利用水平排氣井調整火驅輔助重力洩油火線形態的井網的製作方法

2023-05-23 07:40:01

本實用新型涉及一種適用於稠油油藏的井網，特別是一種利用水平排氣井調整火驅輔助重力洩油火線形態的井網。

背景技術：

火驅輔助重力洩油是在常規直井火驅技術的基礎上，通過引入水平井生產井，充分發揮重力洩油作用的一種先進的火驅開採技術。應用火驅輔助重力洩油技術時，燃燒前緣沿著水平井從端部向跟部擴散，並在燃燒前緣前面迅速形成一個高溫可流動油帶，可動油藉助重力作用迅速下降和部分燃燒氣一同流入水平生產井射孔段。不用從冷油區內流過，實現短距離驅替，避免常規火燒油層(ISC)工藝中使用垂直注入井與生產井進行長距離驅替的缺點。

針對性的火驅輔助重力洩油物理模擬實驗表明：火驅輔助重力洩油過程中，燃燒充分、燃燒前緣傳播穩定，熱改質可以使原油的的API值上升10左右，採收率大於75％。更重要的是，火驅輔助重力洩油過程不會出現「驅替延遲」現象，原油會隨燃燒前緣迅速採出。

與其他火燒驅油技術比較，火驅輔助重力洩油技術過程中，高溫區與燃燒前緣呈垂直平面。常規火燒驅油過程中由於氣體超覆，燃燒油層將偏離這一垂直平面。而火驅輔助重力洩油的強制流動和重力輔助機理保證了將完全控制或減弱這種影響。同時改善了常規火驅應用到塊狀油藏存在的驅替距離長、氣竄、超覆嚴重、燃燒前緣難以控制及前緣穩定性差、體積波及係數低等問題，使得火驅輔助重力洩油技術可以成為開採稠油和油砂最有效、最理想的方法，在稠油開發中具有廣泛的應用前景。

火驅輔助重力洩油開採技術自採用研究以來，在世界範圍內僅開展了加拿大Whitesands Pilot Project(懷特桑茲試點項目)等為數不多的火驅輔助重力洩油試驗，國內開展過火驅輔助重力洩油試驗的區塊有2個。並且針對火驅輔助重力洩油的研究取得了一些成果。例如，在中國專利CN 102747997A，公開日期，2012年10月 24日，公開了一種《稠油油藏蒸汽輔助重力洩油後期轉火驅開採的方法》，如圖1所示。該方法在蒸汽輔助重力洩油的蒸汽腔擴展階段，當相鄰的注採井對的蒸汽腔聚並後，利用中間注採井對的注入井注入空氣點火，該井對的生產井和左右兩個相鄰井對的生產井生產，左右兩個相鄰井對的注入井轉為火驅的排風井；該開採方法可以利用高溫火驅前緣，有效驅掃相鄰SAGD井對中間的油層下部的剩餘儲量，規避常規SAGD或氣體輔助SAGD後期的汽竄，延長SAGD生產時間，顯著提高採收率。

另外，在中國專利CN 204371284U，公開日期2015年6月3日，公開了《一種利用排氣井調整火驅輔助重力洩油火線形態的井網》，如圖2所示，該井網包括水平生產井、注氣直井和輔助排氣井，注氣直井與水平生產井位於一個平面內，水平生產井含有水平井段和豎直井段，沿水平井段的方向，注氣直井與水平生產井的端部之間間隔設定的距離，輔助排氣井設置在水平井段的一側或兩側。本實用新型的利用排氣井調整火驅輔助重力洩油火線形態的井網，能夠有效擴大火驅輔助重力洩油開採時火線擴展的範圍，提高狀稠油油藏火燒油層採收率。

雖然技術人員在火驅輔助重力洩油研究上取得了一些成果，但火驅輔助重力洩油這一開採方式易造成火線擴展範圍小，且沿水平井筒方向突進，進而火線突破水平井導致試驗失敗，而利用多口直井排氣存在投資高、井網配置設計難度大等問題，採用水平井排氣可有效改善直井排氣造成的火線突進、投資高等問題，大大提高了火線的波及範圍。

技術實現要素：

為了解決直井在進行輔助排氣時投資高、井網配置設計難度大等問題，本實用新型提供了一種利用水平排氣井調整火驅輔助重力洩油火線形態的井網，該井網打破水平井生產+直井排氣的生產模式，設計注氣直井、水平生產井、水平輔助排氣井一體的注採排組合系統。因此在注氣井、水平輔助排氣井設計中採用注氣井射開油層上部及中上部，水平輔助排氣井部署在油層中上部，充分利用火線超覆、水平生產井向下、水平輔助排氣井橫向上拽拉火線，從而達到改善火驅輔助重力洩油開發效果的目的；同時根據水平生產井水平段長度的不同，一口水平輔助排氣井至少相當於6口直井輔助排氣井，有效節省了投資。

本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是：

一種利用水平排氣井調整火驅輔助重力洩油火線形態的井網，所述井網包括水平生產井和注氣直井，注氣直井的位置與水平生產井的腳尖處相對應，所述井網還包括設置在水平生產井的水平段的一側或兩側的水平輔助排氣井，水平輔助排氣井的腳尖處與水平生產井的腳尖處相對應，水平輔助排氣井的腳跟處與水平生產井的腳跟處相對應。

水平輔助排氣井設置在水平生產井的水平段的兩側，兩個水平輔助排氣井相對於水平生產井互為鏡像。

水平生產井的水平段、注氣直井的下部和水平輔助排氣井的水平段均位於油層內。

水平輔助排氣井的水平段位於水平生產井的水平段的上方。

水平輔助排氣井的水平段相對於水平生產井的水平段傾斜。

水平輔助排氣井的腳尖處與水平生產井的水平段之間的垂直距離為20米。

水平輔助排氣井的腳尖處與注氣直井之間的垂直距離為20米。

水平輔助排氣井的腳跟處與水平生產井的水平段之間的垂直距離為30米～40米。

注氣直井與水平生產井的腳尖處之間的垂直距離為3米～5米。

水平輔助排氣井的排氣量與水平生產井的排氣量的比例為一比二，水平輔助排氣井的排氣速度為注氣直井的注氣速度的四分之一至三分之一。

本實用新型的有益效果是，該井網打破水平井生產+直井排氣的生產模式，設計注氣直井、水平生產井、水平輔助排氣井一體的注採排組合系統。因此在注氣井、水平輔助排氣井設計中採用注氣井射開油層上部及中上部，水平輔助排氣井部署在油層中上部，充分利用火線超覆、水平生產井向下、水平輔助排氣井橫向上拽拉火線，從而達到改善火驅輔助重力洩油開發效果的目的；同時根據水平生產井水平段長度的不同，一口水平輔助排氣井至少相當於6口直井輔助排氣井，有效節省了投資。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步說明。

圖1是現有技術中未設置輔助排氣井的火驅輔助重力洩油井網示意圖

圖2是現有技術中設置多口直井輔助排氣井的火驅輔助重力洩油井網示意圖。

圖3是本實用新型所述利用水平排氣井調整火驅輔助重力洩油火線形態的井網的俯視圖。

圖4是圖3中沿A-A方向的剖視圖。

圖5是本實用新型所述利用水平排氣井調整火驅輔助重力洩油火線形態的井網的立體示意圖。

圖6是現有技術中未設置輔助排氣井的火驅輔助重力洩油波及狀況示意圖。

圖7是現有技術中設置多口直井輔助排氣井的火驅輔助重力洩油波及狀況示意圖。

圖8是使用本實用新型所述利用水平排氣井調整火驅輔助重力洩油火線形態的井網的波及狀況示意圖。

附圖標記說明：

1、水平生產井；11、水平生產井的腳尖處；12、水平生產井的水平段；13、水平生產井的腳跟處；

2、注氣直井；

3、水平輔助排氣井；31、水平輔助排氣井的腳尖處；32、水平輔助排氣井的水平段；33、水平輔助排氣井的腳跟處；

4、油層。

具體實施方式

為了對本實用新型的技術特徵、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖說明本實用新型的具體實施方式。

一種利用水平排氣井調整火驅輔助重力洩油火線形態的井網，所述井網包括水平生產井1和注氣直井2，注氣直井2的位置與水平生產井的腳尖處11相對應，所述井網還包括設置在水平生產井的水平段12的一側或兩側的水平輔助排氣井3，水平輔助排氣井的腳尖處31與水平生產井的腳尖處11相對應，水平輔助排氣井的腳跟處33與水平生產井的腳跟處13相對應，如圖3至圖5所示。

注氣直井2的位置與水平生產井的腳尖處11相對應，即注氣直井2的位置靠近水平生產井的腳尖處11。水平輔助排氣井的腳尖處31與水平生產井的腳尖處11相對應，水平輔助排氣井的腳跟處33與水平生產井的腳跟處13相對應，即水平輔助排 氣井的腳尖處31靠近水平生產井的腳尖處11，水平輔助排氣井的腳跟處33靠近水平生產井的腳跟處13，如圖3所示。

該利用水平排氣井調整火驅輔助重力洩油火線形態的井網所適用的油藏條件為：油層厚度>8m，剩餘油飽和度>0.35，孔隙度>0.20，滲透率>500md，地層條件下脫氣原油粘度>50000mPa.s，油層深度100m～3500m。

在本實施例中，水平輔助排氣井3設置在水平生產井的水平段12的兩側，兩個水平輔助排氣井3相對於水平生產井1互為鏡像，即如圖3至圖5所示，兩個水平輔助排氣井3相對於水平生產井1所在的平面互為鏡像。水平生產井的水平段12、注氣直井2的下部和水平輔助排氣井的水平段32均位於油層4內。水平輔助排氣井的水平段32位於水平生產井的水平段12的上方。採用注氣井射開油層的上部及中上部，水平輔助排氣井3部署在油層4的中上部，可在平面、縱向上有效牽拉火線，擴大火驅波及範圍，開發效果最佳。

在本實施例中，水平輔助排氣井的水平段32可以相對於水平生產井的水平段12平行或傾斜。當水平輔助排氣井的水平段32相對於水平生產井的水平段12傾斜時，如圖3所示。水平輔助排氣井的腳尖處31與水平生產井的腳尖處11之間的距離為20米。水平輔助排氣井的腳尖處31與注氣直井2之間的垂直距離為20米。水平輔助排氣井的腳跟處33與水平生產井的腳跟處13之間的垂直距離為30～40米。由於水平輔助排氣井的腳尖處31距離注氣直井2較近時，火線較快突破水平排氣井，不能起到有效牽引火線作用；而當水平輔助排氣井的腳尖處31距離注氣直井2較遠時，火線受前期吞吐溫場的影響發生偏移，不能起到擴大火線波及範圍的作用，當水平輔助排氣井的腳尖處31與水平生產井的水平段12之間的垂直距離為20米，水平輔助排氣井的腳尖處31與注氣直井2之間的垂直距離為20米時，可有效拽拉火線，擴大波及範圍。

在本實施例中，注氣直井2與水平生產井的腳尖處11之間的垂直距離為3米～5米。水平輔助排氣井3的排氣量與水平生產井1的排氣量的比例為一比二，水平輔助排氣井3的排氣速度為注氣直井2的注氣速度的四分之一至三分之一。注氣直井2、水平生產井1、水平輔助排氣井3同步蒸汽吞吐預熱，形成統一連續的熱連通，且形成一定空間形態的洩油腔體，進入重力火驅後，火線能夠快速形成並均衡擴展。在火驅輔助重力洩油過程中，產量隨排氣量的減少而急劇下降，火線前緣溫度隨排氣量的 減少而降低，同時波及範圍縮小，油藏壓力上升，火驅效果變差甚至停產，當水平輔助排氣井開啟時，水平輔助排氣井3的排氣量與水平生產井1的排氣量的比例為1：2，水平輔助排氣井3的排氣速度為注氣直井2的注氣速度的1/4～1/3時，前緣溫度及油藏壓力較為穩定，火驅生產得以平穩順利進行。

下面介紹該利用水平排氣井調整火驅輔助重力洩油火線形態的井網的實際應用情況。

油田B為一個被兩條斷層夾持形成的斷鼻油藏，油藏埋深-875m～-1015m，油層有效厚度61.4m，內部隔層不發育，為一厚層塊狀油藏，平均孔隙度0.25，平均滲透率1335md，50℃原油粘度59834mPa.s，目前平均剩餘含油飽和度(Sor)0.50左右。

根據油田地質特徵與開發現狀，進行粗篩選。該油藏滿足以下條件：油層厚度>8m，剩餘油飽和度>0.35，孔隙度>0.20，滲透率>500md，地層條件下脫氣原油粘度>50000mPa.s，油層深度100m～3500m；

根據該油藏層內夾層分布情況，縱向上整體劃分為一套開發層系；注氣直井1射開油層上部的1/3，水平生產井1位於油層底部，其兩側部署水平輔助排氣井3，位於油層4的中上部，如圖3至圖5所示；水平輔助排氣井的腳尖處31與水平生產井的水平段12之間的垂直距離為20米，水平輔助排氣井的腳尖處31與注氣直井2之間的垂直距離為20米，水平輔助排氣井的腳跟處33與水平生產井的水平段12之間的垂直距離為30米～40米。注氣直井2、水平生產井1、水平輔助排氣井3同步蒸汽吞吐預熱，形成統一連續的熱連通，且形成一定空間形態的洩油腔體後轉入火驅輔助重力洩油，火驅期間水平輔助排氣井3與水平生產井1的排氣量的比例為1：2，排氣速度為注氣速度的1/4～1/3。

使用本實用新型的井網進行火驅輔助重力洩油的波及狀況如圖8所示，可以見其波及範圍大於圖6和圖7所示現有的波及範圍。預測比吞吐到底可提高採收率35％左右，油藏最終採收率可達59.8％，相比未設置輔助排氣井火驅輔助重力洩油採收率提高幅度增加10％左右。

以上所述僅為本實用新型示意性的具體實施方式，並非用以限定本實用新型的範圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的構思和原則的前提下所作的等同變化與修改，均應屬於本實用新型保護的範圍。而且需要說明的是，本實用新型的各組成部分並不僅限於上述整體應用，本實用新型的說明書中描述的各技術特徵可以根 據實際需要選擇一項單獨採用或選擇多項組合起來使用，因此，本實用新型理所應當地涵蓋了與本案創新點有關的其他組合及具體應用。