CN202170787U - 一种重力泄水辅助蒸汽驱井网结构 - Google Patents

一种重力泄水辅助蒸汽驱井网结构 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种重力泄水辅助蒸汽驱井网结构，其包括多口生产直井(Z1-Zn)、呈上下叠置关系设置的2口水平井(S1，S2)，生产直井(Z1-Zn)成对设置在水平井(S1，S2)两侧；上叠置水平井(S1)为注汽水平井，下叠置水平井(S2)为重力泄水辅助蒸汽驱泄水井。该井网提高深层油藏高速注汽的采注比，同时提高井底蒸汽干度、降低油层压力，有助于汽腔扩展，提高波及体积，改善开发效果及最终提高采收率的目的。

Description

一种重力泄水辅助蒸汽驱井网结构
技术领域
本实用新型涉及块状或厚层状油藏的开发，具体涉及适用于油藏埋藏深、原油粘度大的超稠油油藏开发的一种重力泄水辅助蒸汽驱井网结构。
背景技术
原油的粘度是原油内部某一部分相对于另一部分流动时摩擦阻力的度量是油气田开发的重要参数。对于稠油油藏，中国目前稠油的分类方法是油层温度条件下脱气原油粘度来分类：普通稠油原油粘度50～10000mPa·s；特稠油原油粘度10000～50000mPa·s；超稠油原油粘度大于50000mPa·s。超稠油粘度高，流动能力差，开采难度最高。稠油油藏的开发主要是把热流体注入油层进行热力采油，降低原油粘度，提高原油的流动能力。
蒸汽吞吐(Cyclic Steam Stimulation)是指向一口生产井短期内连续注入一定数量的蒸汽，然后关井(焖井)数天，使热量得以扩散，之后再开井生产，见图1、图2。当瞬时采油量降低到一定水平后，进行下一轮的注汽、焖井、采油，如此反复，周期循环，直至油井增产油量经济无效或转变为其它开采方式。
SAGD(Steam Assisted Gravity Drainage)最早采用一对水平井，上面的水平井注汽，下面的水平井采油。注入的蒸汽向上超覆在地层中形成汽腔，加热的原油和蒸汽冷凝水靠重力作用而泄到下面的生产井中产出，请参阅图3所示，图3为SAGD采油机理示意图。
蒸汽驱(Steam Flooding/Drive)，就是由注入井连续不断地往油层中注入高干度的蒸汽，蒸汽不断地加热油层，从而大大降低了地层原油的粘度。注入的蒸汽在地层中变为热的流体，将原油驱替到生产井的周围，并被采到地面上来。图4表示传统蒸汽驱井网是通过生产直井注汽，图5为生产直井采油的反九点井网，图6为反七点井网，在图中●为注汽井；
Figure BDA0000086123180000021
为生产直井。
目前国外蒸汽驱、SAGD应用主要是在浅层，一般小于600m以下，国内应用在1000m以内。且蒸汽驱一般适用于普通稠油粘度以下稠油油藏，SAGD适用于超稠油油藏。
对于50℃下脱气原油粘度小于50000mPa·s的稠油油藏，目前主要采用蒸汽吞吐开发，受油藏埋深及地质结构影响，浅层稠油可通过SAGD进行开发。由于在现场生产中，井网形式主要受油气田开采方式的限制。从现有井网优化设计的发展可以看出，目前的生产直井面积井网和单层水平井面积井网对于超稠油粘度以下薄层稠油油藏比较适合，属于二维井网结构设计。然而这种井网设计对于块状或厚层状对于深层超稠油油藏开采时，存在以下缺陷：生产直井面积井网开采，纵向差异导致油层动用程度低，而且所需井数多；单层水平井开采油层，油气储量动用程度低；生产直井或单层水平井井网注水，水驱波及系数低。
实用新型内容
为解决深层超稠油吞吐后期油藏面临的开发难题，本实用新型提出一种重力泄水辅助蒸汽驱井网结构。
依据本实用新型，提供一种重力泄水辅助蒸汽驱井网结构，其包括多口生产直井Z1-Zn、呈上下叠置关系设置的2口水平井S1、S2，生产直井Z1-Zn成对设置在水平井S1、S2两侧；上叠置水平井S1为注汽水平井，下叠置水平井S2为重力泄水辅助蒸汽驱泄水井。
其中，生产直井与生产直井之间的水平距离为70-210m，上下叠置水平井S1、S2之间纵向距离为10-30m。
下叠置水平井S2的水平井段长度320-520m。
生产直井与水平井平面距离为30-100m。
对生产直井的射孔位置进行设置：直井分两段射孔，射孔上段对应注汽水平井，射孔下段对应排液水平井，上下段之间间隔一定距离(一般3-10m)，以利于直井吞吐过程中可实施分层注汽；
在本实用新型中，提出了重力泄水辅助蒸汽驱井网结构，该井网结构适用于开发重力泄水辅助蒸汽驱技术是深层稠油油藏吞吐开发后采用生产直井和水平井组合的开发模式，该技术与传统蒸汽驱井网有明显区别，增加了注汽水平井和排液水平井，采用上叠置水平井注汽，下叠置水平井泄水，周围生产直井产油开发方式，打破原有井网中通常采用的面积井网(如反九点井网蒸汽驱)、排状井网、环状井网等传统的井网模式，形成立体开发。该井网技术提高了重力泄水辅助蒸汽驱井组的采注比，进而提高井底蒸汽干度、充分扩展汽腔体积，提高蒸汽波及体积，适合深层稠油油藏开发。
附图简要说明
图1为蒸汽吞吐注汽阶段示意图；
图2为蒸汽吞吐采油阶段示意图；
图3为SAGD示意图；
图4为传统蒸汽驱示意图；
图5为传统蒸汽驱反九点井网和反七点井网；
图6为传统蒸汽驱反七点井网；
图7为重力泄水辅助蒸汽驱井网立体图；
图8为重力泄水辅助蒸汽驱剖面(沿图7中Z2-Z7井剖面)；
图9为重力泄水辅助蒸汽驱机理示意图(沿图7中Z2-Z7井剖面)。
具体实施方式
本实用新型解决了深层超稠油吞吐后期油藏面临的开发矛盾，本实用新型提出一种重力泄水辅助蒸汽驱井网结构，其中包括多口生产直井Z1-Zn、上下2口水平井，生产直井成对设置在水平井两侧，上下2口水平井呈上下叠置关系；上叠置水平井S1为注汽水平井，下叠置水平井S2为重力泄水辅助蒸汽驱泄水井。
在该井网中，生产直井与生产直井之间的距离在60-200m，上下叠置水平井纵向距离在5-30m。下叠置水平井S2的水平井段长度220-620m。生产直井与水平井平面距离为30-100m。直井分两段射孔，射孔上段对应注汽水平井，射孔下段对应排液水平井，上下段之间间隔一定距离(一般3-10m)，以利于直井吞吐过程中可实施分层注汽；
具体地，参见图7-9示意所示，重力泄水辅助蒸汽驱井组内有生产直井多口，水平井2口；2口水平井呈上下正对叠置关系，在垂直水平井的等距剖面上部署多口生产直井。上下叠置的2口水平井中，上叠置水平井注汽，下叠置水平井排液，周围多口生产直井产油。
(1)注汽水平井与生产直井的距离直接影响到转驱前的预热时间和后期开发效果，采用某油田注汽水平井与生产直井井距优化结果，见表1。
表1某区块注汽井水平与生产直井井距优化结果
Figure BDA0000086123180000041
从注汽井与生产直井井距优化结果来看，随着井距的增加，吞吐预热时间变长，井距从30m增加至100m，吞吐预热时间从923t增加至3117天。从井组产油量、井组净增油效果、油汽比，阶段采出程度上看，当注汽水平井与生产直井井距距离是50m时，井组产油量达到8.35×104t、净增油6.91×104t、油汽比0.193、阶段采出程度最高22.3％。
(2)对注汽水平井进行设置并进行现场施工，要求水平段长度200-600m，水平井脚尖高出跟端3-5m。
(3)对排液水平井进行设置，水平井段长度220-620m，可有效保障水平井注汽过程中井底蒸汽干度；同时下叠置排液水平井要略长于上叠置注汽水平井，可有效提高下水平井排液能力；下叠置钻井过程中要求水平，可以减少蒸汽冷凝后热水的突破几率；距离上叠置注汽水平井5-30m，能够充分发挥蒸汽所携带的热焓，提高热能利于率；
(4)对生产直井与水平井平面距离进行设置：采用距离30-100m，可有效实现重力泄水辅助蒸汽驱前吞吐预热，提高原油流动能力；
(5)对生产直井的射孔位置进行优化。采用数值模拟分别对注汽井上方1/3，2/3和整个注汽井上方含油井段进行射孔效果对比，对比结果见下表3。
表3某区块纵向距离与井组采油量的关系
从上面的优化结果看，当射开下部油层三分之二的时候，油汽比最高，阶段采出程度达到22.86％，开发效果较好。在上面给出了射孔层位的几个点，能否给出更多层位点的优化模拟。
(6)注汽井与排液水平井纵向距离的设计
在油层厚度在60m条件下，根据注汽速度、注汽量计算不同纵向距离条件下的采油量，见表2。
表2某区块纵向距离与井组采油量的关系
Figure BDA0000086123180000061
从排液水平井的纵向距离的优化结果可以看出，当纵向距离为20m时，井组采出程度最高达到22.5％，油汽比达到0.19，因此，选择上叠置注汽水平井和下叠置泄水井距离为20m作为纵向上最佳距离。
如上述，已经清楚详细地描述了本实用新型提出的方法，及应用本实用新型的技术方案的技术效果。但是本领域普通的技术人员可以理解，在不背离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围的情况下，可以在形式和细节中做出多种修改。

Claims (5)

1.一种重力泄水辅助蒸汽驱井网结构，其特征在于，其包括多口生产直井(Z1-Zn)、呈上下叠置关系设置的2口水平井(S1，S2)，生产直井(Z1-Zn)成对设置在水平井(S1，S2)两侧；水平井(S1，S2)包括上叠置水平井(S1)和下叠置水平井(S2)，上叠置水平井(S1)为注汽水平井，下叠置水平井(S2)为重力泄水辅助蒸汽驱泄水井。
2.依据权利要求1中所述重力泄水辅助蒸汽驱井网结构，其特征在于，生产直井与生产直井之间的水平距离为60-200m，上下叠置水平井(S1，S2)之间纵向距离为5-30m。
3.依据权利要求1中所述重力泄水辅助蒸汽驱井网结构，其特征在于，下叠置水平井(S2)的水平井段长度220-620m。
4.依据权利要求1-3中之任一所述重力泄水辅助蒸汽驱井网结构，其特征在于，生产直井与水平井平面距离为30-100m。
5.依据权利要求1-3中之任一所述重力泄水辅助蒸汽驱井网结构，其特征在于，在生产直井上设置射孔，射孔位置分别与各个水平井处于同一层段，第一射孔对应上叠置水平井(S1)，第二射孔对应于下叠置水平井(S2)，第一射孔位置与第二射孔位置间隔一定距离。
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CN102606123A (zh) * 2012-03-29 2012-07-25 中国石油天然气股份有限公司 蒸汽驱辅助重力泄油采油方法
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