CN106917616B - 稠油油藏的预热装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种稠油油藏的预热装置及方法，该装置包括：上水平注入井和下水平生产井，设置在待预热稠油油藏的目标层位；上水平注入井注入管，设置在上水平注入井竖直段内，用于向上水平注入井水平段内注入纳米流体；上水平注入井电加热柱，设置在上水平注入井水平段内，用于对注入的纳米流体进行电加热；下水平生产井注入管，设置在下水平生产井竖直段内，用于向下水平生产井水平段内注入纳米流体；下水平生产井电加热柱，设置在下水平生产井水平段内，用于对注入的纳米流体进行电加热。上述技术方案提高了稠油油藏的预热效率和均匀性，提高水平段动用程度，降低了预热的操作成本和复杂度，扩大了预热的应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及稠油油藏开发技术领域，特别涉及一种稠油油藏的预热装置及方法。
背景技术
蒸汽辅助重力泄油(SAGD)是开发稠油油藏的有效技术手段，对于在地层原始条件下没有流动能力的高粘度原油，需经历油层预热阶段，实现注采井之间的热连通，充分预热油层是实现重力泄油的前提。首先，对蒸汽辅助重力泄油和预热的概念进行介绍如下，以便理解本发明：
SAGD：利用油藏中布置的水平井或者垂直井，在连续注入蒸汽形成蒸汽腔之后，蒸汽腔周围的原油受热粘度降低，因为受到的重力作用，流动到油藏底部区域的水平生产井附近，随后被产出到地面。
预热：为了使SAGD的蒸汽腔能够均匀发育，在SAGD启动阶段，向水平井内下入长连续油管，以较低的注汽速度向长油管连续注入蒸汽，蒸汽从水平井趾端流入到套管中，与套管接触冷凝释放热量，加热附近的地层。冷凝水在套管中被产出。整个过程需要保持蒸汽不进入地层造成不均匀加热的现象。循环预热直至注入井和水平井之间形成稳定有效的热连通位置，即可以开始SAGD阶段。
为建立双水平井组合SAGD注、采井之间的热连通一般采取两种预热的方式，即蒸汽吞吐预热和蒸汽循环预热。下面对现有的两种预热方法进行介绍如下：
一、循环预热是指高温其中蒸汽吞吐预热是上下水平井同时进行蒸汽吞吐开发，目的是降低地层压力，建立热连通，吞吐预热阶段最终可使水平井井间连通温度达到80℃，压力下降至3MPa左右，阶段采出程度可达到21％。但是蒸汽吞吐预热不能均匀加热水平段，随着吞吐轮次的增加，温场呈继承性发展，非均质程度更加严重，所以，完全依靠高压吞吐生产来达到取得热连通目的，往往会造成水平段加热不均匀，会制约转入SAGD开发后生产效果，降低最终采收率。
二、蒸汽在不进入油层(或极少量进入油层)的情况下加热油层，蒸汽仅在水平井内循环一圈，故称循环预热。从理论上讲在注采井中进行足够长时间(2-4个月)的蒸汽循环后，注采井间能够建立热连通，且水平段可得到均匀加热。但是实际应用中仅在浅层稠油油藏实现了蒸汽的循环预热，对于中深层稠油油藏(600-1000m)，由于油藏压力较浅层更高，即使已开发油藏在蒸汽吞吐降压至3-4MPa，在中深层稠油油藏，高温热水难以也实现自循环，也就是中深层稠油油藏的循环预热难以实现，限制了中深层稠油油藏的SAGD开采。
通过上述可知，现有采用蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术开发稠油油藏时，对稠油油藏预热的方法，预热不均匀，预热效率低，操作复杂，中深层稠油油藏的循环预热难以实现，应用范围受限。
发明内容
本发明实施例提供了一种稠油油藏的预热装置，用以提高稠油油藏的预热均匀性，预热效率，降低预热操作成本和复杂度，扩大预热的应用范围，该装置包括：
上水平注入井和下水平生产井，设置在待预热稠油油藏的目标层位；上水平注入井包括：上水平注入井竖直段和与上水平注入井竖直段相连的上水平注入井水平段；下水平生产井包括：下水平生产井竖直段和与下水平生产井竖直段相连的下水平生产井水平段；
上水平注入井注入管，设置在上水平注入井竖直段内，用于向上水平注入井水平段内注入纳米流体；上水平注入井电加热柱，设置在上水平注入井水平段内，用于对注入的纳米流体进行电加热；
下水平生产井注入管，设置在下水平生产井竖直段内，用于向下水平生产井水平段内注入纳米流体；下水平生产井电加热柱，设置在下水平生产井水平段内，用于对注入的纳米流体进行电加热；
所述稠油油藏的预热装置依靠纳米流体通过电的作用，在不发生相变的情况下，持续将电能转化的热能向油藏传导，预热期间不需要采出，在预热完毕之后，生产阶段将纳米流体随着油藏流体采出，或者不采出，作为加速油藏热传导的介质。
本发明实施例还提供了一种稠油油藏的预热方法，用以提高稠油油藏的预热均匀性，预热效率，降低预热操作成本和复杂度，扩大预热的应用范围，该方法包括：
在待预热稠油油藏的目标层位设置上水平注入井和下水平生产井；
向上水平注入井水平段和下水平生产井水平段内注入纳米流体；
对注入的纳米流体进行电加热；
所述稠油油藏的预热方法依靠纳米流体通过电的作用，在不发生相变的情况下，持续将电能转化的热能向油藏传导，预热期间不需要采出，在预热完毕之后，生产阶段将纳米流体随着油藏流体采出，或者不采出，作为加速油藏热传导的介质。
相对于稠油油藏传统的循环预热和吞吐预热方式，本发明提供的技术方案，将电加热和纳米流体辅助方法引入对稠油油藏预热的过程中，利用电加热，具有加热速度快、效率高，易于控制，热利用效率高和操作稳定的优点，并且以注入井筒的纳米流体为载体，向地层传递热量，纳米流体具有扩散速度快导热性质强的特点，提高了油藏流体流动性，减少了传统预热方法向井底注入蒸汽的沿程热损失，并减少了油藏流体的产出，更容易保持油藏中压力平衡。相对于蒸汽循环预热来说，该方法可以减少热损失30％以上，缩短预热时间40％以上。并且克服了传统的循环预热方式在预热效率低，控制方法复杂等的缺点。而且整个预热过程不存在注入热蒸汽和将冷凝流体举升到地面的过程，避免了蒸汽和热量的产出，降低了热损失率；以达到均匀有效高速形成热连通的目的。
因此，通过上述可知，本发明提供的技术方案结合了水平井纳米流体预热和电加热预热方法的双重优势，使热量均匀传递到两口水平井之间需要加热的区域，达到了均匀预热的目的，提高了预热效率和油层动用程度，降低预热操作成本和复杂度，扩大预热的应用范围，最终提高稠油的采收率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1是本发明实施例中稠油油藏的预热装置的结构示意图；
图2是本发明实施例中稠油油藏的预热方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
本方法属于油田采油技术领域，特别涉及一种新型双水平井纳米流体辅助电加热预热启动SAGD方法，具有提高水平井预热效率，提高水平段动用程度，降低SAGD预热的操作成本等优点。下面进行详细说明。
图1是本发明实施例中稠油油藏的预热装置的结构示意图，如图1所示，该装置，包括：
上水平注入井1和下水平生产井2，设置在待预热稠油油藏的目标层位；所述上水平注入井1包括：上水平注入井竖直段17和与所述上水平注入井竖直段17相连的上水平注入井水平段18；所述下水平生产井2包括：下水平生产井竖直段27和与所述下水平生产井竖直段27相连的下水平生产井水平段28；
上水平注入井注入管11，设置在所述上水平注入井竖直段17内，用于向上水平注入井水平段18内注入纳米流体；上水平注入井电加热柱14，设置在所述上水平注入井水平段18内，用于对注入的纳米流体进行电加热；
下水平生产井注入管21，设置在所述下水平生产井竖直段27内，用于向下水平生产井水平段28内注入纳米流体；下水平生产井电加热柱24，设置在所述下水平生产井水平段28内，用于对注入的纳米流体进行电加热。
相对于稠油油藏传统的循环预热和吞吐预热方式，本发明提供的技术方案，将电加热和纳米流体辅助方法引入对稠油油藏预热的过程中，利用上水平注入井电加热柱和下水平生产井电加热柱进行电加热，具有加热速度快、效率高，易于控制，热利用效率高和操作稳定的优点，并且以注入井筒的纳米流体为载体，向地层传递热量，纳米流体具有扩散速度快导热性质强的特点，提高了油藏流体流动性，减少了传统预热方法向井底注入蒸汽的沿程热损失，并减少了油藏流体的产出，更容易保持油藏中压力平衡。相对于蒸汽循环预热来说，该方法可以减少热损失30％以上，缩短预热时间40％以上。并且克服了传统的循环预热方式在预热效率低，控制方法复杂等的缺点。而且整个预热过程不存在注入热蒸汽和将冷凝流体举升到地面的过程，避免了蒸汽和热量的产出，降低了热损失率；以达到均匀有效高速形成热连通的目的。
另外，关于注入的纳米流体的走向问题，进行详细解释：由于传统的循环预热方式是将蒸汽注入到油管和套管之间环空，通过热交换加热两口水平井之间的地层，蒸汽完全冷凝后就需要注入新的蒸汽，并将冷凝的水采出来，以保持持续加热。而本发明实施例依靠纳米流体通过电的作用，可以在不发生相变的情况下，持续将电能转化的热能向油藏传导，所以预热期间不需要采出。在预热完毕之后，生产阶段可以将纳米流体随着油藏流体采出，也可以不采出，作为加速油藏热传导的介质。
因此，通过上述可知，本发明提供的技术方案结合了水平井纳米流体预热和电加热预热方法的双重优势，使热量均匀传递到两口水平井之间需要加热的区域，达到了均匀预热的目的，提高了预热效率和油层动用程度，降低预热操作成本和复杂度，扩大预热的应用范围，最终提高稠油的采收率。
具体实施时，如图1所示，上水平注入井注入管11下深到上水平注入井水平段18的入口处，上水平注入井电加热柱14下入到上水平注入井水平段18的末端处，即上水平注入井电加热柱14贯穿整个上水平注入井水平段18，保证对上水平注入井水平段的均匀预热。下水平生产井注入管21和下水平生产井电加热柱24的设置同上述，在此不再赘述。
具体实施时，上述水平注入井电加热柱和下水平生产井电加热柱的长度大于300米，功率大于100Kw，外壳涂覆氧化镁绝缘层。
具体实施时，进行预热之前，首先，要选择合格油藏(上述待预热稠油油藏)，所述合格油藏的地质参数满足以下条件：油藏埋深为100-1000m，连续油层厚度大于等于10m，含油饱和度大于0.6，孔隙度大于20％，垂向渗透率与水平渗透率比例大于0.3，原油粘度大于2000mPa.s。另外，所述油藏满足以下条件：没有边底水存在，油藏中隔夹层分布不连续。
具体实施时，然后，要在所述合格油藏中部署双水平井(包括上述上水平注入井1和下水平生产井2)，所述双水平井包括：垂向井距为4-6m的上水平井(上水平注入井1)和下水平井(下水平生产井2)，双水平井的井深小于1000米，双水平的水平段长度在300m以上。
具体实施时，所述双水平井还可以满足以下条件：双水平井割缝筛管完井，缝长10～30m，缝宽3mm，缝间距5～10m，缝之间相位差5～10°，其中上水平井(在本发明实施例中提到的上水平井即为：上水平注入井1)在上侧90范围内割缝完井，下水平井(在本发明实施例中提到的下水平井即为：下水平生产井2)在下侧90°范围内割缝完井。
具体实施时，在上水平井和下水平井中下入温度和压力传感器，连续监测两个井筒中的温度和压力变化。温度和压力传感器的具体实施细节如下：
在一个实施例中，稠油油藏的预热装置还包括：
第一温度传感器15，设置在上水平注入井水平段18内，用于监测上水平注入井水平段18内的温度；
第二温度传感器25，设置在下水平生产井水平段28内，用于监测下水平生产井水平段28内的温度；
所述上水平注入井电加热柱14根据所述第一温度传感器15监测到的温度，加热注入的纳米流体，所述下水平生产井电加热柱24根据所述第二温度传感器25监测到的温度，加热注入的纳米流体，直到上水平注入井1和下水平生产井2实现热连通。
具体实施时，第一温度传感器15和第二温度传感器25可以使用光纤连续测温。
在一个实施例中，稠油油藏的预热装置还包括：
第一压力传感器16，设置在上水平注入井水平段18内，用于监测上水平注入井水平段18内的压力；
第二压力传感器26，设置在下水平生产井水平段28内，用于监测下水平生产井水平段28内的压力；
所述上水平注入井注入管11根据所述第一压力传感器16监测到的压力，向上水平注入井水平段18内注入纳米流体，所述下水平生产井注入管21根据所述第二压力传感器26监测到的压力，向下水平生产井水平段28内注入纳米流体，保持上水平注入井1和下水平生产井2内压力在第一预设范围值内。
具体实施时，在上水平注入井水平段18内可以均匀部署4～5个第一压力传感器16，同理，在下水平生产井水平段28内可以均匀部署4～5个第二压力传感器26。
具体实施时，应根据第一压力传感器16和第二压力传感器26的监测结果，随时补充纳米流体，以保持上水平注入井水平段18和下水平生产井水平段28内的压力与稠油油藏压力一致或者稍高于稠油油藏压力，纳米流体补充速度为1t/d。上述第一预设范围值可以根据实际工作经验和工作条件进行设置。
具体实施时，当上水平注入井电加热柱和下水平生产井电加热柱加热注入的纳米流体，对上水平井和下水平井同时进行连续的预热，随时观测井筒压力和温度，保持井筒内具有一定液面和一定压力。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种稠油油藏的预热方法，如下面的实施例所述。由于稠油油藏的预热方法问题的原理与稠油油藏的预热装置相似，因此稠油油藏的预热方法的实施可以参见稠油油藏的预热装置的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图2为本发明实施例中稠油油藏的预热方法的流程示意图，如图2所示，该方法包括如下步骤：
步骤101：在待预热稠油油藏的目标层位设置上水平注入井和下水平生产井；
步骤102：向上水平注入井水平段和下水平生产井水平段内注入纳米流体；
步骤103：对注入的纳米流体进行电加热。
在一个实施例中，稠油油藏的预热方法还包括：
监测上水平注入井水平段和下水平生产井水平段内的温度；
根据监测到的温度，加热注入的纳米流体，直到上水平注入井和下水平生产井实现热连通。
在一个实施例中，稠油油藏的预热方法还包括：
监测上水平注入井水平段和下水平生产井水平段内的压力；
根据监测到的压力，向上水平注入井水平段和下水平生产井水平段内注入纳米流体，保持上水平注入井和下水平生产井内压力在第一预设范围值内。
在一个实施例中，稠油油藏的预热方法还包括：
在经过预设时间后，提高上水平注入井的操作压力，使上水平注入井的压力高于下水平生产井预设压力。
具体地，可以是在纳米流体辅助电加热预热1-2个月后，上水平井和下水平井筒的温度已经上升到一定程度，此时提高上水平井的操作压力，使两口水平井之间形成压差驱替关系，这样的设计可以促进两口井之间的热连通。优选的，在本发明的一实施例中，上述上水平井和下水平井温度应升高到100℃以上，随后施加压差在50kPa～500kPa之间。
当上水平井和下水平井之间形成热连通时，转入重力泄油模式开发，上水平井(即上水平注入井)连续注汽，下水平井(即下水平生产井)连续生产。
在一个实施例中，稠油油藏的预热方法还包括：
当监测到待预热稠油油藏的原始压力大于预设压力值时，对上水平注入井和下水平生产井进行蒸汽吞吐开发，直至待预热稠油油藏的压力下降到第二预设压力范围值内。
具体实施时，所述蒸汽吞吐周期为3～5个轮次，并随时观测井底压力和油藏压力变化，待井底压力降低到3.5MPa以下，即可转入双水平井纳米流体辅助电加热预热(即利用本发明实施例提供的预热方法对稠油油藏进行预热)。第二预设压力范围值可以为3.5MPa以下。
具体实施时，本发明实施例中的纳米流体的纳米粒子直径取值范围为10nm～20nm，纳米粒子包括：SiC、Al2O3、CuO、Ag和Au其中之一或任意组合，基液包括：水、醇和油，纳米粒子与水的体积比值取值范围为0.～5％。
本发明提供一种双水平井纳米流体辅助电加热预热启动SAGD方法，主要解决稠油油藏的循环预热操作复杂，应用受局限的问题。在一个实施例中，本发明实施例提供的稠油油藏的预热方法，包括以下步骤：
步骤1：选择合格油藏，所述合格油藏的地质参数满足以下条件：油藏埋深为100-1000m，连续油层厚度大于等于10m，含油饱和度大于0.6，孔隙度大于20％，垂向渗透率与水平渗透率比例大于0.3，原油粘度大于2000mPa.s；
步骤2：在所述合格油藏中部署双水平井，所述双水平井包括：垂向井距为4-6m的上水平井和下水平井，双水平井的井深小于1000米，双水平的水平段长度在300m以上；
步骤3：在上水平井和下水平井中下入温度和压力传感器，连续监测两个井筒中的温度和压力变化；
步骤4：若油藏原始压力大于5MPa，则需要对上水平井和下水平井同时进行蒸汽吞吐开发，使所述合格油藏降压至3.5MPa以下；
步骤5：然后在所述双水平井的上水平井中下入上水平井注入管和上水平井电加热柱，上水平井注入管下深到上水平井水平段的入口处，上水平井电加热柱下入到水平井段的脚尖处；在所述双水平井的下水平井中下入下水平井注入管和下水平井电加热柱，下水平井电加热柱下深到下水平井水平段的脚尖处；
步骤6：然后注入适量纳米流体进行预热，上水平井和下水平井同时进行连续的加热，随时观测井筒压力和温度，保持井筒内具有一定液面和一定压力。
进一步地，中深层油藏双水平井纳米流体辅助电加热预热方法还包括：
步骤7：在纳米流体辅助电加热预热1-2个月后，上水平井和下水平井筒的温度已经上升到一定程度，此时提高上水平井的操作压力，使两口水平井之间形成压差驱替关系，促进两口井之间的热连通。
当上水平井和下水平井之间形成热连通时，转入重力泄油模式开发，上水平井连续注汽，下水平井连续生产。
在本发明的一实施例中，步骤1)中所述油藏满足以下条件：没有边底水存在，油藏中隔夹层分布不连续；
在本发明的一实施例中，步骤2)中所述双水平井满足以下条件：双水平井割缝筛管完井，缝长10～30m，缝宽3mm，缝间距5～10m，缝之间相位差5～10°，其中上水平井在上侧90范围内割缝完井，下水平井在下侧90°范围内割缝完井；
在本发明的一实施例中，步骤3)中所述温度和压力传感器满足以下条件：温度传感器使用光纤连续测温，在井筒内均匀部署4～5个压力传感器；
在本发明的一实施例中，步骤4)中所述蒸汽吞吐周期为3～5个轮次，并随时观测井底压力和油藏压力变化，待井底压力降低到3.5MPa以下即可转入预热；
在本发明的一实施例中，步骤4)中所述蒸汽吞吐周期为3～5个轮次，并随时观测井底压力和油藏压力变化，待井底压力降低到3.5MPa以下即可转入双水平井纳米流体辅助电加热预热；
在本发明的一实施例中，步骤5)中所述电加热柱应满足以下条件：电加热柱长度应大于300m，功率大于100Kw，外壳涂覆氧化镁绝缘层；
在本发明的一实施例中，步骤6)中所述纳米流体应满足以下条件：纳米粒子直径在10nm～20nm，纳米粒子与水的体积比在0.～5％，纳米粒子可以是SiC，Al2O3，CuO，Ag，Au等类型，基液可以是水，醇，油系列的物质；
在本发明的一实施例中，步骤6)中所述过程应随时补充纳米流体保持水平井筒内压力与油藏压力一致或者稍高于油藏压力，流体补充速度为1t/d；
在本发明的一实施例中，步骤7)中所述上水平井和下水平井温度应升高到100℃以上，随后施加压差在50kPa～500kPa之间。
本发明实施例提到的双水平井即包括：上水平注入井1和下水平生产井2；上水平井即为上水平注入井1，下水平井即为下水平生产井2。
下面再以实例来进行说明，以便于理解如何实施本发明。
实例一：
新疆某油藏深度200m，油层厚度10m，油层渗透率2000md，油层温度18℃；油藏温度下原油脱气粘度500000mPa.s，含油饱和度75％，油层倾角6°。循环预热注采参数：井底干度75％，蒸汽最大注入压力2.0MPa。电加热器参数：操作温度250℃，加热功率150KW。纳米流体参数：SIC纳米粒子直径13nm，体积浓度1.5％。
1)根据油藏特征进行筛选，符合蒸汽辅助重力泄油筛选标准：油藏深度<1000m；油层厚度>4m；油层平面渗透率>500md，油层垂向渗透率>200md；原油粘度>2000mPa.s；含油饱和度>50％；净毛比>0.7；
2)上水平注入井水平段和下水平生产井水平段设计为200m，上水平注入井水平段和下水平生产井水平段之间垂向距离4m；
3)在上水平井和下水平井中下入测温光纤(温度传感器)和压力传感器，连续监测两个井筒中的温度和压力变化；
4)然后在双水平井(上水平注入井和下水平生产井)的上水平注入井中下入上水平注入井注入管和上水平注入井电加热柱，上水平注入井注入管下深到上水平井水平段的入口处，上水平井电加热柱下入到上水平注入井水平段的脚尖处；在所述双水平井的下水平生产井中下入下水平生产井注入管和下水平生产井电加热柱，下水平生产井电加热柱下深到下水平生产井水平段的脚尖处；
5)然后向两个井筒中分别注入2吨纳米流体进行预热，对上水平注入井和下水平生产井同时进行连续的加热，随时观测井筒压力和温度，并补充纳米流体保持井筒内压力2MPa。
6)连续加热100天，上水平注入井和下水平生产井之间地层温度达到了120℃，转入SAGD开发。
实例二：
实际油藏应用中，分别做了蒸汽循环预热和纳米流体辅助电加热预热启动方式的对比。油藏基本参数：孔隙度30％，含油饱和度75％，渗透率2000md，油层厚度10m，油藏温度下原油脱气粘度500000mPa.s。循环预热注采参数：井底干度75％，蒸汽最大注入压力4.0MPa。电加热器参数：操作温度250℃，加热功率200KW。纳米流体参数：Al2O3纳米粒子直径10nm，体积浓度2％。
井网基本参数：水平段长度200m，上下水平井间距5m。
对比了两种方式预热的效果和效率：
1)常规循环预热200天，水平井之间地层加热到100℃，消耗蒸汽12000t，成本1440000元；
2)纳米流体辅助电加热预热200天，将水平井附近的5m地层均匀加热到120℃左右，水平井附近最高温度达到150摄氏度，消耗电量960000KWh，成本480000元。
综上所述，纳米流体辅助电加热预热方式明显改善了预热过程的经济性，提高了预热的效率。
本发明技术关键点：
本发明是一种纳米流体辅助电加热预热启动SAGD技术，与常规SAGD预热方式相比，该技术充分利用纳米流体高导热性，和电加热的热效率高的双重优势，因此本发明具有预热速度快，热量利用率高，操作简单，预热效果更好的特点。本发明实施例将纳米流体引入到SAGD预热启动过程中，充分发挥了纳米流体的高导热的优势，加速SAGD预热过程，提高预热效率，大大提高稠油油藏SAGD开发中预热过程的经济性。
本发明提供了一种新的SAGD预热启动技术将电加热和纳米流体辅助方法引入SAGD预热过程中，利用电加热方法加热效率高，易于控制和纳米流体提高油藏流体流动性，扩散速度快导热性质强的特点，以注入井筒的纳米流体为载体，向地层传递热量；而且整个预热过程不存在注入热蒸汽和将冷凝流体举升到地面的过程，避免了蒸汽和热量的产出，降低了热损失率；以达到均匀有效高速形成热连通的目的。
本发明属于石油开发领域，特别涉及一种新型双水平井纳米流体辅助电加热预热启动SAGD方法，结合水平井纳米流体预热和电加热预热方法的双重优势，使热量均与传递到两口水平井之间需要加热的区域以达到均匀预热的目的，以提高预热效率和油层动用程度，最终提高稠油的采收率。
综上所述，本发明提供的技术方案具有如下优点：
1)、预热速度快，本发明提供的方法中使用的纳米流体导热系数比水高40％，扩散系数比水高20％，可以快速将热量导入到油藏深处；
2)、热效率高，常规的注蒸汽循环预热过程中，热损失主要有三个部分，地面管线占30％，地面到井底的井筒热损失占30％，产出热流体热量占40％。本范明提供的方法通过电加热方式在油藏内部产生热量，并通过流体的对流直接将热量导入油藏，回避了地面管线和井筒沿程的热损失，能量利用效率高；其次本发明应用中没有将热流体举升到地面，所以电加热产生的热量完全保持在油藏内部，真正作用于加热油藏；
3)、操作简单，与循环预热相比，本发明只需将加热器固定到井底，并通过一条注入管补充纳米流体，而不需要部署生产管柱和举升设备，降低了操作难度；
4)、应用范围广，本发明可以用于深度低于2000m的油藏的加热措施，而本发明中所述的油藏筛选条件是考虑到SAGD技术的应用深度所致，常规注蒸汽预热需要考虑油藏深度和压力，但是本发明提供的方法由于没有热损失的影响，因而可应用到较深的油藏中。
相对于稠油油藏传统的循环预热和吞吐预热方式，本发明具有加热速度快，热利用效率高和操作稳定的优点，并且减少了传统预热方法向井底注入蒸汽的沿程热损失，并减少了油藏流体的产出，更容易保持油藏中压力平衡。相对于蒸汽循环预热来说，该方法可以减少热损失30％以上，缩短预热时间40％以上。并且克服了传统的循环预热方式在预热效率低，控制方法复杂等的缺点。
以上所述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，本发明实施例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 (12)
1.一种稠油油藏的预热装置，其特征在于，包括：
上水平注入井和下水平生产井，设置在待预热稠油油藏的目标层位；所述上水平注入井包括：上水平注入井竖直段和与所述上水平注入井竖直段相连的上水平注入井水平段；所述下水平生产井包括：下水平生产井竖直段和与所述下水平生产井竖直段相连的下水平生产井水平段；
上水平注入井注入管，设置在所述上水平注入井竖直段内，用于向上水平注入井水平段内注入纳米流体；上水平注入井电加热柱，设置在所述上水平注入井水平段内，用于对注入的纳米流体进行电加热；
下水平生产井注入管，设置在所述下水平生产井竖直段内，用于向下水平生产井水平段内注入纳米流体；下水平生产井电加热柱，设置在所述下水平生产井水平段内，用于对注入的纳米流体进行电加热；
所述稠油油藏的预热装置依靠纳米流体通过电的作用，在不发生相变的情况下，持续将电能转化的热能向油藏传导，预热期间不需要采出，在预热完毕之后，生产阶段将纳米流体随着油藏流体采出，或者不采出，作为加速油藏热传导的介质。
2.如权利要求1所述的稠油油藏的预热装置，其特征在于，还包括：
第一温度传感器，设置在上水平注入井水平段内，用于监测上水平注入井水平段内的温度；
第二温度传感器，设置在下水平生产井水平段内，用于监测下水平生产井水平段内的温度；
所述上水平注入井电加热柱根据所述第一温度传感器监测到的温度，加热注入的纳米流体，所述下水平生产井电加热柱根据所述第二温度传感器监测到的温度，加热注入的纳米流体，直到上水平注入井和下水平生产井实现热连通。
3.如权利要求1所述的稠油油藏的预热装置，其特征在于，还包括：
第一压力传感器，设置在上水平注入井水平段内，用于监测上水平注入井水平段内的压力；
第二压力传感器，设置在下水平生产井水平段内，用于监测下水平生产井水平段内的压力；
所述上水平注入井注入管根据所述第一压力传感器监测到的压力，向上水平注入井水平段内注入纳米流体，所述下水平生产井注入管根据所述第二压力传感器监测到的压力，向下水平生产井水平段内注入纳米流体，保持上水平注入井和下水平生产井内压力在第一预设范围值内。
4.如权利要求1所述的稠油油藏的预热装置，其特征在于，所述上水平注入井水平段和下水平生产井水平段的垂向井距的范围值为4至6米，上水平注入井竖直段和下水平生产井竖直段的井深小于1000米，上水平注入井水平段和下水平生产井水平段的长度大于300米。
5.如权利要求1所述的稠油油藏的预热装置，其特征在于，所述上水平注入井和下水平生产井割缝筛管完井，缝长10～30米，缝宽3毫米，缝间距5～10米，缝之间相位差5～10°，其中，上水平注入井在上侧90范围内割缝完井，下水平生产井在下侧90°范围内割缝完井。
6.如权利要求1所述的稠油油藏的预热装置，其特征在于，所述上水平注入井电加热柱和下水平生产井电加热柱的长度大于300米，功率大于100千瓦，上水平注入井电加热柱和下水平生产井电加热柱的外壳涂覆氧化镁绝缘层。
7.一种稠油油藏的预热方法，其特征在于，包括：
在待预热稠油油藏的目标层位设置上水平注入井和下水平生产井；
向上水平注入井水平段和下水平生产井水平段内注入纳米流体；
对注入的纳米流体进行电加热；
所述稠油油藏的预热方法依靠纳米流体通过电的作用，在不发生相变的情况下，持续将电能转化的热能向油藏传导，预热期间不需要采出，在预热完毕之后，生产阶段将纳米流体随着油藏流体采出，或者不采出，作为加速油藏热传导的介质。
8.如权利要求7所述的稠油油藏的预热方法，其特征在于，还包括：
监测上水平注入井水平段和下水平生产井水平段内的温度；
根据监测到的温度，加热注入的纳米流体，直到上水平注入井和下水平生产井实现热连通。
9.如权利要求7所述的稠油油藏的预热方法，其特征在于，还包括：
监测上水平注入井水平段和下水平生产井水平段内的压力；
根据监测到的压力，向上水平注入井水平段和下水平生产井水平段内注入纳米流体，保持上水平注入井和下水平生产井内压力在第一预设范围值内。
10.如权利要求7所述的稠油油藏的预热方法，其特征在于，还包括：
在经过预设时间后，提高上水平注入井的操作压力，使上水平注入井的压力高于下水平生产井预设压力。
11.如权利要求7所述的稠油油藏的预热方法，其特征在于，还包括：
当监测到待预热稠油油藏的原始压力大于预设压力值时，对上水平注入井和下水平生产井进行蒸汽吞吐开发，直至待预热稠油油藏的压力下降到第二预设压力范围值内。
12.如权利要求7所述的稠油油藏的预热方法，所述纳米流体的纳米粒子直径取值范围为10纳米～20纳米，纳米流体的纳米粒子包括：SiC、Al2O3、CuO、Ag和Au其中之一或任意组合，纳米流体的基液包括：水、醇和油，纳米粒子与水的体积比值取值范围为0～5％。
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| CN112412409A (zh) * | 2019-08-20 | 2021-02-26 | 中国石油天然气股份有限公司 | 双水平井sagd电预热启动方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5046559A (en) * | 1990-08-23 | 1991-09-10 | Shell Oil Company | Method and apparatus for producing hydrocarbon bearing deposits in formations having shale layers |
| US5751895A (en) * | 1996-02-13 | 1998-05-12 | Eor International, Inc. | Selective excitation of heating electrodes for oil wells |
| CN102187055A (zh) * | 2008-10-13 | 2011-09-14 | 国际壳牌研究有限公司 | 用于加热地下地层的循环传热流体*** |
| CN104405348A (zh) * | 2014-10-27 | 2015-03-11 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种溶剂强化水平井间连通的方法 |
| CN104453805A (zh) * | 2014-10-28 | 2015-03-25 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种稠油油藏蒸汽辅助重力泄油快速启动方法 |
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5046559A (en) * | 1990-08-23 | 1991-09-10 | Shell Oil Company | Method and apparatus for producing hydrocarbon bearing deposits in formations having shale layers |
| US5751895A (en) * | 1996-02-13 | 1998-05-12 | Eor International, Inc. | Selective excitation of heating electrodes for oil wells |
| CN102187055A (zh) * | 2008-10-13 | 2011-09-14 | 国际壳牌研究有限公司 | 用于加热地下地层的循环传热流体*** |
| CN104405348A (zh) * | 2014-10-27 | 2015-03-11 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种溶剂强化水平井间连通的方法 |
| CN104453805A (zh) * | 2014-10-28 | 2015-03-25 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种稠油油藏蒸汽辅助重力泄油快速启动方法 |
| CN204457686U (zh) * | 2014-12-26 | 2015-07-08 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种稠油及超稠油油藏地下改质开采的井身结构 |
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