專利名稱：蒸汽輔助重力泄油sagd過程中的阻汽控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及SAGD開采技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及蒸汽輔助重力泄油SAGD過程中的 阻汽控制裝置。
背景技術(shù)：
SAGD (Steam Assisted Gravity Drainage，蒸汽輔助重力泄油)是國際開發(fā)超稠 油的一項前沿技術(shù)。其理論最初是基于注水采鹽原理，即注入淡水將鹽層中固體鹽溶解，濃 度大的鹽溶液由于其密度大而向下流動，而密度相對較小的水溶液浮在上面，通過持續(xù)向 鹽層上部注水，將鹽層下部連續(xù)的高濃度鹽溶液采出。將這一原理應(yīng)用于注蒸汽熱采過程 中，就產(chǎn)生了重力泄油的概念。SAGD就是蒸汽驅(qū)開采方式，即向地下連續(xù)注入蒸汽加熱油 層，將原油驅(qū)至周圍生產(chǎn)井中，然后采出。SAGD將蒸汽從位于油藏底部附近的水平井上方的 一口直井或一 口水平井注入油藏，被加熱的原油和蒸汽冷凝液從油藏底部的水平井產(chǎn)出的 采油方法，具有較高的采油能力、油汽比、最終采收率的優(yōu)點，并且能夠降低井間干擾，避免 過早井間竄通。隨著國內(nèi)稠油油田SAGD方法先導(dǎo)試驗的成功及其在現(xiàn)場的推廣應(yīng)用，“汽竄”問 題日益突出，嚴重影響了 SAGD的驅(qū)油效果。為此，相繼開展了 SAGD溫度與壓力監(jiān)測技術(shù) 的研究，并形成了 SAGD多點溫度壓力監(jiān)測和油井光纖溫度壓力監(jiān)測兩項技術(shù)。但是，由于 SAGD這種新的稠油開采方法在國內(nèi)應(yīng)用時間不長，而且，國內(nèi)主要采用的是直井與水平井 組合SAGD，國外以雙水平井SAGD為主，因此，可供借鑒的控制“汽竄”的經(jīng)驗不多；其次，由 于目前國內(nèi)油田科研人員普遍存在著對技術(shù)掌握得較透徹，而缺乏對現(xiàn)場錄入數(shù)據(jù)的深入 挖掘與分析能力，因此，往往都是事后發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，嚴重影響了 SAGD的正常生產(chǎn)； 另外，很多位于SAGD生產(chǎn)一線的科研人員積累了一定的控制“汽竄”經(jīng)驗，但都掌握在個人 頭腦里沒有共享，因此，這些經(jīng)驗就無法觸類旁通地應(yīng)用于其他的現(xiàn)場，以至于實際工作中 走很多彎路。

實用新型內(nèi)容本實用新型實施例提供一種SAGD過程中的阻汽控制裝置，用以防止汽竄的發(fā)生， 該裝置包括監(jiān)測設(shè)備，用于利用SAGD多點溫度壓力監(jiān)測曲線，監(jiān)測水平井的泵下或井底溫 度，以及監(jiān)測水平井的泵下或井底壓力；判決設(shè)備，與所述監(jiān)測設(shè)備相連，用于將所述監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測的溫度與所述監(jiān)測設(shè) 備監(jiān)測該溫度時監(jiān)測的壓力下的飽和蒸汽溫度進行比較，并輸出比較結(jié)果；控制設(shè)備，與所述判決設(shè)備相連，用于根據(jù)所述判決設(shè)備輸出的比較結(jié)果，控制排 液速度。本實用新型實施例還提供一種SAGD過程中的阻汽控制裝置，用以防止汽竄的發(fā) 生，該裝置包括[0009]判決設(shè)備，用于確定觀察井的油井光纖溫度壓力監(jiān)測曲線的形狀；控制設(shè)備，與所述判決設(shè)備相連，用于根據(jù)所述判決設(shè)備確定的觀察井的油井光 纖溫度壓力監(jiān)測曲線的形狀，調(diào)整所述觀察井周圍注汽井的注汽量。本實用新型實施例提供的SAGD過程中的阻汽控制裝置，可以減少SAGD過程中發(fā) 生汽竄的次數(shù)，增加注入蒸汽波及體積，提高SAGD驅(qū)油效果和經(jīng)濟效益。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前 提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中圖1為本實用新型實施例中SAGD過程中的阻汽控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2為本實用新型實施例中控制設(shè)備103的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例中某水平井的SAGD多點溫度壓力監(jiān)測曲線的示意圖；圖4為本實用新型實施例中控制設(shè)備103在一個具體實例中的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實用新型實施例中另一 SAGD過程中的阻汽控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實用新型實施例中控制設(shè)備502的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實用新型實施例中控制設(shè)備502的另一結(jié)構(gòu)示意圖；圖8a為本實用新型實施例中SAGD觀察井1的油井光纖溫度壓力監(jiān)測曲線的示意 圖；圖8b為本實用新型實施例中SAGD觀察井2的油井光纖溫度壓力監(jiān)測曲線的示意 圖。
具體實施方式
為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖對 本實用新型實施例做進一步詳細說明。在此，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解 釋本實用新型，但并不作為對本實用新型的限定。為便于理解本實用新型實施例提供的SAGD過程中的阻汽控制裝置，下面先對 SAGD汽竄發(fā)生的原因進行簡要分析。SAGD汽竄發(fā)生的原因主要有以下幾方面1、儲層非均質(zhì)性的影響SAGD開發(fā)區(qū)主力油層自上而下主要為館陶油層、興I組油層及興VI組油層，其中 館陶油層為濕型沖積扇沉積，興I組油層為沖積扇——辮狀河——扇三角洲沉積體系，屬牽 引流沉積，興VI組油層為一套重力流沉積，屬濁流沉積體系。這3套層系沉積類型不同，儲 層特性具有較大的差異性。但由于油層為大孔高滲儲層，層內(nèi)非均質(zhì)性較強，存在高滲層， 油層吸汽能力差異較大，使注入蒸汽易沿滲流阻力較小的高滲層突進，從而造成汽竄。2、注采井網(wǎng)的影響由于SAGD開發(fā)區(qū)域埋藏較深，屬中深層油藏，因此注采井網(wǎng)較小。雙水平井SAGD 上下水平井距為5m，直井與水平井組合方式，注采井距為35m，注汽直井射孔井段底界距水 平井位5m。較小的注采井網(wǎng)使得蒸汽容易竄入生產(chǎn)井中，發(fā)生汽竄。[0028]3、注采井熱連通的影響由于SA⑶開發(fā)是在蒸汽吞吐后期實施的，油藏已經(jīng)動用，非均質(zhì)性加強。由于前 期吞吐階段動用的不均勻性導(dǎo)致各注汽井與生產(chǎn)井熱連通狀況不同，蒸汽容易沿著先期動 用較好、含油飽和度低、注采井壓差的區(qū)域竄入生產(chǎn)井。4、注采參數(shù)的影響例如，1噸冷水當(dāng)量的蒸汽，在地下3MPa、干度75%的情況下，體積增加50倍。又 如，注汽速度過高也易導(dǎo)致汽竄發(fā)生，如果注汽速度過高，不但不能達到擴大加熱半徑的目 的，反而會使吸汽能力較低的油層憋壓嚴重，最終導(dǎo)致油層壓開裂縫，造成汽竄。
基于上述對SAGD汽竄發(fā)生的原因分析，本實用新型實施例提供一種SAGD過程中 的阻汽控制裝置，如圖1所示，其結(jié)構(gòu)可以包括監(jiān)測設(shè)備101，用于利用SAGD多點溫度壓力監(jiān)測曲線，監(jiān)測水平井的泵下或井底 溫度，以及監(jiān)測水平井的泵下或井底壓力；判決設(shè)備102，與所述監(jiān)測設(shè)備101相連，用于將所述監(jiān)測設(shè)備101監(jiān)測的溫度 與所述監(jiān)測設(shè)備101監(jiān)測該溫度時監(jiān)測的壓力下的飽和蒸汽溫度進行比較，并輸出比較結(jié) 果；控制設(shè)備103，與所述判決設(shè)備102相連，用于根據(jù)所述判決設(shè)備102輸出的比較 結(jié)果，控制排液速度。由圖1所示結(jié)構(gòu)可知，本實用新型實施例提供的SAGD過程中的阻汽控制裝置中， 監(jiān)測設(shè)備101利用SAGD多點溫度壓力監(jiān)測曲線，監(jiān)測水平井的泵下或井底溫度，以及水平 井的泵下或井底壓力；判決設(shè)備102將監(jiān)測設(shè)備101監(jiān)測的溫度與監(jiān)測設(shè)備101監(jiān)測該溫 度時監(jiān)測的壓力下的飽和蒸汽溫度進行比較，并輸出比較結(jié)果；控制設(shè)備103根據(jù)該比較 結(jié)果，控制排液速度；可以減少SAGD過程中發(fā)生汽竄的次數(shù)，增加注入蒸汽波及體積，提高 SAGD驅(qū)油效果和經(jīng)濟效益。具體實施時，當(dāng)SAGD注采井形成熱連通后，逐步進入到以重力為主導(dǎo)作用的泄油 階段，這一階段操作的關(guān)鍵是控制水平井的泵下或井底溫度低于監(jiān)測該溫度時監(jiān)測的壓力 下的飽和蒸汽溫度10-20°C (該具體數(shù)值可以按實際需要設(shè)定)。實施中可以由監(jiān)測設(shè)備 101實時利用SAGD多點溫度壓力監(jiān)測曲線，監(jiān)測水平井的泵下或井底溫度；并由判決設(shè)備 102將監(jiān)測的溫度與監(jiān)測該溫度時監(jiān)測的壓力下的飽和蒸汽溫度進行比較。如果判決設(shè)備102輸出的比較結(jié)果為監(jiān)測的溫度與監(jiān)測該溫度時監(jiān)測的壓力下 的飽和蒸汽溫度之差小于閾值(即監(jiān)測的溫度接近監(jiān)測該溫度時監(jiān)測的壓力下的飽和蒸 汽溫度)，或監(jiān)測的溫度超過監(jiān)測該溫度時監(jiān)測的壓力下的飽和蒸汽溫度，則會出現(xiàn)蒸汽閃 蒸，排液速度超過了泄油能力。此時，控制設(shè)備103需要降低排液速度，從而提高井底壓力， 降低水平段溫度，控制合理的汽液界面。如圖2所示，一個實施例中控制設(shè)備103可以包括獲知模塊201，用于獲知所述判決設(shè)備102輸出的比較結(jié)果為所述監(jiān)測的溫度與 所述飽和蒸汽溫度之差小于閾值，或所述監(jiān)測的溫度超過所述飽和蒸汽溫度；控制模塊202，與所述獲知模塊201相連，用于在所述獲知模塊201獲知上述比較 結(jié)果后，降低排液速度。如果判決設(shè)備102輸出的比較結(jié)果為在設(shè)定時長內(nèi)超過設(shè)定次數(shù)發(fā)生監(jiān)測的溫度與所述飽和蒸汽溫度之差小于閾值，或監(jiān)測的溫度超過所述飽和蒸汽溫度，則也會出現(xiàn) 蒸汽閃蒸，排液速度超過了泄油能力。此時控制設(shè)備103可以通過下調(diào)水平井的沖次，降低 排液速度。例如，某水平井先后兩次泵下或井底溫度接近監(jiān)測該溫度時監(jiān)測的壓力下的飽 和蒸汽溫度(即出現(xiàn)蒸汽閃蒸)，現(xiàn)場通過下調(diào)水平井的沖次，回到SAGD操作的合理范圍 內(nèi)。舉一例如圖3所示，在圖3的某水平井的SAGD多點溫度壓力監(jiān)測曲線中，示出了不同 日期的日產(chǎn)液和日產(chǎn)油，還示出了在相應(yīng)日期監(jiān)測的水平井的泵下或井底溫度(以井深為 1225m、950m、660m為例)以及對應(yīng)壓力下的飽和蒸汽溫度曲線。如圖4所示，一個實施例中，獲知模塊201可以包括獲知單元401，用于獲知所述判決設(shè)備102輸出的比較結(jié)果為在設(shè)定時長內(nèi)超過 設(shè)定次數(shù)發(fā)生所述監(jiān)測的溫度與所述飽和蒸汽溫度之差小于閾值，或所述監(jiān)測的溫度超 過所述飽和蒸汽溫度控制模塊202可以包括控制單元402，與所述獲知單元401相連，用于在所述獲知單元401獲知上述比較 結(jié)果后，通過下調(diào)水平井的沖次，降低排液速度?；谏鲜鰧AGD汽竄發(fā)生的原因分析，本實用新型實施例還提供一種SAGD過程 中的阻汽控制裝置，如圖5所示，其結(jié)構(gòu)可以包括
判決設(shè)備501，用于確定觀察井的油井光纖溫度壓力監(jiān)測曲線的形狀；控制設(shè)備502，與所述判決設(shè)備501相連，用于根據(jù)所述判決設(shè)備501確定的觀察 井的油井光纖溫度壓力監(jiān)測曲線的形狀，調(diào)整所述觀察井周圍注汽井的注汽量。由圖5所示結(jié)構(gòu)可知，本實用新型實施例提供的SAGD過程中的阻汽控制裝置，由 判決設(shè)備501確定觀察井的油井光纖溫度壓力監(jiān)測曲線的形狀；控制設(shè)備502根據(jù)所述判 決設(shè)備501確定的觀察井的油井光纖溫度壓力監(jiān)測曲線的形狀，調(diào)整所述觀察井周圍注汽 井的注汽量；可以減少SAGD過程中發(fā)生汽竄的次數(shù)，增加注入蒸汽波及體積，提高SAGD驅(qū) 油效果和經(jīng)濟效益。具體實施時，判決設(shè)備501先確定觀察井的油井光纖溫度壓力監(jiān)測曲線的形狀； 如果該觀察井的油井光纖溫度壓力監(jiān)測曲線呈指形、鐘形或漏斗形，則說明未形成蒸汽腔， 泄油通道小，泄油能力有限；此時控制設(shè)備502可以降低該觀察井周圍注汽井的注汽量，以 便更好地利用蒸汽熱能。如圖6所示，一個實施例中，控制設(shè)備502可以包括第一獲知模塊601，用于獲知所述判決設(shè)備501確定的觀察井的油井光纖溫度壓 力監(jiān)測曲線呈指形、鐘形或漏斗形；第一調(diào)整模塊602，與所述第一獲知模塊601相連，用于在所述第一獲知模塊601 獲知所述油井光纖溫度壓力監(jiān)測曲線呈指形、鐘形或漏斗形時，降低所述觀察井周圍注汽 井的注汽量。如果判決設(shè)備501確定該觀察井的油井光纖溫度壓力監(jiān)測曲線呈箱形，則說明已 形成蒸汽腔，泄油通道大，泄油能力強、產(chǎn)量高；此時控制設(shè)備502可以增加該觀察井周圍 注汽井的注汽量，以保證蒸汽腔的操作壓力及泄油能力。如圖7所示，一個實施例中，控制設(shè)備502可以包括第二獲知模塊701，用于獲知所述判決設(shè)備501確定的觀察井的油井光纖溫度壓力監(jiān)測曲線呈箱形；第二調(diào)整模塊702，與所述第二獲知模塊701相連，用于在所述第二獲知模塊701 確定所述油井光纖溫度壓力監(jiān)測曲線呈箱形時，增加所述觀察井周圍注汽井的注汽量。舉一例，如圖8a所示，SAGD觀察井1的油井光纖溫度壓力監(jiān)測曲線在2006年初 呈指形，說明尚未形成蒸汽腔，泄油通道小，泄油能力有限。根據(jù)這一現(xiàn)象，降低了該觀察井 周圍注汽井的注汽量，以便更好地利用蒸汽熱能。如圖8b所示，SAGD觀察井2的油井光纖 溫度壓力監(jiān)測曲線在2006年初呈箱形，說明已形成蒸汽腔，泄油通道大，泄油能力強、產(chǎn)量 高。為此，增加該觀 察井周圍注汽井的注汽量，以保證蒸汽腔的操作壓力及泄油能力。具體實施時，還可以將上述判斷蒸汽腔是否形成與蒸汽腔的發(fā)育擴展方向結(jié)合， 進一步調(diào)整相關(guān)注采參數(shù)，從而防止蒸汽突進，形成汽竄。例如，調(diào)整時可以綜合考慮觀察 井周圍注汽井的注汽量和注汽速度。綜上所述，本實用新型實施例提供的SAGD過程中的阻汽控制裝置，可以減少SAGD 過程中發(fā)生汽竄的次數(shù)，增加注入蒸汽波及體積，提高SAGD驅(qū)油效果和經(jīng)濟效益。實驗證明，本實用新型實施例提供的SAGD過程中的阻汽控制裝置在現(xiàn)場的應(yīng)用 可以使汽竄發(fā)生比率小于10%，有效地提高SA⑶驅(qū)油效果。本實用新型實施例提供的SAGD 過程中的阻汽控制裝置適用于直井與水平井組合SAGD生產(chǎn)過程中的汽竄控制。以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一 步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限定本 實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改 進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種蒸汽輔助重力泄油SAGD過程中的阻汽控制裝置，其特征在于，該裝置包括 監(jiān)測設(shè)備，用于利用SAGD多點溫度壓力監(jiān)測曲線，監(jiān)測水平井的泵下或井底溫度，以及監(jiān)測水平井的泵下或井底壓力；判決設(shè)備，與所述監(jiān)測設(shè)備相連，用于將所述監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測的溫度與所述監(jiān)測設(shè)備監(jiān) 測該溫度時監(jiān)測的壓力下的飽和蒸汽溫度進行比較，并輸出比較結(jié)果；控制設(shè)備，與所述判決設(shè)備相連，用于根據(jù)所述判決設(shè)備輸出的比較結(jié)果，控制排液速度。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述控制設(shè)備包括獲知模塊，用于獲知所述判決設(shè)備輸出的比較結(jié)果為所述監(jiān)測的溫度與所述飽和蒸 汽溫度之差小于閾值，或所述監(jiān)測的溫度超過所述飽和蒸汽溫度；控制模塊，與所述獲知模塊相連，用于在所述獲知模塊獲知上述比較結(jié)果后，降低排液 速度。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述獲知模塊包括獲知單元，用于獲知所述判決設(shè)備輸出的比較結(jié)果為在設(shè)定時長內(nèi)超過設(shè)定次數(shù)發(fā) 生所述監(jiān)測的溫度與所述飽和蒸汽溫度之差小于閾值，或所述監(jiān)測的溫度超過所述飽和 蒸汽溫度所述控制模塊包括控制單元，與所述獲知單元相連，用于在所述獲知單元獲知上述比較結(jié)果后，通過下調(diào) 水平井的沖次，降低排液速度。
4.一種SAGD過程中的阻汽控制裝置，其特征在于，該裝置包括 判決設(shè)備，用于確定觀察井的油井光纖溫度壓力監(jiān)測曲線的形狀；控制設(shè)備，與所述判決設(shè)備相連，用于根據(jù)所述判決設(shè)備確定的觀察井的油井光纖溫 度壓力監(jiān)測曲線的形狀，調(diào)整所述觀察井周圍注汽井的注汽量。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述控制設(shè)備包括第一獲知模塊，用于獲知所述判決設(shè)備確定的觀察井的油井光纖溫度壓力監(jiān)測曲線呈 指形、鐘形或漏斗形；第一調(diào)整模塊，與所述第一獲知模塊相連，用于在所述第一獲知模塊獲知所述油井光 纖溫度壓力監(jiān)測曲線呈指形、鐘形或漏斗形時，降低所述觀察井周圍注汽井的注汽量。
6.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述控制設(shè)備包括第二獲知模塊，用于獲知所述判決設(shè)備確定的觀察井的油井光纖溫度壓力監(jiān)測曲線呈 箱形；第二調(diào)整模塊，與所述第二獲知模塊相連，用于在所述第二獲知模塊確定所述油井光 纖溫度壓力監(jiān)測曲線呈箱形時，增加所述觀察井周圍注汽井的注汽量。
專利摘要本實用新型公開了一種SAGD過程中的阻汽控制裝置，包括監(jiān)測設(shè)備，用于利用SAGD多點溫度壓力監(jiān)測曲線，監(jiān)測水平井的泵下或井底溫度，以及監(jiān)測水平井的泵下或井底壓力；判決設(shè)備，與所述監(jiān)測設(shè)備相連，用于將所述監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測的溫度與所述監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測該溫度時監(jiān)測的壓力下的飽和蒸汽溫度進行比較，并輸出比較結(jié)果；控制設(shè)備，與所述判決設(shè)備相連，用于根據(jù)所述判決設(shè)備輸出的比較結(jié)果，控制排液速度。采用本實用新型可以減少SAGD過程中發(fā)生汽竄的次數(shù)，增加注入蒸汽波及體積，提高SAGD驅(qū)油效果和經(jīng)濟效益。
文檔編號E21B43/24GK201874544SQ20102064111
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者劉德鑄, 劉洪芹, 安九泉, 彭松良, 王宏遠, 袁愛武, 鄭曉松 申請人:中國石油天然氣股份有限公司