[发明专利]降低蒸汽腔外溢预防SAGD开发过程中顶水下窜的方法

说明书

本发明公开了一种降低蒸汽腔外溢预防SAGD开发过程中顶水下窜的方法。该方法包括以下步骤：S100、确定目前蒸汽腔的空间发育形态；S200、确定影响顶水入侵速率的主要因素；S300、利用S200中确定的主要因素建立顶水下窜速率的数学模型，计算当沥青壳厚度下的水和油的流量；S400、评价顶部沥青壳的封隔能力；S500、评价蒸汽腔与顶水层压差对顶水入侵速率的影响；S600、建立预防顶水下窜的技术界限。需要通过控制蒸汽腔与顶水层之间的压差，来减少顶水下窜的风险、保障SAGD的生产效果；从而延长顶水油藏的开发生产期，提高油藏的最终采收率。

技术领域

本发明涉及油田采油技术领域，具体涉及一种降低蒸汽腔外溢预防SAGD开发过程中顶水下窜的方法。

背景技术

超稠油SAGD开发技术是开发超稠油的一项前沿技术。其开采机理是通过注汽井中注入高干度蒸汽，蒸汽向上超覆在地层中形成蒸汽腔，蒸汽腔向上及侧面扩展，与油层中的原油发生热交换，被加热降粘后的原油和蒸汽冷凝水依靠重力作用泄到下面的水平生产井中产出，蒸汽腔持续扩展，不断占据原油体积。该技术由Butler博士1978年发明(Butler RM著.见王秉章等译.重油和沥青的热力开采工艺M.北京石油工业出版社，1994：31～40.)，目前，已在国内外部分油田推广应用，国内新疆油田和辽河油田成功引进SAGD技术，并在超稠油油藏中成功实施，取得了较好的开发效果，极大的扭转了蒸汽吞吐年产油量持续递减的局面，采油速度高、开采成本低，其技术优势得到石油行业人士的认可，被认为是采收率最高的热采开发技术之一。

ZL201611114279.1公开了一种改善SAGD开发效果的预处理方法，在该方法中将超临界CO₂压裂技术引入到稠油开采过程中，利用超临界CO₂对油藏进行预处理，通过大幅度降低原油粘度，降低SAGD操作过程中的蒸汽需求量，缩短循环预热时间，提高蒸汽带驱油效率，达到经济、有效开发稠油油藏的目的。ZL200810113261.9公开了一种气体辅助SAGD开采超稠油技术的方法，在该方法中应用非凝析气体(N₂，甲烷，CO₂等)注入到已发育的蒸汽腔中。利用气体导热系数小并且为非凝析气体的性质，形成隔热层，减小蒸汽向上覆岩层的传热速度，降低热损失，提高热效率；同时分布在蒸汽腔上部的非凝析气体能够维持系统压力，不仅对原油起到向下的推动作用，还缓解了蒸汽向上的超覆速度，加强了蒸汽腔的侧向扩展能力，增大蒸汽横向波及体积；但是该方法在应用中存在注入的非凝析气体影响蒸汽注入能力的问题，操作中发现同时注入非凝析气体时，由于明显提高了蒸汽腔压力，蒸汽注入量降低在30％左右。其次注入的气体仅仅有隔热和降粘的作用，因此只能提高采油速度，而在提高驱油效率方面效果并不明显。

ZL201810028967.9公开了一种抑制SAGD蒸汽腔纵向突进的方法，对于SAGD开发过程中由于操作不当，导致蒸汽腔局部突进现象，特别是对于顶水的超稠油油藏，采用水+氮气交替注入的方式来抑制蒸汽腔突进，一方面注入的氮气密度小于蒸汽密度，注入的氮气主要分布在原始蒸汽腔顶部，利用氮气导热系数小的性质，在蒸汽腔顶部形成隔热层，另一方面，利用，常温水的热焓远小于水蒸汽的热焓，注入常温水降低突进腔温度，但是该方法在应用中存在注入氮气气体影响蒸汽注入能力，注入气体时也明显提高了蒸汽腔压力，减少了约30％蒸汽注入量，只能提高采油速度，不能提高驱油效率，同时，现场操作过程中发现，气体的刺穿作用导致汽腔在注入气体后短期内迅速膨胀，导致原有的突进的蒸汽腔又向上突进了3-5米。而注入常温水的方式在一定程度上降低了与常温水接触的局部的汽腔温度，长期注入常温水导致汽腔温度下降，影响SAGD产油量。

为延长这种发育顶水的超稠油油藏SAGD开发生产期，减弱因油藏陆相沉积非均质性强，以及转SAGD开发方式前蒸汽吞吐动用不均带来的影响，防止蒸汽腔单沿某一优势通道方向快速向上突进，造成蒸汽腔单点迅速扩展至油藏顶部后，将导致顶部巨大的顶水水体下窜、倒灌进入油藏内，SAGD开发将终止，而油藏内由于汽腔发育不均，在油层上部还未形成汽腔的区域，也将因为水淹而无法采出，从而导致最终采收率低，浪费较好的石油资源。