CN113006754B - 利用直井辅助原始油藏sagd扩容提高采油速度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用直井辅助原始油藏SAGD扩容提高采油速度的方法，包括：确定适用直井辅助进行扩容的SAGD原始油藏；在油层内钻两口位置上下正对的水平井，上部的水平井为注汽井，下部的水平井为生产井；钻一口直井；对注汽井和生产井进行带压洗井；向注汽井和生产井同时注入刺激物；调整刺激物的注入量，直至注汽井与生产井之间建立连通；关闭生产井，向注汽井注入刺激物，同时向直井注入刺激物；对水平井进行循环预热，转入SAGD生产；对直井进行吞吐注采，调整直井的吞吐注采参数，直至直井与水平井之间的蒸汽腔连通；直井转为持续注汽，水平井保持持续生产。本发明解决了现有技术中的稠油油藏开采的采油速度低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域，具体而言，涉及一种利用直井辅助原始油藏SAGD扩容提高采油速度的方法。
背景技术
SAGD技术即蒸汽辅助重力泄油技术，在稠油油藏开采领域得到了成功应用。双水平井SAGD主要原理是在油层底部部署纵向平行的2口水平井，从上部水平井向油层连续注蒸汽加热油层，蒸汽腔持续扩展，与油层中的原油发生热交换，被加热、降粘的原油和蒸汽冷凝水在重力作用下向下流动，从油层下部的水平生产水平井中采出。在这种注采方式下，原油主要靠重力作用泄流，当垂向上遇到夹隔层等渗流屏障时，将严重制约蒸汽腔的扩展，泄油效率降低，导致采油速度降低。
由此可知，现有技术中的SAGD开采方法易受渗流屏障的影响，使得稠油油藏开采存在采油速度低的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种利用直井辅助原始油藏SAGD扩容提高采油速度的方法，以解决现有技术中的采油速度低的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种利用直井辅助原始油藏SAGD扩容提高采油速度的方法，包括：确定适用直井辅助进行扩容的SAGD原始油藏；在油层内钻两口位置上下正对的水平井，上部的水平井为注汽井，下部的水平井为生产井；钻一口直井，直井位于水平井的一端并与水平井间隔设置；对注汽井和生产井进行带压洗井；向注汽井和生产井同时注入刺激物；调整刺激物的注入量，直至注汽井与生产井之间建立连通；关闭生产井，向注汽井注入刺激物，对注汽井的上方储层进行扩容，同时向直井注入刺激物，对直井的周围油层进行扩容；对水平井进行循环预热，转入SAGD生产；对直井进行吞吐注采，调整直井的吞吐注采参数，直至直井与水平井之间的蒸汽腔连通；直井转为持续注汽，水平井保持持续生产。
进一步地，适用直井辅助进行扩容的SAGD原始油藏为中浅层油藏，埋深小于600米，含油饱和度大于0.45，油层厚度大于10米，水平渗透率大于600毫达西，垂向渗透率与水平渗透率比值大于0.5，油层孔隙度大于0.28，油层中存在连续或非连续发育的低物性储层，低物性储层的渗透率小于200毫达西，50℃条件下低物性储层的脱气原油粘度大于20000厘泊。
进一步地，生产井与油层的底部之间的距离大于等于1米且小于等于2米，注汽井和生产井之间的垂直距离为4米至5米。
进一步地，直井与水平井的水平距离为20米至40米；和/或直井的完钻深度至油层的底部。
进一步地，带压洗井过程中，要判断油层中是否存在天然裂缝，天然裂缝存在的判断方法为：检测地面返出液压力；当地面返出液压力小于1兆帕时，再检测油层的吸水能力；若油层的吸水能力大于60升每分钟时，判断油层中存在天然裂缝。
进一步地，对天然裂缝进行封堵。
进一步地，向注汽井和生产井同时注入刺激物时，刺激物需沿着注汽井和生产井的长度方向均匀地横向注入，刺激物的注入速度为50至80升每分钟，注汽井的井底压力小于等于注汽井的最小主应力与0.5兆帕之和；生产井的井底压力小于等于生产井的最小主应力与0.5兆帕之和。
进一步地，调整刺激物的注入量，使注汽井与生产井的周围扩容范围逐渐变大，注汽井和生产井的井底压力小于地层破裂压力与0.5兆帕之差，当注汽井与生产井的扩容半径之和等于注汽井与生产井之间的距离时，停止扩容。
进一步地，当注汽井与生产井的扩容半径之和等于注汽井与生产井之间的距离后，判断注汽井与生产井是否连通，判断注汽井与生产井是否连通包括以下步骤：步骤S1：向注汽井持续注入热水，热水温度为70至80摄氏度；步骤S2：生产井焖井；步骤S3：分析生产井的井下测温点的温度变化，并在满足温度要求的测温点所构成的长度超过生产井的水平段的长度的80％时，确定注汽井与生产井之间连通。
进一步地，关闭生产井，向注汽井注入刺激物时，注汽井的井底压力小于地层破裂压力，向直井注入刺激物时，直井的井底压力小于地层破裂压力与0.5兆帕之差。
进一步地，对直井进行吞吐注采，直井的注入蒸汽干度大于80％；和/或直井的注汽速度为80吨/天至100吨/天；和/或直井的注汽强度为100吨/米至160吨/米；和/或直井的注汽压力小于地层破裂压力；和/或直井的采注比0.7至1.2；和/或直井的焖井时间为2天至7天，吞吐4轮至8轮。
进一步地，直井吞吐4轮至8轮后，对直井和水平井之间的蒸汽腔进行连通判断，对直井和水平井之间的蒸汽腔进行连通判断的方法为向直井中注入示踪剂，当生产井产出液中存在示踪剂时，确认直井和水平井之间的蒸汽腔连通。
应用本发明的技术方案，在水平井附近完钻直井，通过向注汽井与生产井同时注入刺激物使得注汽井与生产井之间连通，通过向直井与水平井同时注入刺激物对直井与水平井同时进行扩容，水平井扩容能够显著增强注汽井上方及水平井井间储集层的渗流能力，加快水平井循环预热速度，快速建立水平井井间泄油通道，缩短循环预热时间；直井扩容可进一步降低夹层对水平井的影响，提高夹层上方原油的动用，加快直井与水平井蒸汽腔之间连通，从而加快蒸汽波及速度，提高采油速度。
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示出了本发明中的利用直井辅助原始油藏SAGD扩容提高采油速度的方法的流程图；
图2示出了本发明中的直井与水平井的结构示意图；
图3示出了本发明中的直井吞吐注采的示意图；
图4示出了本发明中的直井与水平井的蒸汽腔连通的示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、注汽井；20、生产井；30、直井。
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。
需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。
为了解决现有技术中的稠油油藏后期采收率低的问题，本发明提供了一种利用直井辅助原始油藏SAGD扩容提高采油速度的方法。
如图1所示，利用直井辅助原始油藏SAGD扩容提高采油速度的方法包括：确定适用直井辅助进行扩容的SAGD原始油藏；在油层内钻两口位置上下正对的水平井，上部的水平井为注汽井，下部的水平井为生产井；钻一口直井，直井位于水平井的一端并与水平井间隔设置；对注汽井和生产井进行带压洗井；向注汽井和生产井同时注入刺激物；调整刺激物的注入量，直至注汽井与生产井之间建立连通；关闭生产井，向注汽井注入刺激物，对注汽井的上方储层进行扩容，同时向直井注入刺激物，对直井的周围油层进行扩容；对水平井进行循环预热，转入SAGD生产；对直井进行吞吐注采，调整直井的吞吐注采参数，直至直井与水平井之间的蒸汽腔连通；直井转为持续注汽，水平井保持持续生产。
在水平井附近完钻直井，通过向注汽井与生产井同时注入刺激物使得注汽井与生产井之间连通，通过向直井与水平井同时注入刺激物对直井与水平井同时进行扩容，水平井扩容能够显著增强注汽井上方及水平井井间储集层的渗流能力，加快水平井循环预热速度，快速建立水平井井间泄油通道，缩短循环预热时间；直井扩容可进一步降低夹层对水平井的影响，提高夹层上方原油的动用，加快直井与水平井蒸汽腔之间连通，从而加快蒸汽波及速度，提高采油速度。
在本发明中，首先确定适用直井辅助进行扩容的SAGD原始油藏，适用直井辅助进行扩容的SAGD原始油藏为中浅层油藏，埋深小于600米，含油饱和度大于0.45，油层厚度大于10米，水平渗透率大于600毫达西，垂向渗透率与水平渗透率比值大于0.5，油层孔隙度大于0.28，油层中存在连续或非连续发育的低物性储层，低物性储层的渗透率小于200毫达西。
本实施例中的所选稠油油藏埋深为470米，连续油层厚度为27米，油层孔隙度为0.33，水平渗透率为1600毫达西，垂直渗透率与水平渗透率比值为0.7，含油饱和度为0.73，油层局部发育不连续的泥岩，泥岩的渗透率为150毫达西，50℃条件下低物性储层的脱气原油粘度为30000厘泊。
在油层内钻两口位置上下正对的水平井，上部的水平井为注汽井，下部的水平井为生产井，钻一口直井，直井位于水平井的一端并与水平井间隔设置。
如图2所示，在本实施例中，在油层内钻两口位置上下正对的水平井，上部的水平井为注汽井10，下部的水平井为生产井20。其中生产井20距离油层底部1米至2米，两口水平井之间的垂直距离为4米至5米。在位于水平井的中后端，距水平井平面距离20米至40米处钻一口直井30，直井30完钻深度至油层底部。具体的，如图3和图4所示，直井与水平井之间的平面距离是30米。
由上述分析可知，确定生产井与油层的底部之间的距离大于等于1米且小于等于2米，注汽井和生产井之间的垂直距离为4米至5米。直井与水平井的水平距离为20米至40米，直井的完钻深度至油层的底部。
对注汽井和生产井进行带压洗井，带压洗井过程中，要判断油层中是否存在天然裂缝，对天然裂缝进行封堵。
在本实施例中，注汽水平井及生产水平井要进行带压洗井，要求洗井循环过程中控制地面返出液压力低于1兆帕，在该压力范围内油层的吸水能力应低于60升每分钟。若初期吸水能力高于该范围，则油层存在天然裂缝，需进行封堵处理。若试注过程吸水正常，则进入正常扩容阶段。
由上述分析可知，天然裂缝存在的判断方法为：检测地面返出液压力；当地面返出液压力小于1兆帕时，再检测油层的吸水能力；若油层的吸水能力大于60升每分钟时，判断油层中存在天然裂缝。
在本实施例中，向注汽井10和生产井20同时注入刺激物，沿着注汽井10和生产井20的长度方向均匀地横向注入刺激物。刺激物的注入速度为50升每分钟，注汽井10和生产井20的井底压力不大于最小主应力0.5兆帕。结合油层物性条件，进一步提高刺激物的注入速率与注入压力，使得扩容范围可控，此阶段注汽井10和生产井20的井底压力低于破裂压力以下0.5兆帕，使注汽井10与生产井20的井筒周围扩容范围逐渐变大。结合实时施工数据进行扩容半径计算，当注汽井10与生产井20的扩容半径之和等于两井间距离时，停止扩容。
由上述分析可知，确定向注汽井和生产井同时注入刺激物时，刺激物需沿着注汽井和生产井的长度方向均匀地横向注入。刺激物的注入速度为50至80升每分钟。注汽井的井底压力小于等于注汽井的最小主应力与0.5兆帕之和，生产井的井底压力小于等于生产井的最小主应力与0.5兆帕之和。调整刺激物的注入量，使注汽井与生产井的周围扩容范围逐渐变大。注汽井和生产井的井底压力小于地层破裂压力与0.5兆帕之差。当注汽井与生产井的扩容半径之和等于注汽井与生产井之间的距离时，停止扩容。
当注汽井与生产井的扩容半径之和等于注汽井与生产井之间的距离后，判断注汽井与生产井是否连通。判断注汽井与生产井是否连通包括以下步骤：步骤S1：向注汽井持续注入热水，热水温度为70至80摄氏度。步骤S2：生产井焖井。步骤S3：分析生产井的井下测温点的温度变化，并在满足温度要求的测温点所构成的长度超过生产井的水平段的长度的80％时，确定注汽井与生产井之间连通。
在本实施例中，向注汽井10持续注入热水，热水温度为70至80摄氏度。将生产井20焖井，分析生产井20的井下测温点的温度变化。当满足温度要求的测温点所构成的长度超过生产井20的水平段的长度的80％时，确定注汽井10与生产井20之间连通。
关闭生产井，向注汽井注入刺激物，对注汽井的上方储层进行扩容，同时向直井注入刺激物，对直井的周围油层进行扩容。向注汽井注入刺激物时，注汽井的井底压力小于地层破裂压力，向直井注入刺激物时，直井的井底压力小于地层破裂压力与0.5兆帕之差。
在本实施例中，对生产井20进行关井，向注汽井10持续注入刺激物，提高注汽井10的井底压力，使其接近地层破裂压力，对注汽井10的上方储层进行扩容。同时向直井30注入刺激物，对直井30的井筒周围储层进行扩容，此阶段直井30的井底压力低于破裂压力以下0.5兆帕。
对水平井进行循环预热，转入SAGD生产。对直井进行吞吐注采，调整直井的吞吐注采参数，直至直井与水平井之间的蒸汽腔连通。直井的注入蒸汽干度大于80％。直井的注汽速度为80吨/天至100吨/天。直井的注汽强度为100吨/米至160吨/米。直井的注汽压力小于地层破裂压力。直井的采注比为0.7至1.2。直井的焖井时间为2天至7天，吞吐4轮至8轮。
如图3所示，在本实施例中，对水平井进行循环预热，并转入SAGD生产。对直井30进行吞吐注采，直井30在吞吐阶段的注入蒸汽干度为85％，注汽速度为90吨/天，注汽强度为120吨/米，注汽压力小于地层破裂压力，采注比为1.0，焖井时间为3天，吞吐6轮。
直井吞吐4轮至8轮后，对直井和水平井之间的蒸汽腔进行连通判断，对直井和水平井之间的蒸汽腔进行连通判断的方法为向直井中注入示踪剂，当生产井产出液中存在示踪剂时，确认直井和水平井之间的蒸汽腔连通。直井转为持续注汽，水平井保持持续生产。
如图4所示，在本实施例中，吞吐6轮后，对直井30和水平井之间的蒸汽腔进行连通判断。向直井4中注入示踪剂，若生产井20的产出液中存在示踪剂，则直井4与水平井之间的蒸汽腔连通。直井30与水平井之间的蒸汽腔连通后，直井30转为持续注汽，注汽速度为40吨/天，生产井20保持持续生产，直至生产结束。
与采用常规SAGD技术相比，本实施例中的水平井的峰值产油量由35吨/天上升至47吨/天，采油速度提高35％，采收率提高4.0％，油汽比提高0.06。
应用本发明的技术方案，在水平井附近完钻直井，通过向注汽井与生产井同时注入刺激物使得注汽井与生产井之间连通，通过向直井与水平井同时注入刺激物对直井与水平井同时进行扩容，水平井扩容能够显著增强注汽井上方及水平井井间储集层的渗流能力，加快水平井循环预热速度，快速建立水平井井间泄油通道，缩短循环预热时间；直井扩容可进一步降低夹层对水平井的影响，提高夹层上方原油的动用，加快直井与水平井蒸汽腔之间连通，从而加快蒸汽波及速度，提高采油速度。
显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
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、工作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
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 (11)
1.一种利用直井辅助原始油藏SAGD扩容提高采油速度的方法，其特征在于，所述方法包括：
确定适用直井辅助进行扩容的SAGD原始油藏；
在油层内钻两口位置上下正对的水平井，上部的水平井为注汽井(10)，下部的水平井为生产井(20)；
钻一口直井(30)，所述直井(30)位于所述水平井的一端并与所述水平井间隔设置；
对所述注汽井(10)和所述生产井(20)进行带压洗井；
所述带压洗井过程中，要判断所述油层中是否存在天然裂缝，对所述天然裂缝进行封堵；
向所述注汽井(10)和所述生产井(20)同时注入刺激物；向所述注汽井(10)和所述生产井(20)同时注入所述刺激物时，所述刺激物需沿着所述注汽井(10)和所述生产井(20)的长度方向均匀地横向注入，所述刺激物的注入速度为50至80升每分钟，所述注汽井(10)的井底压力小于等于所述注汽井(10)的最小主应力与0.5兆帕之和；所述生产井(20)的井底压力小于等于所述生产井(20)的最小主应力与0.5兆帕之和；
调整所述刺激物的注入量，直至所述注汽井(10)与所述生产井(20)之间建立连通；
关闭所述生产井，向所述注汽井(10)注入所述刺激物，对所述注汽井(10)的上方储层进行扩容，同时向所述直井(30)注入所述刺激物，对所述直井(30)的周围油层进行扩容；
对所述水平井进行循环预热，转入SAGD生产；
对所述直井(30)进行吞吐注采，调整所述直井(30)的吞吐注采参数，直至所述直井(30)与所述水平井之间的蒸汽腔连通；
所述直井(30)转为持续注汽，所述水平井保持持续生产。
2.根据权利要求1所述的利用直井辅助原始油藏SAGD扩容提高采油速度的方法，其特征在于，所述适用直井辅助进行扩容的SAGD原始油藏为中浅层油藏，埋深小于600米，含油饱和度大于0.45，油层厚度大于10米，水平渗透率大于600毫达西，垂向渗透率与水平渗透率比值大于0.5，油层孔隙度大于0.28，油层中存在连续或非连续发育的低物性储层，所述低物性储层的渗透率小于200毫达西，50℃条件下所述低物性储层的脱气原油粘度大于20000厘泊。
3.根据权利要求1所述的利用直井辅助原始油藏SAGD扩容提高采油速度的方法，其特征在于，所述生产井(20)与所述油层的底部之间的距离大于等于1米且小于等于2米，所述注汽井(10)和所述生产井(20)之间的垂直距离为4米至5米。
4.根据权利要求1所述的利用直井辅助原始油藏SAGD扩容提高采油速度的方法，其特征在于，
所述直井(30)与所述水平井的水平距离为20米至40米；和/或
所述直井(30)的完钻深度至所述油层的底部。
5.根据权利要求1所述的利用直井辅助原始油藏SAGD扩容提高采油速度的方法，其特征在于，所述天然裂缝存在的判断方法为：
检测地面返出液压力；
当所述地面返出液压力小于1兆帕时，再检测所述油层的吸水能力；
若所述油层的吸水能力大于60升每分钟时，判断所述油层中存在天然裂缝。
6.根据权利要求5所述的利用直井辅助原始油藏SAGD扩容提高采油速度的方法，其特征在于，对所述天然裂缝进行封堵。
7.根据权利要求1所述的利用直井辅助原始油藏SAGD扩容提高采油速度的方法，其特征在于，调整所述刺激物的注入量，使所述注汽井(10)与所述生产井(20)的周围扩容范围逐渐变大，所述注汽井(10)和所述生产井(20)的井底压力小于地层破裂压力与0.5兆帕之差，当所述注汽井(10)与所述生产井(20)的扩容半径之和等于所述注汽井(10)与所述生产井(20)之间的距离时，停止扩容。
8.根据权利要求7所述的利用直井辅助原始油藏SAGD扩容提高采油速度的方法，其特征在于，当所述注汽井(10)与所述生产井(20)的扩容半径之和等于所述注汽井(10)与所述生产井(20)之间的距离后，判断所述注汽井(10)与所述生产井(20)是否连通，判断所述注汽井(10)与所述生产井(20)是否连通包括以下步骤：
步骤S1：向所述注汽井(10)持续注入热水，所述热水的温度为70至80摄氏度；
步骤S2：所述生产井(20)焖井；
步骤S3：分析所述生产井(20)的井下测温点的温度变化，并在满足温度要求的测温点所构成的长度超过所述生产井(20)的水平段的长度的80％时，确定所述注汽井(10)与所述生产井(20)之间连通。
9.根据权利要求1所述的利用直井辅助原始油藏SAGD扩容提高采油速度的方法，其特征在于，关闭所述生产井(20)，向所述注汽井(10)注入所述刺激物时，所述注汽井(10)的井底压力小于地层破裂压力，向所述直井(30)注入所述刺激物时，所述直井(30)的井底压力小于地层破裂压力与0.5兆帕之差。
10.根据权利要求1所述的利用直井辅助原始油藏SAGD扩容提高采油速度的方法，其特征在于，对所述直井(30)进行吞吐注采，
所述直井(30)的注入蒸汽干度大于80％；和/或
所述直井(30)的注汽速度为80吨/天至100吨/天；和/或
所述直井(30)的注汽强度为100吨/米至160吨/米；和/或
所述直井(30)的注汽压力小于地层破裂压力；和/或
所述直井(30)的采注比0.7至1.2；和/或
所述直井(30)的焖井时间为2天至7天，吞吐4轮至8轮。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的利用直井辅助原始油藏SAGD扩容提高采油速度的方法，其特征在于，所述直井(30)吞吐4轮至8轮后，对所述直井(30)和所述水平井之间的蒸汽腔进行连通判断，对所述直井(30)和所述水平井之间的蒸汽腔进行连通判断的方法为向所述直井(30)中注入示踪剂，当所述生产井(20)产出液中存在所述示踪剂时，确认所述直井(30)和所述水平井之间的蒸汽腔连通。
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