CN109653717A - 单井蒸汽吞吐汽窜后组合吞吐选井决策方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种单井蒸汽吞吐汽窜后组合吞吐选井决策方法，包括：求取研究区各井汽窜通道条数与研究区内总汽窜通道条数的比值，得到无因次汽窜通道数n c；求取研究区各井单井蒸汽吞吐时汽淹面积与汽窜前该井加热范围的比值，得到无因次汽淹面积R h；通过精细油藏描述确定研究区各井控制范围内的油层有效厚度与地层厚度，计算其比值，得到净总比h t；计算研究区各井组合吞吐选井决策指数Adi，并根据Adi大小对研究区各井进行排序；优选满足研究区块注汽锅炉和管网走向约束条件，且组合选井指数之和最大的组合。该方法降低单井蒸汽吞吐汽窜区实施组合吞吐选井的盲目性，使决策结果更加科学合理，为矿场实施组合蒸汽吞吐提供坚实理论指导。

Description

单井蒸汽吞吐汽窜后组合吞吐选井决策方法
技术领域
本发明涉及稠油油藏热采开发研究领域，特别是涉及到一种单井蒸汽吞吐汽窜后组合吞吐选井决策方法。
背景技术
组合蒸汽吞吐通过将若干相邻井组合，进行集中有序注汽、焖井、采油，可以有效控制井间汽窜、改善动用不均，是一项提高稠油油藏高轮次吞吐后采收率的有效技术。目前国内外对组合蒸汽吞吐技术进行了大量的室内机理研究和矿场实践，但是对组合吞吐选井方法还没进行过***的研究，而矿场实施组合蒸汽吞吐技术时，仅是简单将相邻汽窜井组合在一起，缺乏科学的依据，操作上主观性、盲目性较强。为此我们发明了一种新的单井蒸汽吞吐汽窜后组合吞吐选井决策方法，解决了以上技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种实现对稠油油藏科学逐步实施组合蒸汽吞吐，从而有效控制井间汽窜、动用不均衡的问题的单井蒸汽吞吐汽窜后组合吞吐选井决策方法。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：单井蒸汽吞吐汽窜后组合吞吐选井决策方法，该单井蒸汽吞吐汽窜后组合吞吐选井决策方法包该单井蒸汽吞吐汽窜后组合吞吐选井决策方法包括：步骤1，求取研究区各井汽窜通道条数与研究区内总汽窜通道条数的比值，得到无因次汽窜通道数nc；步骤2，求取研究区各井单井蒸汽吞吐时汽淹面积与汽窜前该井加热范围的比值，得到无因次汽淹面积Rh；步骤3，通过精细油藏描述确定研究区各井控制范围内的油层有效厚度与地层厚度，计算其比值，得到净总比ht；步骤4，计算研究区各井组合吞吐选井决策指数Adi，并根据Adi大小对研究区各井进行排序；步骤5，优选满足研究区块注汽锅炉和管网走向约束条件，且组合选井指数之和最大的组合。
本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
在步骤1中，通过监测研究区各井注汽时相邻生产井井口温度、产液量、产油量以及含水变化情况，判断该井与各相邻生产井是否产生汽窜，与该井之间存在直接窜流通道的井数即为该井汽窜通道条数。
在步骤1中，判定各井注汽时与相邻生产井产生直接汽窜的标准为监测到相邻生产井有下列表现之一：表现一，生产过程中产油量增加，井口温度上升；表现二，生产过程中产液量上升，含水率增加，井口温度上升；表现三，相邻井注汽时，生产井产水量急剧上升，甚至含水率接近100％，井口有蒸汽闪蒸现象。
在步骤2中，根据井间汽窜物理模型建立单井蒸汽吞吐时井间汽窜数学模型，计算研究区各井单井蒸汽吞吐时汽淹面积Ssf：
则无因次汽淹面积
其中，Lk—井距，m；r(ti)—加热半径，m。
在步骤4中，加热范围越大则选井决策权重越小；纵向可动用程度越大则选井决策权重越大，目前汽窜通道数越大则选井决策权重越大；根据以上原则，构建组合吞吐选井决策指数Adi：
在步骤5中，列出所有适应矿场锅炉及管网实际情况的两井组合吞吐和三井组合吞吐备选方案，再优选满足该研究区块注汽锅炉和管网走向约束条件，且组合选井指数之和最大的组合。
在步骤5中，根据矿场锅炉及管网实际情况，选择两井组合吞吐或三井组合吞吐，若选择两井组合吞吐，两井之间必须存在直接汽窜通道，且组合选井指数之和越大备选程度越高；若选择三井组合吞吐，首先根据选井指数较大的井作为中心井，其余两口井与中心井之间必须存在直接窜流通道，且组合选井指数之和越大备选程度越高。
本发明中的单井蒸汽吞吐汽窜后组合吞吐选井决策方法，通过对扩大生产井加热范围的因素进行研究，建立多主控因素下组合吞吐时的选井决策指数，实现对需要组合吞吐区域内的油井进行有序逐步组合生产。与矿场以往应用的组合选井方法相比，本发明提供的选井决策方法密切结合油藏条件和生产实际，克服主观性，科学性明显增强，较好地解决了组合蒸汽吞吐的选井问题，为矿场实施组合蒸汽吞吐提供了坚实的理论指导。
附图说明
图1为本发明的单井蒸汽吞吐汽窜后组合吞吐选井决策方法的一具体实施例的流程图；
图2为本发明的一具体实施例中某研究区汽窜方向示意图；
图3为本发明的一具体实施例中为井间汽窜简化物理模型的示意图；
图4为本发明的一具体实施例中某研究区组合吞吐决策指数标注图。
具体实施方式
为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。
室内研究表明，目前加热半径越大，油层受热面积越大，动用越均衡，则组合吞吐后增产效应越小；油层厚度越大，纵向蒸汽超覆越严重，注蒸汽纵向转向的潜力越大，则组合吞吐后增产效应越大；目前汽窜通道数越多，汽窜造成的损失越大，则组合吞吐后增产效应越大。为消除研究区整体油藏和开发条件的影响，对以上三个影响组合吞吐后增产效应的主控因素进行了无因次化，在此基础上，构建组合吞吐选井决策指数。根据各井决策指数大小，同时结合矿场锅炉及管网实际情况进行组合吞吐选井。
如图1所示，图1为本发明的单井蒸汽吞吐汽窜后组合吞吐选井决策方法的流程图。
在步骤101中，通过监测研究区各井注汽时相邻生产井井口温度、产液量、产油量以及含水变化情况，判断该井与各相邻生产井是否产生汽窜，与该井之间存在直接窜流通道的井数即为该井汽窜通道条数。判定各井注汽时与相邻生产井产生直接汽窜的标准为监测到相邻生产井有下列表现之一：表现一，生产过程中产油量增加，井口温度上升；表现二，生产过程中产液量上升，含水率增加，井口温度上升；表现三，相邻井注汽时，生产井产水量急剧上升，甚至含水率接近100％，井口有蒸汽闪蒸现象。
步骤102，求取研究区各井单井蒸汽吞吐时汽淹面积与汽窜前该井加热范围的比值，得到无因次汽淹面积Rh；
根据井间汽窜物理模型建立单井蒸汽吞吐时井间汽窜数学模型，计算研究区各井单井蒸汽吞吐时汽淹面积Ssf：
则无因次汽淹面积
其中，Lk—井距，m；r(ti)—加热半径(可用Marx-Langenheim公式计算)，m。
步骤103，通过精细油藏描述确定研究区各井控制范围内的油层有效厚度与地层厚度，计算其比值，得到净总比ht；
步骤104，计算研究区各井组合吞吐选井决策指数Adi，并根据Adi大小对研究区各井进行排序；
由于油藏受热后增产效应取决于油层受热范围和原油受热强度(粘度降低程度)，因此所有有利于增加受热范围的措施都将对提高增产效果产生积极影响。显然目前加热范围越大则选井决策权重越小；纵向可动用程度越大则选井决策权重越大，目前汽窜通道数越大则选井决策权重越大。根据以上原则，构建组合吞吐选井决策指数Adi：
步骤105，列出所有适应矿场锅炉及管网实际情况的两井组合吞吐和三井组合吞吐备选方案，再优选满足该研究区块注汽锅炉和管网走向约束条件，且组合选井指数之和最大的组合。根据矿场锅炉及管网实际情况，一般多选择两井组合吞吐或三井组合吞吐，若选择两井组合吞吐，两井之间必须存在直接汽窜通道，且组合选井指数之和越大备选程度越高；若选择三井组合吞吐，首先根据选井指数较大的井作为中心井，其余两口井与中心井之间必须存在直接窜流通道，且组合选井指数之和越大备选程度越高。
在应用本发明的一具体实施例中，包括以下步骤：
步骤1，监测研究区各井注汽时相邻生产井口温度、产液量、产油量以及含水变化，判断该井与各相邻生产井是否直接产生汽窜，确定该井汽窜通道条数与研究区内总汽窜通道条数，计算其比值，得到无因次汽窜通道数nc；
表1为本发明的一具体实施例中某研究区汽窜状况统计表，表中根据监测结果对研究区各井汽窜状况进行了统计和分析。
表1 单56-13-XN5井区汽窜状况统计表
图2为本发明的一具体实施例中某研究区汽窜方向示意图，图中根据监测结果对研究区各井间汽窜方向进行了标注。根据该图统计研究区各汽窜井汽窜通道条数与研究区内总汽窜通道条数，计算其比值，可得到各汽窜井无因次汽窜通道数nc。
在步骤2，根据可视化物理模拟结果，单井蒸汽吞吐注汽过程中，井间形成的汽窜通道(汽淹范围)呈现了一个楔形形状。该形状可视为以注汽井汽窜前的加热范围与汽窜井切线所形成的区域。未发生汽窜时，蒸汽吞吐井的加热范围呈现半径为r(ti)的圆形面积；发生井间汽窜后，注汽井与邻井井间形成由2个底为高为r(ti)的直角三角组成的楔形汽淹范围，其面积Ssf的计算公式为：
则无因次汽淹面积
其中，Lk—井距，m；r(ti)—加热半径(可用Marx-Langenheim公式计算)，m。
图3为本发明的一具体实施例中井间汽窜简化物理模型。
在步骤3，通过精细油藏描述确定研究区各井控制范围内的油层有效厚度与地层厚度，计算其比值，得到净总比ht。
表2为本发明的一具体实施例中某研究区汽窜参数计算表，利用步骤1～3提供的方法，可计算得到研究区相关汽窜参数。
表2 单56-13-XN5井区汽窜参数计算表
在步骤4，由于油藏受热后增产效应取决于油层受热范围和原油受热强度(粘度降低程度)，因此所有有利于增加受热范围的措施都将对提高增产效果产生积极影响。显然，目前加热半径越大，油层受热面积越大，动用越均衡，则组合吞吐后增产效应越小；油层厚度越大，纵向蒸汽超覆越严重，注蒸汽纵向转向的潜力越大，则组合吞吐后增产效应越大；目前汽窜通道数越多，汽窜造成的损失越大，则组合吞吐后增产效应越大。为消除研究区整体油藏和开发条件的影响，对以上三个影响组合吞吐后增产效应的主控因素进行了无因次化，在此基础上，构建组合吞吐选井决策指数Adi：
计算研究区各井组合吞吐选井决策指数Adi，并根据Ad i大小对研究区各井进行排序，并做出该研究区组合吞吐决策指数标注图。表3为本发明的一具体实施例中某研究区组合吞吐决策指数排序表，Ad i越大，则组合时选井优先级越高。
表3 单56-13-XN5井区组合吞吐决策指数排序表
图4为本发明的一具体实施例中某研究区组合吞吐决策指数标注图。流程进入步骤5。
在步骤5，根据研究区各井的选井决策指数排序结果，列出所有适应矿场锅炉及管网实际情况的两井组合吞吐和三井组合吞吐备选方案，再优选满足该研究区块注汽锅炉和管网走向约束条件，且组合选井指数之和最大的组合。表4为本发明的一具体实施例中某研究区组合吞吐备选方案表，表中列出了所有适应矿场锅炉及管网实际情况的两井组合吞吐和三井组合吞吐备选方案。
表4 单56-13-XN5井区组合吞吐备选方案表
若选择两井组合吞吐，两井之间必须存在直接汽窜通道，且组合选井指数之和越大备选程度越高；若选择三井组合吞吐，首先根据选井指数较大的井作为中心井，其余两口井与中心井之间必须存在直接窜流通道，且组合选井指数之和越大备选程度越高；最终需结合具体研究区块注汽锅炉和管网走向确定最佳组合。流程结束。
以上所列举的实施方式仅供理解本发明之用，并非是对本发明所描述的技术方案的限定，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变形，所有等同的变化或变形都应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (7)

1.单井蒸汽吞吐汽窜后组合吞吐选井决策方法，其特征在于，该单井蒸汽吞吐汽窜后组合吞吐选井决策方法包括：
步骤1，求取研究区各井汽窜通道条数与研究区内总汽窜通道条数的比值，得到无因次汽窜通道数nc；
步骤2，求取研究区各井单井蒸汽吞吐时汽淹面积与汽窜前该井加热范围的比值，得到无因次汽淹面积Rh；
步骤3，通过精细油藏描述确定研究区各井控制范围内的油层有效厚度与地层厚度，计算其比值，得到净总比ht；
步骤4，计算研究区各井组合吞吐选井决策指数Adi，并根据Adi大小对研究区各井进行排序；
步骤5，优选满足研究区块注汽锅炉和管网走向约束条件，且组合选井指数之和最大的组合吞吐备选方案。
2.根据权利要求1所述的单井蒸汽吞吐汽窜后组合吞吐选井决策方法，其特征在于，在步骤1中，通过监测研究区各井注汽时相邻生产井井口温度、产液量、产油量以及含水变化情况，判断该井与各相邻生产井是否产生汽窜，与该井之间存在直接窜流通道的井数即为该井汽窜通道条数。
3.根据权利要求2所述的单井蒸汽吞吐汽窜后组合吞吐选井决策方法，其特征在于，在步骤1中，判定各井注汽时与相邻生产井产生直接汽窜的标准为监测到相邻生产井有下列表现之一：表现一，生产过程中产油量增加，井口温度上升；表现二，生产过程中产液量上升，含水率增加，井口温度上升；表现三，相邻井注汽时，生产井产水量急剧上升，甚至含水率接近100％，井口有蒸汽闪蒸现象。
4.根据权利要求1所述的单井蒸汽吞吐汽窜后组合吞吐选井决策方法，其特征在于，在步骤2中，根据井间汽窜物理模型建立单井蒸汽吞吐时井间汽窜数学模型，计算研究区各井单井蒸汽吞吐时汽淹面积Ssf：
则无因次汽淹面积
其中，Lk—井距，m；r(ti)—加热半径，m。
5.根据权利要求1所述的单井蒸汽吞吐汽窜后组合吞吐选井决策方法，其特征在于，在步骤4中，加热范围越大则选井决策权重越小；纵向可动用程度越大则选井决策权重越大，目前汽窜通道数越大则选井决策权重越大；根据以上原则，构建组合吞吐选井决策指数Adi：
6.根据权利要求1所述的单井蒸汽吞吐汽窜后组合吞吐选井决策方法，其特征在于，在步骤5中，列出所有适应矿场锅炉及管网实际情况的两井组合吞吐和三井组合吞吐备选方案，再优选满足该研究区块注汽锅炉和管网走向约束条件，且组合选井指数之和最大的组合。
7.根据权利要求6所述的单井蒸汽吞吐汽窜后组合吞吐选井决策方法，其特征在于，在步骤5中，根据矿场锅炉及管网实际情况，选择两井组合吞吐或三井组合吞吐，若选择两井组合吞吐，两井之间必须存在直接汽窜通道，且组合选井指数之和越大备选程度越高；若选择三井组合吞吐，首先根据选井指数较大的井作为中心井，其余两口井与中心井之间必须存在直接窜流通道，且组合选井指数之和越大备选程度越高。
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