一种多层层状油藏的立体火驱方法 |
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申请号 | CN201710216851.3 | 申请日 | 2017-04-05 | 公开(公告)号 | CN106884639A | 公开(公告)日 | 2017-06-23 |
申请人 | 中国石油天然气股份有限公司; | 发明人 | 关文龙; 李秋; 梁琳琳; 蒋有伟; 王伯军; 唐君实; 郑浩然; 张运军; 周久宁; 乐舒; 沈熙尧; 高民; 王新宇; 熊彪; 张荷; | ||||
摘要 | 本 发明 涉及一种多层层状油藏的立体火驱方法。该方法包括如下步骤: 选定 目标油藏;在所述目标油藏的各油层的底部钻 水 平井;在所述水平井周围钻直井,所述直井与所述水平井组成一个井组;按照油层埋深由深到浅的顺序依次开发各油层,点燃一层油层;持续向所述水平井中注入空气,维持所述油层的燃烧;利用直井产液产气,保持火驱过程持续进行;当所述直井达到关井条件时关闭所述直井,同时调整其他井的注采气速度,保证所述井组的注采保持平衡;当所述油层中所有直井全部关闭后,立即关闭所述水平井,结束所述油层的火驱过程,然后启用其相邻的上一层中的水平井,重复上述操作,直至开发完所有油层。 | ||||||
权利要求 | 1.一种多层层状油藏的立体火驱方法,该方法包括如下步骤: |
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说明书全文 | 一种多层层状油藏的立体火驱方法技术领域[0001] 本发明涉及石油提高采收率领域,特别是涉及一种多层层状油藏的立体火驱方法。 背景技术[0002] 现有技术中采用直井井网开发层状油藏,通过井下分层注采管柱,并在每个油层底界以上1米附近的油套环空位置设置封隔器,向最下部油层注入空气以维持最下部油层燃烧,燃烧产生的热油与烟道气经由一线生产井上返到地面,经由气液分离器分离后从注气井环空中注入上部一个油层或多个油层,驱替原油并进入二线生产井。以此类推,实现层状油藏的多层火驱与气驱同步开发。 [0003] 现有技术只涉及火烧油层技术开发多层层状油藏的一种尝试,但存在如下不足之处:现有技术可以燃烧一个油层,并利用烟道气驱替另一个油层,但烟道气驱的采收率低;现有技术是火驱与气驱协同开发。 发明内容[0004] 为解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种多层层状油藏的立体火驱方法,通过在层状油藏中每一油层中布置水平井,并在水平井周围布置直井形成联合井网实现多层层状油藏的逐层火驱开发。 [0005] 为了达到上述目的,本发明提供了一种多层层状油藏的立体火驱方法,该方法包括如下步骤: [0007] 步骤二:在目标油藏的各油层的底部钻水平井; [0008] 步骤三:在水平井周围钻直井,直井与水平井组成一个井组; [0009] 步骤四:按照油层埋深由深到浅的顺序依次开发各油层,利用化学点火技术点燃一层油层; [0010] 步骤五:持续向水平井中注入空气,维持油层的燃烧; [0011] 步骤六:利用直井产液产气,保持火驱过程持续进行; [0012] 步骤七:当直井达到关井条件时关闭直井,同时调整其他井的注采气速度,保证井组的注采保持平衡; [0013] 步骤八:当油层中所有直井全部关闭后,立即关闭水平井,结束油层的火驱过程,然后启用其相邻的上一层中的水平井,重复步骤四至步骤七; [0014] 步骤九:重复步骤五至步骤八直至开发完所有油层。 [0015] 优选地,在上述方法中,目标油藏满足如下条件:油层层数≥2;隔层连续分布,厚度≥2m;油层边界有断层或岩性遮挡,不与水体相连;油藏平均渗透率>100mD;油藏平均孔隙度>16%;油藏平均含油饱和度>35%;单油层平均厚度为3m-30m;油藏条件下原油粘度<10000mPa·s。 [0016] 优选地,在上述方法中,步骤二水平井满足如下条件: [0017] (1)水平井位于其所在油层底部,距油层底部约3-7m; [0019] (3)水平井的水平段采用绕丝筛管防砂完井; [0020] (4)每一个井组中的水平井分布在不同的层位,但其水平段应在周围直井所圈定的区域内,直井所圈定的区域是指图2和图3中井3~10的连线所圈定的区域,并与周围直井保持一定的井距,井距优选为30-100m。 [0021] 优选地,在上述方法中,步骤三直井满足如下条件: [0022] (1)直井需完全穿透所有油层; [0023] (2)直井应采用套管固井,水泥返高到井口; [0024] (3)直井采用射孔完井采油,可从下到上逐层射孔,开采下部油层时上部油层不必射开; [0025] (4)直井应综合考虑与中间各层水平井之间的距离,做到均匀分布在水平井周围; [0027] (6)直井与水平井水平段的平面距离应在50-150m之间,具体数值需要根据油藏物性和原油粘度、地层温度等多种条件,结合实验室研究和数值模拟结果综合确定; [0028] (7)直井与水平井水平的之间的平面距离应保证水平井有足够的注气能力; [0029] (8)一个井组中直井的数量为4-10口; [0030] (9)井组中直井应均匀分布在水平井周围,保证水平井注入的空气可以向周围均匀推进。 [0031] 优选地,在上述方法中,步骤五化学点火方法可采用目前常规的化学点火技术,但要保证油层被高温点燃,点燃后油层温度应达到450℃以上;目前已发表的火烧油层化学点火方法有一种火烧油层的化学点火方法(公开号CN104453819A,申请号CN201410641860.3)和一种火烧油层的化学点火剂及其制备方法和应用(公开号CN105646115A,申请号CN201511005816.4)。 [0032] 优选地,在上述方法中,步骤五所述注入空气的速率满足如下条件: [0033] (1)注空气速率应根据火驱相关理论和油藏工程原则设计,保证火驱前缘能够稳定推进而不至熄灭。该步骤可以参考现有方式进行。相关技术是现有技术,具体可参考《In-situ combustion handbook-principles and practices》作者Partha S.Sarathi。 [0034] 注气速率的设计公式为: [0035] A=205.57+0.483h+435.37So+0.0301k [0036] A:单位井控面积单位油层厚度的注空气量,1000Sm3/(m2·m); [0037] h:油层厚度,m;对水平井,h指水平井段长度; [0038] So:含油饱和度,小数; [0039] k:油层渗透率,mD; [0040] 井控面积指一个井组控制的油层的面积与井数的比。 [0041] (2)注空气速率随着火驱开发的进行而逐渐增加。 [0043] 在上述方法中,一般情况下,单位水平井长度、单位油层厚度的注空气量初期为0.5-2.0Nm3/day,中期为2.0-6.0Nm3/day,后期为6.0-10.0Nm3/day,这里的阶段是按点火后的生产时间来划分:初期(指点火后1年以内),中期(指点火后1-2年),后期(指点火后2年以上)。 [0044] 优选地,在上述方法中,步骤六所述直井的生产制度按如下原则进行控制: [0045] (1)生产井安装井下气液分离装置,保证气体沿油套环空排除,液体从油管采出; [0047] (3)根据火驱相关理论制定单井日产气量,并根据火驱推进情况进行调整,保证火驱前缘在水平井周围均匀推进,即保持各生产井的累计产气量大致相等; [0049] 优选地,在上述方法中,步骤七所述直井满足如下条件之一时立即关井: [0050] (1)所述直井的井底温度超过150℃; [0051] (2)产出气体中的氧气浓度超过3%; [0052] 关井后,及时调整其他井的注采气速度,保证注采大致平衡;当所述直井较少时,适时减少所述水平井的日注气量;如果所有井都关闭,则所述油层的火驱过程结束。 [0053] 优选地,在上述方法中,步骤八的实施满足以下原则: [0054] (1)坚持从下到上逐层燃烧的立体动用模式,从下到上的燃烧模式可以充分利用下部油层在燃烧过程中产生的热量预热上部油层; [0055] (2)不应跨层开发,跨层开发不利于火驱热量的利用和生产井的分层开发相关工艺的实施; [0056] (3)每个油层由于物性的差异,火驱动态参数也需要随之调整。火驱动态参数主要是指单位水平井长度、单位油层厚度的注入空气的速率。其调整方法需利用油藏数值模拟技术。 [0057] 现有技术与本发明的最重要的区别在于现有技术实现的是火驱与气驱协同开发,而本发明旨在实现多层火驱开发。 [0058] 本发明的多层层状油藏的立体火驱方法通过在层状油藏中每一油层中布置水平井,并在水平井周围布置直井形成联合井网实现多层层状油藏的逐层火驱开发,其利用水平井和直井井网按油藏埋深从深到浅依次采用火驱开发每一层油层,整个火驱过程可以共用一套井网进行,采出程度和采油速度快。附图说明 [0059] 图1为本发明的一种典型井网示意图。 [0060] 图2为本发明的井网中最底部油层的井网俯视图。 [0061] 图3为本发明的井网中相邻的上一层油层的井网俯视图。 [0062] 主要附图符号说明: [0063] 1 水平井 [0064] 2 水平井 [0065] 3-10 水平井周围的直井 [0066] 11 相邻的上一层油层 [0067] 12 最底部油层 [0068] 13 油层之间的隔层 [0069] 14 井网边界。 具体实施方式[0070] 为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解,现对本发明的技术方案进行以下详细说明,但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。 [0071] 实施例 [0072] 本实施例提供了一种多层层状油藏的立体火驱方法,该方法包括以下步骤: [0073] (1)选定目标油藏:中国东部某油田中一油藏为多层层状油藏,含有4个主力油层,每一油层的厚度约20m,油层之间的隔层13发育良好,油层边界封闭性较好。油藏渗透率为1000mD,平均孔隙度为23%,初始平均含油饱和度为60%,油藏埋深为1000m,地层温度为60℃,油藏原始压力为9MPa,油藏条件下原油粘度为500mPa·s。经过20年的蒸汽吞吐开发,目前油藏平均含油饱和度为40%。 [0074] 充分利用原有蒸汽吞吐的直井,选定一个井组作为多层立体火驱技术的应用井组,井网示意图,如图1所示,本发明的应用范围为多层,这里为清晰起见,标出2层以说明井网的构造,包括相邻的上一层油层11、最底部油层12和油层之间的隔层13,相邻的上一层油层11中间部位布置的水平井1垂向上与相邻的上一层油层11底部距离为5m,最底部油层12中间部位布置的水平井2垂向上与下部油层底部距离为5m。 [0075] (2)在井组中间为每一个主力油层新钻一口水平井。水平井距油层底部5m;水平井的垂直段采用耐高温套管和水泥固井,水泥返高达到井口,固井耐受温度不低于300℃;水平井的水平段采用绕丝筛管防砂完井。 [0076] 每一层中的水平井轨迹的x坐标和y坐标相近,仅垂向上的位置不同。各水平井的水平段的位置如图2和图3所示,与井6和井10处于同一直线上。水平段长度为300m,其两端与井6和井10的距离相等,均为50m。每个油层中的水平井距离其油层底部距离为5m。 [0077] (3)选定井组为反九点井网,其8口直井的井位如图2和图3中的3-10所示,是规则的长方形井网,图2和图3中的井网边界14,这里仅代表人为设定的井网与井网之间的边界线,实际油藏中井网与井网之间可能并没有封闭边界。井3和井4之间、井4与井5之间、井7与井8之间、井8与井9之间的距离都为200m。井3与井10、井10与井9、井5与井6、井6与井7之间的距离为100m。 [0078] (4)从最底部油层12开始进行火驱开发。采用封隔器将最底部油层12与相邻的上一层油层11隔开,先开发最底部油层12。 [0079] (5)利用化学点火方法,优选中国专利CN104453819一种火烧油层的化学点火方法中的化学点火方法,在最底部油层12中的水平井2中点火,启动高温燃烧过程,点火后需保证油层温度达到450℃以上,并持续注入空气。根据油藏工程计算,水平井的空气注入量初3 期为6000Nm /day,生产2个月,之后每三个月调整一次注空气量,每次调整时都在原有注气量的基础上增加3000Nm3/day,直至注气量达到80000Nm3/day,之后将保持注气量不变进行生产。 [0080] (6)生产井的日产气量应保持注采平衡而设定,即8口生产井的总的日产气量略小于水平井的日注气量。直井的生产过程还应符合如下要求:①生产井安装井下气液分离装置,保证气体沿油套环空排除,液体从油管采出;②监测单井日产气量、气体组分,如果氧气浓度超过安全值应该立即关井;③根据火驱推进情况进行调整,保证火驱前缘在水平井周围均匀推进,即保持各生产井的累计产气量大致相等;④产出气体若含有污染环境的组分应该净化后再排放,所排放的气体应满足当地环境保护法规的要求。 [0081] (7)当生产井达到如下条件之一时关闭该生产井:①生产井的井底温度超过150℃,②产出气体中的氧气浓度超过3%。关闭后调整其他生产井的产气量,保证注采大致平衡。 [0082] (8)当所有生产井全部关闭后,停止水平井的注气,井组该油层的火驱过程结束。关闭该油层中的水平井。利用水泥灰塞等措施关闭直井生产井在该层段的射孔。然后开启步骤(7)中相邻的上一层油层11中的水平井1,利用封隔器将生产井该层段的射孔段与其他层位分隔开,保证直井仅从该层段生产。 [0083] (9)重复步骤(5)-(8)直至生产完所有油层。 [0084] 本实施例提供的多层层状油藏的立体火驱技术按油藏埋深从深到浅依次采用火驱开发每一层油层,整个火驱过程可以共用一套井网进行,采出程度和采油速度快。 |