CN106761631B - 一种采油方法及井网 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种采油方法及井网。该采油方法包括以下步骤：在油藏上部署一注汽井；以注汽井的底部为圆心，按照放射状部署若干水平生产井；若干水平生产井部署完毕后，通过注汽井向油藏内注入蒸汽；蒸汽注入完毕后，通过点火器点燃油藏内的油层；油层被点燃后，通过注汽井向油藏内持续注入助燃气体。本发明的采油方法的火腔的发育不再是沿单一水平生产井方向，而是向按照放射状设置的各个水平生产井的方向均匀发育，使得整个油藏内的着火范围会逐渐扩大，熄火的概率会降低，烟道气、可动油、火线等会沿多口水平生产井移动，进而会使火线朝着多方向均匀推进，扩大燃烧的波及体积，增大开采效果，提高采油的效率。
Description
技术领域
本发明涉及油田采油技术领域，尤其涉及一种采油方法及井网。
背景技术
火烧油层是一种用电的或者化学的等方法使油层温度达到原油燃点，并向油层注入空气或氧气等助燃气体使油层原油持续燃烧的采油方法。该方法简称为火驱采油。参照图3以及图4所示，目前，传统的火驱采油方法为一口注汽井1对应一口水平生产井2的火驱采油的井网模式(THAI技术)。该方法只有沿水平生产井2方向的一个泄油通道。火线3很容易沿水平生产井方向向泄油通道内窜进，从而烧毁水平生产井筒内的采油装置和监测设备，导致生产终止。另外，由于只有一个泄油通道，火焰只能沿一方向进行延伸，燃烧前缘会越烧越窄，使得油层燃烧波及的腔室的体积逐渐减小，最终采收率较低，累产油较少。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种采油方法和井网，该采油方法具有较佳的技术效果。
为了实现上述目的，本发明提供的一种采油方法，包括：
在油藏上部署一注汽井；
所述注汽井部署完毕后，以所述注汽井的底部为圆心，按照放射状部署若干水平生产井；
若干所述水平生产井部署完毕后，通过所述注汽井向所述油藏内注入蒸汽，直至至少一个所述注汽井与所述水平生产井热连通；
所述蒸汽注入完毕后，通过点火器点燃所述油藏内的油层；
所述油层被点燃后，通过所述注汽井向所述油藏内持续注入助燃气体，
当所述油层的燃烧前缘推进到所述水平生产井靠近所述注汽井的一端时，停止注入所述助燃气体。
优选的，所述注汽井的注汽端设置在所述油藏的中心处。
优选的，所述水平生产井为5～8口，若干所述水平生产井呈放射状等间隔设置。
优选的，所述注汽井采用蒸汽吞吐的方式向油藏内注入蒸汽，蒸汽吞吐次数为2～3次。
优选的，所述若干所述水平生产井部署完毕后，通过所述注汽井向所述油藏内注入蒸汽，直至所述注汽井与所述水平生产井热连通的步骤中，当所述注汽井的注汽温度与所述水平生产井的温度的差值小于或等于80摄氏度时，所述注汽井与所述水平生产井热连通。
优选的，所述当所述油层的燃烧前缘推进到水平生产井靠近注汽井的一端，停止注入助燃气体的步骤中，当所述水平生产井的温度达到300℃并且所述水平生产井的产出气体中的氧气摩尔百分比大于5％时，或者当所述水平生产井的跟端温度达到500℃时，判断为所述油层的燃烧前缘推进到水平生产井靠近注汽井的一端，停止注入助燃气体。
优选的，在所述注汽井部署完毕后，以所述注汽井的底部为圆心，按照放射状部署若干水平生产井的步骤中，所述水平生产井的水平段位于所述注汽井下端部的下方。
本发明还提供了一种采油井网，所述采油井网包括：
设置在油藏上的一注汽井；
若干水平生产井，以所述注汽井为圆心呈放射状排布。
优选的，所述水平生产井为5～8口，若干所述水平生产以所述注汽井的底部为圆心放射状等间隔设置。
优选的，所述注汽井上设置有点火器，用于对所述油藏内的油层点火。
优选的，所述采油井网包括：
第一温度检测装置，所述第一温度检测装置设置在所述注汽井上，所述第一温度检测装置用于检测所述注汽井的温度；
第二温度检测装置，所述第二温度检测装置设置在所述水平生产井上，所述第二温度检测装置用于检测所述水平生产井的温度。
优选的，所述水平生产井的长度为450米～550米之间。
优选的，所述水平生产井的水平段位于所述注汽井的下方。
相对于现有的采油技术只有一个燃烧方向的采油方法，本发明的采油方法中的油藏被点火后，火腔的发育不再是沿单一水平生产井方向，而是向按照放射状设置的各个水平生产井的方向均匀发育，因此，整个油藏内的着火范围会逐渐扩大，熄火的概率会降低，烟道气、可动油、火线等会沿多口水平生产井移动，会使火线朝着多方向均匀推进，扩大波及体积，增大开采效果，提高采油的效率。
另外，由于水平生产井数量增多，井网控制面积大大增加，火线沿水平生产井方向推进，形成漏斗形燃烧腔，波及范围大，直井周围原油均可以被驱替出，提高了原油开采效率，增大了泄油面积，动用程度大大提高。火驱受效的区域原油粘度大大降低，见效时间短，改质效果更好。与常规井网火驱相比，放射性井网多口水平生产井均有射孔，增加了可动油与烟道气的***通道，每一口水平生产井都可以作为油藏内燃烧产生的烟气的排出通道，各水平生产井均可利用烟道气驱油，增大了烟道气的利用率。燃烧腔变大，还能减小了注汽量，节约成本，增大了采油效益。
附图说明
图1为本发明的实施方式中提供的采油方法的流程图；
图2为本发明的实施方式中提供的采油井网的结构示意图；
图3为常规井网火驱初期的燃烧示意图；
图4为常规井网火驱后期的燃烧示意图；
图5为本发明的井网火驱初期的燃烧示意图；
图6为本发明的井网火驱后期的燃烧示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种采油方法。参照图1以及图2所示，该方法包括以下步骤：
S101：在油藏上部署一注汽井1；
在该步骤中，首先确定适合开采的油藏。其中，油藏的筛选可按照如下标准：油藏深度>200米(m)；油层厚度>15米(m)；油层渗透率>200×10-3μm2；原油粘度>10000mPa.s；原油密度>0.90g/cm3；含油饱和度>60％。
筛选好油藏后，作业人员可以在油藏上部署注汽井1。注汽井1可以为现有技术中普通的注汽井1。前期，该注汽井1可以向油藏内注入蒸汽。后期，注汽井1也可以向油藏内注入助燃气体。该注汽井1可以设置在油藏的中心位置。该中心位置可以根据实际需要开采的油藏进行确定。具体的，该注汽井1可以设置在油藏区域的地面上。注汽井1的一端能与注汽设备相连接，注汽井1的另一端能伸入到油藏的中心，使得其向内注入的助燃气体可以朝向四周扩散，进而保证火驱泄油时，油层的燃烧腔室可以向四周扩散和发展。
S102：注汽井1部署完毕后，以注汽井1的底部为圆心，按照放射状部署若干水平生产井2；
在该步骤中，若干水平生产井2可以包括水平段和垂直段。本发明的采油方法是以水平生产井2的水平段为基准，按照放射状部署水平生产井2。
其中，放射状是指以一点为圆心，若干线条沿径向设置的形状。在本发明中，注汽井1的垂直投影面相当于圆点。水平生产井2的水平段相当于若干线条，水平生产井2进而能以放射状设置(参照图2所示)。当以放射状设置时，注汽井1的底部与水平生产井2靠近注汽井1的一端之间可以留有预设的距离。该距离可以根据实际油藏的大小以及水平生产井2水平段的长度来确定。
更具体的，各水平生产井2靠近注汽井1的一端与注汽井1之间的距离可以不同，即每口水平生产井2靠近注汽井1的一端与注汽井1的底部的距离可以根据实际的需求进行确定。水平生产井2可以设置在注汽井1的下方。被燃烧加热后的原油能在重力的作用下会向下流动，进而能通过水平生产井2泄出。
在另一具体的实施方式中，参照图2所示，水平生产井2为5～8口，若干水平生产井2呈放射状等间隔设置。具体如何以放射状设置，上文已叙述，在此不再赘述。
S103：若干水平生产井2部署完毕后，通过注汽井1向油藏内注入蒸汽，直至注汽井1与水平生产井2热连通；
在该步骤中，注汽井1可以采用蒸汽吞吐的方式向油藏内注入蒸汽。其中，蒸汽吞吐就是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向内注入蒸汽。蒸汽吞吐次数可以为2～3次。
若干水平生产井2部署完毕后，通过注汽井1向油藏内注入蒸汽，直至至少一个注汽井1与水平生产井2热连通的步骤中，当注汽井1的注汽温度与至少一个水平生产井2的温度的差值小于或等于80摄氏度时，注汽井1与水平生产井2热连通。其中，注汽井1和水平生产井2上可以设置有第一温度检测装置和第二温度检测装置，可以用于获取注汽井1和水平生产井2的温度，采油人员可以获取第一温度检测装置和第二温度检测装置的温度数据，进而确定两个温度的差值，从而判断是否热连通。
S104：蒸汽注入完毕后，通过点火器点燃油藏内的油层；
在该步骤中，点火器可以直接设置在注汽井1上，也可以分开设置。当分开设置时，可以将点火器放入到注汽井1内进行点火。
S105：油层被点燃后，通过注汽井1向油藏内持续注入助燃气体；
在该步骤中，助燃气体可以为空气。空气压缩设备可以将空气压缩后通过注汽井1持续的注入到油藏内，进而保证油藏内的油层可以保持燃烧的状态。参照图5和图6所示，图中外圆圈外的部分为未燃烧的区域，内圆圈内的为已经燃烧的区域，中间的部分为正在燃烧的区域(火线3)。油藏内的一部分重质组分作为燃料进行燃烧，进而能向稠油藏内提供热量，稠油受热融化，从水平生产井2内泄出，进而实现对稠油油藏的采油。
在一具体的实施方式中，为了维持火线3的稳定，火线3的整体推进速度为最小为0.05m/d(天)，最大不超过0.15m/d。为了保证各水平生产井各火线3推进距离尽可能一致，最大不超过50m的误差。各水平生产井的烟道气产出量要与井所在的油层厚度呈正比。另外，为了充分发挥烟道气的驱油作用，要求直井注入的空气燃烧变成烟道气后，采出百分比大于0.90。
S106：当油层的燃烧前缘推进到水平生产井2靠近注汽井1的一端，停止注入助燃气体；
在该步骤中，参照图6所示，当水平生产井2的温度达到300℃并且水平生产井产出的气体中的氧气摩尔百分比大于5％时，或者当水平生产井2的跟端温度达到500℃时，判断为油层的燃烧前缘推进到水平生产井2靠近注汽井1的一端，进而可以停止注入助燃气体。防止燃烧的腔室继续向前延伸而将水平生产井2的管道和设置在管道设备内的装置烧毁。当停止注入助燃气体后，油层内因为没有助燃的气体，油层便停止燃烧，采油终止。
具体的，每当一口水平生产井关闭时，直井的注气量就相对应的按比例减少，减少的量为烟道气产出量除以采出气体百分比，直至所有的水平生产井关闭，结束火烧驱油。
实施例1：
在某油田的油藏：油藏深度280m；该油藏平均地层压力2.8MPa；地层温度17.4℃；油层厚度25m；孔隙度30％；油层渗透率1266mD；地层温度下平均原油粘度210090mPa.s；原油密度0.9662g/cm3；含油饱和度75.2％。
(1)首先在油藏中心部署一注汽井，在注汽井1上射孔，以井底部点为圆心，以放射状等间距部署5口长度为500m水平生产井2；
(2)注汽井先注入蒸汽吞吐两轮次，实现与周围水平生产井2的热联通，累计注入蒸汽20000t。吞吐结束后，采用电点火器注入500℃高温空气点燃被射开的上部油层，然后连续注入常温空气，转入火驱开采阶段。初始点火阶段的15d(天)注入空气为5000m3/d，100d以后提高到30000m3/d，300d以后注入速度提高到70000m3/d；600d以后提高到10000m3/d；900d以后提高到最大注气速度150000m3/d；
(3)保证火线3不断向周围水平生产井2方向一体化整体推进，火烧驱替原油不断从水平生产井2采出；
(4)原油通过水平生产井2采出，生产15年后，燃烧前缘推进到水平生产井2跟端，5口水平生产井的跟端温度先后达到500℃，结束火烧驱油。
通过上述的内容可以看出：相对于现有的采油技术只有一个燃烧方向的采油方法，本发明的采油方法的油藏被点火后，本发明的采油方法的火腔的发育不再是沿单一水平生产井2方向，而是向按照放射状设置的各个水平生产井2的方向均匀发育，因此，整个油藏内的着火范围会逐渐扩大，熄火的概率会降低，烟道气、可动油、火线3等会沿多口水平生产井2移动，会使火线3朝着多方向均匀推进，扩大波及体积，增大油藏的开采效果，提高油藏的采油的效率，最高可达90％以上，生产成本低，空气油比可从2000-3000m3/t降低到800-1000m3/t，经济效益好。
另外，由于水平生产井2数量增多，井网控制面积大大增加，火线3沿水平生产井2方向推进，形成漏斗形燃烧腔，波及范围大，直井周围原油均可以被驱替出，提高了原油开采效率，增大了泄油面积，动用程度大大提高。火驱受效的区域原油粘度大大降低，见效时间短，改质效果更好。与常规井网火驱相比，放射性井网多口水平生产井2均有射孔，增加了可动油与烟道气的***通道，每一口水平生产井2都可以作为油藏内燃烧产生的烟气的排出通道，进而各水平生产井2均可利用烟道气驱油，增大了烟道气的利用率。燃烧腔变大，还能减小了注汽量，节约成本，增大了采油效益。
本发明还公开了一种采油井网，参照图2所示，采油井网包括：设置在油藏上的一注汽井1；若干水平生产井2，以注汽井1的底部为圆心放射状设置。
若干水平生产井2包括水平段和垂直段。本发明的采油方法是以水平生产井2的水平段为基准，按照放射状部署水平生产井2。其中，放射状是指以一点为圆心，若干线条沿径向设置的形状。在本发明中，注汽井1的垂直投影相当于圆点。水平生产井2的水平段相当于若干线条。注汽井1的底部与水平生产井2靠近注汽井1的一端之间可以留有预设的距离。该距离可以根据实际油藏的大小以及水平生产井2水平段的长度来确定。
更具体的，各水平生产井2与注汽井1之间的距离可以不同，即，每口水平生产井2靠近注汽井1的一端与注汽井1的底部的距离可以根据实际的需求进行确定。水平生产井2可以设置在注汽井1的下方，使得被燃烧加热后的原油在重力的作用下会向下流动，进而能通过水平生产井2泄出
在一具体的实施方式中，水平生产井2为5～8口，若干水平生产以注汽井1的底部为圆心放射状等间隔设置。
在本实施方式中，注汽井1上设置有点火器，用于对油藏内的油层点火。
在本实施方式中，采油井网还包括：第一温度检测装置，第一温度检测装置设置在注汽井1上，用于获取注汽井1的注汽温度。第二温度检测装置，第二温度检测装置设置在水平生产井2上，用于获取水平生产井2的温度。采油人员可以获取第一温度检测装置和第二温度检测装置的温度数据，进而确定两个温度的差值，从而判断是否热连通。
在本实施方式中，水平生产井2的长度可以为450米～550米之间。水平生产井2的长度还可以根据实际油藏的体积进行确定，本申请对此不作限制。
当油藏内点火后，相对于现有技术中只有一个燃烧方向的采油方法，本发明的采油方法的火腔的发育不再是沿单一水平生产井2方向，而是向按照放射状设置的各个水平生产井2的方向均匀发育，因此，整个油藏内的着火范围会逐渐扩大，熄火的概率会降低，烟道气、可动油、火线3等会沿多口水平生产井2移动，会使火线3朝着多方向均匀推进，扩大波及体积，增大开采效果。
另外，由于水平生产井2数量增多，井网控制面积大大增加，火线3沿水平生产井2方向推进，形成漏斗形火腔，波及范围大，直井周围原油均可以被驱替出，提高了原油开采效率，增大了泄油面积，动用程度大大提高。火驱受效的区域原油粘度大大降低，见效时间短，改质效果更好。
与常规井网火驱相比，放射性井网多口水平生产井2均有射孔，增加了可动油与烟道气的***通道，每一口水平生产井2均可利用烟道气驱油，增大了烟道气的利用率，同时，减小了注汽量，节约成本，增大了采油效益。
应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。
Claims (4)
1.一种采油方法，用于火驱采油，其特征在于，包括：
在油藏上部署一注汽井；
所述注汽井部署完毕后，以所述注汽井的底部为圆心，按照放射状部署若干水平生产井；
若干所述水平生产井部署完毕后，通过所述注汽井向所述油藏内注入蒸汽，直至至少一个所述注汽井与所述水平生产井热连通；
所述蒸汽注入完毕后，通过点火器点燃所述油藏内的油层；
所述油层被点燃后，通过所述注汽井向所述油藏内持续注入助燃气体，
当所述油层的燃烧前缘推进到所述水平生产井靠近所述注汽井的一端时，停止注入所述助燃气体；
所述水平生产井为5～8口，若干所述水平生产井呈放射状等间隔设置；
所述当所述油层的燃烧前缘推进到水平生产井靠近注汽井的一端，停止注入助燃气体的步骤中，当所述水平生产井的温度达到300℃并且所述水平生产井的产出气体中的氧气摩尔百分比大于5％时，或者当所述水平生产井的跟端温度达到500℃时，判断为所述油层的燃烧前缘推进到水平生产井靠近注汽井的一端，停止注入助燃气体；
所述若干所述水平生产井部署完毕后，通过所述注汽井向所述油藏内注入蒸汽，直至所述注汽井与所述水平生产井热连通的步骤中，当所述注汽井的注汽温度与所述水平生产井的温度的差值小于或等于80摄氏度时，所述注汽井与所述水平生产井热连通。
2.根据权利要求1所述的采油方法，其特征在于，所述注汽井的注汽端设置在所述油藏的中心处。
3.根据权利要求1所述的采油方法，其特征在于，所述注汽井采用蒸汽吞吐的方式向油藏内注入蒸汽，蒸汽吞吐次数为2～3次。
4.根据权利要求1所述的采油方法，其特征在于，在所述注汽井部署完毕后，以所述注汽井的底部为圆心，按照放射状部署若干水平生产井的步骤中，所述水平生产井的水平段位于所述注汽井下端部的下方。
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