CN118273692A - 就地提高蒸汽干度的深层超稠油开发方法、系统及井网 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种就地提高蒸汽干度的深层超稠油开发方法、系统及井网。该深层稠油开采方法中采用的同心双层分支油藏井网包括：中心井、布置于中心井周围的多个注采井、以及布置于多个注采井外周的多个生产井；中心井包括多个分支井段；该方法包括：在中心井下入中心注气管柱，在多个注采井和多个生产井内下入泡沫油管柱和举升管柱；向中心注气管柱注入空气，以使注入的空气接触待开采稠油储层发生氧化放热反应，并向中心井的油套环空注入蒸汽；通过举升管柱进行产液举升生产；在举升生产过程中，监测任一注采井和生产井的产液量是否超过预设产液量，若是，启动对应井的泡沫油管柱进行加注起泡液。

Description

就地提高蒸汽干度的深层超稠油开发方法、系统及井网

技术领域

本发明涉及一种就地提高蒸汽干度的深层超稠油开发方法、系统、井网和应用。

背景技术

稠油油藏资源丰富、储量规模大，是重要的石油资源，以中国为例，稠油/超稠油的探明资源量超300亿吨，储量规模世界排名第7位。如何经济高效的动用中深层稠油/超稠油资源将是未来油气开发的主要增长点，对提高油气产量具有重要的现实意义。

超稠油普遍存在粘度高、流动性差的特点，一般采用蒸汽热采的方法进行开采。但是，由于中深层超稠油的油层埋藏深，使用常规蒸汽热采方式对中深层超稠油进行开采，蒸汽到达井底时的干度很低，再加上顶底盖层的散热，蒸汽干度迅速降为零，导致在开采过程中无法有效利用蒸汽的潜热。一些中深层超稠油油藏中的老井为常规竖直井，向老井中注入蒸汽后，蒸汽干度快速降低，蒸汽热量损失快，导致超稠油的采收效率低。因此，虽已探明大量超稠油资源，但就目前看来，中深层超稠油油藏的动用效果较差，动用程度也较低。

发明内容

发明人发现，对于深层稠油的开采，常规蒸汽热采技术，例如蒸汽吞吐采油，难以有效利用蒸汽潜热实现高效采收，导致经过蒸汽吞吐后的稠油储层的动用程度低，动用效果较差。针对这一情况，现亟需提供一种能够提高井底蒸汽干度，实现深层稠油开采的方法，提高深层稠油的采收率。鉴于上述问题，本发明实施例有必要提出一种就地提高蒸汽干度的深层超稠油开发方法、系统、油藏井网和应用以解决或部分解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

作为本发明实施例的第一个方面，本发明实施例提供了一种就地提高蒸汽干度的深层超稠油开发方法，包括：

采用同心双层分支油藏井网，所述井网，包括：中心井、布置于所述中心井周围的多个注采井、以及布置于所述多个注采井外周的多个生产井；所述中心井包括多个分支井段，且所述中心井的蒸汽出口设置于所述分支井段的2/3处；

在所述中心井下入中心注气管柱，使所述中心注气管柱的空气注入口伸入待开采稠油储层底部，且距离所述待开采稠油储层底界的距离为所述待开采稠油储层深度的1/4；

在所述多个注采井和所述多个生产井内下入泡沫油管柱和举升管柱；

向所述中心注气管柱注入空气，以使注入的空气接触待开采稠油储层发生氧化放热反应，并向所述中心井的油套环空注入蒸汽；

通过所述举升管柱进行产液举升生产；

在举升生产过程中，监测任一所述注采井和生产井的产液量是否超过预设产液量，若是，启动对应井的泡沫油管柱进行加注起泡液；

持续监测所述多个注采井的温度是否达到预设温度，若是，向所述注采井注入蒸汽，并停止向所述中心井的油套环空注入蒸汽；

持续监测所述多个生产井的温度是否达到所述预设温度，若是，停止向所述注采井注入蒸汽，并启动向所述注采井注入冷水。

在一个或一些可选的实施例中，在启动对应井的泡沫油管柱进行加注起泡液之前，还包括：

监测所述注采井和所述生产井的气液比，若所述气液比大于第一预设阈值且小于第二预设阈值，则所述起泡液加量为所述注采井和所述生产井的产液量的第一占比；若所述气液比大于第二预设阈值且小于第三预设阈值，则所述起泡液加量为所述注采井和生产井的产液量的第二占比；所述第一占比小于所述第二占比。

在一个或一些可选的实施例中，所述在所述中心井下入中心注气管柱，具体包括：

对所述中心井的套管垂直段采用隔热管完井，在所述套管内下入所述中心注气管柱；其中，所述中心注气管柱包括防腐油管、第一筛管和第一丝堵。

在一个或一些可选的实施例中，向所述中心井的油套环空注入蒸汽的干度大于40％；

向所述注采井注入蒸汽的干度大于40％。

在一个或一些可选的实施例中，向所述中心井的油套环空注入蒸汽与向所述中心注气管柱注入空气的量满足如下条件：

每注入5吨蒸汽，注入空气的量为10000标方。

在一个或一些可选的实施例中，所述空气和蒸汽的注入量与所述多个注采井和所述多个生产井的产液量之比为1:1.5。

在一个或一些可选的实施例中，向所述注采井注入蒸汽与向所述中心注气管柱注入空气的量满足如下条件：

每注入5吨蒸汽，注入空气的量为10000标方。

在一个或一些可选的实施例中，所述空气和蒸汽的注入量与所述多个生产井的产液量之比为1:1.5。

在一个或一些可选的实施例中，所述井网包括八个注采井和八个生产井；其中，所述八个注采井构成第一矩形，所述八个生产井构成第二矩形，所述第一矩形和第二矩形同心且所述中心井位于所述第一矩形和第二矩形的中心。

作为本发明实施例的第二个方面，本发明实施例提供一种就地提高蒸汽干度的深层超稠油开发系统；

采用同心双层分支油藏井网，所述井网，包括：中心井，布置于所述中心井周围的多个注采井、以及布置于所述多个注采井外周的多个生产井；所述中心井包括多个分支井段，以连通所述多个注采井和所述多个生产井，且所述中心井的蒸汽出口设置于所述分支井段的2/3处；

所述系统包括：中心注气管柱、泡沫油管柱、举升管柱、产液量监测装置和温度监测装置；

中心注气管柱可下入所述中心井，且所述中心注气管柱的空气注入口伸入待开采稠油储层底部，且距离所述待开采稠油储层底界的距离为所述待开采稠油储层深度的1/4，以在举升生产过程中注入空气，使注入的空气接触待开采稠油储层发生氧化放热反应；

所述泡沫油管柱和举升管柱可下入所述多个注采井和所述多个生产井内，以通过所述举升管柱进行产液举升生产，以及通过所述泡沫油管柱进行加注起泡液；

所述产液量监测装置，用于监测任一所述注采井和生产井的产液量是否超过预设产液量，若是，启动对应井的泡沫油管柱进行加注起泡液；

所述温度监测装置，用于监测所述多个注采井的温度是否达到预设温度，若是，控制启动向所述注采井注入蒸汽，并停止向所述中心井的油套环空注入蒸汽；以及，监测所述多个生产井的温度是否达到所述预设温度，若是，控制停止向所述注采井注入蒸汽，并启动向所述注采井注入冷水。

作为本发明实施例的第三个方面，本发明实施例提供一种同心双层分支油藏井网，包括：中心井，布置于所述中心井周围的多个注采井、以及布置于所述多个注采井外周的多个生产井；所述中心井包括多个分支井段，以连通所述多个注采井和所述多个生产井，且所述中心井的蒸汽出口设置于所述分支井段的2/3处；

在所述中心井可下入中心注气管柱，在所述多个注采井和所述多个生产井内可下入泡沫油管柱和举升管柱；在所述多个注采井还可下入蒸汽注汽管柱；

所述井网用于举升生产时，向所述中心注气管柱注入空气，以使注入的空气接触待开采稠油储层发生氧化放热反应，并向所述中心井的油套环空注入蒸汽；

通过所述举升管柱进行产液举升生产；

在举升生产过程中，若任一所述注采井和生产井的产液量超过预设产液量，则通过泡沫油管柱进行加注起泡液；

若注采井的温度达到预设温度，则向所述注采井注入蒸汽，并停止向所述中心井的油套环空注入蒸汽；

若生产井的温度达到所述预设温度，则停止向所述注采井注入蒸汽，并启动向所述注采井注入冷水。

作为本发明实施例的第四个方面，本发明实施例提供一种上述同心双层分支油藏井网在深层稠油开采中的应用。

基于上述技术方案，本发明较现有技术而言的有益效果为：

本发明实施例提供的就地提高蒸汽干度的深层超稠油开发方法，通过向待开采稠油储层注入空气和蒸汽，待开采稠油在蒸汽加热的作用下迅速燃烧，并放出大量热量，提升了蒸汽干度，提高了稠油的采收率。向待开采稠油储层注入的空气中含大量氮气，氮气主要分布于待开采稠油储层的顶部，具有隔热作用，减少了蒸汽在上部盖层的热量散失，使蒸汽保持一定的干度。通过使用空气辅助蒸汽驱替采油，随着燃烧前缘面积的扩大，火线前缘逐渐形成，对前方汽/气窜通道进行暂堵，增大了驱替前缘的角度，提高了油藏的纵向动用程度和动用效果。

本发明实施例提供的就地提高蒸汽干度的深层超稠油开发方法，在举升生产过程中，通过向注采井和生产井注入起泡液，大幅降低了液体的粘度和密度，解决了举升生产过程中因排量大无法举升的难题，提高了采油速度，提高深层稠油的采收率，降低了作业成本。

本发明的其他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在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的就地提高蒸汽干度的深层超稠油开发方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的同心双层分支油藏井网的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的同心双层分支油藏井网的中心井的结构示意图；

图4a为本发明实施例提供的空气辅助蒸汽驱替开始时油藏驱替角度示意图；

图4b为本发明实施例提供的空气辅助蒸汽驱替过程中油藏驱替角度示意图；

其中：

1为同心双层分支油藏井网、11为中心井、111为中间竖直井段、1111为中心注气管柱、112为分支井段、113为封隔器、12为注采井、13为生产井。

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。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

发明人发现，中深层超稠油油藏的油藏倾角小于10°，油藏埋深为1500m左右，50℃原油粘度大于50000mPa·s，使用常规蒸汽热采技术进行稠油的采收时，蒸汽在油井中输送的过程中干度降低快，热量损失大，导致无法有效利用蒸汽的潜热实现高效采收，并且，由于原油的粘度大，举升生产的过程中需要的载荷大，常规有杆泵难以进行高效举升。

基于此，本发明实施例提供一种就地提高蒸汽干度的深层超稠油开发方法，采用同心双层分支油藏井网，参照图1-图3所示，所述井网1，包括：中心井11、布置于所述中心井11周围的多个注采井12、以及布置于所述多个注采井12外周的多个生产井13；所述中心井11包括多个分支井段112，且所述中心井11的蒸汽出口设置于所述分支井段112的2/3处；

参照图1所示，该方法具体包括下述步骤：

S101：在所述中心井11下入中心注气管柱1111，使所述中心注气管柱1111的空气注入口伸入待开采稠油储层底部，且距离所述待开采稠油储层底界的距离为所述待开采稠油储层深度的1/4；

S102：在所述多个注采井12和所述多个生产井13内下入泡沫油管柱和举升管柱；

S103：向所述中心注气管柱1111注入空气，以使注入的空气接触待开采稠油储层发生氧化放热反应，并向所述中心井11的油套环空注入蒸汽；

S104：通过所述举升管柱进行产液举升生产；

S105：在举升生产过程中，监测任一所述注采井12和生产井13的产液量是否超过预设产液量，若是，执行步骤S106，若否，重复执行步骤S105；

S106：启动对应井的泡沫油管柱进行加注起泡液；

S107：持续监测所述多个注采井12的温度是否达到预设温度，若是，若是，执行步骤S108，若否，重复执行步骤S107；

S108：向所述注采井12注入蒸汽，并停止向所述中心井11的油套环空注入蒸汽；

S109：持续监测所述多个生产井13的温度是否达到所述预设温度，若是，执行步骤S110，若否，重复执行步骤S109；

S110：停止向所述注采井12注入蒸汽，并启动向所述注采井12注入冷水。

发明人发现，使用本发明实施例提供的就地提高蒸汽干度的深层超稠油开发方法进行稠油高效采收，能够应用于孔隙度大于20％，渗透率大于500mD的中深层稠油资源开发，充分挖掘中深层稠油资源开发的条件和开采价值。

通过本发明实施例提供的深层稠油开采方法，向待开采稠油储层通入蒸汽，由于蒸汽对待开采稠油储层进行蒸馏后，待开采稠油储层的上部为较轻的馏分，原油的自燃温度为240℃左右，所以通过中心注气管柱1111向储层注入空气进行空气辅助蒸汽驱过程中，蒸汽加热的原油，在重力的影响下，下部含油饱和度高，下部注入的空气接触油层时，与原油发生氧化放热反应，首先着火部位为待开采稠油储层的上表面，稠油在蒸汽加热的作用下迅速燃烧，并放出大量热量，放出的热量加热储层和蒸汽，实现就地二次提升井底蒸汽干度，提升了注入待开采稠油储层的蒸汽干度，提高了蒸汽驱替的效率。

并且，由于稠油燃烧产生了大量的烟道尾气，烟道尾气中含有12％-15％的二氧化碳，能够溶解于原油，从而降低稠油的粘度，达到了混相驱替的作用。由于稠油燃烧产生了烟道尾气中还含有大量氮气，烟道尾气在驱替过程中，其含有的大部分氮气主要分布在待开采稠油储层的顶部，加强了氮气隔热效果，减少了蒸汽向上部盖层热量的散失，提高了深层超稠油油藏的热采效果。

通过本发明实施例提供的深层稠油开采方法，空气辅助蒸汽驱替过程中，随着燃烧前缘面积的扩大，火线前缘逐渐形成，对前方汽/气窜通道进行暂堵，改变了蒸汽驱剥油机理，增大驱替前缘角度，随着驱替前缘的角度增大，中深层超稠油油藏的纵向动用程度不断提高，加强了中深层超稠油油藏的动用效果。

为了对本发明的蒸汽驱剥油机理做出更清楚的说明，空气辅助蒸汽驱替过程开始时，在油层底部注入空气，在油层中下部注入蒸汽，实现均匀注气，参照图4a所示，由于储层中上层含气饱和度高，水和蒸汽分布在储层中部，而稠油主要集中在下层，当空气和蒸汽同注过程中，空气跟油层发生氧化放热反应，形成火线前缘，由于燃烧形成的高饱和度油体，对前方汽/气窜通道进行暂堵，从而实现火线前缘角度的调整，改变了蒸汽驱剥油机理，参照图4b所示，使得驱替前缘的角度不断增大。随着驱替前缘的角度增大，中深层超稠油油藏的纵向动用程度不断提高，加强了中深层超稠油油藏的动用效果。

本发明实施例中，上述同心双层分支油藏井网1用于开采待开采稠油储层。根据待开采稠油储层的实际情况，可以布置多个本发明实施例提供的同心双层分支油藏井网1，共同对待开采稠油储层进行开采，以提高稠油的采收效率。

本发明实施例中，上述同心双层分支油藏井网1中布置的注采井12的个数、生产井13的个数以及中心井11的分支井段112的个数均可以根据待开采稠油储层的实际情况进行选择，只要能够更好的实现蒸汽驱替的效果，提升稠油开采的采收率。为了更好的对本发明实施例提供的同心双层分支油藏井进行说明，本实施例为便于理解，以所述同心双层分支油藏井包括八个注采井12和八个生产井13，并且，所述中心井11包括六个分支井段112为例进行详细描述如下：

参照图2所示，所述八个注采井12围绕中心井11布置，所述八个注采井构成第一矩形，所述第一矩形的每一条边上布置三个注采井12。所述八个生产井13围绕所述中心井11和所述八个注采井12布置，所述八个生产井13构成第二矩形，所述第二矩形的每一条边上布置三个生产井13。所述八个注采井12均包括第一竖直井段，由于位于第一矩形四个顶点处的四个注采井12相较于其他四个注采井12距离中心井11距离更远，为了使稠油的采收效率更高，位于第一矩形四个顶点处的四个注采井12还包括向所述中心井11的方向延伸的第一水平井段。所述八个生产井13均包括第二竖直井段，由于位于第二矩形四个顶点处的四个生产井13相较于其他四个生产井13距离中心井11距离更远，为了使稠油的采收效率更高，位于第二矩形四个顶点处的四个生产井13还包括所述中心井11的方向延伸的第二水平井段。

需要说明的是，在一个具体的实施例中，所述注采井12只需要围绕所述中心井11布置，以及，所述生产井13只需要围绕所述中心井11和所述注采井12布置，具体以什么样的布局进行布置可以根据实际情况进行选择，不是必须构成矩形的形状，例如还可以是圆形布置。

参照图3所示，中心井11包括中间竖直井段111和从中间竖直井段111向周围延伸的六个分支井段112，所述六个分支井段112的长度为30米-50米，所述六个分支井段112伸入待开采稠油储层中。

本发明实施例中，井网布置完成之后，在所述中心井11的中间竖直井段111下入中心注气管柱1111，在所述中心井11的分支井段112下入第一注蒸汽管柱(图中未示出)；在所述八个注采井12和所述八个生产井13下入泡沫油管柱(图中未示出)和举升管柱(图中未示出)。

具体的，可以是，该中心注气管柱1111包括防腐油管、第一筛管和第一丝堵，所述第一筛管伸入待开采稠油储层底部，距离所述待开采稠油储层底界的距离为所述待开采稠油储层深度的1/4，以使空气能够注入待开采稠油储层底部；该第一注蒸汽管柱包括第一隔热管、第二筛管和第二丝堵，所述第二筛管设置于所述分支井段112的2/3处，以使蒸汽能够从所述分支井段112的2/3处注入待开采稠油储层；该泡沫油管柱包括第一油管；该举升管柱包括第二油管和有杆泵。

本发明实施例中，所述中心井11用于向待开采稠油储层注入空气和蒸汽，其中，所述中心注气管柱1111用于注空气，油套环空用于注蒸汽。为防止所述中心注气管柱1111的内壁被空气腐蚀，所述中心注气管柱1111的油管采用防腐油管。本发明实施例中，由于油套环空注入的蒸汽具有较高的压力，中心注气管注入的空气具有较低的压力，因此，不需考虑套管防腐，仅中心注气管柱1111的油管采用防腐油管即可。为防止蒸汽干度快速降低，所述中心井11的中间竖直井段111的完井套管采用隔热管完井。所述六个分支井段112与所述中间竖直井段111的油套环空相连通，蒸汽从油套环空注入后，通过六个分支井段112注入待开采稠油储层中。所述中心井11的中间竖直井段111的下部设置封隔器113。

所有管柱均下入完成后，向所述中心注气管柱1111注入空气，同时，向所述中心井11的油套环空注入蒸汽，向所述中心井11的油套环空注入蒸汽与向所述中心注气管柱1111注入空气的量满足条件：每注入5吨蒸汽，注入空气的量为10000标方。待开采稠油储层在蒸汽的作用下升温，注入的空气与待开采储层接触后发生氧化放热反应。随着空气与蒸汽的注入，待开采稠油储层上表面首先着火，在蒸汽加热的作用下，稠油迅速燃烧，并放出大量热量，提升了待开采稠油储层中的蒸汽的干度，干度提升后的蒸汽继续对油层进行的驱替。

本发明实施例中，向所述中心注气管柱1111注入空气，向所述中心井11的油套环空注入蒸汽，蒸汽能够加热的稠油，在重力的影响下，其下部的含油饱和度高，下部注入的空气首先与稠油发生氧化化放热反应，放出的热量加热储层，加热蒸汽，即提升井底蒸汽干度。

本发明实施例中，为保证蒸汽潜热能够得到有效利用，向所述中心井11的油套环空注入蒸汽，蒸汽到达井底时的干度需要大于40％；

本发明实施例中，氧化放热反应的氧化放热量Q可以根据Burger和Sahuquet提出键能法理论得出，其结果如下表1所示：

表1：不同化学键氧化放热量表在不同的反应类型中，放出的热量分别为：

表2：不同反应类型生成液态水与气态水放热量对比表

由以上表2可以看出，根据形成稳定产物的类型，消耗1mo l的O₂(H₂O为气态)，低温氧化释放的热量Q在319KJ到401KJ之间，完全燃烧释放的热量为410.1KJ。以不完全燃烧释放热量(331.4KJ/mo l O₂)和完全燃烧放热量(410.1KJ/mo l O₂)开展空气辅助提升蒸汽干度计算。

通过模拟计算可以得到两种方案如表3所示，选择任一种方案用于稠油采收均可保证蒸汽到达井底时的干度大于40％，实现有效利用蒸汽潜热，提高稠油的采收率：

表3：不同方案得到的井底蒸汽干度表

进一步的，向所述中心井11注入空气和蒸汽后，待开采稠油储层中稠油的粘稠度降低，此时，通过举升管柱进行产液举升生产。由于待开采稠油储层井深排量大，应用常规有杆泵举升，载荷大，可能会超过其抽油杆的许用应力，并且，空气注入待开采稠油储层反应后，形成了氮气和二氧化碳，随产液排至生产井，因此，在注采井12和生产井13下入泡沫油管柱，用于注起泡液。在举升生产的过程中，监测任一所述注采井12和所述生产井13的日产液量，如果超过预设产液量，启动对应井的泡沫油管柱进行加注起泡液，以降低产液的粘度和密度，减小有杆泵举升所需要的载荷。上述预设产液量根据有杆泵的抽油能力可以设置为日产液量300吨-500吨。

本发明实施例中，为防止待开采稠油储层中局部温度过高，蒸汽热量浪费，在稠油的采收过程中需要持续监测所述八个个注采井12的温度是否达到预设温度，例如达到350℃，若是，说明中心井11底部的蒸汽已经足够，此时，停止向所述中心井11的油套环空注入蒸汽，改向所述注采井12注入蒸汽。向所述注采井12注入蒸汽与向所述中心注气管柱1111注入空气的量满足条件：每注入5吨蒸汽，注入空气的量为10000标方。

本发明实施例中，为保证蒸汽潜热能够得到有效利用，向所述注采井12注入蒸汽，蒸汽到达井底时的干度需要大于40％。

本发明实施例中，当所述八个个注采井12的温度达到预设温度后，将所述注采井12中的泡沫油管柱和举升管柱提出，向所述注采井12中下入第二注蒸汽管柱(图中未示出)，通过第二注蒸汽管柱向所述注采井12注入蒸汽。所述第二注蒸汽管柱包括：第二隔热管、第三筛管和第三丝堵。

本发明实施例中，为防止待开采稠油储层中局部温度过高，蒸汽热量浪费，还需要持续监测所述八个生产井13的温度是否达到所述预设温度，例如达到350℃，若是，说明注采井12底部的蒸汽已经足够，此时，停止向所述注采井12注入蒸汽，通过第二注蒸汽管柱向所述注采井12注入冷水。注入的冷水能够在注采井12的井底对待开采稠油储层进行驱油，并且，使用冷水代替蒸汽能够节约作业成本，提高稠油的采收经济效益。

本发明实施例中，所述注采井12在前期用于举升生产，当所述注采井12井底的温度达到预设温度后，所述注采井12改用于向待开采稠油储层注入蒸汽，当所述生产井13井底的温度达到预设温度后，所述注采井12用于注凉水；所述生产井13仅用于举升生产。当所述注采井12用于举升生产时，所述空气和蒸汽的注入量与所述八个注采井12和所述八个生产井13的总产液量之比为1:1.5；当所述注采井12用于注蒸汽或者注凉水时，所述空气和蒸汽的注入量与所述多个生产井13的产液量之比为1:1.5。

在一具体实施例中，在启动对应井的泡沫油管柱进行加注起泡液之前，该深层稠油开采方法还可以包括：

监测所述注采井12和所述生产井13的气液比，若所述气液比大于第一预设阈值且小于第二预设阈值，则所述起泡液加量为所述注采井12和所述生产井13的产液量的第一占比；若所述气液比大于第二预设阈值且小于第三预设阈值，则所述起泡液加量为所述注采井12的产液量的第二占比；所述第一占比小于所述第二占比。例如，当任一注采井12的气液比低于10-20时，起泡液加量为产液量的0.01-0.05％；当任一注采井12的气液比20-50时，起泡液加量为产液量的0.05-0.1％。

发明人发现，生产井快速排液，可使蒸汽加热油层中的超稠油、冷凝的水快速排出，减少油藏积液，有助于蒸汽腔纵向及横向的快速扩展，深层超稠油SAGD举升面临的问题是高温(最高温度达到260～270℃)、井深排量大。因为井深排量大，应用常规有杆泵举升，载荷大，超过其抽油杆的许用应力，抽油机无法满足要求。基于此，发明人提出采用泡沫油辅助举升。通过向注采井12和生产井13注入起泡液，由于空气注入地层反应后，形成了氮气和二氧化碳，随产液排至生产井。因此，生产井采用双管设计，一根管柱注入起泡液，另一根为常规有杆泵。泡沫流大幅降低了液体的粘度和密度，大幅降低了液体的粘度和密度，解决了举升生产过程中因排量大无法举升的难题，加快了稠油的采收举升速度，提高了深层稠油的采收率，降低了作业成本，进一步提升了深层稠油的动用效果。

实施例二

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种就地提高蒸汽干度的深层超稠油开发系统，采用同心双层分支油藏井网，参照图2-图3所示，所述井网1，包括：中心井11，布置于所述中心井11周围的多个注采井12、以及布置于所述多个注采井12外周的多个生产井13；所述中心井11包括多个分支井段112，以连通所述多个注采井12和所述多个生产井13，且所述中心井11的蒸汽出口设置于所述分支井段112的2/3处；

所述系统包括：中心注气管柱1111、泡沫油管柱、举升管柱、产液量监测装置和温度监测装置；

中心注气管柱1111可下入所述中心井11，且所述中心注气管柱1111的空气注入口伸入待开采稠油储层底部，且距离所述待开采稠油储层底界的距离为所述待开采稠油储层深度的1/4，以在举升生产过程中注入空气，使注入的空气接触待开采稠油储层发生氧化放热反应；

所述泡沫油管柱和举升管柱可下入所述多个注采井12和所述多个生产井13内，以通过所述举升管柱进行产液举升生产，以及通过所述泡沫油管柱进行加注起泡液；

所述产液量监测装置，用于监测任一所述注采井12和生产井13的产液量是否超过预设产液量，若是，启动对应井的泡沫油管柱进行加注起泡液；

所述温度监测装置，用于监测所述多个注采井12的温度是否达到预设温度，若是，控制启动向所述注采井12注入蒸汽，并停止向所述中心井11的油套环空注入蒸汽；以及，监测所述多个生产井13的温度是否达到所述预设温度，若是，控制停止向所述注采井12注入蒸汽，并启动向所述注采井12注入冷水。

本发明实施例中，该就地提高蒸汽干度的深层超稠油开发系统与上述实施例一所描述的就地提高蒸汽干度的深层超稠油开发方法相对应，其具体实现过程可以参照上述实施例一中应用该就地提高蒸汽干度的深层超稠油开发方法进行稠油开采的过程，重复之处，在此，不再赘述。

实施例三

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种同心双层分支油藏井网1，参照图2-图3所示，所述井网1，包括：中心井11，布置于所述中心井11周围的多个注采井12、以及布置于所述多个注采井12外周的多个生产井13；所述中心井11包括多个分支井段112，以连通所述多个注采井12和所述多个生产井13，且所述中心井11的蒸汽出口设置于所述分支井段112的2/3处；

在所述中心井11可下入中心注气管柱1111，在所述多个注采井12和所述多个生产井13内可下入泡沫油管柱和举升管柱；在所述多个注采井12还可下入蒸汽注汽管柱；

所述井网1用于举升生产时，向所述中心注气管柱1111注入空气，以使注入的空气接触待开采稠油储层发生氧化放热反应，并向所述中心井11的油套环空注入蒸汽；

通过所述举升管柱进行产液举升生产；

在举升生产过程中，若任一所述注采井12和生产井13的产液量超过预设产液量，则通过泡沫油管柱进行加注起泡液；

若注采井12的温度达到预设温度，则向所述注采井12注入蒸汽，并停止向所述中心井11的油套环空注入蒸汽；

若生产井13的温度达到所述预设温度，则停止向所述注采井12注入蒸汽，并启动向所述注采井12注入冷水。

本发明实施例中，该同心双层分支油藏井网1与上述实施例一所描述的就地提高蒸汽干度的深层超稠油开发方法相对应，其具体的布置和应用过程可以参照上述实施例一中应用就地提高蒸汽干度的深层超稠油开发方法进行稠油开采的过程，重复之处，在此，不再赘述。

实施例四

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种上述实施例三所述的同心双层分支油藏井网1在深层稠油开采中应用。

本发明实施例中，应用该同心双层分支油藏井网1进行稠油开采的具体过程可以参照上述实施例一中应用该应用就地提高蒸汽干度的深层超稠油开发方法进行稠油开采的过程，重复之处，在此，不再赘述。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于任何单一的方面，也不局限于任何单一的实施例，也不局限于这些方面和/或实施例的任意组合和/或置换。可单独使用本发明的每个方面和/或实施例，或者与一个或更多其他方面和/或其他实施例结合使用。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种就地提高蒸汽干度的深层超稠油开发方法，其特征在于，采用同心双层分支油藏井网，所述井网，包括：中心井、布置于所述中心井周围的多个注采井、以及布置于所述多个注采井外周的多个生产井；所述中心井包括多个分支井段，且所述中心井的蒸汽出口设置于所述分支井段的2/3处；

在所述中心井下入中心注气管柱，使所述中心注气管柱的空气注入口伸入待开采稠油储层底部，且距离所述待开采稠油储层底界的距离为所述待开采稠油储层深度的1/4；

在所述多个注采井和所述多个生产井内下入泡沫油管柱和举升管柱；

向所述中心注气管柱注入空气，以使注入的空气接触待开采稠油储层发生氧化放热反应，并向所述中心井的油套环空注入蒸汽；

通过所述举升管柱进行产液举升生产；

在举升生产过程中，监测任一所述注采井和生产井的产液量是否超过预设产液量，若是，启动对应井的泡沫油管柱进行加注起泡液；

持续监测所述多个注采井的温度是否达到预设温度，若是，向所述注采井注入蒸汽，并停止向所述中心井的油套环空注入蒸汽；

持续监测所述多个生产井的温度是否达到所述预设温度，若是，停止向所述注采井注入蒸汽，并启动向所述注采井注入冷水。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在启动对应井的泡沫油管柱进行加注起泡液之前，还包括：

监测所述注采井和所述生产井的气液比，若所述气液比大于第一预设阈值且小于第二预设阈值，则所述起泡液加量为所述注采井和所述生产井的产液量的第一占比；若所述气液比大于第二预设阈值且小于第三预设阈值，则所述起泡液加量为所述注采井和生产井的产液量的第二占比；所述第一占比小于所述第二占比。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述中心井下入中心注气管柱，具体包括：

对所述中心井的套管垂直段采用隔热管完井，在所述套管内下入所述中心注气管柱；其中，所述中心注气管柱包括防腐油管、第一筛管和第一丝堵。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，向所述中心井的油套环空注入蒸汽的干度大于40％；

向所述注采井注入蒸汽的干度大于40％。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，向所述中心井的油套环空注入蒸汽与向所述中心注气管柱注入空气的量满足如下条件：

每注入5吨蒸汽，注入空气的量为10000标方。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述空气和蒸汽的注入量与所述多个注采井和所述多个生产井的产液量之比为1:1.5。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，向所述注采井注入蒸汽与向所述中心注气管柱注入空气的量满足如下条件：

每注入5吨蒸汽，注入空气的量为10000标方。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述空气和蒸汽的注入量与所述多个生产井的产液量之比为1:1.5。

9.如权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，所述井网包括八个注采井和八个生产井；其中，所述八个注采井构成第一矩形，所述八个生产井构成第二矩形，所述第一矩形和第二矩形同心且所述中心井位于所述第一矩形和第二矩形的中心。

10.一种就地提高蒸汽干度的深层超稠油开发系统，其特征在于，采用同心双层分支油藏井网，所述井网，包括：中心井，布置于所述中心井周围的多个注采井、以及布置于所述多个注采井外周的多个生产井；所述中心井包括多个分支井段，以连通所述多个注采井和所述多个生产井，且所述中心井的蒸汽出口设置于所述分支井段的2/3处；

所述系统包括：中心注气管柱、泡沫油管柱、举升管柱、产液量监测装置和温度监测装置；

中心注气管柱可下入所述中心井，且所述中心注气管柱的空气注入口伸入待开采稠油储层底部，且距离所述待开采稠油储层底界的距离为所述待开采稠油储层深度的1/4，以在举升生产过程中注入空气，使注入的空气接触待开采稠油储层发生氧化放热反应；

所述泡沫油管柱和举升管柱可下入所述多个注采井和所述多个生产井内，以通过所述举升管柱进行产液举升生产，以及通过所述泡沫油管柱进行加注起泡液；

所述产液量监测装置，用于监测任一所述注采井和生产井的产液量是否超过预设产液量，若是，启动对应井的泡沫油管柱进行加注起泡液；

所述温度监测装置，用于监测所述多个注采井的温度是否达到预设温度，若是，控制启动向所述注采井注入蒸汽，并停止向所述中心井的油套环空注入蒸汽；以及，监测所述多个生产井的温度是否达到所述预设温度，若是，控制停止向所述注采井注入蒸汽，并启动向所述注采井注入冷水。

11.一种同心双层分支油藏井网，其特征在于，所述井网，包括：中心井，布置于所述中心井周围的多个注采井、以及布置于所述多个注采井外周的多个生产井；所述中心井包括多个分支井段，以连通所述多个注采井和所述多个生产井，且所述中心井的蒸汽出口设置于所述分支井段的2/3处；

在所述中心井可下入中心注气管柱，在所述多个注采井和所述多个生产井内可下入泡沫油管柱和举升管柱；在所述多个注采井还可下入蒸汽注汽管柱；

所述井网用于举升生产时，向所述中心注气管柱注入空气，以使注入的空气接触待开采稠油储层发生氧化放热反应，并向所述中心井的油套环空注入蒸汽；

通过所述举升管柱进行产液举升生产；

在举升生产过程中，若任一所述注采井和生产井的产液量超过预设产液量，则通过泡沫油管柱进行加注起泡液；

若注采井的温度达到预设温度，则向所述注采井注入蒸汽，并停止向所述中心井的油套环空注入蒸汽；

若生产井的温度达到所述预设温度，则停止向所述注采井注入蒸汽，并启动向所述注采井注入冷水。

12.一种权利要求11所述的同心双层分支油藏井网在深层稠油开采中的应用。