專利名稱：提高蒸汽吞吐效果的兩個重要方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本方法適用于石油開采行業(yè)中應(yīng)用蒸汽吞吐熱采方法開發(fā)的各類油藏。主要針對蒸汽吞吐熱效低、熱采開發(fā)持續(xù)時間短、穩(wěn)產(chǎn)時間短、遞減率高、吞吐生命周期短、油汽比很快達(dá)到經(jīng)濟(jì)技術(shù)參數(shù)0.15等問題而提出改善方法。
背景技術(shù)：
蒸汽吞吐是熱采開發(fā)油藏有效開發(fā)手段之一，但隨著開發(fā)的不斷深入，生產(chǎn)中暴露出越來越多的問題，比如，I)頭廣3周期注不進(jìn)，產(chǎn)量低；2)薄-中厚層油層吞吐周期短，高輪次吞吐，高含水，產(chǎn)量低；3)單周期內(nèi)產(chǎn)油量遞減速度快，周期結(jié)束早；4)油井吞吐全周期產(chǎn)油量亦呈現(xiàn)這種變化規(guī)律，曲線峰值較平緩。在采油方法上，多井整體吞吐、間歇吞吐、一注多采均能改善高輪井蒸汽吞吐效果，降低生產(chǎn)成本，但在緩解老井遞減速度方面上只能在一定程度上起作用，卻無法解決高輪井吞吐效果變差的總趨勢。多井整體吞吐、間歇吞吐、一注多采等技術(shù)均有一定的適用條件和局限性。多井整體蒸汽吞吐效果只能連2-3輪，繼續(xù)吞吐效果變差；間歇吞吐是一種以時間換空間的做法，適用于低效井和長期停產(chǎn)井；一注多采更適合于小井距、巨厚塊狀油層。周期吞吐產(chǎn)量變化規(guī)律，如圖1、圖2。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明原理:
1)飽和甲烷氣條件下，隨著溫壓增加，地層原油的粘度降低，注汽條件下，地層原油要經(jīng)歷一次由塑性半凝固狀態(tài)向粘稠流體再向稀薄狀態(tài)轉(zhuǎn)變過程，溫度降低，逆過程。也就是說，要想有效地采出原油，注汽提供熱能必須先預(yù)熱地層，建立必要的溫度場，使原油進(jìn)入流動狀態(tài)，同時，還要有后續(xù)足夠的熱能保證可流動的原油流至井底。因此，隨著吞吐輪次增加，熱采半徑增大，汽腔體積增加， 汽腔表面積增加，所需熱能越多，受熱原油流至井底所需能量越高；
2)原油流動狀態(tài):受熱采開發(fā)各項(xiàng)因素及原油自身物理性質(zhì)影響，由井間至近井地帶，超稠油粘度逐漸降低，流度增強(qiáng)，由塑性半凝固狀態(tài)向流動狀態(tài)過度，熱采過程中，原油逐層剝離，類似冰層融化，這種特性影響吞吐或汽驅(qū)方式采油速度；
3)根據(jù)Marx-1angenheim熱采原理及蒸汽腔形成理論,熱采開發(fā)中后期,超稠油剩余油主要分布在井間熱未波及區(qū)，層面像帶有波痕的沙灘。但受重力及注入蒸汽補(bǔ)充熱能的影響，剩余油粘稠流體有向流體勢能低的方向流動的趨勢，因此，在多種因素的共同作用下，開發(fā)后期超稠油剩余油分布主要集中于油層下部并呈波狀表面形態(tài)存在。由儲層孔隙毛細(xì)管吸咐作用及重力分異作用影響，地層原油含油飽和度呈現(xiàn)由上至下、由生產(chǎn)井至井間含油飽和度呈遞增狀態(tài)，熱力未波及區(qū)飽和度為原始含油飽和度；
4)在實(shí)際開發(fā)設(shè)計(jì)中，注汽參數(shù)通常為單項(xiàng)比較，如注汽量與油汽比的關(guān)系、注汽強(qiáng)度與油汽比的關(guān)系等，進(jìn)入產(chǎn)油高峰期后所得注汽參數(shù)便保持不變，如:a.注汽干度:井底蒸汽干度保證大于40% ;b.第一周期注汽強(qiáng)度:互層狀油藏80t/m,塊狀油藏70t/m ;c.周期注汽強(qiáng)度遞增幅度:第二、第三周期注汽強(qiáng)度在前一周期基礎(chǔ)上遞增10% 15%，第四 六周期注汽強(qiáng)度較前一周期遞增59TlO%，第六周期以后注汽強(qiáng)度保持不變(水平井第五周期以后不變);d.注汽速度:吞吐初期互層狀油藏注汽速度200t/d，厚層塊狀油藏注汽速度180t/d ;吞吐中、后期互層狀油藏注汽速度240 320t/d，厚層塊狀油藏注汽速度220 300t/d ；e.燜井時間:3飛天。這顯然與油氣在熱采開發(fā)過程中的運(yùn)移規(guī)律及所需能量不相符，因此，吞吐效率低，產(chǎn)量遞減快，最終采出程度受影響。根據(jù)上述原理分析，特根據(jù)不同情況設(shè)計(jì)兩種蒸汽吞吐方法，方法的核心思想，一是調(diào)整注汽參數(shù)以保證預(yù)熱流動原油有足夠熱能流至井底；二是減緩地層熱能損失，提高周期產(chǎn)油量，減緩周期產(chǎn)油量遞減率，延長蒸汽吞吐穩(wěn)產(chǎn)期。具體方法如下:
方法一:針對六周期后產(chǎn)量遞減情況，應(yīng)該根據(jù)加熱半徑適時調(diào)整注汽參數(shù)，注汽參數(shù)調(diào)整簡化公式如下:
Q (dvtP)=Cu Q0rV
Q (dvtp):周期注汽量，干度，速度，溫度和壓力函數(shù)；
C:采注比；
Q0:周期米油量；
R:采油半徑；
V:汽腔體積，可用采油量換算
根據(jù)各油藏特征，選擇組合式注汽方式及動態(tài)調(diào)整現(xiàn)場注汽參數(shù)，將獲得非?？捎^的經(jīng)濟(jì)收益。Marx-langenheim公 式通常用來設(shè)計(jì)油藏蒸汽吞吐最終熱采半徑，即井距設(shè)計(jì)，但通過分析認(rèn)為，該公式可作為動態(tài)調(diào)整現(xiàn)場注汽參數(shù)的參考:
Ar =十 2 -1)
d = 2.rh
Is---1njection rate，kg/h ；
h---net pay thickness，m ；
hm---the enthalpy of saturated vapor, kcal/kg ；
λ s---thermal conductivity factor of top and bottom layer,
kcal/ (h.m.°C )
Me---thermal capacity of the oil layer, kcal/kg ；
as---the thermal diffusivity of top and bottom layer, m2/h ；
Ts, T1---the temperature of steam and original oil layer, °C ；
T---time of injection，h ；
Ar---the area of heated zone, m2 ；
Td---dimentionless time ；
erfc--- error penalty coefficient
rh---heated radium，m ；d---reasonable well spacing，m ;
EA---heat capacity,m ；
方法二:交替蒸汽吞吐井網(wǎng)，如圖3、圖4、圖5。這種交替蒸汽吞吐井網(wǎng)吞吐方法是，黑色井圈井網(wǎng)先注汽悶井，開始生產(chǎn)時，淺灰色井圈井網(wǎng)再注汽悶井，注入的熱量彌補(bǔ)前者吞吐中后期熱能損失，保證有更多的熱能維持流體流至井底；當(dāng)黑色井網(wǎng)進(jìn)入新一輪注汽時，新注入的熱能再來補(bǔ)充淺灰色井網(wǎng)熱能的損失，兩者輪換蒸汽吞吐，如圖6，交相呼應(yīng)，達(dá)到維持地層能量，提高吞吐熱采效果的目的


圖1是不同層位直井周期吞吐產(chǎn)量變化規(guī)律圖，橫坐標(biāo)是周期數(shù)，縱座標(biāo)是周期累產(chǎn)油量(t)，三條曲線表示三個不同層位的周期累產(chǎn)油量；
圖2是直井單井周期產(chǎn)量關(guān)系曲線圖，橫軸為時間(d)，縱軸為日產(chǎn)量(t/d)、日含水率(%)，第一行曲線為含水率(％)，第二行曲線為日產(chǎn)液量曲線，第三行曲線為日產(chǎn)油量曲線；圖3是三角形七點(diǎn)井網(wǎng)圖，網(wǎng)格線為井網(wǎng)的形態(tài)，黑色井圈為一個吞吐井網(wǎng)，淺灰色井圈為另一個吞吐井網(wǎng)；
圖4是正方形五點(diǎn)井網(wǎng)圖，網(wǎng)格線為井網(wǎng)的形態(tài)，黑色井圈為一個吞吐井網(wǎng)，淺灰色井圈為另一個吞吐井網(wǎng)；
圖5是正方形九點(diǎn)井網(wǎng)圖，網(wǎng)格線為井網(wǎng)的形態(tài)，黑色井圈為一個吞吐井網(wǎng)，淺灰色井圈為另一個吞吐井網(wǎng)；
圖6是交替蒸汽吞吐井網(wǎng)生產(chǎn)周期產(chǎn)量匹配關(guān)系圖，該圖為兩個交替井網(wǎng)中不同的兩口直井周期產(chǎn)量在時間上的對應(yīng)關(guān)系，為一示意圖，圖中橫縱坐標(biāo)與曲線所表示內(nèi)容與圖2一致?！?br> 權(quán)利要求
1 .提高蒸汽吞吐效果的兩個重要方法，方法一的特點(diǎn)是，蒸汽吞吐進(jìn)入中后期后，注汽參數(shù)需隨著加熱半徑的擴(kuò)大和汽腔體積的增加進(jìn)一步強(qiáng)化調(diào)整，以保證預(yù)熱流體流至井底，延長整個吞吐生命周期，簡化公式為 Q(dvtP)=Cu Q0rV Q (dvtp):周期注汽量、注汽干度、注汽速度、注汽溫度和注汽壓力函數(shù) C :采注比 y :地層原油粘度 Q0:周期米油量 r :采油半徑 V:汽腔體積，用采油量進(jìn)行換算 方法二的特點(diǎn)是，將蒸汽吞吐井網(wǎng)拆分成兩套(或三套)井網(wǎng)，然后交替進(jìn)行蒸汽吞吐，以維持地層熱能穩(wěn)定，保證預(yù)熱流體充分流至井底，減緩周期產(chǎn)油量遞減率，延長周期穩(wěn)產(chǎn)期，提高原油采收率。
全文摘要
蒸汽吞吐是油藏?zé)岵煞椒ㄖ幸豁?xiàng)核心關(guān)鍵技術(shù)，但隨著吞吐階段深入發(fā)展，生產(chǎn)中暴露出諸多矛盾，周期產(chǎn)油量遞減快，穩(wěn)產(chǎn)期短，經(jīng)濟(jì)成本大幅上升。本方法通過深入研究吞吐過程中流體運(yùn)移規(guī)律、注汽參數(shù)設(shè)計(jì)存在的缺陷及組合式蒸汽吞吐存在的局限性，特別有針對性地提出提高蒸汽吞吐效果的兩個重要方法。該方法行之簡單有效，不會大幅提高經(jīng)濟(jì)成本，但卻會給蒸汽吞吐熱采開發(fā)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益，產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
文檔編號E21B43/24GK103256034SQ20131002440
公開日2013年8月21日 申請日期2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月23日
發(fā)明者于文英 申請人:于文英