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稠油油藏的开采方法及装置

阅读:526发布:2023-02-18

专利汇可以提供稠油油藏的开采方法及装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种稠油油藏的开采方法及装置,该方法包括:开启 超 声波 发生器,利用 超声波 发生器产生的超声波处理待开采稠油油藏的目标 地层 ;超声波发生器设置在待开采稠油油藏的超声波操作井中;向超声波操作井中注入预设流量的 蒸汽 ,加热待开采稠油油藏的目标地层;将超声波操作井关闭,直至注入蒸汽转 化成 水 ,打开超声波操作井,对待开采稠油油藏进行开采。上述技术方案提高了稠油油藏的动用程度、 热能 利用率和开发效率,提高了稠油油藏的采收率和开发效果。,下面是稠油油藏的开采方法及装置专利的具体信息内容。

1.一种稠油油藏的开采方法,其特征在于,包括:
开启声波发生器,利用超声波发生器产生的超声波处理待开采稠油油藏的目标地层;所述超声波发生器设置在待开采稠油油藏的超声波操作井中;
向超声波操作井中注入预设流量的蒸汽,加热待开采稠油油藏的目标地层;
将超声波操作井关闭,直至注入蒸汽转化成,打开超声波操作井,对待开采稠油油藏进行开采;
所述待开采稠油油藏的深度小于2000m,油层厚度大于10m,油层平面渗透率大于
500md,油层垂向渗透率大于200md,原油粘度大于2000mPa.s,含油饱和度大于50%,净毛比大于0.7;
向超声波操作井中注入预设流量的蒸汽,加热待开采稠油油藏的目标地层,包括:
监测待开采稠油油藏目标地层的升高温度
根据监测到的待开采稠油油藏目标地层的升高温度,向超声波操作井中注入预设流量的蒸汽,加热待开采稠油油藏的目标地层;所述升高温度的取值范围为20℃~30℃;
将超声波操作井关闭,直至注入蒸汽转化成水,打开超声波操作井,对待开采稠油油藏进行开采,包括:
监测超声波操作井中的压与待开采稠油油藏目标地层的原始压力的差值;
将超声波操作井关闭,直至注入蒸汽转化成水,当监测到的超声波操作井中的压力与待开采稠油油藏目标地层的原始压力的差值小于阈值时,打开超声波操作井,对待开采稠油油藏进行开采;所述超声波操作井中的压力与待开采稠油油藏目标地层的原始压力的差值的取值范围为小于2兆帕;
开启超声波发生器,利用超声波发生器产生的超声波处理待开采稠油油藏的目标地层,包括:
利用超声波使稠油油藏的目标地层内不同介质间发生剪切作用,增加液体流动性,改善目标地层的结构;
利用超声波产生的第一类纵波和第二类纵波的耦合作用,加剧固液两相界面的相对运动,加速目标地层的两相介质的分离脱落;所述第一类纵波为快波,第二类纵波为慢波;
利用超声波在饱和石油和水的地层内传播,增加目标地层的岩石造缝能力,增加目标地层的岩石渗透率;
利用超声波的声流作用,使稠油油藏流体产生强烈的涡旋,死孔隙的原油流出,利用声流引起流体激荡,清除目标地层的孔隙表面粘附的粘土颗粒。
2.如权利要求1所述的稠油油藏的开采方法,其特征在于,还包括:连续监测超声波操作井中采出液的含水量,当含水上升到80%以上,或者产油量小于1吨/天时,停止生产,进行下一周期的注汽。
3.如权利要求2所述的稠油油藏的开采方法,其特征在于,还包括:当连续进行吞吐操作5至8周期后,周期油汽比下降到0.2以下时,停止蒸汽吞吐操作,改为与生产井组合进行蒸汽驱操作,同时持续对待开采稠油油藏的目标地层进行超声波加热操作,或者在超声波操作井和生产井之间加密水平井,以重力泄油模式开采稠油油藏。
4.如权利要求1所述的稠油油藏的开采方法,其特征在于,向超声波操作井中注入预设流量的蒸汽,加热待开采稠油油藏的目标地层,包括:
关闭所述超声波发生器,向超声波操作井中注入预设流量的蒸汽,加热待开采稠油油藏的目标地层;
将超声波操作井关闭,直至注入蒸汽转化成水,打开超声波操作井,对待开采稠油油藏进行开采,包括:
将超声波操作井关闭,直至注入蒸汽转化成水,打开超声波操作井;
开启所述超声波发生器,对待开采稠油油藏进行开采。
5.如权利要求1所述的稠油油藏的开采方法,其特征在于,向超声波操作井中注入预设流量的蒸汽,加热待开采稠油油藏的目标地层,包括:
计算所述超声波发生器的工作时间;
根据所述超声波发生器的工作时间和功率,向超声波操作井中注入预设流量的蒸汽,加热待开采稠油油藏的目标地层。
6.一种稠油油藏的开采装置,其特征在于,包括:
超声波发生器,设置在待开采稠油油藏的超声波操作井中,用于产生超声波处理待开采稠油油藏的目标地层;
注汽管柱,用于向超声波操作井中注入预设流量的蒸汽,加热待开采稠油油藏的目标地层;
生产管柱,用于将超声波操作井关闭,直至注入蒸汽转化成水,打开超声波操作井,对待开采稠油油藏进行开采;
所述待开采稠油油藏的深度小于2000m,油层厚度大于10m,油层平面渗透率大于
500md,油层垂向渗透率大于200md,原油粘度大于2000mPa.s,含油饱和度大于50%,净毛比大于0.7;
所述的稠油油藏的开采装置还包括:
温度传感器,设置在所述超声波操作井中,用于监测待开采稠油油藏目标地层的升高温度;
所述注汽管柱具体用于根据监测到的待开采稠油油藏目标地层的升高温度,向超声波操作井中注入预设流量的蒸汽,加热待开采稠油油藏的目标地层;所述升高温度的取值范围为20℃~30℃;
温度传感器,设置在所述超声波操作井中,用于监测待开采稠油油藏目标地层的升高温度;
所述注汽管柱具体用于根据监测到的待开采稠油油藏目标地层的升高温度,向超声波操作井中注入预设流量的蒸汽,加热待开采稠油油藏的目标地层;所述超声波操作井中的压力与待开采稠油油藏目标地层的原始压力的差值的取值范围为小于2兆帕;
所述超声波发生器具体用于:
利用超声波使稠油油藏的目标地层内不同介质间发生剪切作用,增加液体流动性,改善目标地层的结构;
利用超声波产生的第一类纵波和第二类纵波的耦合作用,加剧固液两相界面的相对运动,加速目标地层的两相介质的分离脱落;所述第一类纵波为快波,第二类纵波为慢波;
利用超声波在饱和石油和水的地层内传播,增加目标地层的岩石造缝能力,增加目标地层的岩石渗透率;
利用超声波的声流作用,使稠油油藏流体产生强烈的涡旋,死孔隙的原油流出,利用声流引起流体激荡,清除目标地层的孔隙表面粘附的粘土颗粒。
7.如权利要求6所述的稠油油藏的开采装置,其特征在于,所述超声波发生器的脉冲声功率在10千瓦以上,所述超声波发生器产生超声波的频率范围为20千赫兹~25千赫兹,所述超声波发生器的工作温度小于250℃,所述超声波发生器的工作压力小于30兆帕。
8.如权利要求6所述的稠油油藏的开采装置,其特征在于,所述超声波发生器为在超声波操作井中360°旋转的超声波发生器。

说明书全文

稠油油藏的开采方法及装置

技术领域

[0001] 本发明涉及油藏开采技术领域,特别涉及一种稠油油藏的开采方法及装置。

背景技术

[0002] 稠油油藏是指在油层温度下脱气原油粘度大于100mPa.s的油藏,目前国内稠油油田开发中广泛应用热采技术,采油方式包括:蒸汽辅助重泄油,蒸汽吞吐,蒸汽驱等技术。
[0003] 蒸汽吞吐技术作为目前中国稠油油田的主力开发技术,已经有30多年的应用历史。截止至2014年,蒸汽吞吐动用储量8.1亿吨,年产油量723.4万吨,占稠油年产量的66.8%。蒸汽吞吐是一种主要依靠天然能量开发的操作方式,是一种一次采油技术。蒸汽吞吐适应性比较强,需要投资少,经济险小,可以应用在各种复杂情况的油藏中。缺点在于它是一种以地层能量衰竭开采为主要机理的开采技术,产量递减快。而且它动用范围小,采出程度比较低。蒸汽吞吐加热半径一般只有10~30m,最大不超过50m,采出程度一般为15~
20%。
[0004] 通过上述可知,现有稠油油藏的开采方法,开采效率和采收率低。

发明内容

[0005] 本发明实施例提供了一种稠油油藏的开采方法,用以提高稠油油藏的开发效率和采收率,该方法包括:
[0006] 开启声波发生器,利用超声波发生器产生的超声波处理待开采稠油油藏的目标地层;超声波发生器设置在待开采稠油油藏的超声波操作井中;
[0007] 向超声波操作井中注入预设流量的蒸汽,加热待开采稠油油藏的目标地层;
[0008] 将超声波操作井关闭,直至注入蒸汽转化成,打开超声波操作井,对待开采稠油油藏进行开采。
[0009] 本发明实施例还提供了一种稠油油藏的开采装置,用以提高稠油油藏的开发效率和采收率,该装置包括:
[0010] 超声波发生器,设置在待开采稠油油藏的超声波操作井中,用于产生超声波处理待开采稠油油藏目标的地层;
[0011] 注汽管柱,用于向超声波操作井中注入预设流量的蒸汽,加热待开采稠油油藏的目标地层;
[0012] 生产管柱,用于将超声波操作井关闭,直至注入蒸汽转化成水,打开超声波操作井,对待开采稠油油藏进行开采。
[0013] 与现有稠油油藏的开采方式相比较,本发明提供的技术方案,首先,利用超声波发生器产生的超声波处理待开采稠油油藏的目标地层,然后,向超声波操作井中注入预设流量的蒸汽,加热待开采稠油油藏的目标地层,最后,将超声波操作井关闭,直至注入蒸汽转化成水,打开超声波操作井,对待开采稠油油藏进行开采,将超声波技术引入到稠油开采技术中,利用放置在井筒内的超声波设备,通过原油降粘,地层增渗等机理,增加原油在地层中的流动性,以辅助注蒸汽采油过程,有效提高注蒸汽开发过程的热效率和油汽比,达到改善开发效果和经济有效开发稠油油藏的目的,结合了超声波辅助增产和注蒸汽开采稠油的双重优势,有效提高油藏深部原油的流动性,提高单井组控制油藏面积和油层动用程度,并提高热能利用率,最终提高稠油的采收率。附图说明
[0014] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明的限定。在附图中:
[0015] 图1是本发明实施例中稠油油藏的开采方法的流程示意图;
[0016] 图2是本发明实施例中稠油油藏的开采装置的结构示意图。

具体实施方式

[0017] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施方式和附图,对本发明做进一步详细说明。在此,本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
[0018] 发明人发现:为了改善注蒸汽过程的热效率,国外于20世纪60年代中末期开始研究将超声波应用到油田增产过程中,但是其应用仅仅局限在井筒原油降粘,井筒附近地层解堵,井筒防蜡,井筒除垢等井筒和井筒附近地层的改造措施。而并没有将超声波作为一种油藏开发技术应用在油藏开发过程中。
[0019] 考虑到上述技术问题,发明人通过大量的研究,将超声波技术引入到稠油开采技术,利用放置在井筒内的大功率超声波设备,通过原油降粘,地层增渗等机理,增加原油在地层中的流动性,以辅助注蒸汽采油过程,有效提高注蒸汽开发过程的热效率和油汽比,达到改善开发效果和经济,有效开发稠油油藏的目的。
[0020] 下面对本发明的超声波辅助热采开发稠油油藏的方法进行详细介绍。
[0021] 图1是本发明实施例中稠油油藏的开采方法的流程示意图,如图1所示,该方法包括如下步骤:
[0022] 步骤101:开启超声波发生器,利用超声波发生器产生的超声波处理待开采稠油油藏的目标地层;超声波发生器设置在待开采稠油油藏的超声波操作井中;
[0023] 步骤102:向超声波操作井中注入预设流量的蒸汽,加热待开采稠油油藏的目标地层;
[0024] 步骤103:将超声波操作井关闭,直至注入蒸汽转化成水,打开超声波操作井,对待开采稠油油藏进行开采。
[0025] 与现有稠油油藏的开采方式相比较,本发明提供的技术方案,首先,利用超声波发生器产生的超声波处理待开采稠油油藏的目标地层,然后,向超声波操作井中注入预设流量的蒸汽,加热待开采稠油油藏的目标地层,最后,将超声波操作井关闭,直至注入蒸汽转化成水,打开超声波操作井,对待开采稠油油藏进行开采,将超声波技术引入到稠油开采技术中,利用放置在井筒内的超声波设备,通过原油降粘,地层增渗等机理,增加原油在地层中的流动性,以辅助注蒸汽采油过程,有效提高注蒸汽开发过程的热效率和油汽比,达到改善开发效果和经济有效开发稠油油藏的目的,结合了超声波辅助增产和注蒸汽开采稠油的双重优势,有效提高油藏深部原油的流动性,提高单井组控制油藏面积和油层动用程度,并提高热能利用率,最终提高稠油的采收率。
[0026] 下面对超声波的作用和机理详细解释和介绍如下。
[0027] 本发明提供的超声波辅助热采开发稠油油藏方法是利用超声波对稠油油藏的特定作用,明显改善原油在油藏中的流动性的特点,与注蒸汽吞吐过程相结合,改善整个油藏的开发效果。其作用机理在于,1)、超声波作用使得不同介质间发生剪切作用,具有足够能量的一定频率的超声波在不同介质中传播时,不同介质以不同振幅,速度和加速度处于高频机械震动,从而使两相介质发生相对运动,在交界处产生摩擦和剪切,增加液体流度,改善地层结构;2)、两类纵波的耦合作用,在流体和声波场一定参数的组合下,在超声波传播过程中,产生分别作用于液相和固相的介质,而且作用方向相反的两类纵波,即第一类纵波(快波)和第二类纵波(慢波),第一类纵波主要对储层骨架进行左右,第二类纵波主要对原油流体产生作用,从而加剧固液两相界面的相对运动,更有利于两相介质分离脱落;3)、超声波岩层造缝机理,油、岩石和水的声特性阻抗是不同的,当超声波在饱和石油和水的地层内传播时,不同介质内的声波之间会发生耦合作用,在自由界面或者两种介质交界出产生新波,形成应力集中现象,该现象称为汇聚效应。除了纵波作用之外,还将产生横波,虽然横波衰减,却使岩石骨架产生切边,增加造缝能力。两者综合作用,在岩石抗拉强度较小位置产生新的裂缝,增加岩石渗透率;4)、声流作用,声场在液体中传播时,由于媒质吸收了波的动量和能量,使流体产生非周期性流动而形成的。声流作用的最大特点是使油藏流体产生强烈的涡旋,使得死孔隙的原油流出,同时声流引起流体激荡对于清除孔隙表面粘附的粘土颗粒非常有效。
[0028] 在一个实施例中,向超声波操作井中注入预设流量的蒸汽,加热待开采稠油油藏的目标地层,包括:
[0029] 监测待开采稠油油藏目标地层的升高温度;
[0030] 根据监测到的待开采稠油油藏目标地层的升高温度,向超声波操作井中注入预设流量的蒸汽,加热待开采稠油油藏的目标地层。
[0031] 在一个实施例中,升高温度的取值范围为20℃~30℃。
[0032] 具体实施时,当监测到待开采稠油油藏目标地层的温度升高20~30℃时,开始向油层中注入设计的蒸汽量。通过超声波加热目标地层流体之后,提高了蒸汽的注入能力。具体可以通过温度传感器监测待开采稠油油藏目标地层的升高温度。经过发明人大量的实验发现,当目标地层升高温度的取值范围为20℃~30℃时,向超声波操作井中注入预设流量的蒸汽,这样的效果最好,提高蒸汽的注入能力,最终提高稠油油藏的采收率。
[0033] 上述预设流量的蒸汽可以为80~120t/m。
[0034] 在一个实施例中,将超声波操作井关闭,直至注入蒸汽转化成水,打开超声波操作井,对待开采稠油油藏进行开采,包括:
[0035] 监测超声波操作井中的压力与待开采稠油油藏目标地层的原始压力的差值;
[0036] 将超声波操作井关闭,直至注入蒸汽转化成水,当监测到的超声波操作井中的压力与待开采稠油油藏目标地层的原始压力的差值小于阈值时,打开超声波操作井,对待开采稠油油藏进行开采。
[0037] 在一个实施例中,上述稠油油藏的开采方法还包括:超声波操作井中的压力与待开采稠油油藏目标地层的原始压力的差值的取值范围为小于2兆帕。
[0038] 具体实施时,注汽完成之后,将注超声波操作井关井5至10天,当监测道超声波操作井中的压力与待开采稠油油藏目标地层的原始压力的差值小于2MPa时,打开超声波操作井,取出注汽管柱,下入生产管柱,开始生产,所述生产管柱优先以自喷或人工举升的方式连续采油。具体地,可以通过压力传感器监测超声波操作井中的压力与待开采稠油油藏目标地层的原始压力的差值,经过发明人反复实验,发现当该差值的取值范围小于2兆帕时,打开超声波操作井,进行生产的效果最好,最终提高稠油油藏的采收率。
[0039] 在一个实施例中,上述稠油油藏的开采方法还包括:连续监测超声波操作井中采出液的含水量,当含水上升到80%以上,或者产油量小于1吨/天时,停止生产,进行下一周期的注汽。
[0040] 具体实施时,当监测超声波操作井中采出液的含水量,当含水上升到80%以上,或者产油量小于1吨/天时,停止生产,进行下一周期的注汽,此处提到的下一周期的注汽,可以是上述步骤101至步骤103的周期。上述步骤101至步骤103可以是一个注汽周期。
[0041] 在一个实施例中,上述稠油油藏的开采方法还包括:当连续进行吞吐操作5至8周期后,周期油汽比下降到0.2以下时,停止蒸汽吞吐操作,改为与生产井组合进行蒸汽驱操作,同时持续对待开采稠油油藏的目标地层进行超声波加热操作,或者在超声波操作井和生产井之间加密水平井,以重力泄油模式开采稠油油藏。
[0042] 具体实施时,上述5至8周期,每个注汽周期也可以是上述步骤101至步骤103。在上述停止蒸汽吞吐操作,改为与生产井组合进行蒸汽驱操作时,需要将超声波发生器放置到注采井网的生产井内,并持续发生超声波。
[0043] 在一个实施例中,向超声波操作井中注入预设流量的蒸汽,加热待开采稠油油藏的目标地层,包括:
[0044] 关闭超声波发生器,向超声波操作井中注入预设流量的蒸汽,加热待开采稠油油藏的目标地层;
[0045] 将超声波操作井关闭,直至注入蒸汽转化成水,打开超声波操作井,对待开采稠油油藏进行开采,包括:
[0046] 将超声波操作井关闭,直至注入蒸汽转化成水,打开超声波操作井;
[0047] 开启超声波发生器,对待开采稠油油藏进行开采。
[0048] 具体实施时,超声波发生器在注蒸汽和焖井期间也可关闭,只在生产阶段打开,起到促进原油生产,扩大蒸汽吞吐作用范围的作用。当然,超声波发生器在注蒸汽和焖井期间也可打开,起到促进蒸汽向地层中渗透扩散的作用。
[0049] 在一个实施例中,向超声波操作井中注入预设流量的蒸汽,加热待开采稠油油藏的目标地层,包括:
[0050] 计算所述超声波发生器的工作时间;
[0051] 根据所述超声波发生器的工作时间和功率,向超声波操作井中注入预设流量的蒸汽,加热待开采稠油油藏的目标地层。
[0052] 具体实施时,注入蒸汽量的多少可以与超声波发生器的功率协同配合设计,在超声波发生器工作时间长和功率大时,可以适当减少蒸汽注入量。这样的设计节能、合理。
[0053] 在一个实施例中,开启超声波发生器,利用超声波发生器产生的超声波处理待开采稠油油藏的目标地层,包括:
[0054] 利用超声波使稠油油藏的目标地层内不同介质间发生剪切作用,增加液体流动性,改善目标地层的结构;
[0055] 利用超声波产生的第一类纵波和第二类纵波的耦合作用,加剧固液两相界面的相对运动,加速目标地层的两相介质的分离脱落;所述第一类纵波为快波,第二类纵波为慢波;
[0056] 利用超声波在饱和石油和水的地层内传播,增加目标地层的岩石造缝能力,增加目标地层的岩石渗透率;
[0057] 利用超声波的声流作用,使稠油油藏流体产生强烈的涡旋,死孔隙的原油流出,利用声流引起流体激荡,清除目标地层的孔隙表面粘附的粘土颗粒。
[0058] 在本发明另一实施例中,稠油油藏的开采方法包括如下步骤:
[0059] 1)、超声波辅助热采开发稠油油藏开发方法,适用于满足以下条件的油藏:油藏深度<2000m;油层厚度>10m;油层平面渗透率>500md,油层垂向渗透率>200md;原油粘度>2000mPa.s;含油饱和度>50%;净毛比>0.7;
[0060] 2)、在稠油油藏已有吞吐井区域内选择注采井网,注采井网应至少包括一个注采井组,选择注采井组的中心井作为超声波操作井;
[0061] 3)、在井筒中下入超声波换能器(超声波发生器),并适时进行通电,产生超声波处理地层;
[0062] 4)、注汽阶段,按照常规蒸汽吞吐设计方式,按照设计注汽强度向地层注入蒸汽;
[0063] 5)、注入进行5~10天时间焖井,使注入油藏的蒸汽热量完全释放并转化成水,并使油藏内原油充分受热和超声波作用达到提高流动性的目的。
[0064] 6)、随后开井生产,当产量降低到1吨/天或者含水率达到92%时关井,开始注汽进入下一周期,依次循环;
[0065] 7)、吞吐轮次5~8周期,当周期油汽比下降至0.2时,停止注蒸汽吞吐操作,改为与附近直井组合的面积井网蒸汽驱操作,或者加密水平井以重力泄油模式开发。
[0066] 在本发明的一实施例中,步骤1)中所述油藏满足以下条件:油藏深度<2500m;油层厚度>10m。
[0067] 在本发明的一实施例中,步骤1)中所述油藏满足以下条件:油层平面渗透率>500md,油层垂向渗透率>200md。
[0068] 在本发明的一实施例中,步骤1)中所述油藏满足以下条件:原油粘度>2000mPa.s。
[0069] 在本发明的一实施例中,步骤1)中所述油藏满足以下条件:含油饱和度>50%。
[0070] 在本发明的一实施例中,步骤1)中所述油藏满足以下条件:净毛比>0.7。
[0071] 在本发明的一实施例中,步骤2)中所述注采井网满足以下条件:注采井距不大于100m,井网形式可以为5点,9点,或者7点式井网。
[0072] 在本发明的一实施例中,步骤2)中所述超声波操作井满足以下条件:井况较好,固井质量较好,全井段有射孔。
[0073] 在本发明的一实施例中,步骤3)中所述超声波换能器满足能在高温条件下持续工作,超声波换能器脉冲声功率在10KW以上,所产生超声波频率20~25kHz,工作温度小于250℃,工作压力小于30Mpa。
[0074] 在本发明的一实施例中,步骤3)中所述超声波发生器通过低损耗超声波增油电缆提供电力,该电缆长度2500m传输效率达到80%以上。
[0075] 在本发明的一实施例中,步骤3)中所述超声波发生器在注蒸汽和焖井期间也可关闭,只在生产阶段打开,起到促进原油生产,扩大蒸汽吞吐作用范围的作用;
[0076] 在本发明的一实施例中,步骤3)中所述超声波发生器在注蒸汽和焖井期间也可打开,起到促进蒸汽向地层中渗透扩散的作用;
[0077] 在本发明的一实施例中,步骤3)中所述超声波发生器可以在井筒中360°旋转,加热不同方向的井筒附近的地层;
[0078] 在本发明的一实施例中,步骤4)中所述设计注蒸汽量需要与超声波换能器功率协同配合设计,在超声波换能器工作时间长和功率大时,可以适当减少蒸汽注入量。
[0079] 在本发明的一实施例中,步骤4)中所述预热阶段蒸汽吞吐可以设计周期注汽量标准为80~120t/m。
[0080] 在本发明的一实施例中,步骤6)中所述生产制度可以以自喷或者人工举升的方式连续采油。
[0081] 在本发明的一实施例中,步骤7)中所述面积井网驱替方式需要将超声波发生器放置到注采井网的生产井筒内,并持续发生超声波。
[0082] 基于同一发明构思,本发明实施例中还提供了一种稠油油藏的开采装置,如下面的实施例所述。由于一种稠油油藏的开采装置问题的原理与一种稠油油藏的开采方法相似,因此一种稠油油藏的开采装置的实施可以参见一种稠油油藏的开采方法的实施,重复之处不再赘述。以下所使用的,术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现,但是硬件,或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
[0083] 图2是本发明实施例中稠油油藏的开采装置的结构示意图,如图2所示,该装置包括:
[0084] 超声波发生器11,设置在待开采稠油油藏的超声波操作井1中,用于产生超声波处理待开采稠油油藏的目标地层6;
[0085] 注汽管柱13,用于向超声波操作井1中注入预设流量的蒸汽,加热待开采稠油油藏的目标地层6;
[0086] 生产管柱,用于将超声波操作井关闭,直至注入蒸汽转化成水,打开超声波操作井,对待开采稠油油藏进行开采。
[0087] 具体实施时,超声波发生器11可以通过超声波发生器支架12固定在超声波操作井1中,生产管柱未在图2中示出,具体实施时,将超声波操作井关闭预设时间后,打开超声波操作井1,取出注汽管柱13,下入生产管柱,开始生产。在图2中,4为蒸汽吞吐作用范围,5为超声波作用的范围,6为待开采稠油油藏目标地层。
[0088] 在一个实施例中,稠油油藏的开采装置还包括:
[0089] 温度传感器14,设置在所述超声波操作井1中,用于监测待开采稠油油藏目标地层6的升高温度;
[0090] 所述注汽管柱13具体用于根据监测到的待开采稠油油藏目标地层6的升高温度,向超声波操作井1中注入预设流量的蒸汽,加热待开采稠油油藏的目标地层6。
[0091] 在一个实施例中,稠油油藏的开采装置还包括:
[0092] 压力传感器15,设置在所述超声波操作井1中,用于监测超声波操作井中的压力与待开采稠油油藏目标地层6的原始压力的差值;
[0093] 所述生产管柱具体用于将超声波操作井关闭,直至注入蒸汽转化成水,当监测到的超声波操作井中的压力与待开采稠油油藏目标地层的原始压力的差值小于阈值时,打开超声波操作井,对待开采稠油油藏进行开采。
[0094] 在一个实施例中,所述超声波发生器的脉冲声功率在10千瓦以上,所述超声波发生器产生超声波的频率范围为20千赫兹~25千赫兹,所述超声波发生器的工作温度小于250℃,所述超声波发生器的工作压力小于30兆帕。
[0095] 在一个实施例中,所述超声波发生器为在超声波操作井中360°旋转的超声波发生器。超声波发生器可以在井筒中360°旋转,加热不同方向的井筒附近的地层。
[0096] 下面再以实例来进行说明,以便于理解如何实施本发明。
[0097] 以某一稠油油藏为例阐释本发明的应用方法。油藏深度600m,油藏温度下原油粘度230000厘泊,目标油层6厚度55m,孔隙度30%,含油饱和度75%,渗透率2000mD。
[0098] (1)部署注采井网
[0099] 如图2所示,在稠油油藏区域内设置注采井网:所述注采井网包括至少一个注采井组,图2中所示为一个注采井组,该注采井组包括一个驱替井(超声波操作井)1和驱替井周围的若干生产井2;本实施例中选择的超声波操作井1应全井段射孔,并且井况良好。所述生产井2油该井周围的相邻吞吐井组成。
[0100] 在超声波操作井中1下入超声波发生器11和超声波发生器支架12,并将该装置固定到目的层位6的深度范围内。所述超声波发生器支架12可以满足使超声波发生器11按照规定速度旋转或者固定在某一度。所述超声波发生器11通过电缆与地面电源连接,所述电缆应该满足电缆长度2500m传输效率达到80%以上;所述目标油层6是指当油藏中含有一个或多个独立的层位时,欲应用本发明实施例开发的某一独立油层或几个油层。
[0101] 在超声波操作井1分别下入温度传感器14和压力传感器15,在生产井2中分别下入温度传感器24和压力传感器25,所述压力传感器和温度传感器均匀部署在目标油层的整个范围内,以监测超声波操作井1和生产井2的近井地带压力和温度变化。
[0102] (2)超声波辅助采油
[0103] 开启超声波发生器3,利用温度传感器14连续监测井筒附近的温度,油层温度升高20~30℃时,开始通过注汽管柱13向油层中注入设计的蒸汽量。目的在于通过超声波加热地层流体之后,提高蒸汽的注入能力。
[0104] 注汽完成之后,将注超声波操作井1关井5~10天,待压力传感器15测得的压力与原始地层压力相差小于2MPa时,打开超声波操作井1,取出注汽管柱13,下入生产管柱,开始生产。所述生产管柱优先以自喷或人工举升的方式连续采油。
[0105] 连续监测超声波操作井1的采出液含水量,当含水上升到80%以上,或者产油量小于1吨/天时。停止生产,取出生产管柱,下入注汽管柱13,开始新一轮次注汽。
[0106] 当连续进行吞吐操作5~8周期后,周期油汽比下降到0.2以下时,停止蒸汽吞吐操作,改为与生产井2组合进行蒸汽驱操作,同时持续对目标油层6进行超声波加热操作。或者在超声波操作井1和生产井2之间加密水平井,以重力泄油模式开发。
[0107] 对目标油层进行了超声波辅助吞吐生产和常规蒸汽吞吐生产的效果对比:
[0108] 1)当目标油层用常规蒸汽吞吐方法生产时,平均周期油汽比在0.5左右,最大日产油只有20m3/d,最终采收率15%左右,井筒附近的动用范围在25m左右;
[0109] 2)当目标油层考虑超声波辅助蒸汽吞吐时,平均周期油汽比提高到0.63,最大日产油31m3/d,吞吐最终采收率21%。考虑到超声波辅助蒸汽吞吐提高了单井日产量,因此可以认为超声波辅助蒸汽吞吐技术操作延长了蒸汽吞吐的时间,实际操作的生产效果要好于模拟的结果。
[0110] 本发明属于石油开发领域,特别涉及一种新型的稠油热采采油方法,结合超声波辅助增产和注蒸汽开采稠油的双重优势,有效提高油藏深部原油的流动性,提高单井组控制油藏面积和油层动用程度,并提高热能利用率,最终提高稠油的采收率。
[0111] 本发明的超声波辅助热采开发稠油油藏方法与现有的水平井开采热采稠油油藏方法相比具有较大改进:超声波作用可以改善油藏性质,促进蒸汽向油藏中的渗流,有效扩大加热范围;原油受到热力和超声波作用力的双重降粘作用,流动性得到改善;本发明对于油藏中存在隔夹层的情况具有较好的改造作用,超声波同时可以改造夹层和储层,促进了渗流通道的改善,有效扩大开发动用范围。在蒸汽吞吐开采的基础上,本发明可以继续提高采收率10%左右,加上蒸汽吞吐的采出程度,总体吞吐采收率可以达到30%左右。
[0112] 综上可见,本发明实施例是一种新型超声波辅助蒸汽吞吐开发稠油油藏方法,和常规蒸汽吞吐方法相比,本发明改善了蒸汽吞吐的生产效果,提高了蒸汽利用率,增大了蒸汽吞吐的动用范围,提高了油藏的吞吐采收率。在极端情况下,可以仅仅注入少量的蒸汽,只依靠超声波辅助的方法进行促进生产,因此,该方法可以作为蒸汽吞吐的辅助方法是用,也可以作为一种独立的开发方式用于开发稠油油藏。
[0113] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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