[發明專利]一種超稠油注蒸汽采油燜井時間的確定方法及計算裝置

有效

• 申請號: 201310482066.4
• 申請日: 2013-10-15
• 公開（公告）號: CN103590798A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 鄧中先;楊志祥;金璐;喬沐;黃麗;何金寶;沈閩;王喆
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B43/24
• 分類號: E21B43/24
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 黨曉林

技術領域

本發明涉及注蒸汽采油技術領域，特別涉及一種超稠油注蒸汽采油燜井時間的確定方法及計算裝置。

背景技術

在石油開采技術中，直接從油井中開采出來未加工的石油為原油，它是一種由各種烴類組成的黑褐色或暗綠色黏稠的液態或半固態的可燃物質。雖然原油的基本元素類似，但在不同生產地區和不同地層，從地下開采的天然原油的品種卻紛繁眾多。各個品種的天然原油的物理性質有很大的差別，例如原油的黏度。黏度是流體粘性的一種量度，是液體在流動時其分子間產生摩擦現象的一種表征。不同品種的原油黏度一般是不同的。其中，稠油是指瀝青質和膠質含量較高、黏度較大的原油。根據我國的稠油分類標準，黏度為50毫帕斯卡·秒(mPa·s)-10000毫帕斯卡·秒(mPa·s)的屬于普通稠油；黏度為10000毫帕斯卡·秒(mPa·s)-50000毫帕斯卡·秒(mPa·s)的屬于特稠油；黏度大于50000毫帕斯卡·秒(mPa·s)的原油屬于超稠油。

實踐表明，稠油的黏度一般會隨著溫度的變化發生顯著的改變。隨著溫度的升高，稠油的黏度一般會降低。超稠油往往還存在流變拐點溫度，即當油層溫度高于某一臨界溫度時，原油可以流動，當油層溫度低于該臨界溫度時，原油基本不流動。原油基本不流動時，油井產量很可能會迅速下降到零。該臨界溫度即為流變拐點溫度。由于超稠油存在上述所提到的原油黏度會隨溫度升高而降低的現象，所以對超稠油的開采、輸送一般需要利用熱力手段來降低超稠油的黏度，例如采用注蒸汽開采技術進行超稠油的開采。

蒸汽吞吐是一種相對簡單和成熟的注蒸汽開采的技術，目前被廣泛應用于稠油開采技術領域。蒸汽吞吐作業的過程可分為三個階段：注汽、燜井、回采(即生產)，具體步驟是：注汽，即向油井內注入一定量的蒸汽；然后燜井，即關井一段時間，使蒸汽的熱能向油層擴散；最后回采，即開井進行生產。蒸汽吞吐的原理是通過蒸汽加熱油層中的原油，使其黏度降低，有效利用蒸汽的熱能可以有效地增加油井的采油量。可見，在蒸汽吞吐作業的三個階段中，燜井這一階段尤其重要，注蒸汽采油井的燜井時間會直接影響油井采油量。燜井時間過短，熱交換或熱傳導不充分，蒸汽波及的體積小，可流動的原油少；燜井時間過長，油層溫度從高溫值逐漸冷卻降溫，注入蒸汽向頂底層的熱損失將增加，熱能利用率低。如果油井的燜井時間選擇的是最佳燜井時間，則可以大幅度提高蒸汽熱能的利用率，從而增加油井注蒸汽采油的產油量。

現階段對于如何確定超稠油最佳燜井時間的研究較少。在實際生產中，往往都是根據生產的經驗值來確定實際生產時的燜井時間，不能保證生產時能得到最大的產油量。

在文獻《應用試井方法確定蒸汽吞吐最佳燜井時間》一文中楊先勇等學者提出了一種確定最佳燜井時間的方法，該方法首先向油層注入一定量的蒸汽，假設在理想情況下，注入蒸汽后的油層可以分為兩個區域：蒸汽區和冷油區；建立理想情況下油層中蒸汽區和冷油區的二區數學模型；通過建立的二區復合數學模型對油井中的壓力和溫度數據進行分析；將蒸汽在加熱帶消失，全部冷凝成水時的時間確定為最佳燜井時間。上述確定最佳燜井時間的方法，考慮將注入的蒸汽以最大量釋放到油層為目標，將蒸汽在加熱帶消失，全部冷凝成水，且油井內壓力穩定時的時間確定為最佳燜井時間，這就使得油井燜井時間過長，油層溫度從高溫值逐漸冷卻降溫，造成熱量大量損失，降低了蒸汽熱能的利用率，實際生產時不能保證最大產油量。

發明內容

本發明的目的是提供一種超稠油注蒸汽采油最佳燜井時間的確定方法及計算裝置，以確定出最佳燜井時間。

本發明提供一種超稠油注蒸汽采油燜井時間的確定方法，包括以下步驟：

S1：計算裝置計算注汽結束時油層的第一溫場分布；

S2：計算裝置計算燜井期間頂底層總散失熱量，根據所述燜井期間頂底層總散失熱量計算頂底層散失熱量造成的溫度下降速率；

S3：計算裝置根據S2中頂底層散失熱量造成的溫度下降速率和第一溫場分布計算不同燜井時間下，燜井結束時的實際第二溫場分布；

S4：計算裝置計算開井生產過程中產液帶出熱量產生的溫度影響；

S5：計算裝置根據S2中頂底層散失熱量造成的溫度下降速率、第二溫場分布和S4中產液帶出熱量產生的溫度影響，計算不同燜井時間下，開井生產過程中的實際溫場與生產時間的第一關系；

S6：計算裝置獲取原油的流變拐點溫度，根據第一關系得到不同燜井時間下，有效加熱半徑與開井生產時間的第二關系；

S7：計算裝置根據油井中地層壓力影響，計算不同燜井時間下，油井的泄油半徑與原油流動時間的第三關系；