一種油藏開采用注汽管及油藏開采方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及采油工藝，尤其涉及一種油藏開采用注汽管及油藏開采方法。
【背景技術(shù)】
[0002] SAGD(Steam Assisted Gravity Drainage，蒸汽輔助重力泄油）是一項(xiàng)超稠油油 藏開發(fā)技術(shù)。該技術(shù)是將蒸汽從位于油藏底部附近的水平生產(chǎn)井上方的一口直井或一口水 平井注入油藏內(nèi)，從而對(duì)油藏進(jìn)行加熱，被加熱的原油和蒸汽冷凝液從油藏底部的水平井 中產(chǎn)出。該技術(shù)具有高采油能力、高油汽比、高采收率及低井間干擾的優(yōu)點(diǎn)，且該技術(shù)可以 有效避免過早產(chǎn)生井間竄通的問題。
[0003] 目前，SAGD是采用在注汽管中注入蒸汽的方式對(duì)油藏進(jìn)行加熱，然后，因?yàn)樾枰?熱的油藏面積一般比較大，所以注汽管的水平注汽段通常比較長(zhǎng)。蒸汽沿注汽管流動(dòng)時(shí)會(huì) 發(fā)生熱損，如果注汽管的設(shè)計(jì)參數(shù)不合理，那么很容易造成注汽管各段的熱損不同，熱損不 同會(huì)導(dǎo)致油藏的各區(qū)域加熱不均勻。對(duì)于加熱過度的區(qū)域，蒸汽會(huì)先穿過油藏直接與生產(chǎn) 井建立熱連通的縱向?qū)游唬M(jìn)而發(fā)生汽竄。
[0004] 針對(duì)上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種油藏開采用注汽管及油藏開采方法。 該方法可以開發(fā)超稠油油藏。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種油藏開采用注汽管，包括:垂直段、水平段 以及連接所述垂直段和水平段的過渡段，其中，所述水平段包括多個(gè)注汽段，所述多個(gè)注汽 段的每個(gè)注汽段上設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)注汽孔，所述多個(gè)注汽段中各個(gè)注汽段的熱損失相 等。
[0007] 進(jìn)一步的，所述油藏開采方法用注汽管設(shè)置在油藏的上方和/或下方。
[0008] 進(jìn)一步的，所述水平段中注汽段的數(shù)量為3個(gè)或4個(gè)。
[0009] 進(jìn)一步的，所述水平段中注汽段的長(zhǎng)度為9~11m。
[0010] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種油藏開采方法;確定注汽管多個(gè)段中各個(gè) 段的長(zhǎng)度;在保證所述多個(gè)段中各個(gè)段的熱損失相等的情況下，確定所述多個(gè)段中各個(gè)段 的材質(zhì)和尺寸，其中，所述各個(gè)段的長(zhǎng)度和各個(gè)段的徑向總熱阻決定所述多個(gè)段中各個(gè)段 的徑向熱損失，所述各個(gè)段的徑向總熱阻由各個(gè)段的材質(zhì)和尺寸決定;根據(jù)確定的所述多 個(gè)段中各個(gè)段的材質(zhì)和尺寸生成所述注汽管;通過所述注汽管對(duì)注汽井所在油藏進(jìn)行加 熱。
[0011] 進(jìn)一步的，按照以下公式計(jì)算所述多個(gè)段中各個(gè)段的徑向熱損失：
[0012]
[0013]其中，Qm表示第m段的徑向熱損失，Rm表示第m段的徑向總熱阻，Te表示循環(huán)預(yù)熱后 的底層溫度恒定值，Ts表示飽和蒸汽的平均溫度，dLm表示第m段的長(zhǎng)度。
[0014]進(jìn)一步的，按照以下公式計(jì)算所述多個(gè)段中各個(gè)段的徑向總熱阻：
[001 5] Rm = Rml+Rm2+Rm3+Rm4+Rm5+Rm6+Rm7+Rm8
[0016] Rml表示蒸汽與注汽管內(nèi)壁之間的熱對(duì)流熱阻值，Rm2表示注汽管的內(nèi)壁與外壁之 間的熱傳導(dǎo)熱阻值，R m3表示隔熱層的熱傳導(dǎo)熱阻值，Rm4表示隔熱管管壁的熱傳導(dǎo)熱阻值， Rm5表示環(huán)空熱對(duì)流熱阻值，Rm6表示套管壁的熱傳導(dǎo)熱阻值，Rm7表示水泥環(huán)的熱傳導(dǎo)熱阻 值，R m8表示油層的熱傳導(dǎo)熱阻值。
[0017] 進(jìn)一步的，按照以下公式計(jì)算飽和蒸汽的平均溫度：
[0018] Ts = 195.94P°'225-17.8
[0019] 其中，Ts表示飽和蒸汽的平均溫度，P為蒸汽壓，單位為Pa。
[0020] 進(jìn)一步的，按照以下公式計(jì)算蒸汽壓：
[0021]
[0022] 其中，P為蒸汽壓，單位為Pa;l表示軸向流動(dòng)的距離，單位為Hi5P1為液相密度，單位 為kg/m 3; Pg為氣相密度，單位為kg/m3; Hi為持液率，單位為m3/m3; g為重力加速度，單位為m/ s2;9為管道與水平方向的夾角;λ為兩相流動(dòng)的沿程阻力系數(shù);G為混合物的質(zhì)量流量，單位 為kg/s; V為混合物的流速，單位為m/s; Vsg為氣相的折算速度，單位為m/s; D為管道直徑，單 位為m; Ap為管道截面積，單位為m2。
[0023] 本發(fā)明的一種油藏開采用注汽管及油藏開采方法，通過調(diào)整該注汽管各段注汽段 的材質(zhì)和長(zhǎng)度，使得該注汽管水平段上的各段注汽段的熱損值相同，然后再通過該管柱對(duì) 油藏進(jìn)行加熱，進(jìn)而能保證各段注汽管對(duì)油藏的均勻加熱;提高了注汽管的注汽效果，減少 了汽竄現(xiàn)象，提高了采油效率。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實(shí)施例中的油藏開采用注汽管在井內(nèi)的結(jié)構(gòu)布置圖；
[0025] 圖2為本實(shí)施例中的油藏開采用注汽管的徑向熱阻示意圖；
[0026] 圖3為本實(shí)施例提供的油藏開采方法的流程圖。
[0027] 以上【附圖說明】：1、生產(chǎn)井；2、注汽井；3、注汽管；31、垂直段;32、水平段;321、注汽 段;4、注汽孔;5、套管;6、油藏。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 現(xiàn)有技術(shù)中，針對(duì)SAGD水平井的常規(guī)布井方式主要分直平組合與雙水平井組合， 即在油藏頂部布置直井注汽井，底部布置水平井或在頂部與底部均布置水平井。針對(duì)在實(shí) 際的SAGD水平井的作業(yè)過程中，一般按時(shí)間順序分兩個(gè)階段:第一階段為循環(huán)預(yù)熱階段，即 對(duì)油藏頂部原油進(jìn)行加熱。注汽井中的注汽管小排量注入蒸汽，均勻加熱油藏，使油藏上部 的原油具有一定流動(dòng)性。第二階段為注汽重力泄油階段，即對(duì)油藏底部原油開采，由于對(duì)統(tǒng) 一縱向區(qū)域循環(huán)預(yù)熱一段時(shí)間后注汽井與采油井建立熱聯(lián)通，受重力影響具有流動(dòng)性的原 油可以從油藏頂部的注汽井流入油藏底部的生產(chǎn)井中。
[0029] 為了防止油藏發(fā)生汽竄，在本例中提出了一種油藏開采用注汽管，如圖1所示，該 注汽管包括垂直段、水平段以及連接垂直段和水平段的過渡段，其中，所述水平段包括多個(gè) 注汽段，所述多個(gè)注汽段的每個(gè)注汽段上設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)注汽孔，所述多個(gè)注汽段中各 個(gè)注汽段的熱損失相等。垂直段從井口開始向下延伸與過渡段相連。
[0030] 圖1中的注汽管3的水平段32可以包括多段注汽段321，且多段注汽段321依次排 列。注汽段321上沿水平方向可以設(shè)置有多個(gè)配汽孔。注汽管3通過注汽孔4將蒸汽注入到油 藏中來加熱原油。被加熱的原油在重力的作用下，向下進(jìn)入生產(chǎn)井1。考慮到需要加熱的油 藏面積較大，所以注汽管3的水平段32-般設(shè)置的比較長(zhǎng)，蒸汽沿注汽管3流動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生熱 損，如果注汽管3的徑向熱阻值參數(shù)不合理，容易造成水平井各段加熱的不均勻，進(jìn)而導(dǎo)致 油藏的各區(qū)域加熱不均勻，加熱過度區(qū)域的蒸汽首先穿過油藏直接與生產(chǎn)井1建立熱連通 的縱向?qū)游?，進(jìn)而發(fā)生汽竄，本例中通過設(shè)置多個(gè)注汽段321中的各個(gè)注汽段321的熱損失 相等，有效避免了上述問題的產(chǎn)生。
[0031] 具體的，油藏開采方法為可以是SAGD雙水平井技術(shù)。SAGD雙水平井包括生產(chǎn)井1和 注汽井2。生產(chǎn)井1為采油作業(yè)的主要井段，注汽井2包括直井段和分支段，上述的油藏開采 方法用的注汽管3設(shè)置在注汽井2的直井段和分支段中。其中，直井段和分支段上都可以設(shè) 置有套管5,直井段上設(shè)置的套管5的上端與油井的井口相連，直井段的套管5的直徑大于分 支段的套管5的直徑，這主要是因?yàn)橹本卧O(shè)置的管柱比分支段多。具體的，套管5和井壁之 間可以通過填充混泥土將套管5固定套設(shè)在油井中。
[0032] 上述的油藏開采用注汽管3可以設(shè)置在注汽井2的套管5中，具體的，該注汽管3可 以包括設(shè)置在直井段的垂直段31，設(shè)置在分支段的水平段32以及連接垂直段31和水平段32 的過渡段。水平段32的長(zhǎng)度可以根據(jù)油藏的具體大小來確定。優(yōu)選的，注汽管3的水平段32 可以和油藏的水平長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)。過渡段可以直接設(shè)置在垂直段31的下端，過渡段的另一端 與水平段32相連接。
[0033] 其中，水平段32包括多個(gè)注汽段321，多個(gè)注汽段321的每個(gè)注汽段321上可以設(shè)置 有一個(gè)或多個(gè)注汽孔4,且多個(gè)注汽段321中各個(gè)注汽段321的熱損失相等。具體的，注汽段 321中各個(gè)注汽段321的熱損失的影響因素是注汽段321管柱的徑向熱阻值R m，徑向熱阻值Rm 越大，注汽段321的熱損失Q就越大。熱損失Q越大，就表明該段的蒸汽向外擴(kuò)散的熱量越多， 進(jìn)而對(duì)油藏的加熱強(qiáng)度就越大。
[0034]具體的，徑向熱阻值Rm可以表示為：
[0035] Rm = Rml+Rm2+Rm3+Rm4+Rm5+Rm6+Rm7+Rm8
[0036] 其中，m表示注汽段321的標(biāo)號(hào)。Rml表示蒸汽與注汽管內(nèi)壁之間的熱對(duì)流熱阻值， Rm2表不注汽管的內(nèi)壁與外壁之間的熱傳導(dǎo)熱阻值，Rm3表不隔熱層的熱傳導(dǎo)熱阻值，Rm4表不 隔熱管管壁的熱傳導(dǎo)熱阻值，R m5表示環(huán)空熱對(duì)流熱阻值，Rm6表示套管壁的熱傳導(dǎo)熱阻值， Rm7表不水泥環(huán)的熱傳導(dǎo)熱阻值，Rm8表不油層的熱傳導(dǎo)熱阻值。其中，Rml、Rm2、Rm3、Rm4為注汽 管3注汽段321的熱阻。如圖2所示為上述各阻值的示意圖。
[0037] 通過調(diào)整注汽管3的各個(gè)注汽段321的徑向總熱阻Rm，可以使得每段注汽段321的 徑向蒸汽熱損失相同，從而保證每段注汽段321對(duì)油藏的加熱量相同。
[0038] 在本實(shí)施例中，油藏開采方法用注汽管3設(shè)置在油藏的上方和/或下方，根據(jù)注汽 量和實(shí)際油藏的結(jié)構(gòu)來確定注汽管3的設(shè)置位置以及數(shù)量。
[0039]在本實(shí)施例中，水平段32中注汽段321的數(shù)量可以為3個(gè)或4個(gè)，各個(gè)注汽段321可 以通過螺紋連接的方向相連接。注汽管3的各段的長(zhǎng)度一般可以為9~11m。
[0040]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，注汽段的長(zhǎng)度為800mm至1000mm，注汽段的直徑為 73mm。本實(shí)施方式不對(duì)注汽段