[发明专利]水平井分段优化注汽技术

说明书

所属技术领域

本发明属于油田采油工艺技术，主要应用于油藏注蒸汽开采，特别涉及一种水平井分段优化注汽技术。 

背景技术

水平井蒸汽吞吐和蒸汽辅助重力泄油是目前注蒸汽开采稠油的主要技术，由于水平井与油藏接触面积大，注蒸汽波及体积大，产能较直井高，在世界范围内得到广泛应用。但是，由于油藏非均质性和水平井段长度的影响，水平井笼统注汽时普遍存在水平段油藏动用不均的矛盾，现场测试资料表明，动用较好井段长度仅占总井段的1/3至1/2，且随着开采程度增加，水平段油藏动用不均的矛盾将不断加剧，严重制约了水平井产能的发挥。调整吸汽剖面、提高水平段油藏动用程度、改善注汽开采效果的潜力非常大。 

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供了一种水平井分段优化注汽技术。该技术根据水平段油藏地质特征和动用情况，利用封隔器等井下工具，将水平段注汽管柱分成两个或多个相对独立的注汽腔，将水平井笼统注汽方式变成有针对性的水平井分段注汽，并通过优化设计注汽方式、管柱结构和注汽参数，实现不同井段的定量优化注汽，有效调整水平段油藏的吸汽剖面，改善油藏动用不均的状况。 

解决其技术问题所采取的技术方案是在注汽管与筛管(或套管)之间用封隔器封堵，将笼统注汽的一个注汽腔分割成几个注汽腔(即分成两段或多段)。封隔器采用热敏和机械坐封和特别的安全解封方法，可以实现安全下井和起出。另外，根据分段优化注汽工艺的需要，可在各段注汽管上采用不同结构和功能的注汽阀。 

本发明的水平井分段优化注汽技术根据油藏地质特征和动用情况，可采用选段注汽、两段分注和两段(或多段)同注三种注汽工艺。对于局部动用程度过高、汽窜或出水的水平井，可在注汽管上安装封隔器和扶正器，封隔动用程度高、汽窜或出水井段，进行选段注汽；对于层段动用差异较大的水平井，可在注汽管上安装封隔器、注汽阀、分配器和扶正器，进行两段分注；对于层段动用差异相对较小的水平井，可在注汽管上安装封隔器、注汽阀和扶正器，进行多段同注。 

本发明的水平井分段优化注汽技术另一个技术特点是蒸汽在封隔器附近地层的渗流提高了封隔器所在位置油藏的动用程度，封隔器安装在动用差油藏部位可提高其动用程度，需要根据油藏地质特征和动用状况来优化封隔器位置及注汽参数。 

本发明主要是针对水平井笼统注汽时存在的水平段油藏动用不均问题。在水平井注汽开采稠油过程中，油层蒸汽扩散和原油流动特征受完井方式和注汽管柱结构等井身结构的影响。室内模拟结果和现场实测数据均表明，传统的简单注汽管柱和笼统注汽工艺容易造成局部吸汽量大、加热温度高，水平井各段油层加热效果不均，动用效果差，产量递减快，最终采收率低。 

周期结束后温度测试能够在一定程度上反映水平层段动用情况。某井原始和不同周期结束后井温测试结果见附图1。这是典型的“跟部动用好、端部动用差”，且随着注汽周期增加，跟部和端部温度差异不断增大，可达2倍以上。室内模拟和现场测试还发现存在“跟部动用差、端部动用好”、“两端动用差、中部动用好”及“两端动用好、中部动用差”。水平段油藏动用不均直接影响了水平井注汽的开采效果。对于超稠油油藏，由于稠油粘度高，其水平段油藏动用不均现象要更严重一些。 

现场测试资料表明，水平井笼统注汽时井段间温度差异大，动用程度差。均质地层笼统注汽后井段间温度差异可达20～40℃以上。而非均质油藏井段间平均温度差异可达80～100℃。动用较好井段长度仅占总井段的1/3至1/2，且随着开采程度增加，水平段油藏动用不均的矛盾将不断加剧，严重制约了水平井产能的发挥。调整吸汽剖面、提高水平段油藏动用程度、改善注汽开采效果的潜力非常大。 

本发明的水平井分段优化注汽方式可采用选段注汽、两段分注和两段(多段)同注三种方式。不同水平井注汽方式的管柱结构见附图2。选段注汽是在注汽管设定位置安装封隔器，只在封隔器一侧有出汽口，见附图2(b)。两段分注是在注汽管设定位置安装封隔器，封隔器一侧开有出汽口，另一侧安装注汽阀，安装出汽口一端注汽结束后，投球封堵，另一侧注汽阀开启后注汽，见附图2(c)。多段同注是在注汽管 设定位置安装一个或多个封隔器，在封隔器之间安装多个出汽口和/或注汽阀，见附图2(d)。 

本发明的选段注汽工艺主要用于封堵高渗段和水淹段。通过封堵高渗段和水淹段，只向低渗段或动用效果差层段注汽，提高该层段的吸汽量，改善其动用效果。可分为封隔器封堵“跟部”和“端部”两种封隔器选段注汽方式。当满足以下条件下，可考虑采用封隔器封隔注汽工艺：