CN116291348A - 一种利用电加热辅助循环注蒸汽的sagd启动方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用电加热辅助循环注蒸汽的SAGD启动方法及系统,其中方法包括:对筛选后SAGD井组的注汽井和生产井井筒进行清洗,并将其饱和水;对饱和水的注汽井和生产井井筒周围储层进行扩容;通过加热电极将扩容后的注汽井和生产井整个水平段加热至第一设定温度时,停止加热;通过长油管向注汽井、生产井注入第二设定温度的水,通过短油管以排液的方式进行第一设定时间的循环替液,并在停排后通过长油管继续按照第二设定时间向注汽井、生产井注入第二设定温度的水;判断筛选后SAGD井组的水平段井间是否连通,根据判断结果确定是否转入SAGD生产。本发明可实现SAGD水平段快速均匀热连通,实现蒸汽腔的均匀扩展,提高产量。

Description

一种利用电加热辅助循环注蒸汽的SAGD启动方法及系统
技术领域
本发明属于石油开采技术领域,特别涉及一种利用电加热辅助循环注蒸汽的SAGD启动方法及系统。
背景技术
蒸汽辅助重力泄油技术(Steam Assisted GravityDrainage,简称:SAGD)是1978年加拿大Bulter所发明,在加拿大油砂矿区、我国的辽河油田、新疆油田等地的稠油油藏得到了成功应用。双水平井SAGD原理是在同一油层部署上下叠置的水平井对,在上部注汽井中注入高干度蒸汽,由于蒸汽密度远远小于原油而向上超覆在地层中形成蒸汽腔,随着蒸汽的不断注入,蒸汽腔不断向上及侧面扩展,与油层中的原油发生热交换,被加热的原油粘度降低,与冷凝水在重力作用下向下流动,从油层下部的水平生产井中采出。
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。但常规的SAGD注蒸汽循环预热的方式,受到油层导热率、热扩散系数等热物性参数的影响,会导致水平段预热不均匀,脚尖处温度过低,水平段动用程度低,严重制约转SAGD生产后蒸汽腔的扩展,最终造成生产效果较差。
发明内容
针对上述问题,本发明提供一种利用电加热辅助循环注蒸汽的SAGD启动方法及系统,可实现SAGD水平段快速均匀热连通,实现蒸汽腔的均匀扩展。
本发明提供一种利用电加热辅助循环注蒸汽的SAGD启动方法,包括以下步骤:
S1、对筛选后SAGD井组的注汽井和生产井井筒进行清洗,并将其饱和水;
S2、对饱和水的注汽井和生产井井筒周围储层进行扩容;
S3、通过加热电极将扩容后的注汽井和生产井整个水平段加热至第一设定温度时,停止加热;
S4、通过长油管向注汽井、生产井注入第二设定温度的水,通过短油管以排液的方式进行第一设定时间的循环替液,并在停排后通过长油管继续按照第二设定时间向注汽井、生产井注入第二设定温度的水;
S5、判断筛选后SAGD井组的水平段井间是否连通,根据判断结果确定是否转入SAGD生产。
进一步的,步骤S1具体包括:
使用一定温度的蒸汽对注汽井和生产井井筒进行为期一周的清洗,将井筒内原油与泥饼清除;
向注汽井、生产井井筒中注入80℃的热水,将注汽井和生产井井筒饱和水。
进一步的,步骤S2具体包括:
按照设定的注入速率和注入压力,沿着注汽井和生产井的长度方向均匀地横向注入刺激物;
提高设定的注入速率和注入压力,使注汽井与生产井井筒周围扩容范围逐渐变大;
根据实时施工数据进行扩容半径计算,当扩容半径满足阀值时,停止扩容。
进一步的,步骤S3具体包括:
向注汽井的长油管和生产井的长油管内下入加热电极,加热电极放置于整个水平段;
开启加热电极,将注汽井和生产井整个水平段加热至300~330℃时,关闭加热电极。
进一步的,加热电极功率大于1kW/m,长度为整个水平段的长度。
进一步的,步骤S4具体包括:
关闭加热电极之后,通过长油管向注汽井注入80℃热水,通过短油管以排液的方式进行循环替液,排液时间为3~4天,并在停排后通过长油管继续向注汽井注入80℃的热水,注入时间为3天;其中,注热水速度为80~100t/d,排液速度100~150t/d;
通过长油管向生产井注入80℃热水,通过短油管以排液的方式进行循环替液,排液时间为3~4天,并在停排后通过长油管继续向生产井注入80℃的热水,注入时间为3天;其中,注热水速度100~120t/d,排液速度120~160t/d。
进一步的,步骤S5具体包括:
若水平段井间未形成连通,重复步骤S3、S4直至水平段井间形成连通;直至若水平段井间形成连通后,按照设定次数重复步骤S3、S4,然后转入SAGD生产。
进一步的,包括:
关闭SAGD井组2小时;
打开注汽井注汽,8小时后打开生产井,期间每10分钟记录一次井下压力变化,若生产井井下压力由下降转为缓慢上升,则SAGD井组间已形成连通。
进一步的,SAGD启动方法还包括步骤:
S0、对井组进行筛选,获得适用电加热辅助循环蒸汽的SAGD井组,其中SAGD井组包括注汽井和生产井。
进一步的,适用电加热辅助循环蒸汽的SAGD井组具体为:水平段导热系数级差小于1.5,无连续大段纯泥岩,含油饱和度大于60%的井组。
进一步的,加热电极位于长油管内部下方。
本发明还提供一种利用电加热辅助循环注蒸汽的SAGD启动系统,包括:
井筒清洗装置,用于对筛选后SAGD井组的注汽井和生产井井筒进行清洗,并将其饱和水;
扩容装置,用于对饱和水的注汽井和生产井井筒周围储层进行扩容;
加热电极,用于将扩容后的注汽井和生产井整个水平段加热至第一设定温度时,停止加热;
长油管,用于向注汽井、生产井注入第二设定温度的水,还用于在停排后继续按照第二设定时间向注汽井、生产井注入第二设定温度的水;
短油管,用于通过排液的方式进行第一设定时间的循环替液;
井组连通判断装置,用于判断筛选后SAGD井组的水平段井间是否连通,根据判断结果确定是否转入SAGD生产。
进一步的,井筒清洗装置具体用于:使用一定温度的蒸汽对注汽井和生产井井筒进行为期一周的清洗,将井筒内原油与泥饼清除;向注汽井、生产井井筒中注入80℃的热水,将注汽井和生产井井筒饱和水。
进一步的,扩容装置具体用于:按照设定的注入速率和注入压力,沿着注汽井和生产井的长度方向均匀地横向注入刺激物;提高设定的注入速率和注入压力,使注汽井与生产井井筒周围扩容范围逐渐变大;根据实时施工数据进行扩容半径计算,当扩容半径满足阀值时,停止扩容。
进一步的,井组连通判断装置具体用于:关闭SAGD井组2小时;打开注汽井注汽,8小时后打开生产井,期间每10分钟记录一次井下压力变化,若生产井井下压力由下降转为缓慢上升,则SAGD井组间已形成连通。
进一步的,加热电极位于长油管内部下方。
本发明的有益效果:本发明可实现SAGD水平段快速均匀热连通,实现蒸汽腔的均匀扩展。相比常规蒸汽循环预热启动,缩短了循环预热时间,提高了水平段动用程度,增加了水平段泄油通道的长度,达到提高产量的目的。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据本发明实施例的一种利用电加热辅助循环注蒸汽的SAGD启动方法流程示意图;
图2示出了根据本发明实施例的利用电加热辅助循环注蒸汽的SAGD启动方法具体实施流程示意图;
图3示出了根据本发明实施例的注汽井和生产井的管柱结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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、完整地说明,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,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,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例的SAGD启动方法,应用于油田中的稠油油藏的开采,具体用于提高稠油油藏蒸汽辅助重力泄油(SAGD)水平段动用程度。
请参阅图1,图1示出了根据本发明实施例的一种利用电加热辅助循环注蒸汽的SAGD启动方法流程示意图。
一种利用电加热辅助循环注蒸汽的SAGD启动方法,包括以下步骤:
S1、对筛选后SAGD井组的注汽井和生产井井筒进行清洗,并将其饱和水。
需要说明的是,本发明实施例中提到的饱和水指的是向注汽井和/或生产井内注满水。
S2、对饱和水的注汽井和生产井井筒周围储层进行扩容。
S3、通过加热电极将扩容后的注汽井和生产井整个水平段加热至第一设定温度时,停止加热;其中,加热电极位于长油管内部下方。
S4、通过长油管向注汽井、生产井注入第二设定温度的水,通过短油管以排液的方式进行第一设定时间的循环替液,并在停排后通过长油管继续按照第二设定时间向注汽井、生产井注入第二设定温度的水。
S5、判断筛选后SAGD井组的水平段井间是否连通,根据判断结果确定是否转入SAGD生产。
本发明实施例的SAGD启动方法,可实现SAGD水平段快速均匀热连通,实现蒸汽腔的均匀扩展。相比常规蒸汽循环预热启动,缩短了循环预热时间,提高了水平段动用程度,增加了水平段泄油通道的长度,实现了提高产量的目的。
进一步的,SAGD启动方法还包括步骤:
S0、对井组进行筛选,获得适用电加热辅助循环蒸汽的SAGD井组,其中SAGD井组包括注汽井和生产井。
优选的,适用电加热辅助循环蒸汽的SAGD井组的水平段导热系数级差小于1.5,无连续大段纯泥岩,含油饱和度大于60%的井组。
请参阅图2,图2示出了根据本发明实施例的利用电加热辅助循环注蒸汽的SAGD启动方法具体实施流程示意图。
具体实施时,对适用电加热辅助循环蒸汽的SAGD井组进行筛选;井筒清洗,将注汽井和生产井井筒内原油与泥饼清除,然后饱和水;向注汽井及生产井同时注入刺激物,缓慢提高井底压力,对井筒周围储层进行低压扩容;向注汽井和生产井长油管内下入加热电极,加热电极放置于整个水平段;开启加热电极,将注汽井和生产井整个水平段加热至300℃,超过330℃,关闭加热电极;注汽井、生产井采用长油管注入80℃热水,短油管排液的方式进行循环替液3~4天,并在停排后继续注汽3天;然后开启加热电极,重复上述开启加热电极后的操作,直至实现井间均匀热连通,电加热辅助SAGD注蒸汽循环的启动完成。
具体的,步骤S1包括:
S11、使用一定温度的蒸汽对注汽井和生产井井筒进行为期一周的清洗,将井筒内原油与泥饼清除。
S12、向注汽井、生产井井筒中注入80℃的热水,将注汽井和生产井井筒饱和水。
具体实施时,向注汽井、生产井井筒中各注入80℃的热水100t。
具体的,步骤S2包括:
S21、按照设定的注入速率和注入压力,沿着注汽井和生产井的长度方向均匀地横向注入刺激物。
S22、提高设定的注入速率和注入压力,使注汽井与生产井井筒周围扩容范围逐渐变大。
S23、根据实时施工数据进行扩容半径计算,当扩容半径满足阀值时,停止扩容。
需要说明的是,本步骤中向注汽井及生产井同时注入刺激物,缓慢提高井底压力,对井筒周围储层进行低压扩容,直到压力略高于最小主应力为止。
具体实施时,以受到监控和控制的注入速率和注入压力,以沿着注汽井和生产井的长度方向均匀地横向注入刺激物;通过进一步提高注入速率与注入压力,使注汽井与生产井井筒周围扩容范围逐渐变大,同时结合储层物性条件,严格监控和控制注入速率与注入压力,使得扩容范围可控;结合实时施工数据进行扩容半径计算,当注汽井与生产井扩容半径之和等于两井间距离时,停止扩容。
具体,步骤S3包括:
S31、向注汽井和生产井长油管内下入加热电极,加热电极放置于整个水平段。
具体实施时,将加热电极通过环空下入注汽井和生产井的筛管中,加热电极功率大于1kW/m,长度为整个水平段的长度。
请参阅图3,图3示出了根据本发明实施例的注汽井和生产井的管柱结构示意图。
具体的,本发明实施例中,注汽井和生产井的管柱结构包括:筛管,筛管内设置有长油管、短油管和加热器,加热器设置在长油管的下方,加热下方还设置有测温管。
示例的,选用7in的筛管,筛管内部设置有连续油管,加热电缆设置与连续油管内,测温管位于加热电缆下方。
需要说明的是,筛管、连续油管、加热电缆和测温管的规格可根据注汽井和生产井的生产情况选用。
示例的,若筛选出适用电加热辅助循环蒸汽的SAGD井组的水平段长度为400m,则加热电极的长度为400m。
S32、开启加热电极,将注汽井和生产井整个水平段加热至第一设定温度时,关闭加热电极。
需要说明的是,在注汽井和生产井均下入加热电极,井筒内的水通过加热电极加热,变成水蒸汽进入油层,与原油发生热交换,被加热降粘的原油在重力作用下向下流动,聚集在井筒附近。
具体的,第一设定温度为300~330℃。
具体实施时,开启加热电极,将注汽井和生产井的水平段温度加热至300℃,加热时间为30天,同时对注汽井和生产井的水平段温度进行监测,当温度超过330℃时,则关闭加热电极或降低加热电极的功率,以避免原油出现结焦。
具体的,第二设定温度为80℃,第一设定时间为3~4天,第二设定时间为3天。
具体的,步骤S4包括:
S41、关闭加热电极之后,通过长油管向注汽井注入80℃热水,通过短油管以排液的方式进行循环替液,排液时间为3~4天,并在停排后通过长油管继续向注汽井注入80℃的热水,注入时间为3天;其中,注热水速度为80~100t/d,排液速度100~150t/d。
S42、通过长油管向生产井注入80℃热水,通过短油管以排液的方式进行循环替液,排液时间为3~4天,并在停排后通过长油管继续向生产井注入80℃的热水,注入时间为3天;其中,注热水速度100~120t/d,排液速度120~160t/d。
需要说明的是,本步骤中生产井的替液量大于注汽井的替液量。
具体,步骤S5包括:
若水平段井间未形成连通,重复步骤S3、S4直至水平段井间形成连通;直至若水平段井间形成连通后,安装设定次数重复步骤S3、S4,然后转入SAGD生产。
具体实施时,井间形成连通后,再重复步骤S3、S4三到四轮,以促进蒸汽腔发育,然后转入SAGD生产,注汽井长管注汽,生产井短管采油。
具体的,判断筛选后SAGD井组的水平段井间是否连通,包括:
S51、关闭SAGD井组2小时。
S52、打开注汽井注汽,8小时后打开生产井,期间每10分钟记录一次井下压力变化,若生产井井下压力由下降转为缓慢上升,则SAGD井组间已形成连通。
本发明实施例还提供一种利用电加热辅助循环注蒸汽的SAGD启动系统,包括:
井筒清洗装置,用于对筛选后SAGD井组的注汽井和生产井井筒进行清洗,并将其饱和水。
扩容装置,用于对饱和水的注汽井和生产井井筒周围储层进行低压扩容。
加热电极,用于将扩容后的注汽井和生产井整个水平段加热至第一设定温度时,停止加热;其中,加热电极位于长油管内部下方。
长油管,用于向注汽井、生产井注入第二设定温度的水,还用于在停排后继续按照第二设定时间向注汽井、生产井注入第二设定温度的水。
短油管,用于通过排液的方式进行第一设定时间的循环替液。
井组连通判断装置,用于判断筛选后SAGD井组的水平段井间是否连通,根据判断结果确定是否转入SAGD生产。
进一步的,井筒清洗装置具体用于:使用一定温度的蒸汽对注汽井和生产井井筒进行为期一周的清洗,将井筒内原油与泥饼清除;向注汽井、生产井井筒中注入80℃的热水,将注汽井和生产井井筒饱和水。
进一步的,扩容装置具体用于:按照设定的注入速率和注入压力,沿着注汽井和生产井的长度方向均匀地横向注入刺激物;提高设定的注入速率和注入压力,使注汽井与生产井井筒周围扩容范围逐渐变大;根据实时施工数据进行扩容半径计算,当扩容半径满足阀值时,停止扩容。
进一步的,井组连通判断装置具体用于:关闭SAGD井组2小时;打开注汽井注汽,8小时后打开生产井,期间每10分钟记录一次井下压力变化,若生产井井下压力由下降转为缓慢上升,则SAGD井组间已形成连通。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (16)

1.一种利用电加热辅助循环注蒸汽的SAGD启动方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、对筛选后SAGD井组的注汽井和生产井井筒进行清洗,并将其饱和水;
S2、对饱和水的注汽井和生产井井筒周围储层进行扩容;
S3、通过加热电极将扩容后的注汽井和生产井整个水平段加热至第一设定温度时,停止加热;
S4、通过长油管向注汽井、生产井注入第二设定温度的水,通过短油管以排液的方式进行第一设定时间的循环替液,并在停排后通过长油管继续按照第二设定时间向注汽井、生产井注入第二设定温度的水;
S5、判断筛选后SAGD井组的水平段井间是否连通,根据判断结果确定是否转入SAGD生产。
2.根据权利要求1所述的利用电加热辅助循环注蒸汽的SAGD启动方法,其特征在于,步骤S1具体包括:
使用一定温度的蒸汽对注汽井和生产井井筒进行为期一周的清洗,将井筒内原油与泥饼清除;
向注汽井、生产井井筒中注入80℃的热水,将注汽井和生产井井筒饱和水。
3.根据权利要求1所述的利用电加热辅助循环注蒸汽的SAGD启动方法,其特征在于,步骤S2具体包括:
按照设定的注入速率和注入压力,沿着注汽井和生产井的长度方向均匀地横向注入刺激物;
提高设定的注入速率和注入压力,使注汽井与生产井井筒周围扩容范围逐渐变大;
根据实时施工数据进行扩容半径计算,当扩容半径满足阀值时,停止扩容。
4.根据权利要求1所述的利用电加热辅助循环注蒸汽的SAGD启动方法,其特征在于,步骤S3具体包括:
向注汽井的长油管和生产井的长油管内下入加热电极,加热电极放置于整个水平段;
开启加热电极,将注汽井和生产井整个水平段加热至300~330℃时,关闭加热电极。
5.根据权利要求4所述的利用电加热辅助循环注蒸汽的SAGD启动方法,其特征在于,加热电极功率大于1kW/m,长度为整个水平段的长度。
6.根据权利要求1所述的利用电加热辅助循环注蒸汽的SAGD启动方法,其特征在于,步骤S4具体包括:
关闭加热电极之后,通过长油管向注汽井注入80℃热水,通过短油管以排液的方式进行循环替液,排液时间为3~4天,并在停排后通过长油管继续向注汽井注入80℃的热水,注入时间为3天;其中,注热水速度为80~100t/d,排液速度100~150t/d;
通过长油管向生产井注入80℃热水,通过短油管以排液的方式进行循环替液,排液时间为3~4天,并在停排后通过长油管继续向生产井注入80℃的热水,注入时间为3天;其中,注热水速度100~120t/d,排液速度120~160t/d。
7.根据权利要求1所述的利用电加热辅助循环注蒸汽的SAGD启动方法,其特征在于,步骤S5具体包括:
若水平段井间未形成连通,重复步骤S3、S4直至水平段井间形成连通;直至若水平段井间形成连通后,按照设定次数重复步骤S3、S4,然后转入SAGD生产。
8.根据权利要求7所述的利用电加热辅助循环注蒸汽的SAGD启动方法,其特征在于,判断筛选后SAGD井组的水平段井间是否连通,包括:
关闭SAGD井组2小时;
打开注汽井注汽,8小时后打开生产井,期间每10分钟记录一次井下压力变化,若生产井井下压力由下降转为缓慢上升,则SAGD井组间已形成连通。
9.根据权利要求1-8任一所述的利用电加热辅助循环注蒸汽的SAGD启动方法,其特征在于,SAGD启动方法还包括步骤:
S0、对井组进行筛选,获得适用电加热辅助循环蒸汽的SAGD井组,其中SAGD井组包括注汽井和生产井。
10.根据权利要求9所述的利用电加热辅助循环注蒸汽的SAGD启动方法,其特征在于,适用电加热辅助循环蒸汽的SAGD井组具体为:水平段导热系数级差小于1.5,无连续大段纯泥岩,含油饱和度大于60%的井组。
11.根据权利要求1-8任一所述的利用电加热辅助循环注蒸汽的SAGD启动方法,其特征在于,加热电极位于长油管内部下方。
12.一种利用电加热辅助循环注蒸汽的SAGD启动系统,其特征在于,包括:
井筒清洗装置,用于对筛选后SAGD井组的注汽井和生产井井筒进行清洗,并将其饱和水;
扩容装置,用于对饱和水的注汽井和生产井井筒周围储层进行扩容;
加热电极,用于将扩容后的注汽井和生产井整个水平段加热至第一设定温度时,停止加热;
长油管,用于向注汽井、生产井注入第二设定温度的水,还用于在停排后继续按照第二设定时间向注汽井、生产井注入第二设定温度的水;
短油管,用于通过排液的方式进行第一设定时间的循环替液;
井组连通判断装置,用于判断筛选后SAGD井组的水平段井间是否连通,根据判断结果确定是否转入SAGD生产。
13.根据权利要求12所述的利用电加热辅助循环注蒸汽的SAGD启动系统,其特征在于,井筒清洗装置具体用于:使用一定温度的蒸汽对注汽井和生产井井筒进行为期一周的清洗,将井筒内原油与泥饼清除;向注汽井、生产井井筒中注入80℃的热水,将注汽井和生产井井筒饱和水。
14.根据权利要求12所述的利用电加热辅助循环注蒸汽的SAGD启动系统,其特征在于,扩容装置具体用于:按照设定的注入速率和注入压力,沿着注汽井和生产井的长度方向均匀地横向注入刺激物;提高设定的注入速率和注入压力,使注汽井与生产井井筒周围扩容范围逐渐变大;根据实时施工数据进行扩容半径计算,当扩容半径满足阀值时,停止扩容。
15.根据权利要求12所述的利用电加热辅助循环注蒸汽的SAGD启动系统,其特征在于,井组连通判断装置具体用于:关闭SAGD井组2小时;打开注汽井注汽,8小时后打开生产井,期间每10分钟记录一次井下压力变化,若生产井井下压力由下降转为缓慢上升,则SAGD井组间已形成连通。
16.根据权利要求12-15任一所述的利用电加热辅助循环注蒸汽的SAGD启动系统,其特征在于,加热电极位于长油管内部下方。
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