CN106368661A - 蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点测定方法。该测定方法包括以下步骤：S1、利用蒸汽吞吐对油井进行多轮采油，并对每轮采油结束时的第一类生产参数进行测量，第一类生产参数包括采注比；S2、建立采注比与采油天数之间的关系曲线；S3、当采注比与采油天数之间的关系曲线在第n轮采油处的切线斜率的正负发生改变时，确定第n轮采油中具有蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点，n＞1。由于采注比与采油天数之间的关系曲线的切线斜率的正负发生改变，此时能够经过蒸汽吞吐开采到的石油量趋于饱和，从而在第n轮采油中将蒸汽吞吐转入蒸汽驱，进而通过蒸汽驱采油，有效地提高了石油的采收率和注蒸汽热采的总体效果。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域，具体而言，涉及一种蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点测定方法。
背景技术
目前我国稠油、超稠油比较成熟的开采技术是注蒸汽热采。通常的注蒸汽热采方式为蒸汽吞吐，然而稠油在经过一定时间的蒸汽吞吐开采形成热连通后，只能采出各油井井点附近油层中的原油，井间留有大量的死油区，一般采收率仅10％～25％。
为了提高注蒸汽热采的总体效果以及石油的采收率，需要将蒸汽吞吐开采至适当时机转入蒸汽驱开采，蒸汽驱采油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，将原油驱赶到生产井的周围，并被采到地面上来。适时转入蒸汽驱，采收率可增加20％～30％，总采收率可达45％～60％。
然而，在不同时期将蒸汽吞吐转入蒸汽驱开采对注蒸汽热采的总体效果和石油的采收率影响较大。因此，存在一个能量最佳利用的时机进行蒸汽驱的转入。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点测定方法，以解决现有技术中将蒸汽吞吐转入蒸汽驱开采后注蒸汽热采的总体效果较差和石油的采收率较低的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点测定方法，包括以下步骤：S1、利用蒸汽吞吐对油井进行多轮采油，并对每轮采油结束时的第一类生产参数进行测量，第一类生产参数包括采注比；S2、建立采注比与采油天数之间的关系曲线；S3、当采注比与采油天数之间的关系曲线在第n轮采油处的切线斜率的正负与之前相比发生改变时，确定第n轮采油中具有蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点，n＞1。
进一步地，第一类生产参数还包括产液量和/或地层存水量，步骤S2还包括建立各第一类生产参数与采油天数之间的关系曲线；步骤S3还包括当各关系曲线在第n轮采油处的切线斜率的正负与之前相比均发生改变时，确定第n轮采油中具有蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点，n＞1。
进一步地，步骤S1还包括对每轮采油的第二类生产参数进行测量，第二类生产参数包括累计产油量、油汽比和含水率；步骤S2还包括建立第二类生产参数与采油天数之间的关系曲线。
进一步地，在步骤S1中，每轮采油的周期为150～200天。
进一步地，在步骤S1中，多轮采油的总时间为1600天。
进一步地，在关系曲线中，油井为直井时，采注比的数值区间为0～1.6；油井为水平井时，采注比的数值区间为0～1.4。
进一步地，在各关系曲线中，油井为直井时，地层存水量的数值区间为0～2500t，产液量的数值区间为0～3000t；油井为水平井时，地层存水量的数值区间为0～2000t，产液量的数值区间为0～6000t。
进一步地，在各关系曲线中，油井为直井时，累计产油量的数值区间为0～1.5×104t，油汽比的数值区间为0～0.5，含水率的数值区间为0～100％；油井为水平井时，累计产油量的数值区间为0～0.8×104t，油汽比的数值区间为0～0.6，含水率的数值区间为0～100％。
进一步地，测定方法还包括：S4、利用数值模拟软件模拟第n轮采油的采出程度，并根据采油轮数和采出程度确定蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点。
进一步地，第n轮采油时的采出程度为15％～20％。
应用本发明的技术方案，本发明提供了一种蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点测定方法，该测定方法通过建立采注比与采油天数之间的关系曲线，来对该关系曲线进行观察，通过观察可见，在第n轮采油处，由于采注比与采油天数之间的关系曲线的切线斜率的正负发生改变，即在第n轮采油处该关系曲线的斜率开始大幅度变化，其中累积注入蒸汽的地下体积与累积采出油的地下体积之比开始大幅度降低，此时能够经过蒸汽吞吐开采到的石油量趋于饱和，从而在第n轮采油中将蒸汽吞吐转入蒸汽驱，进而通过蒸汽驱采油，有效地提高了石油的采收率和注蒸汽热采的总体效果。
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发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明实施方式所提供的直井蒸汽吞吐的关系曲线示意图；以及
图2示出了本发明实施方式所提供的水平井蒸汽吞吐的关系曲线示意图。
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发明。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
正如背景技术中所介绍的，在不同时期将蒸汽吞吐转入蒸汽驱开采对注蒸汽热采的总体效果和石油的采收率影响较大。本申请的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点测定方法，该方法包括以下步骤：S1、利用蒸汽吞吐对油井进行多轮采油，并对每轮采油结束时的第一类生产参数进行测量，第一类生产参数包括采注比；S2、建立采注比与采油天数之间的关系曲线；S3、当采注比与采油天数之间的关系曲线在第n轮采油处的切线斜率的正负发生改变时，确定第n轮采油中具有蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点，n＞1。
本申请的上述测定方法由于采注比与采油天数之间的关系曲线的切线斜率的正负发生改变，即在第n轮采油处该关系曲线的斜率开始大幅度变化，其中累积注入蒸汽的地下体积与累积采出油的地下体积之比开始大幅度降低，此时能够经过蒸汽吞吐开采到的石油量趋于饱和，从而在第n轮采油中将蒸汽吞吐转入蒸汽驱，进而通过蒸汽驱采油，有效地提高了石油的采收率和注蒸汽热采的总体效果。
下面更详细地描述根据本发明提供的蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点测定方法的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员。
首先，执行步骤S1：利用蒸汽吞吐对油井进行多轮采油，并对每轮采油结束时的第一类生产参数进行测量，第一类生产参数包括采注比、产液量和地层存水量。蒸汽吞吐是注蒸汽热采中的一种，先向油井注入一定量的蒸汽，关井一段时间，待蒸汽的热能向油层扩散后，再开井生产的一种开采重油的增产方法。上述多轮采油的总时间可以为1600天，即通过蒸汽吞吐进行为时1600天的采油。其中，每轮采油的周期根据实际生产状况为150～200天。
上述利用蒸汽吞吐对油井进行多轮采油的过程中，主要是针对石油中的稠油(甚至超稠油)进行开采，稠油是沥青质和胶质含量较高、粘度较大的原油。通常把地面密度大于0.943、地下粘度大于50厘泊的原油叫稠油；超稠油是指稠油粘度大于50000(mPa.s)毫帕·秒的石油。
在完成步骤S1：利用蒸汽吞吐对油井进行多轮采油，并对每轮采油结束时的第一类生产参数进行测量的步骤之后，执行步骤S2：建立采注比与采油天数之间的关系曲线，如图1和图2所示，横坐标为采油天数，纵坐标包括采注比。采注比(PIR)是指油田注入剂(蒸汽等)地下体积与采出液量(油等)的地下体积之比。用它衡量注采平衡情况。累积采注比等于累积注入剂的地下体积与累积采出物的地下体积之比。采注比是油田生产情况的一项极为重要的指标，可以衡量地下能量补充程度及地下亏空弥补程度，并且它与油井的油层压力变化、液面、含水上升速度等其他指标有密切联系。
在一种优选的实施方式中，上述第一类生产参数还可以包括产液量，此时，上述步骤S2还包括建立各所述第一类生产参数与采油天数之间的关系曲线；步骤S3还包括当各所述关系曲线在第n轮采油处的切线斜率的正负与之前相比均发生改变时，确定所述第n轮采油中具有蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点，n＞1。如图1和图2所示，横坐标为采油天数，纵坐标为第一类生产参数。上述第一类生产参数包括采注比(PIR)和产液量(Qw+o，单位t)。其中，产液量是指每天产出的油水体积之和。产液量-采油天数关系曲线与累积注-采油天数关系曲线的变化趋势类似，当在第n轮采油处该关系曲线的斜率开始大幅度变化，其中累积注入蒸汽的地下体积与累积采出油的地下体积之比开始大幅度降低，此时第n轮采油累计产出的油水体积之和与前一轮相比开始大幅度降低，可见此时能够经过蒸汽吞吐开采到的石油量趋于饱和，从而在第n轮采油中将蒸汽吞吐转入蒸汽驱，进而通过蒸汽驱采油，有效地提高了石油的采收率和注蒸汽热采的总体效果。
在一种优选的实施方式中，上述第一类生产参数还可以包括地层存水量此时，上述步骤S2还包括建立各所述第一类生产参数与采油天数之间的关系曲线；步骤S3还包括当各所述关系曲线在第n轮采油处的切线斜率的正负与之前相比均发生改变时，确定所述第n轮采油中具有蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点，n＞1。如图1和图2所示，横坐标为采油天数，纵坐标为第一类生产参数。上述第一类生产参数包括采注比(PIR)、产液量(Qw+o，单位t)和地层存水量(Qw，单位t)。其中，地层存水量是指各采油周期注入蒸汽量与采出水量的差值。地层存水量-采油天数关系曲线与累积注-采油天数关系曲线的变化趋势相反，当在第n轮采油处该关系曲线的斜率开始大幅度变化，其中累积注入蒸汽的地下体积与累积采出油的地下体积之比开始大幅度降低，此时第n轮采油注入蒸汽量与采出水量的差值与前一轮相比开始大幅度上升，在第n轮采油之后，由于地层存水量过大，含水较高，汽驱时注汽蒸汽无法有效加热井间原油，排液周期长，浪费蒸汽热量，蒸汽驱采油的效果较差，从而在第n轮采油中将蒸汽吞吐转入蒸汽驱，进而通过蒸汽驱采油，有效地提高了石油的采收率和注蒸汽热采的总体效果。
在本发明建立的第一类生产参数与采油天数之间的关系曲线中，采注比的数值区间可以根据油井类型的不同的改变。当油井为直井时，优选地，采注比的数值区间为0～1.6；当油井为水平井时，采注比的数值区间为0～1.4。选用上述优选的数值区间，能够使建立的关系曲线更为清晰明了，从而更为有效地判断关系曲线的切线斜率的正负是否改变，进而能够更为有效地进行蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点的确定。
当上述第一类生产参数包括产液量和地层存水量时，产液量和地层存水量的数值区间可以根据油井类型的不同的改变。当油井为直井时，优选地，地层存水量的数值区间为0～2500t，产液量的数值区间为0～3000t；当油井为水平井时，地层存水量的数值区间为0～2000t，产液量的数值区间为0～6000t。选用上述优选的数值区间，能够使建立的多个关系曲线更为清晰明了，从而更为有效地判断关系曲线的切线斜率的正负是否改变，进而能够更为有效地进行蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点的确定。
在完成步骤S2：建立第一类生产参数与采油天数之间的关系曲线之后，执行步骤S3：当关系曲线在第n轮采油处的切线斜率的正负发生改变时，确定第n轮采油中具有蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点，n＞1。在上述步骤中，对该关系曲线进行观察，通过观察发现在第n轮采油处，包括有采注比的第一类生产参数与采油天数之间的关系曲线的切线斜率的正负发生改变，即在第n轮采油处该关系曲线的斜率开始大幅度变化，其中累积注入蒸汽的地下体积与累积采出油的地下体积之比开始大幅度降低，此时能够经过蒸汽吞吐开采到的石油量趋于饱和，从而确定第n轮采油中具有蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点，在第n轮采油中将蒸汽吞吐转入蒸汽驱，通过蒸汽驱采油能够有效地提高石油的采收率和注蒸汽热采的总体效果。
当上述第一类生产参数包括产液量和地层存水量时，在上述步骤S3中，对该关系曲线进行观察，通过观察发现在第n轮采油处，包括有采注比、产液量和地层存水量的第一类生产参数与采油天数之间的关系曲线的切线斜率的正负发生改变，即在第n轮采油处该关系曲线的斜率开始大幅度变化，其中累积注入蒸汽的地下体积与累积采出油的地下体积之比开始大幅度降低，第n轮采油累计产出的油水体积之和与前一轮相比开始大幅度降低，第n轮采油注入蒸汽量与采出水量的差值与前一轮相比开始大幅度上升，此时能够经过蒸汽吞吐开采到的石油量趋于饱和，从而确定第n轮采油中具有蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点，在第n轮采油中将蒸汽吞吐转入蒸汽驱，通过蒸汽驱采油能够有效地提高石油的采收率和注蒸汽热采的总体效果。
在一种优选的实施方式中，步骤S1还包括对每轮采油的第二类生产参数进行测量，第二类生产参数包括累计产油量、油汽比和含水率。其中，油汽比是指油井生产时，油和蒸汽同时从井中排出，采出每吨原油所带出的天然气体量(立方米)；含水率是指油井生产时，油和水同时从井中排出，排出的水/油总量中水的含量占比。此时，步骤S2还包括建立第二类生产参数与采油天数之间的关系曲线。如图1和图2所示，横坐标为采油天数，纵坐标包括累计产油量(VP，单位104t)、油汽比(OSR)和含水率(fw，单位％)。建立的累计产油量-采油天数关系曲线、油汽比-采油天数关系曲线、含水率-采油天数关系曲线能够看出测定的每一轮蒸汽吞吐的累计产油量、油汽比和含水率的变化。
在本发明建立的第二类生产参数与采油天数之间的关系曲线中，第二类生产参数的数值区间可以根据油井类型的不同的改变。当油井为直井时，优选地，累计产油量的数值区间为0～1.5×104t，油汽比的数值区间为0～0.5，含水率的数值区间为0～100％；当油井为水平井时，累计产油量的数值区间为0～0.8×104t，油汽比的数值区间为0～0.6，含水率的数值区间为0～100％。选用上述优选的数值区间，能够使建立的关系曲线更为清晰明了，从而更为直观地体现出每一轮蒸汽吞吐的累计产油量、油汽比和含水率的变化趋势。
本发明提供的蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点测定方法并不仅限于上述步骤，优选地，测定方法还包括：S4、利用数值模拟软件模拟第n轮采油的采出程度，并根据采油轮数和采出程度确定蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点。在上述优选的实施方式中，上述数值模拟软件包括Elipse和CMG。其中，CMG能够有效地对蒸汽辅助重力驱油(SAGD)的过程进行模拟。
通过上述数值模拟软件能够有效地模拟出每轮蒸汽吞吐的采出程度，通过数值模拟软件进行模拟，发现具有蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点的第n轮采油已达到15％～20％的采出程度，即进一步地确定了能够经过蒸汽吞吐开采到的石油量已经趋于饱和。
上述数值模拟软件还能够有效地模拟第n轮采油的油层温度场、压力场、含油饱和度分布，通过模拟上述参数发现，在具有蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点的第n轮采油之前将蒸汽吞吐转入蒸汽驱，由于地层热连通程度不够，地层压力偏高，无法实现汽驱时的有效驱替，蒸汽驱采油的效果较差，从而验证了在第n轮采油中将蒸汽吞吐转入蒸汽驱，通过蒸汽驱采油能够有效地提高石油的采收率和注蒸汽热采的总体效果。
当第一类生产参数包括采注比、产液量和地层存水量，第二类生产参数包括累计产油量、油汽比和含水率，各生产参数采用上述优选的数值区间，建立各第一类生产参数和各第二类生产参数与采油天数之间的关系曲线。通过实际开采以及数值模拟软件进行研究发现，当油井为直井时，第8轮采油中具有蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点，如图1所示；当油井为水平井时，第8轮采油中具有蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点(如图2所示)，它们的油井采出程度在15％～20％，此时，将蒸汽吞吐转入蒸汽驱，通过蒸汽驱采油能够有效地提高石油的采收率和注蒸汽热采的总体效果。
下面将结合实施例进一步说明本发明提供的蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点测定方法。
实施例1
新疆风城油田重32井区于2011年9月开展了直井小井距的蒸汽驱采油，油层厚度为9.7m，孔隙度为29.5％，渗透率为1331mD，含油饱和度为71.8％，地层温度下(19～20℃)原油的粘度为600016mPa.s。在第8轮采油中将蒸汽吞吐转入蒸汽驱，蒸汽驱阶段生产30个月，通过测试发现蒸汽驱阶段增加的采出程度为16.6％，蒸汽吞吐和蒸汽驱阶段累计采出程度达53.1％，油汽比0.09，采油阶段的月递减率为0.4％，采油阶段的年递减率为4.7％。
实施例2
新疆风城油田重32井区于2013年8月开展了直井-水平井(VHSD)，油层厚度为15.8m，孔隙度为32％，渗透率为3012mD，含油饱和度为74.6％，地层温度下(19～20℃)原油粘度大于470000mPa.s。在第8.4轮采油中将直井的蒸汽吞吐转入蒸汽驱，在第7.6轮采油中将水平井的蒸汽吞吐转入蒸汽驱，转入蒸汽驱后日产油量由转入蒸汽驱前的69t/d上升到115t/d，油汽比由0.11上升到0.18，蒸汽驱阶段生产12个月，蒸汽驱阶段的采出程度达4.5％。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：本发明提供了一种蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点测定方法，该测定方法通过建立采注比与采油天数之间的关系曲线，来对该关系曲线进行观察，通过观察可见，在第n轮采油处，由于采注比与采油天数之间的关系曲线的切线斜率的正负发生改变，即在第n轮采油处该关系曲线的斜率开始大幅度变化，其中累积注入蒸汽的地下体积与累积采出油的地下体积之比开始大幅度降低，此时能够经过蒸汽吞吐开采到的石油量趋于饱和，从而在第n轮采油中将蒸汽吞吐转入蒸汽驱，进而通过蒸汽驱采油，有效地提高了石油的采收率和注蒸汽热采的总体效果。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点测定方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、利用蒸汽吞吐对油井进行多轮采油，并对每轮采油结束时的第一类生产参数进行测量，所述第一类生产参数包括采注比；
S2、建立采注比与采油天数之间的关系曲线；
S3、当所述采注比与采油天数之间的关系曲线在第n轮采油处的切线斜率的正负与之前相比发生改变时，确定所述第n轮采油中具有蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点，n＞1。
2.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述第一类生产参数还包括产液量和/或地层存水量，
所述步骤S2还包括建立各所述第一类生产参数与采油天数之间的关系曲线；
所述步骤S3还包括当各所述关系曲线在第n轮采油处的切线斜率的正负与之前相比均发生改变时，确定所述第n轮采油中具有蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点，n＞1。
3.根据权利要求2所述的测定方法，其特征在于，
所述步骤S1还包括对每轮采油的第二类生产参数进行测量，所述第二类生产参数包括累计产油量、油汽比和含水率；
所述步骤S2还包括建立所述第二类生产参数与采油天数之间的关系曲线。
4.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述每轮采油的周期为150～200天。
5.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述多轮采油的总时间为1600天。
6.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，在所述关系曲线中，
所述油井为直井时，所述采注比的数值区间为0～1.6；
所述油井为水平井时，所述采注比的数值区间为0～1.4。
7.根据权利要求2所述的测定方法，其特征在于，在各所述关系曲线中，
所述油井为直井时，所述地层存水量的数值区间为0～2500t，所述产液量的数值区间为0～3000t；
所述油井为水平井时，所述地层存水量的数值区间为0～2000t，所述产液量的数值区间为0～6000t。
8.根据权利要求3所述的测定方法，其特征在于，在各所述关系曲线中，
所述油井为直井时，所述累计产油量的数值区间为0～1.5×104t，所述油汽比的数值区间为0～0.5，所述含水率的数值区间为0～100％；
所述油井为水平井时，所述累计产油量的数值区间为0～0.8×104t，所述油汽比的数值区间为0～0.6，所述含水率的数值区间为0～100％。
9.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述测定方法还包括：
S4、利用数值模拟软件模拟所述第n轮采油的采出程度，并根据采油轮数和所述采出程度确定蒸汽吞吐转入蒸汽驱的时间点。
10.根据权利要求9所述的测定方法，其特征在于，所述第n轮采油时的所述采出程度为15％～20％。
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