一種熱水輔助重力洩油開採高凝油油藏的方法

2024-02-24 06:49:15

專利名稱：一種熱水輔助重力洩油開採高凝油油藏的方法
技術領域：
本發明涉及一種熱水輔助重力洩油方法，尤其涉及一種熱水輔助重力洩油開採高凝油油藏方法，屬於油田開採技術領域。
背景技術：
高凝油油藏即為具有「兩高一低」(地層原油含蠟量高、析蠟點高、產量低)特點的油藏，在我國大慶油田、勝利油田、遼河油田、華北油田等地均有分布，地質儲量規模2億噸以上，具有廣闊的開發前景。當高凝油油藏原油處於析蠟溫度點以上時，蠟全部溶解在原油中隨原油一起流動，原油粘度低，流動能力高，開發效果好。當原油溫度低於析蠟點溫度時，原油中的蠟晶大量析出，造成原油粘度急劇增加，析出的蠟在儲層孔隙內壁不斷沉積，堵塞流體滲流通道，開發效果急劇下降。針對高凝油油藏的流體特點，為了提高油井的產能和開發效果，普通高凝油油藏一般採用初期常規降壓生產，中後期實施注水的開發模式；低滲透高凝油油藏則通常採用初期常規降壓生產，中期整體壓裂改造，後期實施注水的開發模式。同時，在生產井井筒內通常採用井下電加熱的方式，升溫井筒內採出的原油，防止井筒內析蠟堵塞。然而以上高凝油油藏的常規水驅開發面臨諸多問題(I)、由於目前80 %以上的高凝油油藏都是常規注冷水開發，隨著油田的不斷開發，注入水量不斷增加，地層溫度逐漸下降，原油大量析蠟，儲層冷傷害和堵塞現象越來越嚴重，油藏注水井吸水指數迅速下降，採用常規解堵措施只能緩解近井地帶堵塞，不能明顯提高油層遠處的滲流能力，造成解堵效果越來越差；採用壓裂解堵則使得注入水容易沿著主裂縫方向竄流，造成主裂縫方向生產井見水早，水驅波及差，因此用常規注冷水的方法開採高凝油，存在著產量遞減快、採出液含水過高、水驅波及差、採出程度低等突出問題。(2)、由於原油析蠟點高，當井底溫度下降到析蠟點時，蠟晶析出並附著在井筒壁上，從而使得井筒結蠟嚴重。實際生產過程中，油井的「卡、斷、脫、堵」等事故頻頻發生，造成多次作業，油井開井時率低，經濟效益差。CN1814987A公開了一種變質巖潛山高凝油油藏火驅採油點火方法。該方法主要對地層進行人工壓裂後再往垂直注入井注入高溫空氣，然後將巖壓裂縫中高凝油升溫至4000C以上發生燃燒，使原油處於高溫流動狀態，再將原油從水平生產井中開採出地面，油層燃燒時通過採氣井將燃燒層空氣排出，使整個油層處於穩定燃燒狀態，有利於提高採收率。該方法的不足之處在於，由於垂直注氣井與水平生產井的垂向距離僅為5-10米，現場實施過程中高溫空氣及燃燒前緣極易竄入注氣井底部的水平生產井內，從而產生嚴重的爆炸隱患問題，該申請未提到採取何種操作措施來規避該安全隱患問題。針對上述原因，為動用已探明的2億噸以上地質儲量的高凝油油藏，研發一種能 夠實現高凝油油藏安全有效開採的方法是本領域亟待解決的問題之一
發明內容
為解決上述技術問題，本發明的目的在於提供一種開採高凝油油藏的方法，其是一種通過熱力輔助重力洩油開採的方法，採用該方法可以提高油井產量和採收率。為達到上述目的，本發明提供了一種熱水輔助重力洩油開採高凝油油藏的方法，其包括以下步驟在高凝油油藏的油層底部完鑽一口水平生產井；在高凝油油藏的油層頂部完鑽兩口水平注入井；對水平注入井與水平生產井實施人工壓裂造縫；通過水平注入井與水平生產井同時進行熱水吞吐循環預熱；循環預熱完畢後，開始連續注採，通過水平注入井連續注入100°C的熱水，通過水 平生產井進行連續生產。在採用本發明提供的熱水輔助重力洩油開採高凝油油藏的方法之前，可以先對油藏進行判斷，選擇適合的高凝油油藏，優選地，本發明所提供的方法所適用的高凝油油藏為單個油層有效厚度大於10米的高凝油油藏。在石油油井開採領域中，水平生產井和水平注入井是常用的油井，二者都包括垂直段和水平段兩個部分，鑽井方式可以根據常規方式進行。在本發明提供的熱水輔助重力洩油開採高凝油油藏的方法中，優選地，水平生產井的水平段距油層底界的垂直距離可以控制為約I米，每個水平注入井的水平段距油層頂界的垂直距離可以控制為約I米。在本發明的熱水輔助重力洩油開採高凝油油藏的方法中，優選地，水平注入井的水平段設置為平行於水平生產井的水平段，兩口水平注入井對稱分布於水平生產井的兩偵牝並且，水平注入井的水平段與水平生產井的水平段的距離可以控制為約50米。在本發明的熱水輔助重力洩油開採高凝油油藏的方法中，優選地，水平注入井與水平生產井的水平段長度可以相同，均可以控制為400-600米。在本發明的熱水輔助重力洩油開採高凝油油藏的方法中，優選地，水平注入井與水平生產井均可以採用預應力套管完井方式，均採用直徑11英寸的套管，套管以下用篩管懸掛器接直徑9英寸繞絲篩管完井，由此可以增大篩管和油層的接觸面積。在本發明的熱水輔助重力洩油開採高凝油油藏的方法中，優選地，水平注入井和水平生產井均可以下入一長一短兩根連續隔熱油管(即長油管和短油管)，長油管下入到水平段趾端，短油管下入到水平段跟端。在本發明的熱水輔助重力洩油開採高凝油油藏的方法中，優選地，人工壓裂是指對水平段進行分段水力壓裂，主裂縫方向與水平段方向垂直。水平段分段壓裂可以按照本領域的常規方式進行，例如按照以下具體步驟進行從水平注入井和水平生產井的趾端開始，在水平段利用連續油管及噴砂射孔器進行噴砂射孔；射孔後上提連續油管至垂直段，進行環空水力壓裂，形成水力支撐裂縫；採用高砂比混合砂塞封堵已壓裂段，完成第一段壓裂；下放連續油管至第二射孔井段，利用噴砂射孔器進行第二射孔井段的噴砂射孔，重複上述工序，直至完成設計要求的各段壓裂；全井段壓裂完成後，直接用連續油管攜帶衝砂器進行衝砂塞至人工井底，清除井筒砂塞，完成全井施工。
根據本發明的具體實施方案，優選地，水平段分段壓裂施工工藝參數為噴砂射孔工藝參數壓裂段數為5段，每一壓裂段射孔基點噴砂射孔5組10孔，每組2孔，間隔20cm，射孔排量控制為0. 3m3/分鐘，井口壓力控制在30MPa以上，射孔時間為10分鐘，射孔液用量為460m3，20/40目石英砂用量為6500kg ；壓裂施工工藝參數首先注入前置液30_40m3，注入速度控制為5m3/分鐘；然後注入攜砂液50-70m3，攜砂濃度為120-200kg/m3，每組注入時間為10分鐘；地層破裂後，降低壓裂液排量到2m3/分鐘，採用塑性砂與20/40目陶粒砂做加砂段塞，攜砂濃度為500-1000kg/m3，塑性砂與陶粒砂砂量比為I 2. 4，陶粒砂用量為30-45m3。在本發明的熱水輔助重力洩油開採高凝油油藏的方法中，熱水吞吐循環預熱可以按照本領域的常規方式進行，優選地，熱水吞吐循環預熱共進行兩輪，每輪吞吐先連續10天注入熱水，注入速度150噸/天，注入熱水1500噸，然後關井燜井5天後開井生產45天。 一個熱水吞吐輪次時間為60天，兩輪熱水吞吐共計120天。該熱水吞吐循環預熱可以採用地面注入設備進行，該地面注入設備一般包括地面高壓注熱水鍋爐、高壓注熱水管線及高壓閥門。地面高壓注熱水鍋爐可以採用固定鍋爐，也可採用可移動式撬裝鍋爐；根據其加熱能力(產能)可以只對一口水平注入井注水，也可以同時對幾口水平注入井注水。在本發明的熱水輔助重力洩油開採高凝油油藏的方法中，優選地，在連續注採過程中，水平注入井的注水速度(兩口水平注入井的注水速度之和)與水平生產井的排液速度的比值可以控制為I : 1，水平注入井與水平生產井的井底壓差控制為不超過IMPa。本發明提供的熱水輔助重力洩油開採高凝油油藏的方法通過水平井水平段分段壓裂，產生垂直於水平段的、沿水平段均勻分布的裂縫，增大高凝油與熱水的接觸面積；在熱水吞吐預熱過程中，位於油層頂部的注入井與位於油層底部的生產井同時注入熱水，熱水從沿水平段均勻分布的裂縫進入油層，均勻加熱水平段附近的油層，由於裂縫的高導流能力，注採井之間的油層很快建立熱連通。預熱結束後，在注入井連續注入熱水，生產井連續排液(開採)，此時注入的熱水沿著裂縫和熱流體通道進入油層，加熱並驅替油層的原油，加熱後的原油具有較高的流動能力，在重力作用下流入油層底部的生產井。在注熱水過程中，由於熱水本身具有向下的重力作用，熱水本身的重力也能起到加速向下洩油的作用，因此該井網條件下的熱水驅替，綜合應用了「熱水加熱原油，提高原油流動能力，原油依靠自身重力向油層底部洩油，熱水向油層底部驅替洩油，熱水依靠自身重力加速原油向油層底部洩油」等機理，將油層中的原油從頂部一直驅替到油層底部的生產井，從而提高了儲量波及體積和驅油效率，提高了油井產量和採收率。相對於現有技術，本發明提供的熱水輔助重力洩油開採高凝油油藏的方法具有以下優點本發明提供的熱水輔助重力洩油開採高凝油油藏的方法有效解決了高凝油油藏注冷水開發過程中的儲層析蠟堵塞造成冷傷害和油井井筒內析蠟造成頻發的「卡、斷、脫、堵」等制約高凝油開發效果的兩大技術瓶頸問題，同時避免了火驅採油帶來的安全隱患問題，此外，採用水平井分段壓裂後從頂部向底部熱水輔助重力洩油，擴大了熱水洗油範圍，實現了高凝油油藏安全高效的開發。本發明提供的熱水輔助重力洩油開採高凝油油藏的方法能在有效厚度大於10米的高凝油油藏中規模應用，提高油井產量和採收率。


圖I為本發明提供的熱水輔助重力洩油開採高凝油油藏的方法的原理示意圖。主要附圖標號說明I水平注入井2水平生產井3高壓注水管線4高壓注水鍋爐5生產管線6產出液聯合處理站7水平生 產井短油管集輸閥門8水平生產井長油管集輸閥門9水平注入井短油管注水閥門10水平注入井長油管注水閥門11水平注入井套管 12水平注入井長油管13水平注入井短油管14水平注入井篩管懸掛器15水平注入井篩管16水平注入井水平段底堵17水平生產井套管18水平生產井長油管19水平生產井短油管20水平生產井篩管懸掛器21水平生產井篩管22水平生產井水平段底堵
具體實施例方式為了對本發明的技術特徵、目的和有益效果有更加清楚的理解，現參照說明書附圖對本發明的技術方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本發明的可實施範圍的限定。實施例本實施例提供了一種熱水輔助重力洩油開採高凝油油藏的方法，其原理如圖I所示。該方法包括以下步驟(I)判斷油藏是否是適合熱水輔助重力洩油開採的高凝油油藏該油藏埋深為1600-1700米，發育有一個油層，平均油層有效厚度為27米，平均孔隙度為26%，平均滲透率為679mD，原始油藏溫度為54. 5°C，原油析蠟點為52°C，是一個厚層塊狀高凝油油藏，是適合採用本發明提供的熱水輔助重力洩油開採高凝油油藏的方法的高凝油油藏。(2)部署注採井網選定油藏內部800米X200米的範圍(在一個同一深度的水平面內選擇的區域)作為熱水輔助重力洩油的先導試驗區，在試驗區中部部署一口水平生產井2，水平生產井2的水平段距離油層底界I米，在水平生產井2的左右兩側，等距離部署兩口水平注入井I，兩口水平注入井I的水平段與水平生產井2的水平段的距離均為50米，水平注入井I的水平段距油層頂界I米，水平注入井I與水平生產井2的水平段長度均為600米；水平注入井I與水平生產井2均採用預應力套管完井方式，均採用直徑為11英寸的套管(即水平注入井套管11和水平生產井套管17)，套管以下利用篩管懸掛器(即水平注入井篩管懸掛器14和水平生產井篩管懸掛器20)接直徑為9英寸繞絲篩管(水平注入井篩管15和水平生產井篩管21)完井；水平注入井I內和水平生產井2內均下入一長一短兩根連續隔熱油管，長油管(水平注入井長油管12和水平生產井長油管18)下入到水平段趾端，長油管尺寸為4英寸；短油管(水平注入井短油管13和水平生產井短油管19)下入到水平段跟端，短油管尺寸為3英寸；在水平注入井I和水平生產井2的末端分別設置水平注入井水平段底堵16和水平生產井水平段底堵22。(3)注入井與生產井實施人工壓裂造縫
對水平注入井I和水平生產井2的水平段實施分段水力壓裂，壓裂段數為5段，主裂縫方向與水平段方向垂直。(4)地面注入設備安裝在地面注入井附近安裝高壓注水鍋爐4，並通過高壓注水管線3將該高壓注水鍋爐4連接到水平注入井1，其中，長油管和短油管上分別設有水平注入井長油管注水閥門10和水平注入井短油管注水閥門9，用於控制長油管和短油管的開閉，採用兩臺撬裝式熱水鍋爐分別對兩口水平注入井I供水，高壓注水鍋爐4的產能為20噸/小時。(5)水平注入井與水平生產井循環預熱
水平注入井I與水平生產井2的長油管與短油管首先同時注入100°C的熱水，短油管注入速度控制為60噸/天，長油管注入速度控制為90噸/天，連續注入10天，單井周期注水量達到1500噸後，短油管與長油管同時停注關井，燜井5天後開井生產，在熱水吞吐生產階段，短油管與長油管的排液速度比值控制為2 3，長油管與短油管合計最高排液速度控制為80噸/天，連續生產45天後停止生產，轉下一輪次熱水吞吐循環預熱；兩輪熱水吞吐共計120天。(6)熱水輔助重力洩油連續生產階段兩周期的熱水吞吐循環預熱結束後，水平注入井I連續注入100°C的熱水，水平生產井2連續排液生產，其中，水平生產井2通過生產管線5連接到產出液聯合處理站6，其中，長油管和短油管上分別設有水平生產井長油管集輸閥門8和水平生產井短油管集輸閥門7，用於控制長油管和短油管的開閉；水平注入井I的最高注水速度控制為200噸/天，水平生產井2最高排液速度控制為400噸/天，兩個水平注入井I的最高注水速度之和與水平生產井2的最高排液速度的比值控制為I : I，水平注入井I與水平生產井2的最大井底壓差控制在IMPa。當監測顯示水平生產井井口產出液溫度下降到原油析蠟點溫度52°C時，從水平生產井2的長油管以40噸/天的速度注入100°C的熱水進行井下水平段伴熱，水平生產井2的短油管連續生產，確保水平生產井井底流體的溫度高於原油析蠟點。該試驗區採用熱水輔助重力洩油方法單井峰值日產油可達到150噸/天，比常規冷水驅(峰值日產油50噸/天)提高2倍；最終採收率可達到47%，比常規冷水驅(平均採收率21% )提高26個百分點。
權利要求
1.ー種熱水輔助重力洩油開採高凝油油藏的方法，其包括以下步驟 在高凝油油藏的油層底部完鑽一口水平生產井； 在高凝油油藏的油層頂部完鑽兩ロ水平注入井； 對水平注入井與水平生產井實施人工壓裂造縫； 通過水平注入井與水平生產井同時進行熱水吞吐循環預熱； 循環預熱完畢後，開始連續注採，通過水平注入井連續注入100°c的熱水，通過水平生產井進行連續生產。
2.如權利要求I所述的方法，其中，所述高凝油油藏是指單個油層有效厚度大於10米的高凝油油藏。
3.如權利要求I所述的方法，其中，所述水平生產井的水平段距油層底界的垂直距離為I米，每個所述水平注入井的水平段距油層頂界的垂直距離為I米。
4.如權利要求I所述的方法，其中，所述水平注入井的水平段平行於所述水平生產井的水平段，兩ロ所述水平注入井對稱分布於所述水平生產井的兩側，並且，所述水平注入井的水平段與所述水平生產井的水平段的距離為50米。
5.如權利要求I或4所述的方法，其中，所述水平注入井與所述水平生產井的水平段長度相同，均為400-600米。
6.如權利要求I所述的方法，其中，所述水平注入井與所述水平生產井均採用預應カ套管完井方式，均採用直徑11英寸的套管，套管以下用篩管懸掛器接直徑9英寸的繞絲篩管完井。
7.如權利要求I或6所述的方法，其中，所述水平注入井和所述水平生產井均下入ー長一短兩根連續隔熱油管，長油管下入到水平段趾端，短油管下入到水平段跟端。
8.如權利要求I所述的方法，其中，所述人工壓裂是指對水平段進行分段水力壓裂，壓裂段數為5段，主裂縫方向與水平段方向垂直。
9.如權利要求I所述的方法，其中，所述熱水呑吐循環預熱共進行兩輪，每輪呑吐60天，姆輪的吞吐注入熱水1500噸,熱水注入速度控制為150噸/天。
10.如權利要求I或9所述的方法，其中，在所述連續注採過程中，所述水平注入井的注水速度與所述水平生產井的排液速度的比值為I : 1，所述水平注入井與所述水平生產井的井底壓差控制為不超過IMPa。
全文摘要
本發明涉及一種熱水輔助重力洩油開採高凝油油藏的方法。該熱水輔助重力洩油開採高凝油油藏的方法包括以下步驟在高凝油油藏的油層底部完鑽一口水平生產井；在高凝油油藏的油層頂部完鑽兩口水平注入井；對水平注入井與水平生產井實施人工壓裂造縫；通過水平注入井與水平生產井同時進行熱水吞吐循環預熱；循環預熱完畢後，開始連續注採，通過水平注入井連續注入100℃的熱水，通過水平生產井進行連續生產。上述熱水輔助重力洩油開採高凝油油藏的方法能在有效厚度大於10米的高凝油油藏中規模應用，提高油井產量和採收率。
文檔編號E21B43/24GK102678096SQ20121014072
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月8日 優先權日2012年5月8日
發明者吳永彬, 李曉玲, 李秀巒, 王紅莊, 蔣有偉, 韓靜 申請人:中國石油天然氣股份有限公司