CN103256034B - 提高蒸汽吞吐效果方法 - Google Patents
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Abstract
提高蒸汽吞吐效果方法，是通过深入研究吞吐过程中流体运移规律、注汽参数设计存在的理论缺陷及组合式蒸汽吞吐存在的局限性，特别有针对性地提出新的节能环保蒸汽吞吐方法，即随采油半径、汽腔体积的增大和汽油接触表面积增大而增强调整注汽参数，以保证高轮次吞吐阶段远井地带有足够热能预热原油，并维持足够热能使预热原油流至井底；同时，通过改变同注同采井网结构进行交替蒸汽吞吐来减缓单周期内热能损失，提高热效率及周期产油量，延长蒸汽吞吐稳产期。
Description
技术领域
本方法适用于石油开采行业中应用蒸汽吞吐热采方法开发的各类油藏。主要针对蒸汽吞吐热效低、热采开发持续时间短、稳产时间短、递减率高、吞吐生命周期短、油汽比接近经济技术参数0.15等问题而提出改善方法。
背景技术
蒸汽吞吐是热采开发油藏有效开发手段之一，但随着开发的不断深入，生产中暴露出越来越多的问题，比如，头2～3周期注不进，产量低；薄-中厚层油层吞吐周期短，高轮次吞吐，高含水，产量低；单周期内产油量递减速度快，周期结束早；油井吞吐全周期产油量亦呈现这种变化规律，曲线峰值较平缓。在采油方法上，多井整体吞吐、间歇吞吐、一注多采均能改善高轮次吞吐井蒸汽吞吐效果，降低生产成本，但在缓解老井递减速度方面上只能在一定程度上起作用，却无法解决高轮次吞吐井吞吐效果变差的总趋势。多井整体吞吐、间歇吞吐、一注多采等技术均有一定的适用条件和局限性。多井整体蒸汽吞吐效果只能连续2-3轮，继续吞吐效果变差；间歇吞吐是一种以时间换空间的做法，适用于低效井和长期停产井；一注多采更适合于小井距、巨厚块状油层。周期吞吐产量变化规律，如图1、图2。
发明内容
发明原理：
1)饱和甲烷气条件下，随着温压增加，地层原油的黏度降低，注汽条件下，地层原油要经历一次由塑性半凝固状态向粘稠流体再向稀薄状态转变过程，温度降低，地层原油物理变化呈逆向变化。也就是说，要想有效地采出原油，注汽提供热能必须先预热地层，建立必要的温度场，使原油进入流动状态，同时，还要有后续足够的热能保证可流动的原油流至井底。因此，随着吞吐轮次增加，热采半径增大，汽腔体积增加，汽油接触表面积增加，所需热能越多，受热原油流至井底所需能量越高；
2)原油流动状态：热采开发各项因素及原油自身物理性质影响，由井间至近井地带，超稠油黏度逐渐降低，流度增强，由塑性半凝固状态向流动状态过度，热采过程中，原油逐层剥离，类似冰层融化，这种特性影响吞吐或汽驱方式采油速度；
3)根据Marx-langenheim热采原理及蒸汽腔形成理论，热采开发中后期，超稠油剩余油主要分布在井间热未波及区，层面像带有波痕的沙滩。但受重力及注入蒸汽补充热能的影响，剩余油粘稠流体有向流体势能低的方向流动的趋势，因此，在多种因素的共同作用下，开发后期超稠油剩余油分布主要集中于油层下部并呈波状表面形态存在。由储层孔隙毛细管吸咐作用及重力分异作用影响，地层原油含油饱和度呈现由上至下、由生产井至井间含油饱和度呈递增状态，热力未波及区饱和度为原始含油饱和度；
4)在实际开发设计中，注汽参数通常为单项比较，如注汽量与油汽比的关系、注汽强度与油汽比的关系等，进入产油高峰期后所得注汽参数便保持不变，如：注汽干度：井底蒸汽干度保证大于40％；第一周期注汽强度：层状油藏80t/m，块状油藏70t/m；第二、第三周期注汽强度在前一周期基础上递增10％～15％，第四～六周期注汽强度较前一周期递增5％～10％，第六周期以后注汽强度保持不变(水平井第五周期以后不变)；注汽速度：吞吐初期层状油藏注汽速度200t/d，厚层块状油藏注汽速度180t/d；吞吐中、后期层状油藏注汽速度240～320t/d，厚层块状油藏注汽速度220～300t/d；焖井时间3～5天。这显然与油气在热采开发过程中的运移规律及所需能量不相符，因此，吞吐效率低，产量递减快，最终采出程度受影响。
根据上述原理分析，特根据不同情况设计两种蒸汽吞吐方法，方法的核心思想是，随采油半径、汽腔体积的增大和汽油接触表面积增大而增强调整注汽参数，以保证预热流动原油有足够热能流至井底；同时，通过改变同注同采井网结构进行交替蒸汽吞吐来减缓单周期内热能损失，提高热效率及周期产油量，延长蒸汽吞吐稳产期。具体方法如下：
对六周期后产量递减情况，应该根据加热半径适时调整注汽参数，注汽参数调整简化公式如下：
Q(dvtp)＝CμQOrV
Q(dvtp)：周期注汽量，为干度，速度，温度和压力函数；
C：采注比；
μ：原油黏度；
QO：周期采油量；
r：采油半径；
V：汽腔体积，可用采油量换算
根据各油藏特征，选择组合式注汽方式及动态调整现场注汽参数，将获得非常可观的经济收益。Marx-langenheim公式通常用来设计油藏蒸汽吞吐最终热采半径，即井距设计，但通过分析认为，该公式可作为动态调整现场注汽参数的参考。
交替蒸汽吞吐方法，即对油藏原一套井网进行拆分，对重新组合好的井网，如图3、图4、图5，分时段集中蒸汽吞吐，交替进行。以两套井网图3为例，黑色井圈井网先注汽闷井，开始采油后，浅灰色井圈井网再开始注汽闷井，注入的热量弥补前者吞吐中后期热能损失，保证有更多的热能维持流体流至井底；黑色井网进入新一轮注汽时，新注入的热能再来补充浅灰色井网热能的损失，两者轮换蒸汽吞吐，如图6两组井生产曲线，交相呼应，达到维持地层能量，提高吞吐热采效果的目的。
附图说明
图1是不同层位直井周期吞吐产量变化规律图，横坐标是周期数，纵坐标是周期累产油量(t)，图中曲线表示不同层位的周期累产油量；
图2是直井单井周期产量关系曲线图，横轴为时间(d)，纵轴为日产量(t/d)、日含水率(％)，第一行曲线为含水率(％)，第二行曲线为日产液量曲线，第三行曲线为日产油量曲线；
图3是三角形七点交替蒸汽吞吐井网，其特征是将油藏原三角形井网拆分成两组井网，所有黑色井圈所在生产油井构成一组井网，浅灰色井圈所在生产油井构成另一组吞吐井网。
图4是正方形五点交替蒸汽吞吐井网，其特征是将油藏原正方形井网拆分成两组井网，所有黑色井圈所在生产油井构成一组井网，浅灰色井圈所在生产油井构成另一组吞吐井网。
图5是正方形九点交替蒸汽吞吐井网，其特征是将油藏原正方形井网拆分成两组井网，所有黑色井圈所在生产油井构成一组井网，浅灰色井圈所在生产油井构成另一组吞吐井网。
图6是交替蒸汽吞吐井网生产周期产量匹配关系图，该图为两个交替井网中不 同的两口直井周期产量在时间上的对应关系，为一示意图，图中横纵坐标与曲线所表示内容与图2一致。
Claims (4)
1.提高蒸汽吞吐效果方法，其特征为随采油半径、汽腔体积的增大和汽油接触表面积增大而增强调整注汽参数，以保证高轮次吞吐阶段远井地带有足够热能预热原油，并维持足够热能使预热原油流至井底，延长整个吞吐生命周期，简化公式为：
Q(dvtp)＝CμQorV
Q(dvtp)：周期注汽量，为注汽干度、注汽速度、注汽温度和注汽压力函数
C：采注比
μ：地层原油黏度
Qo：周期采油量
r：采油半径
V：汽腔体积，用采油量进行换算 ；
同时，通过改变同注同采井网结构进行交替蒸汽吞吐来减缓单周期内热能损失，提高热效率及周期产油量，延长蒸汽吞吐稳产期，即对油藏原一组井网进行拆分，对重新组合好的两组井网，分时段集中蒸汽吞吐，交替进行。
2.根据权利要求1所述的提高蒸汽吞吐效果方法，其特征在于采用三角形七点交替蒸汽吞吐井网，将油藏原三角形井网拆分成两组井网，所有黑色井圈所在生产油井构成一组井网，浅灰色井圈所在生产油井构成另一组吞吐井网。
3.根据权利要求1所述的提高蒸汽吞吐效果方法，其特征在于采用正方形五点交替蒸汽吞吐井网，将油藏原正方形井网拆分成两组井网，所有黑色井圈所在生产油井构成一组井网，浅灰色井圈所在生产油井构成另一组吞吐井网。
4.根据权利要求1所述的提高蒸汽吞吐效果方法，其特征在于采用正方形九点交替蒸汽吞吐井网，将油藏原正方形井网拆分成两组井网，所有黑色井圈所在生产油井构成一组井网，浅灰色井圈所在生产油井构成另一组吞吐井网。
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