一种提高单水平井SAGD开采效率的预热方法与流程

本发明涉及稠油开采技术领域，特别是涉及一种提高单水平井sagd开采效率的预热方法。

背景技术：

蒸汽辅助重力泄油技术(简称：sagd)作为比较前沿的稠油热采技术，最早由butler博士提出，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。

sagd技术是以蒸汽作为加热油层的热源注入地层，加热地层原油使黏度降低，利用密度差产生的垂向重力差异进行稠油开采。单水平井sagd技术采用特殊设计的完井管柱，生产过程中仅采用一口井，同时完成蒸汽的注入以及原油的采出。该技术可以有效克服薄储层、隔夹层、贫油层等不利地质因素的影响，实现特殊地质条件下稠油油藏的经济有效开采，单水平井sagd技术是适用于薄层10～15m稠油油藏的热采开发技术。

由于单水平井sagd生产过程仅采用一口井，蒸汽通过隔热连续油管注入并从井底释放，蒸汽向上超覆加热井筒周围的油藏，蒸汽腔从水平井趾端向跟端扩展，若直接进行sagd开井生产，由于蒸汽只在连续注汽管趾端出射渗入油藏内加热，仅在趾端上方形成蒸汽腔，跟端靠近产油管的油藏并没有被加热，无法形成油藏内部有效的热连通，泄油通道并没有导通，进而导致单水平井sagd热采开发前期无法顺利出油，且连续注汽致使连续注汽管趾端的油藏压力持续升高至不合理的压力值，采收率较低，经济效益较差。

综上所述，提供一种可以提高单水平井sagd开采效率，实现单水平井sagd的有效热采的预热方法是本领域亟待解决的关键问题之一。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种提高单水平井sagd开采效率的预热方法，以解决上述现有技术存在的问题，保证油藏内形成良好的热连通，实现单水平井sagd有效热采的预热方法；该方法可以有效形成连续注汽管周围油藏的热连通，形成顺利泄油的通道，并推进开展单水平井sagd开发的日期。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种提高单水平井sagd开采效率的预热方法，包括以下步骤：

1)在sagd井储层中，采用同一口水平井完成蒸汽的注入和原油的采出，其中蒸汽通过隔热连续油管注入并从注汽管的水平管段的射口处释放；

2)利用fluent软件模拟注汽管水平段注入蒸汽的沿程压力变化，利用cmg的stars模拟软件模拟油藏注汽后的温度腔扩展情况，确定水平段的各非均分射孔段的位置及长度；

3)根据要求的施工参数，注入高温高压的蒸汽，蒸汽沿各射孔段的射孔口射进油藏内加热原油；

4)达到设计的蒸汽量后停止注汽，然后关井，焖井的时间为2-7天，焖井结束后，进入回采阶段；当产量降至极限产量时，结束该周期的生产，重新进行下一周期的吞吐；

5)经过多周期的吞吐作业，在短时间内更换单井井筒内的注汽管，更改射孔轨迹，最后转入单水平井sagd开采，蒸汽腔从水平井趾端向跟端扩展。

优选的，步骤1)中，所述连续油管的管壁开设多段射孔，下入的注汽管的水平段长度根据适用的油藏尺寸参数确定。

优选的，步骤3)中，施工参数包括注入压力、注入速度、蒸汽干度和周期注汽量。

优选的，注入蒸汽的蒸汽干度在70％以上，可根据施工设计要求调整各周期的注汽量。

优选的，步骤3)中，沿水平方向上方确保各射孔段注汽量均匀，使水平方向上各射孔段附近的温度腔扩展均匀。

优选的，步骤4)中，吞吐周期是通过实验模拟及数值软件模拟预热的热连通效果来确定。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明的提高单水平井sagd开采效率的预热方法，适用于薄层10～15m稠油油藏的单水平井sagd热采预热。通过蒸汽吞吐的预热方式预热油藏后，油藏内温度可达到75℃～83℃，实现较好的热连通效果，为进行单水平井sagd热采开发提供了良好的油藏温度及泄油通道等必要条件，解决了直接进行单水平井sagd热采开发前期无法产油的难题，同时也避免了前期连续注汽致使油藏内压力过高的情况，且在预热过程中，利用油层较高的压力可自喷生产一定量的原油，缩短了整体的产油周期，提高了单水平井sagd的热采效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为单水平井sagd油井系统的井位分布及预热射孔位置示意图；

图2为单水平井sagd的预热过程蒸汽腔扩展形态示意图；

图3为单水平井sagd的预热过程油藏压力控制示意图；

图4为单水平井sagd的预热过程流程图；

其中，1生产油管；2连续油管；3泵；4蒸汽腔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种提高单水平井sagd开采效率的预热方法，以解决上述现有技术存在的问题，保证油藏内形成良好的热连通，实现单水平井sagd有效热采的预热方法；该方法可以有效形成井筒上方及附近油藏的热连通，形成顺利泄油的通道，并推进开展单水平井sagd开发的日期。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-4所示，本发明提供一种提高单水平井sagd开发效率的油藏预热方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：在sagd井储层中，采用同一口水平井完成蒸汽的注入和原油的采出，其中蒸汽通过隔热连续油管2注入并从水平管段的射口处释放。在连续油管2的管壁开射多段射孔，下入的连续注汽管的水平段的长度根据适用的油藏尺寸参数确定。

步骤二：利用fluent软件模拟注汽水平管段注入蒸汽的沿程压力变化，利用cmg的stars模拟软件模拟油藏注汽后的温度腔扩展情况，确定水平段的各非均分射孔段的位置及长度。

步骤三：根据要求的施工参数(注入压力、注入速度、蒸汽干度、周期注汽量)，注入高温高压的蒸汽。蒸汽沿各射孔段的射孔口射进油藏内加热原油，沿水平方向上方确保各射孔段注汽量均匀，使水平方向上各射孔段附近的温度腔扩展均匀。

步骤四：达到设计的蒸汽量后停止注汽，关井，焖井的时间一般为2～7天。焖井结束后，进入回采阶段。当产量降至某一极限产量时，结束该周期的生产，重新进行下一周期的吞吐。通过实验模拟及数值软件模拟预热热连通效果，并确定吞吐周期。

步骤五：经过多周期的吞吐作业，在短时间内更换单井井筒内的注汽管，更改射孔轨迹为距趾端一定长度至趾端的均匀射孔，最后转入单水平井sagd开采，蒸汽腔4从水平井趾端向跟端扩展。

单水平井sagd开采油藏厚度一般为10～15m，薄层油藏厚度较浅；采用多周期的蒸汽吞吐作业对油藏进行预热，纵向上可预热油藏深度占薄层油藏厚度的30％～50％，水平管段附近沿水平方向实现良好的热连通效果。

蒸汽吞吐预热周期，时间一般为4～5个月，薄层油藏经过二至三次蒸汽吞吐预热后即可进行单水平井sagd的有效开采。

注入蒸汽的蒸汽干度较高，一般在70％以上，可根据施工设计要求合理调整各周期的注汽量，井筒附近的油藏温度在注汽阶段达到注汽温度以上，经二次蒸汽吞吐预热，油藏内部压力上升不超过2mpa，井筒附近的油藏被加热至75℃～83℃。

在上述方案中优选的是，注汽管采用特殊设计的隔热连续油管2而不是一般的接箍式隔热油管，由于要采用双管柱完井，套管内空间十分有限，采用连续油管2避免占用过大空间。采用连续油管2也可以方便地对两套完井管柱进行下放和拖动，从而可以灵活地改变蒸汽的注入位置。

实施例一

油藏特征：胜利油田某油藏，油藏深度568m，孔隙度30％，含油饱和度71％，渗透率2050md，油藏厚度15m，长150m，油藏温度34.7℃，油藏温度下原油脱气粘度230000mpa·s。

步骤一：油藏底部钻一口单井，长度120m，距油藏两侧各15m，与油藏底界距离为3m。

步骤二：利用物模实验或数模软件模拟非均分射孔注汽形成的温度腔扩展形态，确定最优的非均分分段射孔的位置及长度，以保证蒸汽吞吐的预热过程中各射孔段上方的温度腔扩展形态均匀。

步骤三：通过实验模拟及cmg的sarts数模软件模拟预热热连通效果确定吞吐周期，本实施例中蒸汽吞吐周次为2次。单井下入已射孔的连续注汽管2、生产油管1及泵3。第一次蒸汽吞吐过程中，通过sagd高干度地面注汽系统注入高温高压的蒸汽，注汽干度为0.9，注汽温度为300℃，设计注汽量为120m³/d，设计注汽天数为8天，达到设计注汽量后停止注汽，焖井3天后进入回采阶段。

步骤四：当产油量降至9.8e-2m³/d时，结束该周期的生产，进行第二次的蒸汽吞吐过程，设计注汽量为150m³/d，设计注汽天数为8天，达到设计注汽量后停止注汽，焖井5天后进入回采阶段。

步骤五：油藏内部压力降至无法自喷出油后，从单井中抽出连续注汽管2，下入新的连续注汽管，此连续注汽管射孔位置为距趾端40m均匀射孔，换管过程在2天内完成，减少油藏内的热量损失，避免油藏温度降低过多。

步骤六：预热完成，转入单水平井sagd注采方式，进行油藏的热采开发，蒸汽腔4从水平井趾端向跟端扩展。

本发明中提高单水平井sagd开采效率、推进开展单水平井sagd预生产日期的油藏预热方法，单水平井sagd采用单井筒同时注汽和采出，对薄层稠油油藏进行热采开发前需进行油藏内的预热保证原油的顺利流通，其预热过程包括多次单水平井的蒸汽吞吐，即多次不同注汽参数的蒸汽注入、焖井及回采过程；蒸汽吞吐的预热过程中，水平段采用非均匀射孔保证各段沿程射孔蒸汽量均匀，以实现连续注汽管水平段上方蒸汽腔4扩展及油藏预热区域的温度分布均匀，形成单水平井sagd开采前油藏内良好的热连通。蒸汽吞吐的预热过程结束后，油藏内井筒附近的油藏温度可达75℃以上，回采量逐渐降低到某低产量值后，更换单井筒内的连续注汽管，射孔均匀布置在注汽管趾部，趾端射孔长度、注汽量等可根据油藏参数及物模实验进行优化确定，连续注汽管更换后进行正常注采的单水平井sagd热采开发。本发明提供的单水平井sagd预热方法适用于薄层10～15m稠油油藏的热采预热，蒸汽吞吐预热油藏，提高预热效果，缩短热连通的时间，加快开展单水平井sagd的热采生产日期。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。