时，所述蒸汽的干度大于75％。
14.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第三确定单元具体用于：
基于公式d＝2rh确定所述开采策略所需的井距；其中，所述d为所述井距，所述rh为超稠油加热区域的加热半径。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第三确定单元还用于：
根据公式确定超稠油加热区域的加热半径rh；其中，所述Ar为超稠油加热区域的蒸汽面积，所述EA为波及系数。
16.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第三确定单元还用于：
根据公式确定所述超稠油加热区域的蒸汽面积Ar；其中，所述Is为蒸汽注入速率，所述h为独立开发层系的有效油层厚度，所述hm为饱和蒸汽的焓值，所述λs为所述独立开发层系中顶层岩石的导热系数，所述Ts为蒸汽温度，所述Tt为油层温度，所述MR为油层热容量，所述as为油层底层的热扩散系数，所述tD为无因次时间，所述erfc为误差补偿系数。
17.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第三确定单元还用于：
基于所述井距在所述原始井网中确定新生产井的位置；
基于所述新生产井的位置部署新井，所述新井与所述原始井网形成所述目标井网。
18.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第三确定单元还用于：
确定封堵策略，利用所述封堵策略对所述原始井网进行层系封堵。
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