CN204457702U - 一种sagd水平井系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种SAGD水平井系统。该SAGD水平井系统，包括两个水平井，且两个水平井为上水平井和下水平井，上述各水平井内均设置有第一注汽管和第二注汽管，该SAGD水平井系统还包括至少一个注水单元，注水单元通过第一注汽管或第二注汽管与至少一个水平井连通。通过在SAGD水平井系统中设置至少一个注水单元，利用水的压力改造SAGD水平井中的储层，提高近井地带油层的孔隙率和渗透率，在较短时间内即可实现SAGD水平井之间的连通，大大缩短了SAGD水平井系统前期的启动时间，而其由于注汽井与生产井之间的连通得到改善，因此增加了后期SAGD水平井的采油量。

Description

一种SAGD水平井系统

技术领域

本实用新型涉及石油开采的领域，具体而言，涉及一种SAGD水平井系统。

背景技术

SAGD是目前国际上用于超稠油开发最为有效的技术。该工艺分为两大阶段，启动阶段及生产阶段。启动阶段国际上通用方法为上下水平井同时注蒸汽进行循环预热，通过热传导加热井筒周围油藏，降低粘度，逐渐建立上下水平井热力和水力连通通道。启动结束后即转入SAGD生产阶段，生产阶段上水平井持续注汽，下水平井连续采油。

与国外超稠油油藏相比，国内超稠油油藏普遍表现出粘度高、渗透率低、油藏非均质性强方面劣势。油藏物性差导致SAGD井启动周期长，生产效果差、蒸汽腔发育不均匀，目前，国内SAGD水平井启动周期平均可达6个月，最长达到1年，而国外SAGD启动平均约为3个月，较长的启动周期很大程度影响SAGD开发油汽比和经济效益。

同时，受油藏非均质影响，循环预热所建立的连通均匀性也受到影响，物性差的井段预热结束后连通程度低，所需预热时间更长。另外，常规注蒸汽循环预热方式很大程度上受到钻井轨迹偏移度影响，注采井垂距越大，相应地所需的建立连通的时间越长。由此可见，常规注蒸汽循环预热方式存在启动周期长、连通均匀程度低等诸多问题。正是由于循环预热存在上述不足后，转至SAGD生产过程时，油藏渗透率低影响泄油速度，直接影响产油速度。

基于上述问题，有必要提出一种方法，以解决现有技术中现有技术注蒸汽循环预热方式存在启动周期长、连通均匀程度低的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种SAGD水平井系统，以解决现有技术中存在注蒸汽循环预热方式存在启动周期长、连通均匀程度低的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种SAGD水平井系统，包括两个水平井，且两个水平井为上水平井和下水平井，上述各水平井内均设置有第一注汽管和第二注汽管，该SAGD水平井系统还包括至少一个注水单元，注水单元通过第一注汽管或第二注汽管与至少一个水平井连通。

进一步地，上述第一注汽管的长度大于上述第二注汽管的长度，注水单元与第一注汽管的始端连通。

进一步地，上述注水单元包括：储水装置；第一输水管，连通储水装置和第一注汽管。

进一步地，上述注水单元与上水平井连通且与下水平井连通，第一输水管为两条，分别为上输水管和下输水管，上输水管与上水平井的第一注汽管连通，下输水管与下水平井的第一注汽管连通。

进一步地，上述第一输水管上设置有第一压力检测装置和第一流量控制装置。

进一步地，上述注水单元还包括第二输水管，与第二注汽管连通将来自第二注汽管的水输出。

进一步地，上述第二输水管与储水装置连通。

进一步地，上述第二输水管上设置有第二压力检测装置和第二流量控制装置。

进一步地，上述第一注汽管延伸至所在水平井的水平段的末端；上述第二注汽管的延伸至所在水平井的水平段的起始端。

进一步地，上述第一注汽管中设置有测温缆，测温缆上每隔30m～50m设置有一个测温点。

应用本实用新型的技术方案，通过在SAGD水平井系统中设置至少一个注水单元，缩短SAGD水平井系统前期的启动时间并且提高连通均匀程度。利用蒸汽对SAGD水平井进行循环预热，为之后的注水提供一定的热环境，对SAGD水平井进行注水，利用水的压力改造SAGD水平井中的储层，提高近井地带油层的孔隙率和渗透率，即在近井地带形成了半径较大的高渗带，在较短时间内即可实现SAGD水平井中注汽井与生产井之间的均匀连通，大大缩短了SAGD水平井系统前期的启动时间，而其由于注汽井与生产井之间的连通得到改善，因此增加了后期SAGD水平井的采油量。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，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，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型一种典型的实施方式提供的SAGD水平井系统的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型的实施例一的SAGD水平井系统的结构示意图；

图3示出了根据本实用新型的实施例二的SAGD水平井系统的结构示意图；

图4示出了根据本实用新型的实施例三的SAGD水平井系统的结构示意图；

图5示出了根据本实用新型的实施例四的SAGD水平井系统的结构示意图；

实用新型图6示出了根据本实用新型提供的SAGD水平井系统的启动方法的流程示意图；

图7示出了图6所示的启动方法的步骤S2的流程示意图；以及

图8示出了图7所示的步骤S22的流程示意图。其中，上述附图包括以下附图标记：

10、上水平井；

20、下水平井；

60、注水单元；

30、第一注汽管；

40、第二注汽管；

61、储水装置；

62、第一输水管；

621、上输水管；

622、下输水管；

63、第一压力检测装置；

64、第一流量控制装置；

65、第二输水管；

66、第二压力检测装置；

67、第二流量控制装置；

50、测温缆；

70、排水池。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

正如背景技术部分所介绍的，现有技术中存在注蒸汽循环预热方式的启动周期长、连通均匀程度低的问题。为了解决这一问题，在本实用新型一种典型的实施方式中，提供了一种SAGD水平井系统，如图1所示，该SAGD系统包括两个水平井，且两个水平井为上水平井10和下水平井20，上述各水平井内均设置有第一注汽管30和第二注汽管40，进一步地上述SAGD水平井系统还包括至少一个注水单元60，注水单元60通过第一注汽管30或第二注汽管40与至少一个水平井连通。

本实用新型通过在SAGD水平井系统中设置至少一个注水单元60，并且利用水平井中的第一注汽管30或第二注汽管40与注水单元60连通实现向水平井中注水，结构简单且缩短SAGD水平井系统前期的启动时间并且提高连通均匀程度。利用蒸汽对SAGD水平井进行循环预热，为之后的注水提供一定的热环境，对SAGD水平井进行注水，利用水的压力改造SAGD水平井中的储层，提高近井地带油层的孔隙率和渗透率，即在近井地带形成了半径较大的高渗带，在较短时间内即可实现SAGD水平井中注汽井与生产井之间的均匀连通，大大缩短了SAGD水平井系统前期的启动时间，而其由于注汽井与生产井之间的连通得到改善，因此增加了后期SAGD水平井的采油量。

实用新型优选地，如图1所示，第一注汽管30的长度大于第二注汽管40的长度，注水单元60与第一注汽管30的始端连通。通过两个注汽管可以使整个注水压裂过程呈一动态循环，进一步缩短了SAGD水平井系统前期的启动时间。

将第一注汽管30与注水单元60连通，且第一注汽管30的长度大于第二注汽管40，使得由第一注汽管30注入的水尽可能分布在水平井中，因此不仅可以使水平井受热均匀也可以使水平井受压均匀，受热均匀可以扩大高渗带形成的区域，受压均匀可以使两个水平井之间的连通分布均匀，保证了高渗带的连通性，而且可以利用第二注汽管40将注入水平井的引出。

本实用新型的优选实施例一中，如图2所示，上述注水单元60包括储水装置61和第一输水管62，第一输水管62连通储水装置61和第一注汽管30。储水装置61中的水通过第一输水管62注入第一注汽管30，利用储水装置61为注水单元60提供稳定的水源，保证了注水过程中的水压的稳定性。优选地，储水装置61与第一输水管62之间设置有水泵，为注水提供水平井中所需的压力，并通过水泵的调节控制注水的压力前期低于水平井中的最小水平主应力值，调整水平井中的应力分布，之后通过水泵逐渐增大注水的压力，使注水的压力略高于最小水平主应力值，对水平井进行压裂，形成高渗带。更优选地，第二注汽管40外面有个抽水泵，将储水装置61与第一输水管62之间设置的水泵和此抽水泵的参数设定好，先开注水泵，再开抽水泵，就可以实现一边注水，一边抽水，使水保持一定流速，就能使水平井中保持相对稳定的温度和压力值。

上述本实用新型的SAGD水平井系统中，注水单元60与两个水平井连通，即与上水平井10连通且与下水平井20连通，即可设置第一输水管62为两条，如图3所示，在本实用新型的优选实施例二中，设置第一输水管62分别为上输水管621和下输水管622，上输水管621与上水平井10的第一注汽管30连通，下输水管622与下水平井20的第一注汽管30连通。通过上述结构可以更好地控制上水平井10与下水平井20的注汽和注水过程的同步性或者差异性，同时大大降低了注水单元60的成本，省去了多余注水单元60的设置。

为了使注水过程产生的压力满足本实用新型的要求，在本实用新型的优选实施例一和/或实施例二中，上述第一输水管62上设置有第一压力检测装置63和第一流量控制装置64，具体可参考图2和图3。在整个注水过程中，首先根据本藏油区域的地质资料，确定水平井的水平段所处的地层结构的最小水平主应力值，根据最小水平主应力值设置注水初始压力，使注水压力稍低于最小水平主应力值，同时在输水过程中根据第一压力检测装置63的显示值随时调整第一流量控制装置64，使注水的压力值尽可能的始终稍低于最小水平主应力值，减少压力扰动对注水初始压力的影响，当第一压力检测装置63的数值趋于稳定后，完成对水平井中水平段的应力分布的调整。之后通过第一流量控制装置64调整注水的流量使注水的压力逐步增大，直至稍大于水平井的水平段中的最小水平主应力值的压裂压力，然后一直保持此压力值，对水平井的水平段进行压裂，形成高渗带，期间如果第一压力检测装置63发生数值调整较大，可通过第一流量控制装置64使注水压力回归至压裂压力值。如果压力过大，有可能会破坏水平井附近的底盖层，造成热量流失，反而不利于采油。故第一压力检测装置63和第一流量控制装置64在整个注水过程中起到非重要的作用，反复通过两者的配合使注水压力维持在初始压力或者压裂压力，以便压裂过程的顺利完成。

本实用新型的一个优选实施方式中，上述注水单元60还包括第二输水管65该第二输水管65与第二注汽管40连通将来自第二注汽管40的水输出。此时可将第二输水管65的出口放置排水池70，可以集中处理从水平井排除的注水，当整个注水压裂过程结束后，将所用的注水集中排出，有利于环保。进一步地，优选第二输水管65的排出口与储水装置61相连通，此结构的设置可以循环利用注水，将上述结构应用到上述实施例二和实施例三中时可分别形成图4和图5所示的结构。这样就可以将排除的注水再次通过第一输水管62进入水平井中的第一注汽管30，进行注水压裂，达到了循环利用注水的目的。

同样，为了配合注水的速度，优选在上述各实施例中的第二输水管65上设置有第二压力检测装置66和第二流量控制装置67，具体可参见图4和图5所分别示出的实施例三和实施例四的SAGD水平井系统的结构示意图。当注水在水平井中流动时，会遇到残余泥浆、凝固原油等物相，消弱了注水的压力，故第一输水管62上的第一压力检测装置63显示的压力数值有可能会大于水平井中注水即时的实际压力，而可能导致在注水压裂过程中由于压力不足使上下两个水平井的连通不充分。而第二输水管65上的第二压力检测装置66显示的压力数值则是注水进行压裂过程中或者压裂过程后的注水压力，相对第一压力检测装置63显示的压力数值更接近注水在水平井中的实际压力值，故当整个注水过程呈一自循环状态时，可以更多的参考第二压力检测装置66显示的压力数值，进而通过第一流量控制装置64和第二流量控制装置67调整注水的流量，从而调整注水在水平井中的压力。

为了更好地利用所注入的水对水平井的作用，优选上述各实施例的第一注汽管30延伸至所在水平井的水平段的末端；第二注汽管40的延伸至所在水平井的水平段的起始端。即第一注汽管30与第二注汽管40长度差为水平井的水平段的长度，最大限度的保证了高渗带的形成区域同时兼顾考虑了抽水效率。

优选地，第一注汽管30中设置有测温缆50，测温缆50上每隔30m～50m设置有一个测温点。以图1为例，测温点的设置主要判断下水平井20与上水平井10的连通性，进而确定是否结束注水压裂过程。随着注水压裂过程的进行，上下水平井20的水平段之间会均匀出现越来越多的孔隙，使上下水平井20连通，随着上下水平井20的连通上水平井10的注水会逐渐流入下水平井20，同时伴随着热量从上水平井10向下水平井20的转移，使下水平井20中的温度逐渐提高，进而反映在测温点数值的上升，即水平井的水平段中不同位置测温点的数值达到目标温度之后，就代表上下水平井20的连通达到了初始设定的目标，可以停止注水压裂过程的进行。

为了更好地说明本申请的SAGD水平井系统的优势，本申请还提供了一种SAGD水平井系统的启动方法，该SAGD水平井系统包括两个水平井，且两个水平井为上水平井10和下水平井20，该启动方法包括以下步骤：S1，对水平井进行蒸汽循环预热；S2，利用热水对水平井进行压裂，如图6流程图所示。正如上文提到的，首先利用蒸汽对水平井之后的注水压裂提供一个热环境，然后利用注水对水平井进行注水压裂，提高近井地带油层的孔隙率和渗透率，即在近井地带形成了半径较大的高渗带，实现了在较短时间内SAGD水平井中注汽井与生产井之间的连通，大大缩短了SAGD水平井系统前期的启动时间。同时也增加了后期SAGD水平井的采油量。

优选地，步骤S1的蒸汽温度在200～300℃之间且持续7～10天。可以使注水具备一个较好的热环境，大大降低了前期注水的热损失，减小注水压裂过程的注水量，会降低相关成本。

在本实用新型又一种优选的实施例中，如图7所示，上述S2步骤包括以下步骤：S21，利用热水对水平井进行洗井；S22利用热水对水平井进行压裂，在上水平井10和下水平井20的水平段之间形成高渗带；S23，向水平井注入蒸汽进行循环。

S21步骤中利用热水对水平井进行冲洗，将水平井中的凝固油、残余泥浆清除掉，保证注水压裂过程中注水压力的实际值与目标值的误差尽可能的降至最低；S22步骤中利用热水的充压对上水平井和下水平井的水平段之间形成高渗带。由于S22进行压裂的过程所形成的裂缝为微裂缝，且沿水平井段分布均匀性和波及程度可能不能满足立即使用要求，因此进一步注入蒸汽循环一段时间(通常1～2个月)，以此加强上下水平井间连通的均匀性和连通程度，为转SAGD生产提供充分条件。

更优选地，如图8所示，步骤S22包括：步骤A，向所述上水平井和下水平井中注入热水，并控制热水的压力低于对应水平井中的最小水平主应力值；步骤B，将上水平井的热水压力提高至上水平井的破裂压力，对上水平井进行压裂；步骤C，将下水平井的热水压力提高至下水平井的破裂压力，对下水平井进行压裂，形成述高渗带；步骤D，判断所述上水平井和所述下水平井进行连通性，若连通性不满足连通性要求重复步骤A至步骤C。

向上水平井和下水平井注入热水后，然后通过地面检测系统检测所注入的热水的压力，在注入热水的初始阶段，控制热水的压力低于对应水平井中的最小水平主应力值，使热水发挥足够的预热和初始施压过程，且不破坏水平井中储层的结构，；然后，将上水平井的热水压力提高至上水平井的破裂压力首先对上水平井10进行注水压裂，由于重力作用，注水的压力更多的实施在上水平井10的水平段以下的油层中，即在上水平井10的水平段下方的油层中会形成更多的孔隙；接着，将下水平井的热水压力提高至下水平井的破裂压力，对下水平井20进行注水压裂，由于在步骤S22中首先在上水平井10的水平段的下方油层，即下水平井20的水平段的上方油层形成了新的更多的孔隙，故新的孔隙会分散了之后下水平井20中的注水压力，减小了下水平井20中的注水压力对下水平井20的水平段下方储层的压力，尽可能的降低了压破底盖层的风险。

在形成高渗带之后，可以采用温压综合检测方法判断上水平井和下水平井的连通性，比如向上水平井通入热蒸汽，检测下水平井的温度，如果两个水平井中的温度接近，则判定连通性较好，可以结束该阶段操作；否则重复步骤A至C进行再次压裂。

上述温压综合检测方法包括：

温度判断：注汽井为注入流程，生产井为焖井状态(温度会持续下降)，注汽井持续注入约70℃热污水，若注汽井、生产井间已存在部分连通，则连通段测温点的温度将呈先下降后上升趋势，根据前期经验，温度响应段(先降后升)长度超过50％，则说明连通性较好，符合该阶段改造目的。由于各个井组连通性存在一定差异，温度判断过程需要4～6小时。

压力判断：注汽井为注入流程，生产井为焖井状态，生产井井口压力随注汽井压力上升或下降具有一致性特征，压力关联变化幅度超过0.1MPa，则判断连通较好，符合该阶段改造目的。

优选地，热水为温度在60～80℃的脱油热污水的，利用脱油热污水大大降低了注水成本，脱油热污水具备一定的温度可以使水平保持相对稳定的温度，不至于使原油凝固，消弱注水的压力。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、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 (10)

1.一种SAGD水平井系统，包括两个水平井，且所述两个水平井为上水平井(10)和下水平井(20)，其特征在于，各所述水平井内均设置有第一注汽管(30)和第二注汽管(40)，所述SAGD水平井系统还包括至少一个注水单元(60)，所述注水单元(60)通过所述第一注汽管(30)或第二注汽管(40)与至少一个所述水平井连通。

2.根据权利要求1所述的SAGD水平井系统，其特征在于，所述第一注汽管(30)的长度大于所述第二注汽管(40)的长度，所述注水单元与所述第一注汽管(30)的始端连通。

3.根据权利要求2所述的SAGD水平井系统，其特征在于，所述注水单元(60)包括：

储水装置(61)；

第一输水管(62)，连通所述储水装置(61)和所述第一注汽管(30)。

4.根据权利要求3所述的SAGD水平井系统，其特征在于，所述注水单元(60)与所述上水平井(10)连通且与所述下水平井(20)连通，所述第一输水管(62)为两条，分别为上输水管(621)和下输水管(622)，所述上输水管(621)与所述上水平井(10)的第一注汽管(30)连通，所述下输水管(622)与所述下水平井(20)的第一注汽管(30)连通。

5.根据权利要求4所述的SAGD水平井系统，其特征在于，所述第一输水管(62)上设置有第一压力检测装置(63)和第一流量控制装置(64)。

6.根据权利要求3所述的SAGD水平井系统，其特征在于，所述注水单元(60)还包括第二输水管(65)，与所述第二注汽管(40)连通将来自所述第二注汽管(40)的水输出。

7.根据权利要求6所述的SAGD水平井系统，其特征在于，所述第二输水管(65)与所述储水装置(61)连通。

8.根据权利要求6所述的SAGD水平井系统，其特征在于，所述第二输水管(65)上设置有第二压力检测装置(66)和第二流量控制装置(67)。

9.根据权利要求2所述的SAGD水平井系统，其特征在于，

所述第一注汽管(30)延伸至所在水平井的水平段的末端；

所述第二注汽管(40)的延伸至所在水平井的水平段的起始端。

10.根据权利要求9所述的SAGD水平井系统，其特征在于，所述第一注汽管(30)中设置有测温缆(50)，所述测温缆(50)上每隔30m～50m设置有一个测温点。