CN203626779U - 溶剂改善蒸汽辅助重力泄油开采稠油藏的井网结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种溶剂改善蒸汽辅助重力泄油开采稠油藏的井网结构，该井网包括SAGD水平井井对；注汽井水平段由割缝筛管完井；注汽井水平段内钻设有分枝井段，各分枝井段穿过油层内夹层中部；各分枝井段采用尾管完井；注汽井筛管内部下入伸到注汽井脚尖的第一长油管；注汽井筛管内下入与第一长油管平行的溶剂注入主管，溶剂注入主管与各分枝井段内的尾管之间由尾管悬挂器密封连接；生产井内下入第二长油管到水平段末端；该井网中还部署有直井监测井。本实用新型中蒸汽进入油层向上发育蒸汽腔，热溶剂与蒸汽混合体系从主管经尾管进入夹层上部油层，加速油层与蒸汽腔间的热连通与流体联通，可强制突破夹层，促进夹层上部蒸汽腔发育，大幅提高采收率。

Description

溶剂改善蒸汽辅助重力泄油开采稠油藏的井网结构

技术领域

本实用新型是关于一种油田中稠油油藏的开采技术，尤其涉及一种溶剂改善蒸汽辅助重力泄油开采稠油藏的井网结构。 

背景技术

蒸汽辅助重力泄油（Steam Assisted Gravity Drainage，简称SAGD）技术是1978年加拿大Bulter所实用新型，在加拿大油砂矿区、我国的辽河油田、新疆油田等地的稠油油藏得到了成功应用；其原理是在同一油层部署上下叠置的水平井对，在上部注汽井中注入高干度蒸汽，蒸汽由于密度远远小于原油而向上超覆在地层中形成蒸汽腔，随着蒸汽的不断注入，蒸汽腔不断向上及侧面扩展，与油层中的原油发生热交换；被加热的原油粘度降低，与冷凝水在重力作用下向下流动，从油层下部的水平生产井中采出。 

溶剂辅助重力泄油（简称：溶剂辅助SAGD）技术是在蒸汽辅助重力泄油基础上发展而来的技术。其原理是采用与蒸汽辅助重力泄油开采方法相同的井身结构，将丙烷、丁烷、戊烷中的一种或几种，按照一定的比例与蒸汽混合后注入SAGD注汽井中，由于丙烷、丁烷、戊烷这三种轻质烷烃溶剂（简称：溶剂）对稠油有很好的溶解作用，溶解稠油后可以降低稠油黏度，提高稠油流动性；加上蒸汽本身的加热降黏作用，上述轻质烷烃溶剂与蒸汽的混合体系可以加速稠油降黏，提高蒸汽腔扩展速度与稠油流动速度，从而提高泄油速度与产量。 

由于我国的稠油油藏均属于陆相沉积环境，油层中发育有大量的泥质或者改质夹层，当夹层在油层中连片分布或者垂向相互叠置造成蒸汽腔无法向上扩展，或者夹层厚度太大以至于蒸汽无法突破时，夹层上部的油层往往无法实现有效动用，从而损失了大量储量；同时造成蒸汽腔过早下降，缩短了蒸汽辅助重力泄油的经济有效开采时间。我国辽河、新疆等油区的蒸汽辅助重力泄油矿场生产表明，由于夹层的影响，水平段蒸汽腔发育规模不到SAGD水平井组的水平段长度的70%。由于溶剂辅助SAGD技术采用与蒸汽辅助重力泄油技术相同的井身结构，其局限性在于，只能加速蒸汽腔泄油速度，针对 夹层大量发育的油层，同样无法提高水平段动用程度，造成储量损失较大。 

针对夹层稳定、连片分布的SAGD稠油油藏，目前还没有有效的蒸汽腔突破夹层均匀发育的开采方法。 

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种溶剂改善蒸汽辅助重力泄油开采稠油藏的井网结构，以克服现有技术的缺陷。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种溶剂改善蒸汽辅助重力泄油开采稠油藏的井网结构，针对夹层大量发育、连片分布的稠油油藏利用多分枝井注入轻质烷烃溶剂，实现蒸汽突破夹层，促进蒸汽腔均匀发育，由此大幅提高采收率。 

本实用新型的目的是这样实现的，一种溶剂改善蒸汽辅助重力泄油开采稠油藏的井网结构，所述井网中包括至少一个SAGD水平井井对；所述SAGD水平井井对由注汽井和生产井构成；注汽井水平段位于生产井水平段上方；所述注汽井水平段采用割缝筛管完井；在注汽井水平段内钻设有分枝井段，所述各分枝井段穿过油层内夹层中部；所述注汽井水平段与各分枝井段之间由可膨胀接头连接，所述各分枝井段采用尾管完井；在所述夹层以下位置，所述尾管壁上未打孔，在所述夹层及夹层以上位置，所述尾管壁上均匀线性打孔到尾管末端，孔径3～6mm，孔密度3～5个/米；所述尾管末端呈开口并伸入分枝井段末端；所述注汽井筛管内部下入伸到注汽井脚尖的第一长油管，所述第一长油管管壁上对应所述筛管均匀设有多个透孔；所述注汽井筛管内下入与第一长油管平行的溶剂注入主管，所述溶剂注入主管末端封闭，所述溶剂注入主管与所述各分枝井段内的尾管之间由尾管悬挂器密封连接；所述生产井内下入第二长油管到水平段末端；在SAGD井对水平段左右两侧且位于各分枝井段穿透夹层的对应位置部署直井监测井。 

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述油层内夹层的连续厚度大于1.5米，夹层沿水平段方向长度大于15米，沿水平段方向宽度大于8米，渗透率小于50毫达西，夹层顶部距油层顶界大于2米；所述分枝井段末端距离油层顶界1～2米；每个SAGD水平井井对中的注汽井内分枝井段数量控制在1～6个。 

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述第一长油管管壁上透孔的数量为10～15个，透孔孔径为6～10mm。 

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述监测井距离水平段5～10米。 

由上所述，本实用新型利用上部多分枝水平井（注汽井）注汽、下部普通水平井（生 产井）采油，注汽过程中，蒸汽从注汽井筛管进入油层，向上发育蒸汽腔，热溶剂与蒸汽混合体系从溶剂注入主管经尾管进入夹层上部油层，加速上部油层与蒸汽腔之间的热连通与流体联通，从而实现强制突破夹层，促进夹层上部蒸汽腔发育，由此大幅提高采收率。 

本实用新型具有以下技术优势： 

（1）由于夹层的遮挡作用，在SAGD开发过程中，夹层对应的水平段的蒸汽腔很难向上发育，本实用新型所提供的开采方法首先采用多分枝井段穿透连续厚度较大、分布范围较广的夹层，通过特殊完井管柱结构，向夹层顶部注入溶剂与蒸汽混合体系，强制促进蒸汽腔发育； 

（2）所述注汽井筛管内部下入伸到注汽井脚尖的打孔长油管，可以在注汽过程中，沿注汽井水平段筛管进入油层，避免长油管没有打孔情况下注汽井水平段末端进汽过多，而注汽井水平段中间部分油层进汽较少，造成蒸汽腔发育较差的情况。 

（3）本实用新型通过特殊的注采参数，结合直井监测，实现水平段均匀动用与蒸汽腔均匀发育这一目的。具体而言，早期各分枝井段吞吐促进夹层顶部油层动用与降黏，并在夹层顶部形成一个个小型的蒸汽腔；与此同时，注汽井通过长油管与环空连续注入蒸汽实现蒸汽腔发育；当蒸汽腔发育到分枝井段穿透的最高夹层以上时，改为连续注入溶剂与蒸汽混合体系，促进各分枝井段在夹层顶部已经形成的蒸汽腔与水平段形成的蒸汽腔之间的连通。 

（4）由于多分枝井段中注入的溶剂具有溶油降黏作用，因此将溶剂与蒸汽混注，可以加速夹层顶部蒸汽腔的扩展速度，加快与水平段蒸汽腔之间的连通速度。当监测到各夹层顶部蒸汽腔与水平段蒸汽腔之间已经完全连通以后，各分枝井段改为注入纯蒸汽，可以有效节省注入成本。 

（5）由于相邻两个SAGD井对之间的连续夹层可以直接对夹层上部的原油形成遮挡，因此，常规的SAGD或者溶剂辅助SAGD的开采方法均不能有效动用该类夹层，而本实用新型提出的采用多分枝井段强制突破夹层技术，则可以实现该类油藏SAGD井对中间部位储量的有效动用，实现大幅度提高采收率的目的。 

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范 围。其中： 

图1：为本实用新型中溶剂改善蒸汽辅助重力泄油开采稠油藏的井网结构的示意图； 

图2：为本实用新型中水平注汽井管柱的结构示意图； 

图3：为本实用新型中相邻两个SAGD井对采用分枝井段突破井间夹层的管柱结构示意图。 

附图标号： 

注汽井          1；   生产井        2；   筛管      11； 

可膨胀接头      12；  溶剂注入主管  20；  分枝井段  21、22、23； 

注汽井长油管    30；  生产井长油管  31；  夹层      41、42、43； 

油层            5；   监测井        6。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。 

如图1、图2和图3所示，本实用新型提出一种溶剂改善蒸汽辅助重力泄油开采稠油藏的井网结构，所述井网结构中包括至少一个SAGD水平井井对（也可以有多个SAGD水平井井对；所述SAGD水平井井对可以利用已有的SAGD水平井井对，也可以是新设置的SAGD水平井井对）；所述每个SAGD水平井井对由注汽井1和生产井2构成；注汽井1水平段位于生产井2水平段上方；所述注汽井1水平段采用割缝筛管11完井；在注汽井水平段内钻设有分枝井段21、22、23（所述分枝井段可以钻设一个或多个），所述各分枝井段分别穿过油层内夹层41、42、43中部；所述注汽井1水平段与各分枝井段之间由可膨胀接头12连接，所述各分枝井段采用尾管（图中未示出）完井；在所述夹层41、42、43以下位置，所述尾管壁上未打孔，在所述夹层41、42、43及其以上位置，所述尾管壁上均匀线性打孔到尾管末端，孔径3～6mm，孔密度3～5个/米；所述尾管末端呈开口并伸入分枝井段末端；所述注汽井筛管11内部下入伸到注汽井1脚尖的第一长油管30，所述第一长油管30管壁上对应所述筛管11均匀设有多个透孔，在本实施方式中，所述第一长油管30管壁上透孔的数量为10～15个，透孔孔径为6～ 10mm；所述注汽井筛管11内下入与第一长油管30平行的溶剂注入主管20，所述溶剂注入主管20末端封闭，所述溶剂注入主管20与所述各分枝井段内的尾管之间由尾管悬挂器密封连接（分枝井段尾管悬挂为现有技术）；所述生产井2内下入第二长油管31到水平段末端；在SAGD井对水平段左右两侧且位于各分枝井段穿透夹层的对应位置部署直井监测井6，所述监测井6距离水平段5～10米。在本实施方式中，所述油层5内夹层的连续厚度大于1.5米，夹层沿水平段方向长度大于15米，沿水平段方向宽度大于8米，渗透率小于50毫达西；所述分枝井段末端距离油层顶界1～2米；每个SAGD水平井井对中的注汽井内分枝井段数量控制在4～6个以内。 

由上所述，本实用新型利用上部多分枝水平井（注汽井）注汽、下部普通水平井（生产井）采油，注汽过程中，蒸汽从注汽井筛管进入油层，向上发育蒸汽腔，热溶剂与蒸汽混合体系从溶剂注入主管经尾管进入夹层上部油层，加速上部油层与蒸汽腔之间的热连通与流体联通，从而实现强制突破夹层，促进夹层上部蒸汽腔发育，由此大幅提高采收率。 

通过下面具体采油方法对本实用新型作出进一步描述和说明。 

实施例1 

如图1所示，本实施例提供一种溶剂改善蒸汽辅助重力泄油开采稠油藏的方法，该稠油油藏的主力油层5的注汽井正上方发育有夹层41、42，其中夹层41连续厚度2米，沿水平段方向长度30米，沿水平段方向宽度15米，渗透率25毫达西；夹层42连续厚度1.8米，沿水平段方向长度27米，沿水平段方向宽度14米，渗透率40毫达西，夹层41、42顶部距油层顶界分别为2米、5米；油层5厚度有效平均15m。 

本实施例提供的溶剂改善蒸汽辅助重力泄油开采稠油藏的方法包括以下具体步骤： 

（1）确定分枝井段；根据夹层识别结果，确定上部注汽水平井1的分枝井段个数为2个，分别为21、22，如图1所示； 

（2）注汽井完井；所述注汽井1水平段采用割缝筛管11完井，所述注汽井水平段（简称：主井段）与各分枝井段21、22之间利用可膨胀接头12连接（可膨胀接头为现有结构），所述分枝井段21、22刚好分别穿过所述夹层41、42中部，所述分枝井段末端距离油层5顶界为1米。所述各分枝井段采用尾管完井；在所述夹层41、42以下位置，所述尾管壁上未打孔，在所述夹层41、42及其以上位置，所述尾管壁上均匀线性打孔到尾管末端，孔径3mm，孔密度3个/米；所述尾管末端呈开口状并伸入各分枝井段末端；所述注汽井筛管11内部下入伸到注汽井脚尖的第一长油管30，所述第一长油 管30管壁上对应所述筛管11均匀设有多个透孔，透孔位置对应所述注汽井筛管11呈均匀分布，透孔孔数为10个，透孔孔径为6mm；所述注汽井筛管11内下入与第一长油管平行的溶剂注入主管20，所述溶剂注入主管20末端被封闭，所述溶剂注入主管20与所述各分枝井段内的尾管之间采用尾管悬挂器实现机械密封连接；所述生产井2内下入未打孔、末端呈开口的第二长油管到生产井水平段末端，如图3所示。 

（3）直井监测井部署；在SAGD井对水平段左右两侧与各分枝井段穿透的夹层对应位置部署两口直井监测井6，所述监测井6距离水平段5米； 

（4）SAGD循环预热阶段操作参数；在生产初期，注汽井1与生产井2均采用长油管注蒸汽、环空排液的方式进行循环预热，所述循环预热注汽速度为60吨/天，所述循环预热时间为150天； 

（5）SAGD生产阶段操作参数；从生产初期开始，各分枝井段采用从溶剂注入主管20向各分枝井段内的尾管注热溶剂与蒸汽混合体系进行吞吐，所述注溶剂吞吐的溶剂与蒸汽混注的比例为质量比1：5，周期注入量（每个吞吐周期的注入量）为600吨，注入速度为60吨/天，所述注入体系（热溶剂与蒸汽混合体系）的井口温度为井口注入压力下对应的蒸汽饱和温度，所述焖井时间为3天，所述回采速度为60吨/天，所述回采时间为13天；注汽井与生产井循环预热结束以后，注汽井从第一长油管与环空连续注入蒸汽，生产井连续排液生产；从直井监测井连续监测蒸汽腔上升高度，当从水平段发育的蒸汽腔逐渐上升，并与夹层上部各分枝井段吞吐形成的溶剂－蒸汽腔连通时,停止吞吐，改为从溶剂注入主管20连续向各分枝井段注入热溶剂与蒸汽混合体系。当直井监测井监测到所有分枝井段对应夹层上部均发育蒸汽腔时，各分枝井段改为注入纯蒸汽，该注汽速度为100吨/天；注汽井第一长油管与环空继续连续注入纯蒸汽。 

采用本实施例的溶剂改善蒸汽辅助重力泄油开采稠油藏的方法后，该SAGD井对水平段蒸汽腔发育程度达到95%，比相同区域相同油层其它SAGD井对提高35%，比相同区域相同油层其它溶剂辅助SAGD井对提高28%；该SAGD井对采收率达到64%，比相同区域相同油层其它SAGD井对提高42%，比相同区域相同油层其它溶剂辅助SAGD井对提高31%。 

实施例2 

本实施例提供一种溶剂改善蒸汽辅助重力泄油开采稠油藏的方法，如图3所示，该稠油油藏的主力油层两个相邻SAGD井对中间的上部油层5发育夹层41、43，其中夹层 41连续厚度2.5米，沿水平段方向长度40米，沿水平段方向宽度18米，渗透率21毫达西；夹层43连续厚度1.9米，沿水平段方向长度33米，沿水平段方向宽度15米，渗透率20毫达西，夹层41、43顶部距油层顶界分别为4米、6米；油层5厚度有效平均18m。 

本实施例提供的溶剂改善蒸汽辅助重力泄油开采稠油藏的方法包括以下具体步骤： 

（1）确定分枝井段；根据夹层识别结果，确定上部两个SAGD井对的注汽水平井总的分枝井段个数为2个，其中每个SAGD井对一个，分别为21、23，如图3所示； 

（2）注汽井完井；所述注汽井水平段采用割缝筛管完井，所述注汽井水平段与各分枝井段之间利用可膨胀接头连接，所述分枝井段21、23刚好穿过所述夹层41、43中部，所述分枝井段末端距离油层5顶界2米。所述各分枝井段采用尾管完井；在所述夹层41、43以下位置，所述尾管壁上未打孔，在所述夹层41、43及其以上位置，所述尾管壁上均匀线性打孔到尾管末端，孔径6mm，孔密度5个/米；所述尾管末端开口并伸入各分枝井段末端；所述注汽井筛管11内部下入伸到注汽井脚尖的第一长油管30，所述第一长油管30管壁上对应所述筛管11均匀设有多个透孔，透孔位置对应所述注汽井筛管11呈均匀分布，透孔孔数为15个，透孔孔径为10mm；所述注汽井筛管内下入与第一长油管平行的溶剂注入主管20，所述溶剂注入主管20末端封闭，所述溶剂注入主管20与所述各分枝井段内的尾管之间采用尾管悬挂器实现机械密封连接；所述生产井2内下入未打孔、末端开口的第二长油管到生产井水平段末端； 

（3）直井监测井部署；在SAGD井对水平段左右两侧与各分枝井段穿透的夹层对应位置部署直井监测井6，所述监测井6距离水平段8米； 

（4）SAGD循环预热阶段操作参数；在生产初期，注汽井与生产井均采用长油管注蒸汽、环空排液的方式进行循环预热，所述循环预热注汽速度为100吨/天，所述循环预热时间为200天； 

（5）SAGD生产阶段操作参数；从生产初期开始，各分枝井段采用从溶剂注入主管20向各分枝井段内的尾管注热溶剂与蒸汽混合体系进行吞吐，所述注溶剂吞吐的溶剂与蒸汽混注的比例为质量比2：5，周期注入量为800吨，注入速度为80吨/天，所述注入体系的井口温度为井口注入压力下对应的蒸汽饱和温度，所述焖井时间为5天，所述回采速度为80吨/天，所述回采时间为18天；注汽井与生产井循环预热结束以后，注汽井从第一长油管与环空连续注入蒸汽，生产井连续排液生产；从直井监测井连续监测蒸汽腔上升高度，当从水平段发育的蒸汽腔逐渐上升，并与夹层上部各分枝井段吞吐 形成的溶剂－蒸汽腔连通时,停止吞吐，改为从溶剂注入主管连续向各分枝井段注入热溶剂与蒸汽混合体系。当直井监测井监测到所有分枝井段对应夹层上部均发育蒸汽腔时，各分枝井段改为注入纯蒸汽，该注汽速度为150吨/天；注汽井第一长油管与环空继续连续注入纯蒸汽。 

采用本实施例的溶剂改善蒸汽辅助重力泄油开采稠油藏的方法后，井间夹层41、43上部油层得到有效动用，该相邻SAGD井对水平段蒸汽腔发育程度达到88%，比相同区域相同油层其它SAGD井对提高33%，比相同区域相同油层其它溶剂辅助SAGD井对提高29%；该SAGD井对采收率达到60%，比相同区域相同油层其它SAGD井对提高35%，比相同区域相同油层其它溶剂辅助SAGD井对提高28%。 

本实用新型具有以下技术优势： 

（1）由于夹层的遮挡作用，在SAGD开发过程中，夹层对应的水平段的蒸汽腔很难向上发育，本实用新型所提供的开采方法首先采用多分枝井段穿透连续厚度较大、分布范围较广的夹层，通过特殊完井管柱结构，向夹层顶部注入溶剂与蒸汽混合体系，强制促进蒸汽腔发育； 

（2）所述注汽井筛管内部下入伸到注汽井脚尖的打孔长油管，可以在注汽过程中，沿注汽井水平段筛管进入油层，避免长油管没有打孔情况下注汽井水平段末端进汽过多，而注汽井水平段中间部分油层进汽较少，造成蒸汽腔发育较差的情况。 

（3）本实用新型通过特殊的注采参数，结合直井监测，实现水平段均匀动用与蒸汽腔均匀发育这一目的。具体而言，早期各分枝井段吞吐促进夹层顶部油层动用与降黏，并在夹层顶部形成一个个小型的蒸汽腔；与此同时，注汽井通过长油管与环空连续注入蒸汽实现蒸汽腔发育；当从水平段发育的蒸汽腔逐渐上升，并与夹层上部各分枝井段吞吐形成的溶剂－蒸汽腔连通时,改为连续注入溶剂与蒸汽混合体系，促进各分枝井段在夹层顶部已经形成的蒸汽腔与水平段形成的蒸汽腔之间的连通。 

（4）由于多分枝井段中注入的溶剂具有溶油降黏作用，因此将溶剂与蒸汽混注，可以加速夹层顶部蒸汽腔的扩展速度，加快与水平段蒸汽腔之间的连通速度。当监测到各夹层顶部蒸汽腔与水平段蒸汽腔之间已经完全连通以后，各分枝井段改为注入纯蒸汽，可以有效节省注入成本。 

（5）由于相邻两个SAGD井对之间的连续夹层可以直接对夹层上部的原油形成遮挡，因此，常规的SAGD或者溶剂辅助SAGD的开采方法均不能有效动用该类夹层，而本实用新型提出的采用多分枝井段强制突破夹层技术，则可以实现该类油藏SAGD井对中 间部位储量的有效动用，实现大幅度提高采收率的目的。 

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。 

Claims (4)

1.一种溶剂改善蒸汽辅助重力泄油开采稠油藏的井网结构，所述井网中包括至少一个SAGD水平井井对；所述SAGD水平井井对由注汽井和生产井构成；注汽井水平段位于生产井水平段上方；其特征在于：所述注汽井水平段采用割缝筛管完井；在注汽井水平段内钻设有分枝井段，所述各分枝井段穿过油层内夹层中部；所述注汽井水平段与各分枝井段之间由可膨胀接头连接，所述各分枝井段采用尾管完井；在所述夹层以下位置，所述尾管壁上未打孔，在所述夹层及夹层以上位置，所述尾管壁上均匀线性打孔到尾管末端，孔径3～6mm，孔密度3～5个/米；所述尾管末端呈开口并伸入分枝井段末端；所述注汽井筛管内部下入伸到注汽井脚尖的第一长油管，所述第一长油管管壁上对应所述筛管均匀设有多个透孔；所述注汽井筛管内下入与第一长油管平行的溶剂注入主管，所述溶剂注入主管末端封闭，所述溶剂注入主管与所述各分枝井段内的尾管之间由尾管悬挂器密封连接；所述生产井内下入第二长油管到水平段末端；在SAGD井对水平段左右两侧且位于各分枝井段穿透夹层的对应位置部署直井监测井。

2.如权利要求1所述的溶剂改善蒸汽辅助重力泄油开采稠油藏的井网结构，其特征在于：所述油层内夹层的连续厚度大于1.5米，夹层沿水平段方向长度大于15米，沿水平段方向宽度大于8米，渗透率小于50毫达西，夹层顶部距油层顶界大于2米；所述分枝井段末端距离油层顶界1～2米；每个SAGD水平井井对中的注汽井内分枝井段数量控制在1～6个。

3.如权利要求1所述的溶剂改善蒸汽辅助重力泄油开采稠油藏的井网结构，其特征在于：所述第一长油管管壁上透孔的数量为10～15个，透孔孔径为6～10mm。

4.如权利要求1所述的溶剂改善蒸汽辅助重力泄油开采稠油藏的井网结构，其特征在于：所述监测井距离水平段5～10米。

Images