CN108868719B - 一种采出sagd楔形区原油的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种采出SAGD楔形区原油的方法，在SAGD油藏内完成E型水平生产井组和E型水平注汽井组的布井；向E型水平生产井组和E型水平注汽井组内注溶剂进行井间联通，井间联通后进行SAGD生产。该方法克服现有常规加密井技术中存在的成本高、风险大等问题，该方法能低成本高效率地采出常规SAGD开发形成的楔形区内剩余油，提高采油速率，降低蒸汽用量。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种采出SAGD楔形区原油的方法。
背景技术
全球超稠油的资源量巨大，作为国际上开发稠油的一项前沿技术，SAGD(Steam-Assisted Gravity Drainage，即蒸汽辅助重力泄油)在加拿大油砂开采中占据主体地位，我国辽河、新疆油田也得到了规模化应用。该方法是利用水平井、蒸汽来有效地开采稠油、超稠油等资源。通过向水平注汽井连续注入高干度水蒸汽，蒸汽上覆释放汽化潜热加热储层，被加热的稠油黏度大幅下降并和蒸汽冷凝液在重力作用下下泄，最后从油藏底部的水平井产出。由于储层流体不断被采出，蒸汽得以沿垂直和水平方向扩展，形成不断发育的蒸汽腔。相对于其他稠油开发技术，该方法具有更高的采油速率、更经济的油汽比和相对高的采收率。
在该技术生产末期，汽腔充分横向扩展，并与邻近汽腔融合，然后汽腔开始缓慢下降，如图6所示。在此过程中，重力是产油的主要动力，而受热原油从汽腔边缘流回生产井的粘滞力是主要阻力。当汽腔下降到一定程度后，重力压头提供的产油动力不足以克服原油从最远的边缘处流回生产井的粘滞力，汽腔下降过程变得非常缓慢，蒸汽消耗依然非常大。这就导致SAGD开发后期产油速率极低，油汽比大幅下降，无法经济的动用剩余油。这就是SAGD开发先天存在楔形区无法动用的缺陷。这个问题在油层厚度相对较薄的油藏尤其突出。以Cenovus为代表的一些油公司做了一些探索，提出在楔形区打加密井91，如图5、图6所示，建立加密井与汽腔间的联通，然后以蒸汽驱的形式产出楔形区90的原油。
但常规加密井技术存在的问题：1)成本高：原双水平井将近70％的原油以重力泄油(SAGD)技术高效产出。额外打一口水平井的支出近百万，而楔形区内剩余油仅仅占到控制储量的15％左右。2)风险大：在两对双水平井之间(一般相距100米)额外打一口水平井，没有磁导向帮助，井眼轨迹控制非常困难，极有可能形成一条空间的复杂曲线，曲线部分位于某一SAGD井组的汽腔内，从而导致该井失效(生产时将直接把汽腔内的蒸汽产出，而受热原油无法产出)。另外从钻井的角度来讲，意外钻入蒸汽腔内将使得钻头面临高温高压的挑战，难度极高。
由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种采出SAGD楔形区原油的方法，以克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采出SAGD楔形区原油的方法，克服现有常规加密井技术中存在的成本高、风险大等问题，该方法能低成本高效率地采出常规SAGD开发形成的楔形区内剩余油，提高采油速率，降低蒸汽用量。
本发明的目的是这样实现的，一种采出SAGD楔形区原油的方法，在SAGD油藏内完成E型水平生产井组和E型水平注汽井组的布井；向E型水平生产井组和E型水平注汽井组内注溶剂进行井间联通，井间联通后进行SAGD生产。
在本发明的一较佳实施方式中，前述的采出SAGD楔形区原油的方法，包括以下步骤，
步骤a、布井方法：在油层底部上方第一距离处打设水平生产井，沿水平生产井的水平段间隔设置沿水平方向设置的生产井分支井，构成E型水平生产井组；在水平生产井的上方第二距离处打设水平注汽井，沿水平注汽井的水平段间隔设置沿水平方向设置的注汽井分支井，构成E型水平注汽井组，各注汽井分支井分别设于各生产井分支井的上方；
步骤b、完井方法：E型水平生产井组和E型水平注汽井组均采用割缝筛管完井；
步骤c、井下监测：向水平生产井内下入连续油管，连续油管内设置测温测压结构；向水平生产井的水平段内下入电潜泵；
步骤d、启动方法：向E型水平生产井组和E型水平注汽井组内提压挤注常温溶剂，在水平生产井的水平段、生产井分支井和水平注汽井的水平段、注汽井分支井之间建立流体连通；之后，从E型水平注汽井组挤注高温溶剂，从E型水平生产井组产出，建立E型水平生产井组和E型水平注汽井组之间的热连通后，停止溶剂注入；
步骤e、SAGD生产：向E型水平注汽井组连续注入水蒸汽；启动电潜泵采出原油。
在本发明的一较佳实施方式中，步骤a中，生产井分支井和注汽井分支井的自由端位于常规SAGD水平井组生产留下的楔形区的核心处。
在本发明的一较佳实施方式中，步骤a中，打设水平生产井和生产井分支井后，向水平生产井和生产井分支井内下入磁导向结构。
在本发明的一较佳实施方式中，步骤b中，水平生产井的水平段和生产井分支井内的割缝筛管通过柔性结构连接；水平注汽井的水平段和注汽井分支井内的割缝筛管通过柔性结构连接。
在本发明的一较佳实施方式中，步骤c中，连续油管位于水平生产井的水平段和生产井分支井的连接部位设置连接部测温电偶。
在本发明的一较佳实施方式中，步骤c中向水平注汽井内下入第一注汽管和第二注汽管，第一注汽管的长度大于第二注汽管的长度；步骤d中，通过第一注汽管向水平注汽井和注汽井分支井内注入常温溶剂，建立流体连通之后，通过第二注汽管向E型水平注汽井组内挤注高温溶剂，从E型水平生产井组产出，建立E型水平生产井组和E型水平注汽井组之间的热连通。
在本发明的一较佳实施方式中，步骤c中，在水平生产井内下入强化举升主油管，在各生产井分支井内下入与强化举升主油管连通的强化举升分支管。
在本发明的一较佳实施方式中，连接部测温电偶示数低时，通过强化举升主油管和强化举升分支管向E型水平生产井组内注入蒸汽、热水或溶剂，促进生产井分支井内原油产出。
由上所述，本发明提供的采出SAGD楔形区原油的方法具有如下有益效果：
本发明的采出SAGD楔形区原油的方法中，双水平井(水平生产井和水平注汽井)采用E型的布井方式，相对常规SAGD井组有效地增加了生产井和注汽井的水平段长度，大幅加快采油速度；E型的布井方式能使生产井和注汽井高效覆盖整个常规SAGD水平井组生产留下的楔形区，大幅提高SAGD可采储量，减少楔形区储量损失；E型的布井方式能加速汽腔间融合，降低了邻近井组差压操作的困难，避免蒸汽分配不均的矛盾；E型双水平井生产以重力泄油为主，相对于现有的加密井驱替生产方式而言，油汽比更低，经济性更好；此外，E型双水平井完钻后即可投产，加速现金流回收，而加密井仅仅在SAGD全生命周期的末期发挥作用，成本回收极慢。本发明的采出SAGD楔形区原油的方法中，采取磁导向的方式控制钻设E型双水平井，井眼轨迹易于控制，安全性高。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1：为本发明的采出SAGD楔形区原油的方法的实施过程布井示意图。
图2：为本发明的采出SAGD楔形区原油的方法的实施效果示意图。
图3：为本发明的E型水平注汽井组的示意图。
图4：为本发明的E型水平生产井组和E型水平注汽井组的示意图。
图5：为现有技术中楔形区加密井示意图。
图6：为现有技术中楔形区加密井实施效果示意图。
图中：
1、E型水平生产井组；
11、水平生产井；12、生产井分支井；13、连续油管；14、电潜泵；15、强化举升主油管；16、强化举升分支管；
2、E型水平注汽井组；
21、水平注汽井；22、注汽井分支井；23、第一注汽管；24、第二注汽管；
31、主干井蒸汽腔；32、分支井蒸汽腔；
90、楔形区；
91、加密井。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
本发明提供一种采出SAGD楔形区原油的方法，该方法中，在SAGD油藏内完成E型水平生产井组1和E型水平注汽井组2的布井，如图1至图4所示；向E型水平生产井组1和E型水平注汽井组2内注溶剂进行井间联通，井间联通后进行SAGD生产。本发明的采出SAGD楔形区原油的方法中，双水平井(水平生产井和水平注汽井)采用E型的布井方式，相对常规SAGD井组有效地增加了生产井和注汽井的水平段长度，大幅加快采油速度；E型的布井方式能使生产井和注汽井高效覆盖整个常规SAGD水平井组生产留下的楔形区，大幅提高SAGD可采储量，减少楔形区储量损失；E型的布井方式能加速汽腔间融合，降低了邻近井组差压操作的困难，避免蒸汽分配不均的矛盾；E型双水平井生产以重力泄油为主，相对于现有的加密井驱替生产方式而言，油汽比更低，经济性更好；此外，E型双水平井完钻后即可投产，加速现金流回收，而加密井仅仅在SAGD全生命周期的末期发挥作用，成本回收极慢。
本发明的采出SAGD楔形区原油的方法，具体包括以下步骤，
步骤a、布井方法：如图1至图4所示，在油层底部上方第一距离处打设水平生产井11，沿水平生产井11的水平段间隔设置沿水平方向设置的生产井分支井12，构成E型水平生产井组1；在水平生产井11的上方第二距离处打设水平注汽井21，沿水平注汽井21的水平段间隔设置沿水平方向设置的注汽井分支井22，构成E型水平注汽井组2(如图3所示)，各注汽井分支井22分别设于各生产井分支井12的上方，各注汽井分支井22与对应的生产井分支井12之间的间距等于水平生产井11和水平注汽井21之间的间距(第二距离)；水平生产井11和水平注汽井21分别为E型水平生产井组1和E型水平注汽井组2的主干井，可以采用常规双水平井构成。
在本发明的一具体实施例中，生产井分支井12和注汽井分支井22的长度约为第二距离的1/2，生产井分支井12和注汽井分支井22的自由端位于楔形区90(常规SAGD水平井组生产留下的楔形区)的核心处。考虑到储层非均质性可优化布置分支井的间距(相邻的生产井分支井12之间的间距和相邻的注汽井分支井22之间的间距)，位于主干井(水平生产井11和水平注汽井21)后端的分支井(包括生产井分支井12和注汽井分支井22)的间距比主干井前端的分支井(包括生产井分支井12和注汽井分支井22)的间距小。
打设水平生产井11和生产井分支井12后，向水平生产井11和生产井分支井12内下入磁导向结构(现有技术)。
本发明的采出SAGD楔形区原油的方法中，采取磁导向的方式控制钻设E型双水平井(E型水平生产井组1和E型水平注汽井组2)，井眼轨迹易于控制，安全性高，而现有技术中的加密井无法准确控制井眼位于两相邻汽腔正中间，偏移风险大。
E型双水平井(E型水平生产井组1和E型水平注汽井组2)的布井方式，相对于现有wedge well加密井技术，不用额外钻井，钻井进尺短，成本低。
E型双水平井(E型水平生产井组1和E型水平注汽井组2)的布井方式，合理布置水平分支井(生产井分支井12和注汽井分支井22)的长度和间距，使其高效覆盖整个常规SAGD水平井组生产留下的楔形区，大幅提高SAGD可采储量，减少楔形区储量损失。
步骤b、完井方法：E型水平生产井组1和E型水平注汽井组2均采用割缝筛管完井。
水平生产井11的水平段和生产井分支井12内的割缝筛管通过柔性结构连接；水平注汽井21的水平段和注汽井分支井22内的割缝筛管通过柔性结构连接，有效防止井眼坍塌。
在本发明的一具体实施例中，柔性结构采用可膨胀伸缩的连接短管。
步骤c、井下监测：如图4所示，向水平生产井11内下入连续油管13，连续油管13内设置测温测压结构(可以采用测温电偶监测温度，采用泡管监测压力；还可以采用连续光纤，同时测温测压)，生产井分支井12内不需要下入常规的双管柱油管和测温测压结构；向水平生产井11的水平段内下入电潜泵14。
为了精确控制各节点部位的井温，连续油管13位于水平生产井11的水平段和生产井分支井12的连接部位增加设置连接部测温电偶。
步骤d、启动方法：生产井分支井12内无常规的双管柱油管，不能采取常规的蒸汽循环预热启动技术，本发明的采出SAGD楔形区原油的方法采用注溶剂的方法完成启动，具体如下：
向E型水平生产井组1和E型水平注汽井组2内提压(高于孔压且低于最小主应力)挤注常温溶剂(此处常温为油田地面操作温度，10-35℃)，在水平生产井11的水平段、生产井分支井12和水平注汽井21的水平段、注汽井分支井22之间建立流体连通；之后，从E型水平注汽井组2挤注高温溶剂(指将溶剂加热，使得溶剂携带一定的热量进入油藏。温度范围：100-300℃)，从E型水平生产井组1产出，建立E型水平生产井组1和E型水平注汽井组2之间的热连通后，停止溶剂注入。
如图4所示，步骤c中，向水平注汽井21内下入第一注汽管23和第二注汽管24，第一注汽管23的长度大于第二注汽管24的长度；步骤d中，通过第一注汽管23向水平注汽井21和注汽井分支井22内注入常温溶剂，建立流体连通(井间出现明显的压力联动，井口处可以实现压力监测)之后，通过第二注汽管24(短管)向E型水平注汽井组2内挤注高温溶剂，并从下部的E型水平生产井组1缓慢产出，使用油嘴控制产出回压，建立E型水平生产井组1和E型水平注汽井组2之间的热连通。通过测井下温度分布，判断E型水平生产井组1和E型水平注汽井组2的水平段联通程度。当井间建立起均匀的热联通(判断联通程度达到90％)后，停止溶剂注入，转入正常SAGD生产阶段。
步骤e、SAGD生产：向E型水平注汽井组2连续注入水蒸汽；启动电潜泵14采出原油。
注汽时，通过水平注汽井21内的第一注汽管23和第二注汽管24合理分配汽量，连续高干度注水蒸汽。采用E型的布井方式形成的汽腔形态如图2所示，其中主干井蒸汽腔31和分支井蒸汽腔32发育连片较好，楔形区不再存在，高温蒸汽几乎充满整个井组覆盖区域。
启动电潜泵14采出原油，采液过程中，根据subcool及热点分布调整电潜泵产液速率，严格控制井间汽窜。
为避免生产井分支井12内温度较低，生产井分支井12内无法产出原油，在水平生产井11内下入强化举升主油管15，在各生产井分支井12内下入与强化举升主油管连通的强化举升分支管16，如图4所示。
连接部测温电偶示数持续较低时，通过强化举升主油管15和强化举升分支管16向E型水平生产井组1内注入蒸汽、热水或溶剂，促进生产井分支井12内原油产出。
实施例
目标储层埋深400m，油层平均有效厚度25m，水平渗透率2Darcy，地层温度下原油黏度100000mPaS。按E型布井方式部署双水平井组，SAGD主干水平井组间距(相邻的两个E型水平生产井组1之间的距离)为100m。
先打水平生产井11，E型水平生产井组1部署在离油层底部1m(第一距离)处，E型水平注汽井组2在E型水平生产井组1上方5m(第二距离)处，水平生产井11的水平段长400m。从水平生产井11尾端开始打3个水平的生产井分支井12，生产井分支井12的井眼直径为7英寸，生产井分支井12的长度为50m，相邻的两个E型水平生产井组1的生产井分支井12水平间距为100m。完成E型水平生产井组1的钻井工作后，下入磁导向结构，在其上方5m处打水平注汽井21，同时完成相应的注汽井分支井22。注汽井分支井22长度及间距与生产井分支井12一致。
完成钻井工作后，向E型水平生产井组1和E型水平注汽井组2的井眼内下入割缝筛管完井。水平生产井11的水平段和生产井分支井12内的割缝筛管通过可膨胀伸缩的连接短管连接；水平注汽井21的水平段和注汽井分支井22内的割缝筛管通过可膨胀伸缩的连接短管连接。
向水平生产井11内下入连续油管，连续油管内设置测温测压结构(测温测压光纤)，生产井分支井12内不需要下入常规的双管柱油管和测温测压结构；向水平生产井11的水平段内下入电潜泵。
随后E型水平生产井组1和E型水平注汽井组2的井筒内灌满溶剂，并连接泵车注溶剂，进行井间联通。控制井下压力低于最小水平主应力，注入速率为7方/天，井下压力低于9MPa。E型水平生产井组1和E型水平注汽井组2同步挤注，直至井间出现明显的压力联动。随后从上部的水平注汽井21的第二注汽管(短管)注入高温溶剂，并从下部的E型水平生产井组1缓慢产出，使用油嘴控制产出回压。
通过测井下温度分布，判断水平段联通程度。当井间建立起均匀的热联通(判断联通程度达到90％)后，停止溶剂注入，转入正常SAGD生产阶段。注蒸汽压力4MPa，注汽温度250℃，注汽量从50m3/d逐步调整到140m3/d。井组采取subcool≈15℃操作策略，适当调整电潜泵产液速率，严格控制井间汽窜。当生产井分支井12与水平生产井11连接部位的热电偶显示温度持续较低时，通过强化举升主油管和强化举升分支管阶段性注入蒸汽，促进生产井分支井12内的原油产出。
由于E型布井方式增加3个水平生产井分支井12和注汽井分支井22，实际生产效果相当于550m的水平井。由于有效井段长度增加，采油速率相对于常规井组提升约37.5％。生产7年后对井区进行四维地震监测，如图2所示，解释蒸汽腔发育连片较好，楔形区不再存在，高温蒸汽几乎充满整个井组覆盖区域。常规SAGD水平井组生产留下的楔形区被重力泄油工艺动用采出，楔形区剩余油大幅降低。
本发明的采出SAGD楔形区原油的方法中，双水平井(水平生产井和水平注汽井)采用E型的布井方式，相对常规SAGD井组有效地增加了生产井和注汽井的水平段长度，大幅加快采油速度；E型的布井方式能使生产井和注汽井高效覆盖整个常规SAGD水平井组生产留下的楔形区，大幅提高SAGD可采储量，减少楔形区储量损失；E型的布井方式能加速汽腔间融合，降低了邻近井组差压操作的困难，避免蒸汽分配不均的矛盾；E型双水平井生产以重力泄油为主，相对于现有的加密井驱替生产方式而言，油汽比更低，经济性更好；此外，E型双水平井完钻后即可投产，加速现金流回收，而加密井仅仅在SAGD全生命周期的末期发挥作用，成本回收极慢。本发明的采出SAGD楔形区原油的方法中，采取磁导向的方式控制钻设E型双水平井，井眼轨迹易于控制，安全性高。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
Claims (8)
1.一种采出SAGD楔形区原油的方法，其特征在于，在SAGD油藏内完成E型水平生产井组和E型水平注汽井组的布井；向E型水平生产井组和E型水平注汽井组内注溶剂进行井间联通，井间联通后进行SAGD生产；
包括以下步骤，
步骤a、布井方法：在油层底部上方第一距离处打设水平生产井，沿水平生产井的水平段间隔设置沿水平方向设置的生产井分支井，构成E型水平生产井组；在水平生产井的上方第二距离处打设水平注汽井，沿水平注汽井的水平段间隔设置沿水平方向设置的注汽井分支井，构成E型水平注汽井组，各注汽井分支井分别设于各生产井分支井的上方；
步骤b、完井方法：E型水平生产井组和E型水平注汽井组均采用割缝筛管完井；
步骤c、井下监测：向水平生产井内下入连续油管，连续油管内设置测温测压结构；向水平生产井的水平段内下入电潜泵；
步骤d、启动方法：向E型水平生产井组和E型水平注汽井组内提压挤注常温溶剂，在水平生产井的水平段、生产井分支井和水平注汽井的水平段、注汽井分支井之间建立流体连通；之后，从E型水平注汽井组挤注高温溶剂，从E型水平生产井组产出，建立E型水平生产井组和E型水平注汽井组之间的热连通后，停止溶剂注入；
步骤e、SAGD生产：向E型水平注汽井组连续注入水蒸汽；启动电潜泵采出原油。
2.如权利要求1所述的采出SAGD楔形区原油的方法，其特征在于，步骤a中，生产井分支井和注汽井分支井的自由端位于常规SAGD水平井组生产留下的楔形区的核心处。
3.如权利要求1所述的采出SAGD楔形区原油的方法，其特征在于，步骤a中，打设水平生产井和生产井分支井后，向水平生产井和生产井分支井内下入磁导向结构。
4.如权利要求1所述的采出SAGD楔形区原油的方法，其特征在于，步骤b中，水平生产井的水平段和生产井分支井内的割缝筛管通过柔性结构连接；水平注汽井的水平段和注汽井分支井内的割缝筛管通过柔性结构连接。
5.如权利要求1所述的采出SAGD楔形区原油的方法，其特征在于，步骤c中，连续油管位于水平生产井的水平段和生产井分支井的连接部位设置连接部测温电偶。
6.如权利要求5所述的采出SAGD楔形区原油的方法，其特征在于，步骤c中向水平注汽井内下入第一注汽管和第二注汽管，第一注汽管的长度大于第二注汽管的长度；步骤d中，通过第一注汽管向水平注汽井和注汽井分支井内注入常温溶剂，建立流体连通之后，通过第二注汽管向E型水平注汽井组内挤注高温溶剂，从E型水平生产井组产出，建立E型水平生产井组和E型水平注汽井组之间的热连通。
7.如权利要求5所述的采出SAGD楔形区原油的方法，其特征在于，步骤c中，在水平生产井内下入强化举升主油管，在各生产井分支井内下入与强化举升主油管连通的强化举升分支管。
8.如权利要求7所述的采出SAGD楔形区原油的方法，其特征在于，连接部测温电偶示数低时，通过强化举升主油管和强化举升分支管向E型水平生产井组内注入蒸汽、热水或溶剂，促进生产井分支井内原油产出。
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