本发明专利技术实施例提供一种双水平井蒸汽辅助重力泄油过程中的循环预热方法及装置，其中，该方法包括：根据油藏静态参数和注汽井的管柱结构参数，分析垂直井筒中过热蒸汽的沿程热力参数变化规律，计算过热蒸汽在注汽井的水平井跟端处的热力参数；根据油藏静态参数，在不同的注汽井管柱结构参数下，在水平段进行双油管注过热蒸汽时，计算水平段内过热蒸汽的热力参数分布状态；根据过热蒸汽在注汽井的水平井跟端处的热力参数和水平段内过热蒸汽的热力参数分布状态，调整注汽井的管柱结构参数，确定向注汽井注入过热蒸汽的注汽参数，采用调整后的管柱结构参数和确定的注汽参数向注汽井注入过热蒸汽进行循环预热，使得注汽井的水平井趾端处于持续过热状态。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油开采
，特别涉及一种双水平井蒸汽辅助重力泄油过程中的循环预热方法及装置。
技术介绍
相对于常规原油来说，稠油虽然粘度高，流动困难，开采难度大，但是资源总量丰富，据有关专家估计全世界的稠油总资源量比常规原油资源量高十余倍，具有替代常规石油能源的战略地位。而且稠油资源分布广泛，几乎所有产油国都有发现。随着热力开采技术的发展，稠油油藏的开采规模也在逐步扩大，产量在不断增长，稠油热采在石油工业中已经占有较为重要的位置。我国稠油资源分布很广，储量丰富。陆上稠油、沥青资源约占石油总资源量的五分之一以上。目前已在12个盆地发现了70多个稠油油田或区块。到1994年底，累积投入开发的地质储量为8.ll×108t。我国稠油开采的历史可以追溯到60年代初，在新疆克拉玛依油田，最先开展了蒸汽吞吐、蒸汽驱试验之后，在引进国外注蒸汽开采的先进技术和装备基础上，经消化吸收，逐步形成了适应我国稠油油藏特点的注蒸汽开采技术，极大地促进了我国稠油大规模工业化开采。我国己经成为世界主要稠油生产国之一，但是我国稠油开采存在如下问题：开采方式单，主要是蒸汽吞吐。虽然技术成熟，开发效果好，但是技术适用范围小，产量上升空间有限，对特稠油和超稠油不适用。为了满足我国经济快速增长的需要，迫切需要扩大稠油的可采储量，而特稠油、超稠油资源量丰富，可作为普通稠油的接替储量。蒸汽辅助重力泄油技术就是针对特稠油、超稠油高粘度特点而应运而生的一种经济有效的开采方法。蒸汽辅助重力泄油(SAGD，Steam assisted gravity drainage)的理论由罗杰.巴特勒博士首次提出，最初的概念是基于注水采盐的原理。其基本原理为：通过向油藏中注入蒸汽加热地层原油，增加了原油的流动性；同时，由于蒸汽的密度远远小于原油的密度，在重力差异的作用下被加热的原油和冷凝的液态水向下运移，蒸汽向上运移填补原来的空间。蒸汽辅助重力泄油技术在加拿大油砂矿区已经成熟配套，并实现了大规模商业化应用，具有稳产期长，稳产期产量水平高、采收率高等突出优势。自2008年以来，在中国新疆、辽河等稠油油区开展了大规模的蒸汽辅助重力泄油工业化试验，目前已转入蒸汽辅助重力泄油商业化生产井有100多个，对实现稠油的持续稳产以及中国能源战略目标的实现具有重要的意义。蒸汽辅助重力泄油(SAGD)的布井方式主要有两种，第一种是双水平井组合，在靠近油藏的底部钻一对相互平行的水平井，上部的水平井为注汽井，下部的水平井为生产井。第二种布井方式为直井水平井组合，即在靠近油藏底部钻一口水平井，在水平井的正上方或者斜上方钻几口直井，直井为注汽井，水平井为生产井。由于水平井增大了井眼与地层的接触范围，增加了地层的加热范围和动用范围，双水平井蒸汽辅助重力泄油技术在加拿大得到了广泛的研究和现场试验。双水平井组合蒸汽辅助重力泄油开采稠油油藏一般分为两个阶段：地层预热阶段和重力泄油阶段。目前双水平井组合蒸汽辅助重力泄油主要有蒸汽吞吐预热启动和注蒸汽循环预热启动两种方法。蒸汽吞吐预热启动注入压力高、温度高，容易对完井井身结构造成损害，且水平段吸汽均匀性差，容易对后期蒸汽辅助重力泄油生产造成不利影响。注蒸汽循环预热启动，加热均匀，启动平稳，因此目前现场多采用注蒸汽循环预热方式。循环预热阶段的目标是在最短的时间内，实现油层的均匀加热，使注汽井和生产井均匀加热连通。循环预热阶段一般分为三步：(1)蒸汽在两口井中循环，储层主要通过热传导来传递热量；(2)在两井之间形成井间压差，注汽井压力高于生产井，使井间原油往生产井流动，为转入完全的蒸汽辅助重力泄油生产做准备；(3)上部注蒸汽井环空停止排液，下部生产井停止注蒸汽，转入完全的蒸汽辅助重力泄油生产阶段。目前通常采用注普通湿蒸汽进行双水平井蒸汽辅助重力泄油循环预热，由于在循环预热过程中热量不断经井筒向油层传导，蒸汽干度逐渐降低，在水平井跟端部位容易发生积液，造成水平井跟端部位过度加热，形成注采井间在跟端部位优先热连通，使注汽井和生产井加热连通不均匀，从而不利于蒸汽辅助重力泄油生产。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种双水平井蒸汽辅助重力泄油过程中的循环预热方法，以解决现有技术中注汽井和生产井加热连通不均匀的技术问题。该方法包括：采集油藏静态参数和双水平井蒸汽辅助重力泄油过程中注汽井的管柱结构参数；根据所述油藏静态参数和所述注汽井的管柱结构参数，分析从注汽井井口到注汽井的水平井跟端之间的垂直井筒中过热蒸汽的沿程热力参数变化规律，计算过热蒸汽在所述注汽井的水平井跟端处的热力参数；根据所述油藏静态参数，在不同的注汽井管柱结构参数下，在从注汽井的水平井跟端到水平井趾端之间的水平段进行双油管注过热蒸汽时，计算所述水平段内过热蒸汽的热力参数分布状态；根据过热蒸汽在所述注汽井的水平井跟端处的热力参数和所述水平段内过热蒸汽的热力参数分布状态，调整所述注汽井的管柱结构参数，确定向所述注汽井注入所述过热蒸汽的注汽参数，采用调整后的管柱结构参数和确定的注汽参数向所述注汽井注入所述过热蒸汽进行循环预热，使得所述注汽井的水平井趾端处于持续过热状态。在一个实施例中，分析从注汽井井口到注汽井的水平井跟端之间的垂直井筒中过热蒸汽的沿程热力参数变化规律，包括：根据过热蒸汽在所述垂直井筒中的质量守恒原理、动量定理和能量守恒原理，分析过热蒸汽在所述垂直井筒中的沿程热力参数变化规律。在一个实施例中，分析从注汽井井口到注汽井的水平井跟端之间的垂直井筒中过热蒸汽的沿程热力参数变化规律，包括：取所述垂直井筒的微元体进行受力分析，通过以下公式分析过热蒸汽在所述垂直井筒中的温度分布：其中，表示单位长度内过热蒸汽的温度变化；Cp为过热蒸汽的比定压热容；w0为垂直井筒的微元体质量流量；为单位长度单位时间内通过热传导向油层传递的热量；为单位长度单位时间内摩擦损失的能量；为单位长度的热焓值变化；ν为过热蒸汽比容；g为重力加速度；为单位长度的压力变化；T是过热蒸汽的温度；已知过热蒸汽在注汽井井口处的压力后，通过以下公式分析过热蒸汽在所述垂直井筒中的压力分布：dPA＝-τf+ρ1v12A-ρ2v22A，其中，dP为单位长度的过热蒸汽压降；A为垂直井筒的横截面积；τf为摩擦阻力；ρ1是微元体上端处过热蒸汽的密度；ρ2是微元体下端处过热蒸汽的密度；v1是微元体上端处过热蒸汽的流速；v2是微元体下端处过热蒸汽的流速。在一个实施例中，在不同的注汽井管柱结构参数下，计算从注汽井的水平井跟端到水平井趾端之间的水平段在进行双油管注过热蒸汽时，在所述水平段内过热蒸汽的热力参数分布状态，包括：取所述水平段的微元段进行受力分析，通过以下公式计算在所述水平段内过热蒸汽的压力分布：其中，是单位长度水平段的压力变化；Am是水平段环空横截面积；vm是单位长度水平段内过热蒸汽的流速；是单位长度水平段的吸汽速度；是单位压降下的温度变化；p是过热蒸汽压力；T是过热蒸汽温度；是单位长度的摩擦力；vis为油层质量吸汽速度；通过以下公式计算在所述水平段内过热蒸汽的温度分布：其中，表示单位长度水平段内过热蒸汽的温度变化；wi为水平段的微元段质量流量；ΔL为水平段的微元段长度；ρ为过热蒸汽密度；为单位长度水平段通过热传导向油层传递的热量；为单位长度水平段通过本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双水平井蒸汽辅助重力泄油过程中的循环预热方法，其特征在于，包括：采集油藏静态参数和双水平井蒸汽辅助重力泄油过程中注汽井的管柱结构参数；根据所述油藏静态参数和所述注汽井的管柱结构参数，分析从注汽井井口到注汽井的水平井跟端之间的垂直井筒中过热蒸汽的沿程热力参数变化规律，计算过热蒸汽在所述注汽井的水平井跟端处的热力参数；根据所述油藏静态参数，在不同的注汽井管柱结构参数下，在从注汽井的水平井跟端到水平井趾端之间的水平段进行双油管注过热蒸汽时，计算所述水平段内过热蒸汽的热力参数分布状态；根据过热蒸汽在所述注汽井的水平井跟端处的热力参数和所述水平段内过热蒸汽的热力参数分布状态，调整所述注汽井的管柱结构参数，确定向所述注汽井注入所述过热蒸汽的注汽参数，采用调整后的管柱结构参数和确定的注汽参数向所述注汽井注入所述过热蒸汽进行循环预热，使得所述注汽井的水平井趾端处于持续过热状态。
【技术特征摘要】
1.一种双水平井蒸汽辅助重力泄油过程中的循环预热方法，其特征在于，包括：采集油藏静态参数和双水平井蒸汽辅助重力泄油过程中注汽井的管柱结构参数；根据所述油藏静态参数和所述注汽井的管柱结构参数，分析从注汽井井口到注汽井的水平井跟端之间的垂直井筒中过热蒸汽的沿程热力参数变化规律，计算过热蒸汽在所述注汽井的水平井跟端处的热力参数；根据所述油藏静态参数，在不同的注汽井管柱结构参数下，在从注汽井的水平井跟端到水平井趾端之间的水平段进行双油管注过热蒸汽时，计算所述水平段内过热蒸汽的热力参数分布状态；根据过热蒸汽在所述注汽井的水平井跟端处的热力参数和所述水平段内过热蒸汽的热力参数分布状态，调整所述注汽井的管柱结构参数，确定向所述注汽井注入所述过热蒸汽的注汽参数，采用调整后的管柱结构参数和确定的注汽参数向所述注汽井注入所述过热蒸汽进行循环预热，使得所述注汽井的水平井趾端处于持续过热状态。2.如权利要求1所述的双水平井蒸汽辅助重力泄油过程中的循环预热方法，其特征在于，分析从注汽井井口到注汽井的水平井跟端之间的垂直井筒中过热蒸汽的沿程热力参数变化规律，包括：根据过热蒸汽在所述垂直井筒中的质量守恒原理、动量定理和能量守恒原理，分析过热蒸汽在所述垂直井筒中的沿程热力参数变化规律。3.如权利要求2所述的双水平井蒸汽辅助重力泄油过程中的循环预热方法，其特征在于，分析从注汽井井口到注汽井的水平井跟端之间的垂直井筒中过热蒸汽的沿程热力参数变化规律，包括：取所述垂直井筒的微元体进行受力分析，通过以下公式分析过热蒸汽在所述垂直井筒中的温度分布： d T d z ...
【专利技术属性】
技术研发人员：何聪鸽，范子菲，许安著，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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