專利名稱：一種火驅(qū)過程中水平生產(chǎn)井井溫預(yù)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明設(shè)計稠油油藏火驅(qū)開采技術(shù)，具體的講是一種火驅(qū)過程中水平生產(chǎn)井井溫預(yù)測方法。
背景技術(shù)：
我國稠油資源較為豐富，約占總資源量的20%以上， 但隨著稠油的不斷開發(fā)，有些儲量依靠常規(guī)的開發(fā)手段難以實現(xiàn)有效動用，THAI 火驅(qū)作為一項稠油開發(fā)新的工藝，具有采收率高、成本低、熱能利用率高、油藏適應(yīng)性廣等優(yōu)點，越來越受到人們的重視，成為稠油難動用儲量的有效接替技術(shù)。而在重力火驅(qū)過程中如何有效的預(yù)測生產(chǎn)井筒內(nèi)任意一點的溫度，保證井筒內(nèi)溫度在一個合理的范圍之內(nèi)，滿足保證井下和地面的設(shè)備安全，又滿足流體具有良好的流動性，成為這一工藝技術(shù)能否順利實施的關(guān)鍵，目前已有的一些井溫預(yù)測方法，多數(shù)都是適用于高溫氣井，并且是在井筒為直井的情況下，而針對THAI 火驅(qū)中的流體是稠油和氣體的混合物，且采用水平井生產(chǎn)，還沒有相應(yīng)的方法來進行井溫預(yù)測。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供了一種火驅(qū)油層過程中水平生產(chǎn)井井溫預(yù)測方法，該方法包括根據(jù)水平生產(chǎn)井井段中的微元體熱平衡條件建立泄油段微元體溫度預(yù)測模型和非泄油段微元體溫度預(yù)測模型；根據(jù)水平生產(chǎn)井井段的邊界條件，所述的泄油段微元體溫度預(yù)測模型以及非泄油段微元體溫度預(yù)測模型建立水平生產(chǎn)井井溫預(yù)測模型；獲取火驅(qū)油層過程中水平生產(chǎn)井的油層參數(shù)、井筒數(shù)據(jù)及流體數(shù)據(jù)，根據(jù)建立的水平生產(chǎn)井井溫預(yù)測模型生成水平生產(chǎn)井井溫預(yù)測結(jié)果。為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(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發(fā)明的一些實施例，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。圖I為本發(fā)明火驅(qū)油層過程中水平生產(chǎn)井井溫預(yù)測方法的流程圖；圖2為微元體熱量傳遞示意圖；圖3為火燒水平生產(chǎn)井井筒示意圖；圖4為輸入油層參數(shù)、井筒數(shù)據(jù)及流體數(shù)據(jù)的界面示意圖5為井溫預(yù)測的預(yù)測結(jié)果。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范 圍。本發(fā)明公開了一種火驅(qū)油層過程中水平生產(chǎn)井井溫預(yù)測方法，如圖I所示，該方法包括如下步驟步驟S101，根據(jù)水平生產(chǎn)井井段中的微元體熱平衡條件建立泄油段微元體溫度預(yù)測模型和非泄油段微元體溫度預(yù)測模型；步驟S102，根據(jù)水平生產(chǎn)井井段的邊界條件，所述的泄油段微元體溫度預(yù)測模型以及非泄油段微元體溫度預(yù)測模型建立水平生產(chǎn)井井溫預(yù)測模型；步驟S103，獲取火驅(qū)油層過程中水平生產(chǎn)井的油層參數(shù)、井筒數(shù)據(jù)及流體數(shù)據(jù)，根據(jù)建立的水平生產(chǎn)井井溫預(yù)測模型生成水平生產(chǎn)井井溫預(yù)測結(jié)果。本發(fā)明實施給出一種THAI 火驅(qū)過程中水平生產(chǎn)井井溫預(yù)測方法，可計算出井筒內(nèi)流體溫度分布情況，解決目前重力火燒水平生產(chǎn)井井筒內(nèi)流體溫度無法預(yù)測的難題，為控制井筒內(nèi)流體溫度提供依據(jù)。本發(fā)明實施例中做如下假設(shè)( I)地層為無限大平面；(2)傳熱為穩(wěn)態(tài)傳熱；(3)井筒及地層中的熱損失是徑向的，不考慮沿井深方向的傳熱；(4)井筒中任一截面上各點的溫度均相等。取井底為坐標(biāo)原點,垂直向上為正。如圖2所示,為微元體熱量傳遞示意圖,在油管上取長為dz的微元體，根據(jù)能量守恒定律氣體流經(jīng)微元體時，以對流方式流入微元體的熱量等于流出微元體的熱量加上微元體向第二接觸面?zhèn)鬟f的熱量。流入微元體的熱量為Qt (z) =WtCpmTf (Z) (I)流出微元體的熱量為Qt (z+dz) =WtCpmTf (z+dz) (2)鑒于所取微段dz相對較短，在微段內(nèi)的徑向傳熱可近似地按微段起點井筒與井筒/地層界面的溫差計算。如此，氣體向第二接觸面徑向傳遞的熱量可近似表達為Qrl (z) =2 rt0Ut0 (Tf-Th) dz (3)由微元體的熱量平衡條件Qt (Z)=Qt (z+dz) +Qrl (z) (4)得:WtCpm ^ = 2rrtof/to (Fh-Ff)(5)同理，從第二接觸面向周圍地層的徑向傳熱量為Qr2 (z) =2 Jike (Th-Te) dz (6)
顯然，從井筒傳到第二接觸面的熱量等于從第二接觸面?zhèn)鹘o周圍地層的熱量。于是由(3)、(6)式得(7)式
權(quán)利要求
1.一種火驅(qū)油層過程中水平生產(chǎn)井井溫預(yù)測方法，其特征在于，所述的方法包括 根據(jù)水平生產(chǎn)井井段中的微元體熱平衡條件建立泄油段微元體溫度預(yù)測模型和非泄油段微元體溫度預(yù)測模型； 根據(jù)水平生產(chǎn)井井段的邊界條件，所述的泄油段微元體溫度預(yù)測模型以及非泄油段微元體溫度預(yù)測模型建立水平生產(chǎn)井井溫預(yù)測模型； 根據(jù)輸入的火驅(qū)油層過程中水平生產(chǎn)井的油層參數(shù)、井筒數(shù)據(jù)、流體數(shù)據(jù)以及建立的水平生產(chǎn)井井溫預(yù)測模型生成水平生產(chǎn)井井溫預(yù)測結(jié)果。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述的根據(jù)水平生產(chǎn)井井段中的微元體熱平衡條件建立泄油段微元體溫度預(yù)測模型和非泄油段微元體溫度預(yù)測模型包括根據(jù)水平生產(chǎn)井井段中氣體流入微元體的熱量、流出微元體熱量以及井段中氣體向第二接觸面徑向傳遞的熱量建立非泄油段微元體溫度預(yù)測模型；其中， 所述的氣體流入微元體的熱量為Qt (z) =WtCpmTf (z)； 所述的氣體流出微元體的熱量為Qt (z+dz) =WtCpmTf (z+dz)； 所述的氣體流入第二接觸面徑向傳遞的熱量為 Qrl (z) =2 31 rt0Ut0 (Tf-Th) dz ; 根據(jù)熱平衡條件確定非泄油段微元體溫度預(yù)測模型為z為井深，m ； Te為邊界溫度，V ； Cpm定壓比熱； Tf為井中流體溫度，V ; rt0為油管外徑,m ； Uto為垂直段總的傳熱系數(shù)，J/(ms0C )； wt為質(zhì)量流量，kg/s ； ke為地層導(dǎo)熱系數(shù)，J/(ms°C)。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述的根據(jù)水平生產(chǎn)井井段中的微元體熱平衡條件建立泄油段微元體溫度預(yù)測模型和非泄油段微元體溫度預(yù)測模型包括根據(jù)水平生產(chǎn)井井段中氣體流入微元體的熱量、流出微元體熱量、井段中氣體向第二接觸面徑向傳遞的熱量以及泄油段地層流體對井筒加熱的熱量建立泄油段微元體溫度預(yù)測模型；其中， 所述的氣體流入微元體的熱量為Qt (z) =WtCpmTf (z)； 所述的氣體流出微元體的熱量為Qt (z+dz) =WtCpmTf (z+dz)； 所述的氣體流入第二接觸面徑向傳遞的熱量為 Qrl (z) =2 31 rt0Ut0 (Tf-Th) dz ; 所述的泄油段地層流體對井筒加熱的熱量為Qr3 (Z) =ke (T0-Tf) dz 根據(jù)熱平衡條件確定泄油段微元體溫度預(yù)測模型為
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述的根據(jù)水平生產(chǎn)井井段的邊界條件，所述的泄油段微元體溫度預(yù)測模型以及非泄油段微元體溫度預(yù)測模型建立水平生產(chǎn)井井溫預(yù)測模型包括 根據(jù)水平生產(chǎn)井井段的邊界條件將水平生產(chǎn)井分為水平段和垂直段； 根據(jù)水平段的長度、泄油段微元體溫度預(yù)測模型以及非泄油段微元體溫度預(yù)測模型確定水平段井溫預(yù)測模型； 根據(jù)垂直段井深及非泄油段微元體溫度預(yù)測模型確定垂直段溫度預(yù)測模型。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述的根據(jù)水平段的長度變量I、泄油段微元體溫度預(yù)測模型以及非泄油段微元體溫度預(yù)測模型確定水平段井溫預(yù)測模型包括 對水平段的長度取自變量I ; 自變量I處于火燒前緣到腳尖之間時，Te=Tdgtzmax，井溫預(yù)測模型計算公式為
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述的根據(jù)垂直段井深及非泄油段微元體溫度預(yù)測模型確定垂直段溫度預(yù)測模型包括 對于垂直段Te=gt (Zniax-Z )，故計算公式為
7.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述的油層參數(shù)包括水泥環(huán)導(dǎo)熱系數(shù)、地層導(dǎo)熱系數(shù)、地溫梯度、地表溫度、泄油區(qū)長度、前緣溫度、泄油區(qū)邊界溫度、流入流體溫度以及燃燒前緣腳尖距離。
8.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述的井筒數(shù)據(jù)包括井眼直徑、油管外徑、套管外徑、二開深度、水平段長度及油層深度。
9.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述的流體數(shù)據(jù)包括日產(chǎn)氣量、日產(chǎn)油、氣體溫度、氣體壓力、氮氣體積分?jǐn)?shù)、二氧化碳體積分?jǐn)?shù)、氧氣體積分?jǐn)?shù)、甲烷體積分?jǐn)?shù)、原油體積分?jǐn)?shù)、水的體積分?jǐn)?shù)以及原油相對密度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種火驅(qū)油層過程中水平生產(chǎn)井井溫預(yù)測方法，該方法包括根據(jù)水平生產(chǎn)井井段中的微元體熱平衡條件建立泄油段微元體溫度預(yù)測模型和非泄油段微元體溫度預(yù)測模型；根據(jù)水平生產(chǎn)井井段的邊界條件，泄油段微元體溫度預(yù)測模型以及非泄油段微元體溫度預(yù)測模型建立水平生產(chǎn)井井溫預(yù)測模型；根據(jù)輸入的火驅(qū)油層過程中水平生產(chǎn)井的油層參數(shù)、井筒數(shù)據(jù)及流體數(shù)據(jù)以及建立的水平生產(chǎn)井井溫預(yù)測模型生成水平生產(chǎn)井井溫預(yù)測結(jié)果。
文檔編號E21B43/243GK102877835SQ20121038315
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月10日
發(fā)明者彭松良, 袁愛武, 王智博, 孫振宇, 趙吉成, 于曉聰, 李紅爽, 蔣雪, 吳曉明, 楊昕, 張滕, 楊東升 申請人:中國石油天然氣股份有限公司