CN201874544U - 蒸汽辅助重力泄油sagd过程中的阻汽控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种SAGD过程中的阻汽控制装置，包括：监测设备，用于利用SAGD多点温度压力监测曲线，监测水平井的泵下或井底温度，以及监测水平井的泵下或井底压力；判决设备，与所述监测设备相连，用于将所述监测设备监测的温度与所述监测设备监测该温度时监测的压力下的饱和蒸汽温度进行比较，并输出比较结果；控制设备，与所述判决设备相连，用于根据所述判决设备输出的比较结果，控制排液速度。采用本实用新型可以减少SAGD过程中发生汽窜的次数，增加注入蒸汽波及体积，提高SAGD驱油效果和经济效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及SAGD开采技术领域，尤其涉及蒸汽辅助重力泄油SAGD过程中的阻汽控制装置。
背景技术
SAGD(Steam Assisted Gravity Drainage，蒸汽辅助重力泄油)是国际开发超稠油的一项前沿技术。其理论最初是基于注水采盐原理，即注入淡水将盐层中固体盐溶解，浓度大的盐溶液由于其密度大而向下流动，而密度相对较小的水溶液浮在上面，通过持续向盐层上部注水，将盐层下部连续的高浓度盐溶液采出。将这一原理应用于注蒸汽热采过程中，就产生了重力泄油的概念。SAGD就是蒸汽驱开采方式，即向地下连续注入蒸汽加热油层，将原油驱至周围生产井中，然后采出。SAGD将蒸汽从位于油藏底部附近的水平井上方的一口直井或一口水平井注入油藏，被加热的原油和蒸汽冷凝液从油藏底部的水平井产出的采油方法，具有较高的采油能力、油汽比、最终采收率的优点，并且能够降低井间干扰，避免过早井间窜通。
随着国内稠油油田SAGD方法先导试验的成功及其在现场的推广应用，“汽窜”问题日益突出，严重影响了SAGD的驱油效果。为此，相继开展了SAGD温度与压力监测技术的研究，并形成了SAGD多点温度压力监测和油井光纤温度压力监测两项技术。但是，由于SAGD这种新的稠油开采方法在国内应用时间不长，而且，国内主要采用的是直井与水平井组合SAGD，国外以双水平井SAGD为主，因此，可供借鉴的控制“汽窜”的经验不多；其次，由于目前国内油田科研人员普遍存在着对技术掌握得较透彻，而缺乏对现场录入数据的深入挖掘与分析能力，因此，往往都是事后发现问题并解决问题，严重影响了SAGD的正常生产；另外，很多位于SAGD生产一线的科研人员积累了一定的控制“汽窜”经验，但都掌握在个人头脑里没有共享，因此，这些经验就无法触类旁通地应用于其他的现场，以至于实际工作中走很多弯路。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种SAGD过程中的阻汽控制装置，用以防止汽窜的发生，该装置包括：
监测设备，用于利用SAGD多点温度压力监测曲线，监测水平井的泵下或井底温度，以及监测水平井的泵下或井底压力；
判决设备，与所述监测设备相连，用于将所述监测设备监测的温度与所述监测设备监测该温度时监测的压力下的饱和蒸汽温度进行比较，并输出比较结果；
控制设备，与所述判决设备相连，用于根据所述判决设备输出的比较结果，控制排液速度。
本实用新型实施例还提供一种SAGD过程中的阻汽控制装置，用以防止汽窜的发生，该装置包括：
判决设备，用于确定观察井的油井光纤温度压力监测曲线的形状；
控制设备，与所述判决设备相连，用于根据所述判决设备确定的观察井的油井光纤温度压力监测曲线的形状，调整所述观察井周围注汽井的注汽量。
本实用新型实施例提供的SAGD过程中的阻汽控制装置，可以减少SAGD过程中发生汽窜的次数，增加注入蒸汽波及体积，提高SAGD驱油效果和经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本实用新型实施例中SAGD过程中的阻汽控制装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中控制设备103的结构示意图；
图3为本发明实施例中某水平井的SAGD多点温度压力监测曲线的示意图；
图4为本实用新型实施例中控制设备103在一个具体实例中的结构示意图；
图5为本实用新型实施例中另一SAGD过程中的阻汽控制装置的结构示意图；
图6为本实用新型实施例中控制设备502的结构示意图；
图7为本实用新型实施例中控制设备502的另一结构示意图；
图8a为本实用新型实施例中SAGD观察井1的油井光纤温度压力监测曲线的示意图；
图8b为本实用新型实施例中SAGD观察井2的油井光纤温度压力监测曲线的示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型实施例做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
为便于理解本实用新型实施例提供的SAGD过程中的阻汽控制装置，下面先对SAGD汽窜发生的原因进行简要分析。SAGD汽窜发生的原因主要有以下几方面：
1、储层非均质性的影响
SAGD开发区主力油层自上而下主要为馆陶油层、兴I组油层及兴VI组油层，其中馆陶油层为湿型冲积扇沉积，兴I组油层为冲积扇——辫状河——扇三角洲沉积体系，属牵引流沉积，兴VI组油层为一套重力流沉积，属浊流沉积体系。这3套层系沉积类型不同，储层特性具有较大的差异性。但由于油层为大孔高渗储层，层内非均质性较强，存在高渗层，油层吸汽能力差异较大，使注入蒸汽易沿渗流阻力较小的高渗层突进，从而造成汽窜。
2、注采井网的影响
由于SAGD开发区域埋藏较深，属中深层油藏，因此注采井网较小。双水平井SAGD上下水平井距为5m，直井与水平井组合方式，注采井距为35m，注汽直井射孔井段底界距水平井位5m。较小的注采井网使得蒸汽容易窜入生产井中，发生汽窜。
3、注采井热连通的影响
由于SAGD开发是在蒸汽吞吐后期实施的，油藏已经动用，非均质性加强。由于前期吞吐阶段动用的不均匀性导致各注汽井与生产井热连通状况不同，蒸汽容易沿着先期动用较好、含油饱和度低、注采井压差的区域窜入生产井。
4、注采参数的影响
例如，1吨冷水当量的蒸汽，在地下3MPa、干度75％的情况下，体积增加50倍。又如，注汽速度过高也易导致汽窜发生，如果注汽速度过高，不但不能达到扩大加热半径的目的，反而会使吸汽能力较低的油层憋压严重，最终导致油层压开裂缝，造成汽窜。
基于上述对SAGD汽窜发生的原因分析，本实用新型实施例提供一种SAGD过程中的阻汽控制装置，如图1所示，其结构可以包括：
监测设备101，用于利用SAGD多点温度压力监测曲线，监测水平井的泵下或井底温度，以及监测水平井的泵下或井底压力；
判决设备102，与所述监测设备101相连，用于将所述监测设备101监测的温度与所述监测设备101监测该温度时监测的压力下的饱和蒸汽温度进行比较，并输出比较结果；
控制设备103，与所述判决设备102相连，用于根据所述判决设备102输出的比较结果，控制排液速度。
由图1所示结构可知，本实用新型实施例提供的SAGD过程中的阻汽控制装置中，监测设备101利用SAGD多点温度压力监测曲线，监测水平井的泵下或井底温度，以及水平井的泵下或井底压力；判决设备102将监测设备101监测的温度与监测设备101监测该温度时监测的压力下的饱和蒸汽温度进行比较，并输出比较结果；控制设备103根据该比较结果，控制排液速度；可以减少SAGD过程中发生汽窜的次数，增加注入蒸汽波及体积，提高SAGD驱油效果和经济效益。
具体实施时，当SAGD注采井形成热连通后，逐步进入到以重力为主导作用的泄油阶段，这一阶段操作的关键是控制水平井的泵下或井底温度低于监测该温度时监测的压力下的饱和蒸汽温度10-20℃(该具体数值可以按实际需要设定)。实施中可以由监测设备101实时利用SAGD多点温度压力监测曲线，监测水平井的泵下或井底温度；并由判决设备102将监测的温度与监测该温度时监测的压力下的饱和蒸汽温度进行比较。
如果判决设备102输出的比较结果为：监测的温度与监测该温度时监测的压力下的饱和蒸汽温度之差小于阈值(即监测的温度接近监测该温度时监测的压力下的饱和蒸汽温度)，或监测的温度超过监测该温度时监测的压力下的饱和蒸汽温度，则会出现蒸汽闪蒸，排液速度超过了泄油能力。此时，控制设备103需要降低排液速度，从而提高井底压力，降低水平段温度，控制合理的汽液界面。
如图2所示，一个实施例中控制设备103可以包括：
获知模块201，用于获知所述判决设备102输出的比较结果为：所述监测的温度与所述饱和蒸汽温度之差小于阈值，或所述监测的温度超过所述饱和蒸汽温度；
控制模块202，与所述获知模块201相连，用于在所述获知模块201获知上述比较结果后，降低排液速度。
如果判决设备102输出的比较结果为在设定时长内超过设定次数发生：监测的温度与所述饱和蒸汽温度之差小于阈值，或监测的温度超过所述饱和蒸汽温度，则也会出现蒸汽闪蒸，排液速度超过了泄油能力。此时控制设备103可以通过下调水平井的冲次，降低排液速度。例如，某水平井先后两次泵下或井底温度接近监测该温度时监测的压力下的饱和蒸汽温度(即出现蒸汽闪蒸)，现场通过下调水平井的冲次，回到SAGD操作的合理范围内。举一例如图3所示，在图3的某水平井的SAGD多点温度压力监测曲线中，示出了不同日期的日产液和日产油，还示出了在相应日期监测的水平井的泵下或井底温度(以井深为1225m、950m、660m为例)以及对应压力下的饱和蒸汽温度曲线。
如图4所示，一个实施例中，获知模块201可以包括：
获知单元401，用于获知所述判决设备102输出的比较结果为在设定时长内超过设定次数发生：所述监测的温度与所述饱和蒸汽温度之差小于阈值，或所述监测的温度超过所述饱和蒸汽温度：
控制模块202可以包括：
控制单元402，与所述获知单元401相连，用于在所述获知单元401获知上述比较结果后，通过下调水平井的冲次，降低排液速度。
基于上述对SAGD汽窜发生的原因分析，本实用新型实施例还提供一种SAGD过程中的阻汽控制装置，如图5所示，其结构可以包括：
判决设备501，用于确定观察井的油井光纤温度压力监测曲线的形状；
控制设备502，与所述判决设备501相连，用于根据所述判决设备501确定的观察井的油井光纤温度压力监测曲线的形状，调整所述观察井周围注汽井的注汽量。
由图5所示结构可知，本实用新型实施例提供的SAGD过程中的阻汽控制装置，由判决设备501确定观察井的油井光纤温度压力监测曲线的形状；控制设备502根据所述判决设备501确定的观察井的油井光纤温度压力监测曲线的形状，调整所述观察井周围注汽井的注汽量；可以减少SAGD过程中发生汽窜的次数，增加注入蒸汽波及体积，提高SAGD驱油效果和经济效益。
具体实施时，判决设备501先确定观察井的油井光纤温度压力监测曲线的形状；如果该观察井的油井光纤温度压力监测曲线呈指形、钟形或漏斗形，则说明未形成蒸汽腔，泄油通道小，泄油能力有限；此时控制设备502可以降低该观察井周围注汽井的注汽量，以便更好地利用蒸汽热能。
如图6所示，一个实施例中，控制设备502可以包括：
第一获知模块601，用于获知所述判决设备501确定的观察井的油井光纤温度压力监测曲线呈指形、钟形或漏斗形；
第一调整模块602，与所述第一获知模块601相连，用于在所述第一获知模块601获知所述油井光纤温度压力监测曲线呈指形、钟形或漏斗形时，降低所述观察井周围注汽井的注汽量。
如果判决设备501确定该观察井的油井光纤温度压力监测曲线呈箱形，则说明已形成蒸汽腔，泄油通道大，泄油能力强、产量高；此时控制设备502可以增加该观察井周围注汽井的注汽量，以保证蒸汽腔的操作压力及泄油能力。
如图7所示，一个实施例中，控制设备502可以包括：
第二获知模块701，用于获知所述判决设备501确定的观察井的油井光纤温度压力监测曲线呈箱形；
第二调整模块702，与所述第二获知模块701相连，用于在所述第二获知模块701确定所述油井光纤温度压力监测曲线呈箱形时，增加所述观察井周围注汽井的注汽量。
举一例，如图8a所示，SAGD观察井1的油井光纤温度压力监测曲线在2006年初呈指形，说明尚未形成蒸汽腔，泄油通道小，泄油能力有限。根据这一现象，降低了该观察井周围注汽井的注汽量，以便更好地利用蒸汽热能。如图8b所示，SAGD观察井2的油井光纤温度压力监测曲线在2006年初呈箱形，说明已形成蒸汽腔，泄油通道大，泄油能力强、产量高。为此，增加该观察井周围注汽井的注汽量，以保证蒸汽腔的操作压力及泄油能力。
具体实施时，还可以将上述判断蒸汽腔是否形成与蒸汽腔的发育扩展方向结合，进一步调整相关注采参数，从而防止蒸汽突进，形成汽窜。例如，调整时可以综合考虑观察井周围注汽井的注汽量和注汽速度。
综上所述，本实用新型实施例提供的SAGD过程中的阻汽控制装置，可以减少SAGD过程中发生汽窜的次数，增加注入蒸汽波及体积，提高SAGD驱油效果和经济效益。
实验证明，本实用新型实施例提供的SAGD过程中的阻汽控制装置在现场的应用可以使汽窜发生比率小于10％，有效地提高SAGD驱油效果。本实用新型实施例提供的SAGD过程中的阻汽控制装置适用于直井与水平井组合SAGD生产过程中的汽窜控制。
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种蒸汽辅助重力泄油SAGD过程中的阻汽控制装置，其特征在于，该装置包括：
监测设备，用于利用SAGD多点温度压力监测曲线，监测水平井的泵下或井底温度，以及监测水平井的泵下或井底压力；
判决设备，与所述监测设备相连，用于将所述监测设备监测的温度与所述监测设备监测该温度时监测的压力下的饱和蒸汽温度进行比较，并输出比较结果；
控制设备，与所述判决设备相连，用于根据所述判决设备输出的比较结果，控制排液速度。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制设备包括：
获知模块，用于获知所述判决设备输出的比较结果为：所述监测的温度与所述饱和蒸汽温度之差小于阈值，或所述监测的温度超过所述饱和蒸汽温度；
控制模块，与所述获知模块相连，用于在所述获知模块获知上述比较结果后，降低排液速度。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述获知模块包括：
获知单元，用于获知所述判决设备输出的比较结果为在设定时长内超过设定次数发生：所述监测的温度与所述饱和蒸汽温度之差小于阈值，或所述监测的温度超过所述饱和蒸汽温度：
所述控制模块包括：
控制单元，与所述获知单元相连，用于在所述获知单元获知上述比较结果后，通过下调水平井的冲次，降低排液速度。
4.一种SAGD过程中的阻汽控制装置，其特征在于，该装置包括：
判决设备，用于确定观察井的油井光纤温度压力监测曲线的形状；
控制设备，与所述判决设备相连，用于根据所述判决设备确定的观察井的油井光纤温度压力监测曲线的形状，调整所述观察井周围注汽井的注汽量。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制设备包括：
第一获知模块，用于获知所述判决设备确定的观察井的油井光纤温度压力监测曲线呈指形、钟形或漏斗形；
第一调整模块，与所述第一获知模块相连，用于在所述第一获知模块获知所述油井光纤温度压力监测曲线呈指形、钟形或漏斗形时，降低所述观察井周围注汽井的注汽量。
6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制设备包括：
第二获知模块，用于获知所述判决设备确定的观察井的油井光纤温度压力监测曲线呈箱形；
第二调整模块，与所述第二获知模块相连，用于在所述第二获知模块确定所述油井光纤温度压力监测曲线呈箱形时，增加所述观察井周围注汽井的注汽量。
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