火驱辅助重力泄油的预热井的制作方法

本申请属于石油开采技术领域，具体涉及一种火驱辅助重力泄油的预热井。

背景技术：

火驱辅助重力泄油通常在常规直井火驱技术的基础上，通过引入水平生产井，利用重力泄油作用实现火驱开发稠油。在火驱辅助重力泄油过程中，油层预热的阶段至关重要。油层预热效果好，火驱稠油的开采效果才能更好。

但是至今为止，火驱辅助重力泄油仍然普遍采用水平生产井循环预热，注气直井蒸汽吞吐预热的预热方式，参见附图1所示。这种预热方式偏重注采井间形成热连通，在注采井间形成了较狭窄的线性的泄油通道，参见附图2和附图3所示。进入火驱阶段后，火线首先以该通道为基础再逐步扩展，易造成火线在井筒附近扩展，并沿井筒推进，火线扩展范围小，进而易导致火线蔓延至水平井，最终造成水平井烧坏，不能进行采油。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种火驱辅助重力泄油的预热井，可以拓宽泄油通道，并使火线远离水平井井筒，减免火线蔓延至水平井。

本实用新型的具体技术方案是：

本实用新型提供一种火驱辅助重力泄油的预热井，包括：

设置在油层中的水平井，所述水平井的水平段位于所述油层的底界；

第一直井，所述第一直井位于所述水平井远离井口的一端且设置在所述水平井的上方；

至少一对第二直井，所述第二直井沿所述水平井的水平段排列在所述水平井的两侧。

在一个实施方式中，所述水平井为筛管完井，所述第一直井和所述第二直井为射孔完井，其中射孔位于所述油层上部的1/3处。

在一个实施方式中，所述水平井在蒸汽吞吐预热阶段，包括：穿设在所述水平井竖直段和水平段的第一管柱，以及设置在所述水平井竖直段的举升管柱；

所述第一管柱包括：穿设在所述水平井竖直段以及至少部分水平段的第一隔热管，所述第一隔热管远离井口的一端连接第一筛管；所述第一隔热管以及所述第一筛管内套设有第一油管，所述第一油管远离所述井口的一端依次连接有第二筛管以及密封件；

所述举升管柱包括：设置在所述水平井竖直段的第二油管，所述第二油管下方连接有抽油泵，所述第二油管内穿设有与所述抽油泵连接的抽油杆，所述抽油泵下方依次连接有第三筛管、尾管、以及密封件。

在一个实施方式中，所述第一筛管的长度占所述水平井水平段的1/3-1/2。

在一个实施方式中，所述水平井在排液阶段，包括：举升管柱，所述举升管柱包括：设置在所述水平井竖直段的第二油管，所述第二油管下方连接有抽油泵，所述第二油管内穿设有与所述抽油泵连接的抽油杆，所述抽油泵下方依次连接有第三筛管、尾管、以及密封件。

在一个实施方式中，所述第一直井和所述第二直井在蒸汽吞吐阶段，包括：注采一次管柱，所述注采一次管柱自井口到井底方向依次连接有第三油管、注采一体泵、第四筛管、尾管、以及密封件。

在一个实施方式中，所述第一直井在排液阶段，包括：注气管柱，所 述注气管柱包括第二隔热管以及与所述第二隔热管相连接的喇叭口，所述喇叭口设置在所述油层中，所述第一直井的油套环空内设有封隔器，所述封隔器设置在所述喇叭口的上方。

在一个实施方式中，所述第二直井在排液阶段，包括：举升管柱，所述举升管柱包括：设置在所述水平井竖直段的第二油管，所述第二油管下方连接有抽油泵，所述第二油管内穿设有与所述抽油泵连接的抽油杆，所述抽油泵下方依次连接有第三筛管、尾管、以及密封件。

在一个实施方式中，所述水平井的水平段长度为200～350米。

在一个实施方式中，所述第二直井与所述水平井之间的距离为20米，相邻所述第二直井之间的距离为50～60米。

借由以上的技术方案，本申请的有益效果在于：本实用新型通过在预定时间内，对第一直井、第二直井、以及水平井进行蒸汽吞吐预热，以建立油井之间的初步热连通。然后再继续对第一直井连续注入蒸汽；水平井、以及第二直井进行排液，直至第一直井、水平井及第二直井井间温度达到预设温度，预热阶段结束。可以在预热阶段形成近似圆柱状的较为理想的泄油腔体，使火线远离水平井井筒，进而可以避免火线突破水平井导致火驱稠油失败。同时为火驱阶段火线良性扩展奠定了坚实的基础。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在 或附加。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本申请公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本申请的理解，并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本申请。在附图中：

图1为现有技术中油井预热后热连通状态的示意图；

图2为现有技术中的油井预热后的效果图；

图3为采用现有技术的预热方法后火线波及状态示意图；

图4为本申请实施方式的油井预热后热连通状态的示意图；

图5为采用本申请的实施方式中的预热方法后火线波及状态示意图；

图6为本申请的水平井在蒸汽吞吐预热阶段的管柱结构示意图；

图7为本申请的第一直井在蒸汽吞吐预热阶段的管柱结构示意图；

图8为本申请的第二直井在蒸汽吞吐预热阶段的管柱结构示意图；

图9为本申请的水平井在排液阶段的管柱结构示意图；

图10为本申请的第一直井在排液阶段的管柱结构示意图；

图11为本申请的第二直井在排液阶段的管柱结构示意图。

以上附图的附图标记表示为：1、水平井；2、第一直井；3、第二直井；4、第一管柱；41、第一隔热管；42、第一筛管；43、第一油管；44、第二筛管；5、举升管柱；51、第二油管；52、抽油泵；53、第三筛管；6、密封件；7、尾管；8、注采一次管柱；81、第三油管；82、注采一体泵；83、第四筛管；9、注气管柱；91、第二隔热管；92、喇叭口；93、封隔器。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型提供了一种火驱辅助重力泄油的预热井，它包括：水平井1、第一直井2、以及第二直井3。水平井1设置在油层中，所述水平井1的水平段位于所述油层的底界。所述第一直井2位于所述水平井1远离井口的一端且设置在所述水平井1的上方。至少一对第二直井3沿所述水平井1的水平段排列在所述水平井1的两侧。所述水平井1的水平段长度为可以为200～350米。

在一个具体的实施方式中，所述水平井1为筛管完井，所述第一直井2和所述第二直井3为射孔完井。为了使预热井的预热效果好，其中射孔可以位于所述油层上部的1/3处。

在进行蒸汽吞吐预热时，通常在水平井1内会穿设有第一管柱4。第一管柱4通常设置在水平井1的竖直段和水平段。第一管柱4可以向水平井1 内注入蒸汽。同时，在所述水平井1竖直段还会设置有举升管柱5，举升管柱5可以用来举升油液。

具体而言，请参见附图6所述第一管柱4包括：穿设在所述水平井1竖直段以及至少部分水平段的第一隔热管41。第一隔热管41远离井口的一端连接第一筛管42。所述第一隔热管41以及所述第一筛管42内套设有第一油管43，所述第一油管43远离所述井口的一端依次连接有第二筛管44以及密封件6，其中密封件6优选为丝堵。第一隔热管41可以用来隔离井筒内的热量，避免烧坏第一隔热管41内部的第一油管43。蒸汽可以通过第一管柱4的第一隔热管41以及第一油管43注入，然后通过第一筛管42和第二筛管44注入到油层中。其中，所述第一筛管42的长度约占所述水平井1水平段的1/3-1/2。这样设置可以使热量高、干度高的蒸汽首先注入到油层的中后段。至于油层的前段，则可以通过后期抽油泵52的抽吸力作用带动油层中后段的热量蔓延至油层的前段，进而加热油层的前段，这样可以提高蒸汽的注入效率，加大蒸汽的利用率。

所述举升管柱5包括设置在所述水平井1竖直段的第二油管51，所述第二油管51下方连接有抽油泵52，所述第二油管51内穿设有与所述抽油泵52连接的抽油杆(图中未示出)，所述抽油泵下方依次连接有第三筛管53、尾管7、以及密封件6。蒸汽注入后，为了保证蒸汽能更好加热油层，通常可以进行焖井数日之后，再利用举升管柱5进行举升排液。

同时，在蒸汽吞吐预热阶段，如附图7和附图8所示，所述第一直井2和所述第二直井3都包括注采一次管柱8，所述注采一次管柱8自井口到井底方向依次连接有第三油管81、注采一体泵82、第四筛管83、尾管7、以及密封件6，其中密封件6优选为丝堵。第一直井2和第二直井3采用注采一次管柱8可以在向油层中注入蒸汽后，进行焖井数日，再利用注采一次泵82进行排液，不用更换油井内的管柱。

在排液阶段，所述第一直井2、所述水平井1、以及所述第二直井3在 进行蒸汽吞吐热连通后，可以对所述第一直井2连续注入蒸汽，对所述水平井1、以及所述第二直井3进行排液生产。请参见附图9，这时，水平井1内由于只进行排液生产，因此可以仅保留举升管柱5进行排液生产即可。此时，举升管柱5的结构可以同前文所述，在此不再进行赘述。同理，请参见附图11，第二直井3由于也只需进行生产排液，因此，在此阶段也只需举升管柱5即可。

请参见附图10，由于第一直井2在排液阶段要持续注入蒸汽，因此，在排液阶段第一直井2内要下入注气管柱9，所述注气管柱9包括第二隔热管91以及与所述第二隔热管91相连接的喇叭口92。第二隔热管91可以隔绝油层的热量，防止注气管柱9被高温烧坏。所述喇叭口92设置在所述油层中以对油层进行注蒸汽。所述第一直井2的油套环空内设有封隔器93，所述封隔器93设置在所述喇叭口92的上方。

另外，基于该预热井的具体结构，本实用新型还提供一种火驱辅助重力泄油的预热方法，包括如下步骤：

S1：获取目标油藏，以及所述目标油藏的油层厚度；

S2：根据所述油层厚度，对所述油层中的第一直井2和第二直井3进行射孔；

S3：射孔完成之后，在预定时间内，对所述第一直井2、所述第二直井3、以及所述油层中的水平井1进行蒸汽吞吐预热，以使得所述第一直井2、所述水平井1、以及所述第二直井3建立初步热连通；

S4：在所述第一直井2、所述水平井1、以及所述第二直井3热连通之后，向所述第一直井2内连续注入蒸汽，对所述水平井1以及所述第二直井3进行排液；

S5：当所述第一直井2、所述水平井1、以及所述第二直井3的井间温度达到预设温度时，停止向所述第一直井2内注入蒸汽，并停止对所述水平井1以及所述第二直井3进行排液。

在本实施方式中，所述水平井1的水平段位于所述油层的底界，所述水平井1的竖直段穿出地层。所述第一直井2布置在所述水平井1的末端(远离水平井1井口的一端)且在所述水平井1的上方。为了便于稠油被火驱赶流进至水平井1内，通常第一直井2位于水平井1上方，通常设置约为油层厚度的2/3处左右。所述第二直井3沿所述水平井1的水平段排列在所述水平井1的两侧。第二直井3的数量可以为一组、两组、或者更多组，本领域技术人员可以根据水平井1水平段的长度进行合理设计。举例而言，所述水平井1同侧的第二直井3可以距离所述水平井1大约20米，水平井1同侧的相邻第二直井3之间的间距可以为50～60米。

为了便于火驱开采稠油，目标油藏通常可以选择油藏中油层的含油饱和度大于0.35；油层的孔隙度大于0.20；油层的渗透率大于500md；原油粘度大于50000mPa·s的油藏。目标油藏获取完毕之后，确定目标油藏的油层厚度。

根据所述油层厚度，对所述油层中的第一直井2和第二直井3进行射孔。通常对于不同油层厚度的油藏，射孔位置略有不同。但是综合考虑油层中的油层参数，一般要求所述第一直井2和所述第二直井3的射孔位于所述油层上部的1/3处即可。这样设置可以保证后期开采稠油时的采收率较高。当然地，本实用新型对此不作任何限制，本领域技术人员可以根据不同油藏的具体情况进一步优化设计。

射孔完成之后，在预定时间内，对所述第一直井2、所述第二直井3、以及油层中的水平井1进行蒸汽吞吐预热，以使得所述第一直井2、所述水平井1、以及所述第二直井3建立热连通。通常在油井内注蒸汽的具体参数可以参考常规蒸汽吞吐进行合理设置。但因该阶段主要目的是使得第一直井2、水平井1、以及第二直井3间建立初步热连通，因此建议第一直井2、水平井1、以及第二直井3的蒸汽注入速度都相同。具体地，蒸汽的注入速度可以为150～200t/d；注蒸汽所需要的预定时间可以为15～20天。

蒸汽注入油井后，还可以进行焖井，使蒸汽的热量逐渐在油井内蔓延。通常焖井时间可以为5～10天，保持井口干度>75％。同时，在注蒸汽的过程中要严格控制采液速度，所述第一直井2、所述第二直井3、以及所述水平井1的排液量通常可以为10t/d。

所述第一直井2、所述水平井1、以及所述第二直井3热连通后，仍然对所述第一直井2连续注入蒸汽。由于在蒸汽吞吐阶段已经在第一直井2、水平井1、以及第二直井3之间初步建立了热连通。因此，为防止第一直井2与水平井1之间发生汽窜，在该阶段第一直井2的注入速度不能过大。通常为达到较为理想的效果，第一直井2注入蒸汽的速度可以为100t/d，注入时间可以为45天左右。当然地，本领域技术人员可以针对不同的油藏类型以及油品性质的实际情况进一步进行合理的优化设计，本申请对此不作任何限制。

在油层的预热阶段，通常需要在油层中建立有效的气体扩散空间。这样会使得油层预热完毕，进入火驱开采阶段后，初始火线在预热腔体的基础上继续扩展。若预热腔体较小，则第一直井2与水平井1、水平井1与第二直井3间不会形成有效的热连通。而且油藏间的原油不具有流动性，不会因重力作用流入水平井1，即未建立原油的运移通道，这样会导致采油效果差。若预热腔体过大，则在火驱采油阶段，火线会烧到水平井1，或者热空气进入水平井1，会导致火驱无法继续进行。因此基于以上要求，通常要在第一直井2内注蒸汽的同时，还要根据水平井1的井底(水平井的水平段)及第二直井温度的变化确定预热腔体的大小。

通常预热腔体大小可以由数值模拟及现场监测资料共同确定。在预热开始时需要同步建立油藏数值模型，并进行油层数据与现场试验同步更新。同时会在现场井组范围内设置一定数量的观察井，并定期检测井下的时时温度、压力等数据，结合油藏数值模拟跟踪的油度场、压力场、以及饱和度场等场图及各种曲线，综合确定预热腔体的大小。

同时，要对所述水平井1、以及所述第二直井3进行排液。当所述第二直井3同时满足以下条件时，预热结束。具体而言，当所述第一直井2、所述水平井1、以及所述第二直井3的井间温度达到预设温度时，也就是达到110～120℃时，油藏的预热过程全部结束。此时，油藏内的第一直井2、水平井1、以及第二直井3已经建立了较好的热连通。

本实用新型的火驱辅助重力泄油的预热方法，如附图4和附图5所示，在蒸汽吞吐预热阶段，油层的加热范围类似于以所有油井为中心的一个圆柱体。进而在蒸汽吞吐预热阶段可以形成近似圆柱状的理想泄油腔体。另外，第一直井2及第二直井3的射孔位置均位于油层上部的1/3处，水平井1一般位于油层的底界(下部)。采用该种预热方式预热后，会形成类似漏斗状的腔体。但腔体的下部与水平井1仍有一定的纵向厚度。通常在该厚度范围内的原油具有一定的流动性，但含油饱和度明显高于腔体内部。因此火驱阶段的火线因受气体超覆作用以及第二直井横向拽拉作用的影响，会以预热后的腔体为基础，逐渐向上、以及向两侧方向拓展。并以钝角状沿水平井方向推井，使火线远离水平井井筒，进而可以避免火线突破水平井导致火驱稠油失败。同时为火驱阶段火线良性扩展奠定了坚实的基础。

需要说明的是，本实施例提供的第一直井2、水平井1、以及排气3井均可以选用任意合适的现有构造。为清楚简要地说明本实施例所提供的技术方案，在此将不再对上述部分进行赘述，说明书附图也进行了相应简化。但是应该理解，本实施例在范围上并不因此而受到限制。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、 0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。