[发明专利]用于估计SAGD过程特性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及水平井中的热激采油，即，涉及用于估计蒸汽辅助重力泄油(Steam Assisted Gravity Drainage，SAGD)过程特性、例如沿着注入井的蒸汽流量、蒸汽腔宽度、油和水入流分布特性(profile)的方法。

背景技术

在全世界中，重油和沥青为常规石油资源的两倍以上。重油和沥青开采是一项复杂的过程，该过程需要针对特定的条件建造的产品和设备，这是因为这些流体在储层条件下粘度极其高(高达1500000厘泊)。重油和沥青粘度随温度增大明显降低，且热采方法看起来是最有希望的方法。

蒸汽辅助重力泄油(SAGD)与其他热采方法相比具有多个优点。通常这种方法的实施需要至少一对上下布置的平行水平井，所述平行水平井接近储层的底部钻探。上井，“注入井”用于注入蒸汽，下井，“生产井”用于产油。SAGD提供了较高的产率、更好的储层开采、降低的水处理成本和蒸汽油比(Steam to Oil Ratio，SOR)的显著降低。

使SAGD生产阶段明显变复杂的多种问题中的一种问题是蒸汽穿透到生产井的可能性。为了应对该问题，生产过程基于井下压力和温度(P/T)监测而需要复杂的操作技术。P/T监测数据本身并不提供生产井入流分布特性、可能的蒸汽穿透和蒸汽穿透区的位置方面的信息。P/T测量结果的解释需要全比例3D SAGD模拟，而全比例3D SAGD模拟不能提供实时的响应。简化的SAGD模型(例如，参看作者Reis L.C.于1992年发表的文章“A steam Assisted Gravity Drainage Model for Tar Sands”，Linear Geometry，JCPT，Vol.13，No.10，p.14.)可用作SAGD 3D模拟的一种替代方案，但现有的SAGD简化模型没有考虑在SAGD生产阶段中向储层和覆岩层的瞬时热传递，且没有考虑地层中的水的存在。因此，基于这些模型的P/T解释提供了估计过高的产油率(没有显示出产油率随着时间的降低)，且不能给出产水量的估计，因此，没有提供有关SOR的信息。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速、准确、高效的用于评估SAGD过程特性、例如沿着注入井的蒸汽流率、蒸汽腔宽度、油和水入流分布特性的方法。

该方法包括以下步骤：测量沿着注入井的温度以及注入井的入口处的蒸汽干度(steam quality)和注入速率；通过使用获得的数据估计压力分布特性；通过使用获得的压力分布特性和注入速率并结合用于井眼中的压力损失和注入井管道和环空之间的热交换的1D注入井模型估计蒸汽注入分布特性；使用获得的蒸汽注入分布特性作为一组2D横截面SAGD分析模型的输入参数，所述2D横截面SAGD分析模型考虑到了储层和覆岩层性能对生产参数和SAGD特征的影响；以及基于用于凝结蒸汽的能量守恒定律并考虑到向着储层和覆岩层的热损失和进而的随时间变化的流体产率来估计SAGD过程特性。SAGD分析模型使用获得的数学解答方法求解，且能够在SAGD生产阶段中在不同的时间确定蒸汽腔几何特征和产油率、产水率。

在本发明的一个实施例中，沿着注入井的温度通过分布布置的温度传感器测量。

附图说明

图1示出了蒸汽腔几何特征，其中，q_s是蒸汽注入速率，q_w是产水量，q_o是产油率，h是蒸汽腔高度，dh是所述蒸汽腔的底部与生产井之间的距离，1-蒸汽腔，2-注入井，3-生产井。

图2示出了通过使用瞬时产油率作为参数利用数字模拟结果对模型的评估：1-数字模拟、2-开发的分析模型，3-Butler分析模型。

图3示出了利用用于蒸汽腔宽度参数的数字模拟结果对模型的评估：1-开发的分析模型，2-数字模拟。

图4示出了使用SAGD模型计算的储层热传导率的影响的估计和通过使用油体积比作为对比参数利用数字模拟结果对该模型的评估：1-1W/m/K，2-2W/m/K，5-3W/m/K，4-4W/m/K。

图5示出了使用SAGD模型计算的覆岩层热传导率的影响的估计和通过使用油体积比作为对比参数利用数字模拟结果对该模型的评估：1-1W/m/K，2-2.1W/m/K，3-5W/m/K。

图6示出了应用示例中使用的注入井完井状态：1-管道中的蒸汽流(不具有质量交换)，2-环空中的蒸汽流(具有质量交换)。