[發明專利]一種超稠油油藏開采機構及方法

在審

• 申請號: 201810548204.7
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108487887A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 張烈輝;葛陽;趙玉龍;孫新革;羅建新;馮國慶
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B43/24
• 分類號: E21B43/24;E21B43/30;E21B47/07
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發明公開了一種超稠油油藏開采機構，包括至少一組開采組，每組開采組包括水平井和直井，水平井包括上水平井和下水平井，水平井均有水平段和豎直段；直井，其設置在水平井附近；直井的井壁外側安裝微波發射裝置和微波反射裝置，微波在兩兩直井之間的微波反射裝置之間往復反射。本發明還公開了使用該開采機構的開采方法，包括微波預熱地層，注蒸汽轉入初期生產階段；開采過程中，根據需要隨時加熱地層。本發明的有益效果是，減少蒸汽量使用，減少開采成本；能夠快速預熱地層，縮短打通開采通道時間，同時提升單位時間開采量；加熱地層范圍更廣；隨時監控地層溫度，調節微波功率實現蒸汽腔按照給定位置、大小和形狀發育，并使蒸汽腔均勻擴展。

技術領域

本發明涉及超稠油開采領域，尤其是涉及一種超稠油油藏開采機構，以及應用該開采機構的開采方法。

背景技術

蒸汽輔助重力泄油技術(SAGD)在加拿大油砂礦區、我國的遼河油田、新疆油田等地的稠油油藏得到了成功應用。其原理是在同一油層部署上下平行的兩口水平井，在上部注蒸汽井中注入高干度蒸汽，蒸汽向上超覆在地層中形成蒸汽腔，隨著蒸汽的不斷注入，蒸汽腔不斷向上及側面擴展，與油層中的原油發生熱交換。被加熱的原油粘度降低，與冷凝水在重力作用下向下流動，從油層下部的水平生產井中采出。SAGD開采分為兩個階段：啟動階段和生產階段；啟動階段需要向水平井注入蒸汽，蒸汽在兩口井中循環，儲層主要通過熱傳導來傳遞熱量；隨后均衡提壓，在兩井之間形成井間壓差，上水平井是注蒸汽井，下水平井是生產井，注蒸汽井壓力高于生產井，使井間原油往生產井流動；接下來上部注蒸汽井環空停止排液，下部生產井停止注蒸汽，轉入完全的SAGD生產階段。

循環預熱階段的目標是在最短時間內，使注蒸汽井和生產井均勻加熱連通，注蒸汽井與生產井之間建立泄油通道。對于常規的注蒸汽循環預熱，注蒸汽井與生產井井筒內均下入一根伸入水平段腳尖的長油管與一根伸入水平段腳跟的短油管，蒸汽分別從上部注蒸汽井與下部生產井井筒內的長油管注入，再分別從上部注蒸汽井與下部生產井井筒內的短油管采出。依靠注入蒸汽與油層之間的熱傳導、熱對流、與熱輻射作用加熱注蒸汽井與生產井之間的油層，降低原油粘度到150厘泊以下，使之具有較好的流動性，從而在轉入SAGD生產階段后，注蒸汽井與生產井之間的油層內原油能順利流動并形成泄油通道，使得蒸汽腔能夠不斷擴展，原油能夠不斷下泄被采出。但常規的注蒸汽循環預熱方法，受到油層導熱率、熱擴散系數等熱物性參數的影響，純蒸汽循環預熱加熱速度慢，通常需要注蒸汽循環預熱150－300天，注采井間油層內原油粘度才能達到150厘泊以下。在循環預熱階段將消耗大量的蒸汽與大量的熱能，成本極高。在循環預熱轉入正常SAGD生產后，隨著SAGD開始時間的延長，水平井段沿程往往會出現吸汽不均勻、動用程度低的問題，并且由于汽腔壓力的原因在儲層和井間都會出現氣體沿高滲層竄流的現象。

公開號為CN103244089A的一種微波輔助溶劑萃取稠油的開采方法中提出了在稠油油藏開采區設置水平注采井網結構，其中上部水平井為溶劑注入井，下部水平井為生產井；在上部水平井井口及井內部署微波發生設備，并根據上部水平井的水平段沿程溫度變化調節微波發生設備的功率。但是該方案未解決傳統SAGD的問題，一是微波的布置的官網僅僅局限在上水平井，沒有充分發揮微波加熱對不均質地層加熱的控制范圍；二是是一般情況下上水平井是伸入油層中間的，傳統的SAGD方式都有的問題就是水平井網上方的溫度等等真實的物理化學情況尤其是溫度是未知的，只能根據大致的經驗或者模擬計算。公開號為CN107420079A的一種雙水平井SAGD稠油的開采機構，其結構包括雙水平井，以及安裝在水平井之間的微波發射和反射裝置，微波能量在此井間被地層充分吸收。但是該方案存在循環預熱范圍較小，水平井網上方區域溫度也是未知的。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出了一種超稠油油藏開采機構及方法，旨在縮短SAGD循環預熱階段的時間，同時大大提高水平井網的對油層的加熱干預覆蓋范圍，達到縮短投產時間、提高開采產量和延長開采時間。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種超稠油油藏開采機構，包括至少一組開采組，每組開采組包括：